» Getränkehalter selber machen Ambiente Version rote LED

EJ9_89 · 28.05.2013, 22:53

Hallo!

Nach dem Thread von CivicPaddy "Getränkehalter selber machen"
http://www.maxrev.de/getraenkehalter-selber-machen-t129473.htm
war ich ganz heiß darauf mir auch einen Getränkehalter zu bauen. Da ich 50 - 60€ für einen originalen relativ teuer finde und häufig einen Halter gebrauchen könnte.

Seht Euch einfach die Bilder an, sprechen für sich.

Durch die Teichfolie mit Kreuzschnitt kann ich kleine als auch große Becher mittig und stabil einsetzen.

Die 4 roten LED habe ich in Reihe geschaltet und nun vermute ich, dass es zu schwach leuchten wird, erstmal morgen einbauen. Sollte eigentlich nur ganz leicht leuchten, doch durch die Reihenschaltung wirds wahrscheinlich zu schwach^^ Kann man dann noch etwas davor löten, dass der Strom sich bündelt bzw. die Leuchtkraft verstärkt?

(Die Bilder für die LED unten im zweiten Beitrag.)

So jetzt erstmal schlafen und morgen bau ich des Teil mal ein.

Blues · 28.05.2013, 23:12

Hast du jetzt 4 in Reihe mit 12V ohne Vorwiderstand? Dann bekommt jede 3V, das sind meiner Meinung nach immer noch zu viel... Außerdem sollte man wohl an LEDs laut Internet (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201111.htm) immer einen Vorwiderstand ranlöten, um die Stromstärke zu begrenzen. Darauf würde ich vor allem im Auto achten, wo bei den 12V die Stromstärken wie beschrieben zu hoch werden können mit sinkendem Widerstand im Betrieb der LED (Halbleiter).

EJ9_89 · 28.05.2013, 23:17

ja, habe alle 4 in Reihe. Der typ bei Conrad meinte, ich kann die in Reihe ohne Widerstand nutzen. Dachte man braucht nur einen Widerstand wenn parallel geschaltet wird.

Die LED sind für den Betriebsbereich von 9V bis schlag mich tot. mehr als 12V.

Eine 9V Blockbatterie angeschlossen bringt die relativ schwach zum leuchten :/ zu schwach

Kenne mich in dem Bereich nicht sooo gut aus, welchen Widerstand (Ohm-Wert) müsste ich denn davorlöten? und reicht dann einer für alle? oder vor jede LED erneut?

Blues · 29.05.2013, 00:50

Denke, wenn du die parallel hinter den Widerstand hängst, sollte das gehen, viele verlöten aber vor jede einen.. Keine Ahnung.. Naja, selbst wenn die von 9V bis schlagmichtot sind, dann hast du immer noch nur 3V auf einer, das wäre dann halt viel zu wenig..
Frag den Typen am besten nochmal genau danach und eben nach der Stromstärke, kenne mich da auch nicht so aus, bin nur mal zufällig über den Artikel gestolpert, den ich verlinkt habe..

JDM! · Gesperrt Anmeldedatum: 08.08.2011 Beiträge: 1369

Bisschen Grundwissen über led's

1. Flussstrom / Flussspannung

Bevor man loslegen kann, braucht man neben LED(s), Widerständen, Spannungsquellen, Lötkram und sonstigem Werkzeug erst mal die Daten der LED(s):

1) IF Flussstrom, d.h. der Strom für die die LED ausgelegt ist (bei normalen 5mm Typen meistens 20mA)
2) UF die ungefähre Flussspannung/Betriebsspannung / Durchlassspannung usw. Ist abhängig von der Farbe der LED und bei Rot ~1,9V, bei Grün/Gelb ~2,2V, bei Blau und Weiß 3,0-4,0V.
Die Spannung braucht man gar nicht so genau zu wissen. Solange der Strom stimmt, "nimmt" sich die LED schon die passende Spannung.

