Angepinnt Reihen + Parallelschaltung von LEDs, Vorwiderstand berechnen

    Reihen + Parallelschaltung von LEDs, Vorwiderstand berechnen

    Reihen + Parallelschaltung von LEDs
    Da sich hier ständig neue Forenmitglieder anmelden und dann die Frage nach Reihen und Parallelschaltung
    gestellt wird, versuche ich mal hiermit den „Neulingen“ die mit LEDs etwas basteln wollen, die Reihen und Parallelschaltung etwas näher zu bringen

    Da die Versorgung mit 12V sich hier etabliert hat, werden die Beispiele auch für 12V ausgelegt.

    Ein Steckernetzteil hat erst mal 2 Werte die wichtig sind.
    Die angegebene Spannung (Beispiel 12V) und den angegebenen Strom ( Beispiel 500mA)
    Hier ist darauf zu achten das es stabilisierte und nicht stabilisierte Netzteile gibt.
    Nicht stabilisierte Netzteile erkennt man nur daran das wesentlich mehr Spannung herauskommt als drauf steht
    Die Werte liegen in etwa bei 1,4-1,7 fachen über der angegebenen V
    Also immer erst mit einem Multimeter nachmessen.

    Wichtig: In einer Reihenschaltung addieren sich die Volt, die Ampere bleiben immer gleich.
    Noch wichtiger: LED müssen immer mit Vorwiderstand betrieben werden, um evtl. Spannungsspitzen
    abzufangen.

    Sicher kann man noch 10 Seiten schreiben warum weshalb wieso, es soll aber für die Neulinge
    so einfach wie möglich sein.

    Gehen wir davon aus das ein Stecker-NT mit 12V und 500mA vorhanden ist.
    Als LEDs nehmen wir weiss 3,1V/20mA, die ihr in Reihe schalten wollt.

    Man kann immer nur soviel LEDs in Reihe schalten wie das NT (hier im Beispiel 12V) hergibt.
    4 LEDs in Reihe ergibt 4*3,1V=12,4V was die 12 V Eingangsspannung um 0,4V übersteigt.
    Außer dem braucht man ja noch den Vorwiderstand.
    Also gehen nur 3 LEDs in Reihe, macht 3*3,1V= 9,3V
    12V Eingangsspannung –9,3V für die LEDs=2,7V. Die 2,7V müssen jetzt von dem Vorwiderstand
    vernichtet werden. 2,7V wird geteilt durch die 20mA die die LED verbraucht ergibt einen
    Widerstand von 135 Ohm.
    Da es einen solchen nicht gibt, nimmt man den nächst größeren Widerstand, das wären dann 150 Ohm.
    Natürlich kann man auch einen noch größeren Widerstand verwenden,
    was der LED-Lebensdauer zugute kommt. 180 Ohm ( einige nehmen sogar 220 Ohm) kann man durchaus auch
    nehmen. Die LED wird dadurch nicht merklich dunkler.
    Bleiben wir aber mal bei den 150 Ohm, dann fallen am Widerstand etwa 2,9V ab.

    Hier mal ein Bild des ganzen.
    Rechnet man alle V zusammen kommen wieder die 12V zusammen die das NT liefert.
    Die LEDs „laufen“, wie auf dem Bild zu sehen ist, nun mit 19,5mA
    Die einzelnen Bauteiltoleranzen nicht mitgerechnet.




    Es heißt zwar im allgemeinen Vorwiderstand, es ist aber völlig egal wo der Widerstand sitzt.
    Hauptsache er sitzt in Reihe mit den LEDs.





    Es gibt LEDs die weniger Spannung benötigen, rote z.B ca 2V, je nach Hersteller.
    Davon kann man mehr in Reihe anschließen, bei 2V max 5 Stück, das ergibt dann 5*2V=10V
    Und dann wieder den Vorwiderstand so wie auf Bild D



    Bild D zeigt auch das es egal ist ob 1 LED oder 5 LED in der Reihe sitzen, immer der gleiche Strom
    verbraucht wird. In diesem Beispiel 20mA.

    Jetzt habt ihr bestimmt gemerkt das es (ich nenne es mal eine reine Reihenschaltung) nicht wirklich gibt.
    Es wird immer auf eine Reihen/Parallelschaltung hinauslaufen.

    Am Anfang habe ich von einem Beispiel-NT von 12V/ mit einer Leistung von 500mA geschrieben.
    Deshalb wäre ja noch zu klären wie viel LED-Reihen man da jetzt betreiben kann.
    Wie bei einem Motor sollte auch ein NT nicht „auf der letzten Rille“ laufen.
    Eine Auslastung von ca 80%-85% sollte hier genügen.

