¶ LED Leuchtdiode
Eine LED (Light Emitting Diode) auch Leuchtdiode genannt, ist eine Diode, die in Durchlassrichtung betrieben, Licht aussendet. In Gegenrichtung betrieben, sperrt die LED wie eine normale Diode und sendet kein Licht. Das Schaltbild mit dem Pfeil kann man sich als Eselsbrücke merken, der Strom fließt in Pfeilrichtung von der Anode (+) zur Kathode (-) (technische Stromrichtung).
¶ LED Vorwiderstand
Zum Betrieb einer LED ist immer ein Vorwiderstand notwendig. Die Größe des Vorwiderstandes (als Faustformel ca. 220 Ohm bei 5V) hängt ab:
- von der Durchlassspannung (abhängig von der Farbe, 1.6V-2.2V für eine rote LED),
- der Betriebsspannung (zum Beispiel 5V)
- und dem max. Betriebsstrom (20mA) ab.
Es gibt auch Low Current LEDs mit einem max. Gesamtstrom von 2mA. Im Zweifel lieber einen höheren Widerstandswert nehmen.
Der LED Vorwiderstand berechnet sich nach folgender Formel:
R = (Uv - Ul) / Il
Uv entspricht der Versorgungsspannung, Ul der Durchgangsspannung der LED und Il dem Strom durch die LED. Für eine rote LED an 5V Versorgungsspannung ergibt das:
R = (5V - 1,6V) / 0,02A = 170 Ohm
Je nach verwendeter E-Reihe würde man den nächst größeren Widerstand wählen, in diesem Beispiel 220 Ohm (bei Verwendung der E6 Reihe)
Die Durchgangsspannung gängiger LEDs sind:
- infrarot/rot 1.6 - 2.2V
- gelb/grün 1.9 - 2,5V
- blau/weiss 2,7 - 3.5V
- ultraviolett 3.1 - 4,5V
Im Elektronik Kompendium gibt es einen Online LED Vorwiderstandsrechner
¶ Was macht es:
Sendet Licht aus, wenn Strom in Durchlassrichtung fließt.
¶ Anzahl Anschlüsse:
2 (der längere Anschluss, die Anode, geht an Plus. Der Kathoden Anschluss kann erfühlt werden, das LED Gehäuse ist an der Kathodenseite etwas abgeflacht )
¶ Identifizierung:
Sieht aus wie eine kleine Glühbirne.
¶ Was zu beachten ist:
- Funktioniert nur in eine Richtung
- benötigt einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung
¶ Beispiele
¶ Simulation
Es gibt eine Simulation für TinkerCAD
Circuits. Hier kann mit der Seriell- und Parallelschaltung von Dioden verschiedene Experimente durchgeführt werden.
Tinkercad Circuits - LED Basis Schaltungen
¶ Übungen:
- Was passiert beim Ändern des Vorwiderstandes bei den verschiedenen Basis Schaltungen?
- Was passiert, wenn man die LED ohne Vorwiderstand betreibt?
- Ändere die Spannungsversorgung zwischen 1 und 4 Batterien und beobachte was passiert