2.1 Reihenschaltung (= Hintereinanderschaltung)

Wie der Name schon sagt, sitzen die Bauteile in einer Reihe oder auf einem (Strom-) "Kreis".
Es gibt nur einen Weg vom Pluspol über die Verbraucher zum Minuspol, also keine Verzweigungen.
z.B. Batterie, Schalter und Glühlampe.

Weil es nur einen Weg gibt, ist der Strom durch jedes Bauteil gleich.
Deshalb nennt man die Stromstärke meistens auch nur kurz I und nicht ILED oder IVorwiderstand, sind ja alle gleich und man erspart sich Schreibarbeit.

Strom und Spannung in der Reihenschaltung:
I = I1 = I2 = ..= In (1, 2, n sind nur Platzhalter,)
UGesamt = U1 + U2 + .. + Un (Das ist auch klar, es geht ja keine Spannung verloren oder kommt hinzu)

2.2 Der andere Grundtyp ist die Parallelschaltung

Bei dieser Schaltung teilt sich der "Weg" in zwei oder mehr Teilwege auf, die am Ende wieder zusammenlaufen.
Angenommen, die n Zweige beginnen an einer gemeinsamen Stelle und enden auch gemeinsam an einer anderen, dann gilt:
IGesamt = I1 + I2 + ..+ In (durch einen der Zweige muss der Strom fließen)
Weil an allen Zweigen die Betriebsspannung anliegt, ist
UGesamt = U1 = U2 = .. = Un

2.3 Das Ohmsche Gesetz

U = R * I (Die Spannung (in Volt) die über einem Widerstand anliegt / abfällt ist gleich dem Widerstandswert (in Ohm) mal dem Strom (in Ampere) der durch den Widerstand fließt.

bzw.
R = U / I (nach R umgestellt)

Vollständigkeitshalber noch zwei Formeln: Gesamtwiderstand in der Reihen- / Parallelschaltung:

In einer Reihenschaltung addieren sich die Widerstandswerte:
RGesamt = R1 + R2 + .. + Rn

in einer Parallelschaltung ist nicht mehr ganz so einfach:
(1/ RGesamt) = (1/R1) + (1/R2) + .. + (1/Rn)

(Wenn beide Arten in einer Schaltung vorkommen, muss man sie Stück für Stück lösen, in dem man mehrere Widerstände zu einem zusammenfasst.)

3.1 "Vorwiderstandsformel" und Zahlenbeispiele

Einfaches Rechenbeispiel:

Man hat eine 4,5V Flachbatterie und will eine rote LED zum Leuchten bringen.
Normale rote LED ca. 1,9V und 20mA:
4,5V-1,9V = 2,6V
R = 2,6V /20mA = 2,6/0,02 V/A = 130 Ohm für den Vorwiderstand.

Eine rote ist langweilig.

Also jetzt vier grüne LEDs(UF ca. 2,2V) an 12V, dabei muss man ( 12V - 4*2,2V) = (12V - 8,8V) = 3,2V "loswerden".
Weil die LEDs 20mA brauchen, erhält man für den Widerstand mit R = U / I einen Wert von 160 Ohm ( 3,2V / 20mA = 3,2V / 0,02A = 160 V/A = 160 Ohm)
(Da es eine Reihenschaltung ist, braucht auch die Reihenschaltung der 4 LEDs nur 20mA.)

Generell:
gegeben
UV (Versorgungsspannung / Batteriespannung / etc)
UF,
IF,
n (Anzahl der LEDs in einer Reihenschaltung)

Den Vorwiderstand für n LEDs berechnet man mit dieser Formel:

RWiderstand = (UV - n*UF) / IF
Es reicht, wenn man den nächst größeren Widerstandswert nimmt, es steigert auch je nach dem etwas die Lebensdauer der LEDs.

Beispiel 3:

UV = 15V
UF = 1,9V (rote LED)
IF = 20mA
n = 1

R = ( 15V - 1*1,9V )/20mA = (13,1 / 0,02 ) Ohm = 655 Ohm

3.2 Dimensionierung des Vorwiderstandes

Auch muss man drauf achten, dass man den Widerstand nicht überlastet.
Die kleinen Widerstände sind meist für 0,25W oder 0,5W ausgelegt. Man kann aber auch problemlos größere kaufen oder mehrere kleine parallel oder in Reihe schalten.