    Die Rechnung sieht dann so aus.
    Angabe auf dem NT 500mA minus 20% = 400mA geteilt durch die mA der LED ergibt 20 Reihen.
    Da ja immer 3 LEDs in Reihe sind, das ganze mal 3 ergibt 60LEDs.
    Die wie im Bild E verschaltet werden.

    Nach 20 solcher Reihen ist das NT bei 80% Auslasstung.


    EDIT Pesi: Titel ergänzt um "Vorwiderstand berechnen"

    Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von „Pesi“ ()

    Bild F zeigt eine Verschaltung mit nur einem Zentralwiderstand.
    So sollte eine Verschaltung der LEDs nicht aussehen.
    Durch Bauteiltoleranzen der LEDs verteilt sich der Strom nicht gleichmäßig.
    Was zur Folge hat das evtl. eine LED mehr abbekommt und dadurch „stirbt“.
    Was wiederum zur folge hat das der Rest auch nicht mehr lange lebt.
    Geht der Zentralwiderstand kaputt, dann sind alle LEDs in kürzester Zeit im LED-Himmel.



    Bild H zeigt eine Parallelschaltung von LEDs.
    Hier bekommt jede LED ihren eigenen Widerstand.
    Nachteil: Jede Reihe verbraucht 20mA. Das hat zur folge das bei 20 LEDs das NT schon
    zu 80% ausgelasstet ist.
    Vorteil gegenüber der Dreierschaltung:
    Geht eine LED nicht mehr, leuchten die anderen weiter.
    Bei der Dreierschaltung fallen immer 3 LEDs gleichzeitig aus. Auch wenn die anderen 2
    nicht defekt sind.
    Trotzdem sollte auf so eine Verschaltung verzichtet werden, da die Widerstände die
    Überschüssige Energie in Form von Wärme abgeben müssen.
    Zu den Widerständen selbst hat Wiki eine gute Seite.
    de.wikipedia.org/wiki/Widerstand_(Bauelement)






    Diesen Widerstandsrechner hatte ich mir mal aus dem WEB runtergeladen.
    Das erste Bild zeigt eine Parallelschaltung.
    Bei 12V und nur einer LED von 3,1V/20mA fällt pro Widerstand 0,169Watt ab, das sind für 3 LED 0,507W
    Da ja jeder Widerstand 8,9V Überschuß vernichten muß.
    Dem kann man nur entgegenwirken wenn die Eingangsspannung reduziert wird. ( z.B. auf 5V)

    Das zweite Bild zeigt die typische Reihenschaltung.
    Auch wieder 12V/20mA aber 3 LEDs in Reihe. Hier müssen nur 2,7V durch den Vorwiderstand vernichtet werden. Der Verlust liegt hier bei nur 0,06Watt.




    Ich hoffe jetzt mal, das ich das so geschrieben habe, das die meisten es verstanden haben wie man
    Standart-LEDs verschaltet.
    Sind trotzdem noch Fragen offen, geben alle Forumsmitglieder Euch gerne Auskunft.
    mfg

    Fragen über Widerstände werden hier beantwortet.
    Widerstands-Tutorial

    Noch 2 gute Seite über LEDs.
    led-info.de/grundlagen/leuchtdioden.html

    elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm#2


    Und noch was wichtiges zum Schluß.
    Es wird immer mal wieder angefragt wie man LEDs an 230V betreibt.
    Davon ist dringend abzuraten.
    LEDs an 230V kann für den „Bastler“ tödlich enden.
    Die meisten Mitglieder (mich eingeschlossen) werden diese Frage auch nicht beantworten.
    Jeder der kein gelernter Elektriker ist, sollte zu diesem Thema schweigen.

    Da letzte Foto ist wahrscheinlich nur gestellt, aber es sagt viel aus.
    Mit 230V treibt man keine Scherze.


    Jetzt kann das noch jemand erweitern.
    Z.B. wo ist bei der LED Plus und minus, wie werden die verschaltet, langes Bein an kurzes Bein............... usw

    mfg

    Nachtrag: LEDs mit unterschiedlicher Spannung lassen sich in eine Reihe schalten.
    Also z.B eine rote,eine blaue und eine weisse. Habe ich am Anfang auch nicht gewusst ;(
    aber es funktioniert wie auf dem letzten Bild zu sehen ist.