Elektrische Leistung:
Pelektrisch= U * I (Leistung = Spannung * Strom)
PWiderstand = UWiderstand * I ( = UWiderstand * IWiderstand)

Im Beispiel mit der einzelnen roten LED verheizt man 2,6V * 20mA = 52mW =0,052W am Widerstand,
bei den vier grünen 3,2V * 20mA = 0,064W, hier reicht jeweils ein ganz normaler Widerstand.
Bei der roten an 15V erhält man für die Leistung P = 13,1V*0,02A = 0,262W, hier kann ein 1/4W-Widerstand schon zu schwach sein.

3.3 Die richtige Polung der LED

Wie der Name schon sagt, ist eine LED eine Dioden, die auch noch Licht aussendet.
Eine Diode sperrt, wenn man sie falschherum einbaut, und weil sie keine großen Sperrspannungen (max. 5V) aushält kann sie so auch kaputt gehen.

Die Kathode ("Minuspol") der Diode erkennt man relativ einfach:
die Kathode ist normalerweise das kürzere der beiden Beinchen, sie ist auf der Seite, wo der Kragen der LED abgeflacht ist
oder wenn man von der Seite reinschaut, ist die Kathode meist das größere Metallplättchen.

Bei einer Reihenschaltung muss man die LEDs so anordnen:
Plus) - (Vorwiderstand) - (AnodeLED1 KathodeLED1) - (AnodeLED2 KathodeLED2) - ... - (AnodeLEDn KathodeLEDn) - (Minus
(Es ist im Prinzip egal, wo man den Vorwiderstand hinsetzt, ob nun direkt an Plus, irgendwo in die Mitte oder an Minus. )

1), 2) und 3) sind die Beispiele aus 3.1,
4) ist ein weiteres Beispiel mit passenden Vorwiderständen.

4.Spannungsversorgung

Weil Akkus/Batterien immer leer sind, wenn man sie braucht, kann man auch auf die Idee kommen, ein Netzteil zu verwenden, besonders wenn man die LEDs irgendwo in der Wohnung fest montieren will.
Damit hat man zwar immer Strom (solange der Strom nicht ausfällt

), ganz so einfach ist es nun aber auch wieder nicht.
Einmal gibt es Gleichstromnetzteile (bzw. Gleichspannungs-) und auch Wechselstromnetzteile (bzw. Wechselspannungs-).
(DC = Direct Current = Gleichstrom, AC = Alternating Current = Wechselstrom)

1) Es gibt zwei Arten von Gleichstrom(stecker)netzteilen:

- Stabilisierte Netzteile, d.h. ein stab. 12V Netzteil liefert immer etwa 12V.
- Unstabilisierte Netzteile, d.h. da steht auch 12V drauf, die Spannung sinkt aber erst auf 12V ab, wenn man genügend Strom entnimmt und im Leerlauf (oder wenn nur eine LED dran hängt) liefert so eins mehr als 12V, etwa bis zum 1,4-Fachen.
Wenn also aus einem 12V Netzteil im Leerlauf ~16V rauskommen ist es meistens nicht defekt, sondern nur ein nicht stabilisiertes.

Mit einem stabilisierten Gleichspannungs-Netzteil ist es am einfachsten, LEDs zu betreiben. Man kann wie gewohnt rechnen.
Bei einem nicht stabilisierten muss man mit einer etwas größeren Spannung rechnen, wenn es nicht ausgelastet wird.

2) Normale Wechselstromnetzteile bestehen im Prinzip nur aus einem Trafo (sind somit auch nicht stabilisiert, weil die Spannung sich mit der Last ändert).
Wenn man die Spannung gleichrichtet und mit einem Elko (Elektrolytkondensator) glättet, erhält man ein unstabilisiertes Gleichstromnetzteil.

Es sind also alle drei geeignet, um LEDs zu betreiben; beim AC-Netzteil mit etwas mehr Aufwand und bei den unstabilisierten sollte man mit einer etwas größeren Spannung rechnen.

Mit einem Spannungsregler (78xx) kann man auch aus einem unstabilisierten ein stabilisiertes Netzteil machen.

Normale Halogentrafos (groß & schwer) könnte man auch benutzen (siehe AC-NT), wer braucht aber für LEDs so große Leistungen?
Elektronische (klein & leicht) nicht, weil man die hochfrequente Wechselspannung nicht so einfach gleichrichten kann (wie z.B. 50Hz).

Die Gesamtleistung PGesamt = UGesamt * IGesamt sollte kleiner als die maximale Leistung des Netzteils sein aber etwa in der gleichen Größenordnung liegen.

Es gibt noch die Möglichkeit eine LED mit Hilfe eines Kondensators direkt an 230V Netzspannung zu betreiben, die ist aber für Bastler und Anfänger ungeeignet, weil somit an der ganzen Schaltung Netzspannung anliegt, die meistens nicht ausreichend isoliert ist.
Außerdem ist so ein Kondensator (z.B. so ein roter 630V AC Typ von Wima) auch nicht besonders günstig, also besser auf Nr. sicher gehen und ein Netzteil verwenden.

5. Was muss man sonst noch beachten?

LEDs brauchen keine feste Spannung, sondern einen festen/bestimmten Strom. Die einfachste Konstantstromquelle ist eine Spannungsquelle mit einem passenden Widerstand (den man bei LEDs auch (LED-) Vorwiderstand nennt ).

Am besten so viele LEDs in Reihe schalten, dass noch ca. 20-30% "Luft" bis zur Versorgungsspannung ist und die 20-30% dem Widerstand gönnen.

Nie LEDs ohne Vorwiderstand betreiben, auch wenn es gerade gut passen würde, weil bei UV - N*UF 0V rauskommt! Ohne Vorwiderstand zieht eine LED unbegrenzt viel Strom, bis sie durchbrennt. (*)
(Weil eine Batterie keine ideale Spannungsquelle ist und somit einen Widerstand "eingebaut" hat, können LEDs so was an Batterien überstehen, zu empfehlen ist es aber nicht.)

LEDs nicht parallel schalten, um z.B. Vorwiderstände zu sparen! Weil LEDs nicht 100% identisch sind, bekommt eine mehr, die andere weniger Strom als geplant, dadurch kann eine LED auch kaputt gehen.
Beispiel

Was tun, wenn man mehr als z.B. 4 grüne LEDs an 12 V anschließen will?
Man macht einfach mehrere dieser "LED(s)+Widerstand"-Zweige und schließt sie parallel zusammen.
(Jeder Zweig braucht dabei aber einen eigenen Vorwiderstand).

(*) Wie am Anfang angedeutet, gibt es keinen genauen Wert für UF.
Einmal sind die LEDs nicht alle gleich und haben kleine Fertigungsunterschiede.
Aber hauptsächlich ist UF gar nicht fest, sondern hängt stark von der Temperatur ab: Je höher die Temperatur, desto kleiner wird UF!
Wenn man nun eine LED ohne Vorwiderstand an eine "passende" Spannungsquelle anschließt, erwärmt sich die LED, UF sinkt, dadurch steigt der Strom an, dadurch wird die LED noch wärmer, UF sinkt weiter, der Strom steigt noch stärker an, usw.
Ein 9V Block hat - wie erwähnt - einen relativ großen "eingebauten" Widerstand (richtig heißt der Innenwiderstand), der diesen Prozess recht schnell stoppt, aber bei einem Akkupack, Steckernetzteil oder PC-Netzteil ist dieser Widerstand meistens so klein, dass er nicht