    Der Widerstand berechnet sich in so einem Fall:
    2,8V+1,8V+3,5V=8,1V.
    12V-8,1V=3,9V geteilt durch 20mA der LED ergibt einen Widerstand von 195 Ohm.

    Da des öfteren nachgefragt wird, wie das ganze zu verschalten ist, habe ich nochmal ein Bild gemacht.
    Eine 5mm und 3mm LED ist an einer Seite abgeflacht. Die abgeflachte Seite ist Minus.
    Somit die andere Seite Plus.

    2. Merkmal: Die LED-Beine sind unterschiedlich lang. Das lange Bein ist Plus, das kurze ist minus.

    3. Merkmal: Hält man die LED ins Licht sieht man die 2 Kontakte in der LED.
    Der große ist hierbei der Minus, der kleine der Plus-Kontakt.
    !Achtung! Ab und an ist das gerade bei 5mm LEDs (meistens rot) genau anders herum.

    Die sogenannten Superflux-LEDs haben an einer Seite eine fehlende Ecke, das ist Minus.
    Dreht man sie um sieht man von unten die 2 inneren Kontakte.
    Der große ist widerum der Minus-Pol.
    Anschluss von Superflux mit 4 Pins
    Anschließen braucht man hier nur einmal Minus und einmal Plus.
    Anlöten sollte man dagegen alle 4 Pins. (Standsicherheit)

    Anschluss von 3+5mm LEDs


    Viele Leute möchten LEDs im Auto verbauen. Hier gelten andere Gesetze zur berechnung.
    Viele glauben das im PKW eine Spannung von 12V anliegt, dem ist nicht so.
    Bei stehendem Motor sind es ca 12V, wird der Motor gestartet sind es schnell ca 14,4V.
    Von diesem Wert muss auch alles weitere wie z.B. die Widerstände berechnet werden.
    Wer auf der sicheren Seite sein möchte der setzt anstatt Widerstände sogenannte Konstantstromquellen (KSQ) ein.
    led-tech.de/de/Leuchtdioden/5m…bis-37V--LT-1213_1_4.html
    Diese sorgt dafür das immer der gleiche Strom fließt, unabhängig davon ob der Motor an oder aus ist.

    Dieser Beitrag wurde bereits 9 mal editiert, zuletzt von „Ledsfetz“ ()

    Hi,
    Hier scheinen einige etwas Mühe mit banalen Grundlagen zu haben (trotz Ledsfetzis Bemühungen und Tutorial ) :whistling: . Also Spannung kommt nicht aus dem Widerstand raus, sondern fällt an ihm ab etc, etc. :evil:
    Schaut doch mal hier elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm#2 rein und beschäftigt Euch mindestens mit dem Ohmschen Gesetz, Kirchhoffsche Regeln und mit Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen 8o . Sollte doch nicht allzu schwierig sein 8o . Wenn das mal alle kapiert haben, dürften auch nicht immer wieder die ewig gleichen Fragen kommen.
    MfG Phillux

    Tante Jens schrieb:

    Teilweise hab ich einige Begriffe nebenher sogar noch
    zusätzlich gegoogelt/ gewikit...
    Dann schreibe mir in einer PN was oder wonach Du gegoogelt hast und ich werde es dementsprechend noch hinzufügen.
    Es wird immer Anregungen geben etwas zu verbessern.
    Es sollte halt der Treat so kurz wie möglich gehalten werden.
    Wenn die "Anfänger" erst mal 5 Seiten lesen müssen machts keinen Sinn mehr.
    Es sollte nur das allernötigste darinn stehen.
    mfg

    Edit: Link von Phillux zu elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm#2 in erste Seite mit eingefügt.
    mfg

    Pesi schrieb:

    Aber bitte nicht hier! - das ist eigentlich sowas wie ein Tutorial und ersäuft jetzt eh' schon wieder im Off-Topic..
    Sehe ich genau so.
    Ich hatte immer mal wieder etwas daran verbessert, denke aber das man es jetzt so lassen kann wie es ist.
    Über 55 000 zugriffe sprechen für sich.

    Sollte etwas wichtiges in dem Beitrag fehlen, kann ein Mod das immer nach dazu schreiben.

    Ich würde alle Antworten löschen und anschließend sperren :thumbup:

    mfg

    EDIT Pesi: Auf Wunsch des TE aller Off-Topic gelöscht und dicht gemacht - sollte jemand ne sinnvolle Ergämzung haben, bitte PN an mich!

    Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „Pesi“ ()