-->REDLINE<-- · 29.05.2013, 06:06

Wow. JDM! Gut aus dem Lehrbuch abgeschrieben

Das könnte ein Kapitel in der LED- Bibel werden. Steht alles drin was man zum Basteln mit LEDs wissen muss.
Auch wenn es zum Schluss schon sehr speziell wird (berücksichtigung der Wärme).
Ist zwar alles richtig, aber in der Praxis hat sich gezeigt das das bei so gut wie allen herkömmlichen LEDs vernachlässigt werden kann.
Oftmals bekommt man ja nichtmal den genauen Berechneten Vorwiderstand weil es den in der E24reihe z.B. garnicht gibt. Dann muss man sich nach dem nächst verfügbaren (größeren) richten und hat damit wieder mehr als genug Reserven, so das man kaum in den Grenzbereich der LEDs kommt.

Ich würde die 4 parallel geschalteten LEDs durchaus mit einem einzigen Vorwiderstand betreiben. Es ist zwar richtig was du geschrieben hast. aber die Praxis hat gezeigt das es ohne weiteres funktioniert.
Meistens sind durch die Abweichung vom errechneten Widerstand bei der Auswahl aus der E24 Reihe und besonders wenn man die noch runterdimmt, genügend Reserven vorhanden für solche "ungleichheiten" oder Schwankungen. (Praxiserfahrung!) Trotzdem hast du natürlich grundsätzlich Recht.

Es gibt auch LEDs mit integriertem Vorwiderstand. Allerdings sind das meistens Farbwechsel- (RGB) oder Blinkende LEDs mit ingegrierter Steuerung.

Mit den groben allgemeinen Spannungen (Nach Farbe der LED) macht man auch selten etwas Falsch. 20mA Stromstärke sind bei fast allen LEDs ein sehr guter Wert. Nur wenige Hochleistungs LEDs brauchen mehr, oder sogar viel mehr.
Ist also eine sehr gute Möglichkeit sich danach zu richten wenn man keine Herstellerdaten hat.

Wenn du die in Reihe geschaltet hast würde ich einen passenden Vorwiderstand vorschalten, und vor den Vorwiderstand ein Potentionmeter (so um die 2K) schalten.
Dann hast du bei voll aufgedrehtem Poti die volle Leuchtkraft bei kompletter Sicherheit für die LEDs und kannst sie dann nach belieben Runterdimmen. Wenn du sie nicht dunkel genug dimmen kannst, probierst du ein Poti mit höherem Widerstandswert.

Beim Berechnen des Vorwiderstands würde ich aber mit der Bordspannung 13,8V (Lichtmaschine) arbeiten, statt mich blind auf die naiven 12V zu stützen.
Wenn du ganz sicher und schwankungsfrei bleiben willst, kannst du nen Spannungsregler (78XX serie) benutzen, aber das Wäre etwas viel Aufwand für ne Hand voll LEDs. Aber z.B. mit men 7805 oder 78S05 könntest du z.B. deine LEDs konstant mit 5V versorgen (Vorwiderstand auf 5V auslegen), und könntest noch ne USB Buchse reinbasteln als Ladeanschluss fürs TomTom, iPhone usw.

EJ9_89 · 29.05.2013, 10:15

Toller Beitrag von JDM! Kann ich immer wieder nachlesen. Wenn ich ein poti nutze, brauche ich dann noch ein widerstand? Ansonsten auch wegen der Lebensdauer werde ich um einen widerstand nicht herumkommen.

Accoholic · 29.05.2013, 14:03

bin auf das teil im eingebauten zustand gespannt! vielleicht bau ich mir sowas mal nach

EJ9_89 · 29.05.2013, 14:07

heute Abend gibt es Bilder, ist schon eingebaut. Nur wie gesagt, die roten LED sind noch zu schwach

@Accoholic: falls du dir das nachbaust, empfehle ich dir irgendwo son einen großen Rundbohrer aufzutreiben, damit es noch "originaler" und gleichmäßiger aussieht. Ich hatte "nur" einen Dremel zur Hand.

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EJ9_89 Junior Geschlecht: Fahrzeug: EJ9 90 PS Anmeldedatum: 11.06.2009 Beiträge: 74 Wohnort: Braunschweig	28.05.2013, 22:53 zitieren Hallo! Nach dem Thread von CivicPaddy "Getränkehalter selber machen" http://www.maxrev.de/getraenkehalter-selber-machen-t129473.htm war ich ganz heiß darauf mir auch einen Getränkehalter zu bauen. Da ich 50 - 60€ für einen originalen relativ teuer finde und häufig einen Halter gebrauchen könnte. Seht Euch einfach die Bilder an, sprechen für sich. Durch die Teichfolie mit Kreuzschnitt kann ich kleine als auch große Becher mittig und stabil einsetzen. Die 4 roten LED habe ich in Reihe geschaltet und nun vermute ich, dass es zu schwach leuchten wird, erstmal morgen einbauen. Sollte eigentlich nur ganz leicht leuchten, doch durch die Reihenschaltung wirds wahrscheinlich zu schwach^^ Kann man dann noch etwas davor löten, dass der Strom sich bündelt bzw. die Leuchtkraft verstärkt? (Die Bilder für die LED unten im zweiten Beitrag.) So jetzt erstmal schlafen und morgen bau ich des Teil mal ein. Becherhalter abgebaut und mit Löchern versehen.jpg - [Bild vergrößern] Preis 3,16 € bei Hornbach für 20 cm x 4 meter Stück 0,5 mm Teichfolie.jpg - [Bild vergrößern] Flasche.jpg - [Bild vergrößern] Gefällt mir Teilen twittern 1x bearbeitet Verfasst am: 28.05.2013, 22:56 zitieren noch der Rest fertig angebracht Teichfolie befestigt Kreuzschlitz.jpg - [Bild vergrößern] roten LED bei conrad für ca. 0,50 € das Stück rote Led.jpg - [Bild vergrößern] Rückseite. fest geklebt mit Heißkleber und in Reihe gelötete LEDs geklebt und in Reihe gelötet.jpg - [Bild vergrößern]
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Blues Grand Master Name: Erik Fahrzeug: EJ9 Facelift Anmeldedatum: 08.02.2009 Beiträge: 13046 Wohnort: im tiefsten Odenwald	28.05.2013, 23:12 zitieren Hast du jetzt 4 in Reihe mit 12V ohne Vorwiderstand? Dann bekommt jede 3V, das sind meiner Meinung nach immer noch zu viel... Außerdem sollte man wohl an LEDs laut Internet (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201111.htm) immer einen Vorwiderstand ranlöten, um die Stromstärke zu begrenzen. Darauf würde ich vor allem im Auto achten, wo bei den 12V die Stromstärken wie beschrieben zu hoch werden können mit sinkendem Widerstand im Betrieb der LED (Halbleiter).
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EJ9_89 Junior Geschlecht: Fahrzeug: EJ9 90 PS Anmeldedatum: 11.06.2009 Beiträge: 74 Wohnort: Braunschweig	28.05.2013, 23:17 zitieren ja, habe alle 4 in Reihe. Der typ bei Conrad meinte, ich kann die in Reihe ohne Widerstand nutzen. Dachte man braucht nur einen Widerstand wenn parallel geschaltet wird. Die LED sind für den Betriebsbereich von 9V bis schlag mich tot. mehr als 12V. Eine 9V Blockbatterie angeschlossen bringt die relativ schwach zum leuchten :/ zu schwach Kenne mich in dem Bereich nicht sooo gut aus, welchen Widerstand (Ohm-Wert) müsste ich denn davorlöten? und reicht dann einer für alle? oder vor jede LED erneut? 1x bearbeitet
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Blues Grand Master Name: Erik Fahrzeug: EJ9 Facelift Anmeldedatum: 08.02.2009 Beiträge: 13046 Wohnort: im tiefsten Odenwald	29.05.2013, 00:50 zitieren Denke, wenn du die parallel hinter den Widerstand hängst, sollte das gehen, viele verlöten aber vor jede einen.. Keine Ahnung.. Naja, selbst wenn die von 9V bis schlagmichtot sind, dann hast du immer noch nur 3V auf einer, das wäre dann halt viel zu wenig.. Frag den Typen am besten nochmal genau danach und eben nach der Stromstärke, kenne mich da auch nicht so aus, bin nur mal zufällig über den Artikel gestolpert, den ich verlinkt habe..
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JDM! Gesperrt Anmeldedatum: 08.08.2011 Beiträge: 1369	29.05.2013, 01:23 zitieren Bisschen Grundwissen über led's 1. Flussstrom / Flussspannung Bevor man loslegen kann, braucht man neben LED(s), Widerständen, Spannungsquellen, Lötkram und sonstigem Werkzeug erst mal die Daten der LED(s): 1) IF Flussstrom, d.h. der Strom für die die LED ausgelegt ist (bei normalen 5mm Typen meistens 20mA) 2) UF die ungefähre Flussspannung/Betriebsspannung / Durchlassspannung usw. Ist abhängig von der Farbe der LED und bei Rot ~1,9V, bei Grün/Gelb ~2,2V, bei Blau und Weiß 3,0-4,0V. Die Spannung braucht man gar nicht so genau zu wissen. Solange der Strom stimmt, "nimmt" sich die LED schon die passende Spannung. 2.1 Reihenschaltung (= Hintereinanderschaltung) Wie der Name schon sagt, sitzen die Bauteile in einer Reihe oder auf einem (Strom-) "Kreis". Es gibt nur einen Weg vom Pluspol über die Verbraucher zum Minuspol, also keine Verzweigungen. z.B. Batterie, Schalter und Glühlampe. Weil es nur einen Weg gibt, ist der Strom durch jedes Bauteil gleich. Deshalb nennt man die Stromstärke meistens auch nur kurz I und nicht ILED oder IVorwiderstand, sind ja alle gleich und man erspart sich Schreibarbeit. Strom und Spannung in der Reihenschaltung: I = I1 = I2 = ..= In (1, 2, n sind nur Platzhalter,) UGesamt = U1 + U2 + .. + Un (Das ist auch klar, es geht ja keine Spannung verloren oder kommt hinzu) 2.2 Der andere Grundtyp ist die Parallelschaltung Bei dieser Schaltung teilt sich der "Weg" in zwei oder mehr Teilwege auf, die am Ende wieder zusammenlaufen. Angenommen, die n Zweige beginnen an einer gemeinsamen Stelle und enden auch gemeinsam an einer anderen, dann gilt: IGesamt = I1 + I2 + ..+ In (durch einen der Zweige muss der Strom fließen) Weil an allen Zweigen die Betriebsspannung anliegt, ist UGesamt = U1 = U2 = .. = Un 2.3 Das Ohmsche Gesetz U = R * I (Die Spannung (in Volt) die über einem Widerstand anliegt / abfällt ist gleich dem Widerstandswert (in Ohm) mal dem Strom (in Ampere) der durch den Widerstand fließt. bzw. R = U / I (nach R umgestellt) Vollständigkeitshalber noch zwei Formeln: Gesamtwiderstand in der Reihen- / Parallelschaltung: In einer Reihenschaltung addieren sich die Widerstandswerte: RGesamt = R1 + R2 + .. + Rn in einer Parallelschaltung ist nicht mehr ganz so einfach: (1/ RGesamt) = (1/R1) + (1/R2) + .. + (1/Rn) (Wenn beide Arten in einer Schaltung vorkommen, muss man sie Stück für Stück lösen, in dem man mehrere Widerstände zu einem zusammenfasst.) 3.1 "Vorwiderstandsformel" und Zahlenbeispiele Einfaches Rechenbeispiel: Man hat eine 4,5V Flachbatterie und will eine rote LED zum Leuchten bringen. Normale rote LED ca. 1,9V und 20mA: 4,5V-1,9V = 2,6V R = 2,6V /20mA = 2,6/0,02 V/A = 130 Ohm für den Vorwiderstand. Eine rote ist langweilig. Also jetzt vier grüne LEDs(UF ca. 2,2V) an 12V, dabei muss man ( 12V - 42,2V) = (12V - 8,8V) = 3,2V "loswerden". Weil die LEDs 20mA brauchen, erhält man für den Widerstand mit R = U / I einen Wert von 160 Ohm ( 3,2V / 20mA = 3,2V / 0,02A = 160 V/A = 160 Ohm) (Da es eine Reihenschaltung ist, braucht auch die Reihenschaltung der 4 LEDs nur 20mA.) Generell: gegeben UV (Versorgungsspannung / Batteriespannung / etc) UF, IF, n (Anzahl der LEDs in einer Reihenschaltung) Den Vorwiderstand für n LEDs berechnet man mit dieser Formel: RWiderstand = (UV - nUF) / IF Es reicht, wenn man den nächst größeren Widerstandswert nimmt, es steigert auch je nach dem etwas die Lebensdauer der LEDs. Beispiel 3: UV = 15V UF = 1,9V (rote LED) IF = 20mA n = 1 R = ( 15V - 11,9V )/20mA = (13,1 / 0,02 ) Ohm = 655 Ohm 3.2 Dimensionierung des Vorwiderstandes Auch muss man drauf achten, dass man den Widerstand nicht überlastet. Die kleinen Widerstände sind meist für 0,25W oder 0,5W ausgelegt. Man kann aber auch problemlos größere kaufen oder mehrere kleine parallel oder in Reihe schalten. Elektrische Leistung: Pelektrisch= U I (Leistung = Spannung * Strom) PWiderstand = UWiderstand * I ( = UWiderstand * IWiderstand) Im Beispiel mit der einzelnen roten LED verheizt man 2,6V * 20mA = 52mW =0,052W am Widerstand, bei den vier grünen 3,2V * 20mA = 0,064W, hier reicht jeweils ein ganz normaler Widerstand. Bei der roten an 15V erhält man für die Leistung P = 13,1V0,02A = 0,262W, hier kann ein 1/4W-Widerstand schon zu schwach sein. 3.3 Die richtige Polung der LED Wie der Name schon sagt, ist eine LED eine Dioden, die auch noch Licht aussendet. Eine Diode sperrt, wenn man sie falschherum einbaut, und weil sie keine großen Sperrspannungen (max. 5V) aushält kann sie so auch kaputt gehen. Die Kathode ("Minuspol") der Diode erkennt man relativ einfach: die Kathode ist normalerweise das kürzere der beiden Beinchen, sie ist auf der Seite, wo der Kragen der LED abgeflacht ist oder wenn man von der Seite reinschaut, ist die Kathode meist das größere Metallplättchen. Bei einer Reihenschaltung muss man die LEDs so anordnen: Plus) - (Vorwiderstand) - (AnodeLED1 KathodeLED1) - (AnodeLED2 KathodeLED2) - ... - (AnodeLEDn KathodeLEDn) - (Minus (Es ist im Prinzip egal, wo man den Vorwiderstand hinsetzt, ob nun direkt an Plus, irgendwo in die Mitte oder an Minus. ) 1), 2) und 3) sind die Beispiele aus 3.1, 4) ist ein weiteres Beispiel mit passenden Vorwiderständen. 4.Spannungsversorgung Weil Akkus/Batterien immer leer sind, wenn man sie braucht, kann man auch auf die Idee kommen, ein Netzteil zu verwenden, besonders wenn man die LEDs irgendwo in der Wohnung fest montieren will. Damit hat man zwar immer Strom (solange der Strom nicht ausfällt ), ganz so einfach ist es nun aber auch wieder nicht. Einmal gibt es Gleichstromnetzteile (bzw. Gleichspannungs-) und auch Wechselstromnetzteile (bzw. Wechselspannungs-). (DC = Direct Current = Gleichstrom, AC = Alternating Current = Wechselstrom) 1) Es gibt zwei Arten von Gleichstrom(stecker)netzteilen: - Stabilisierte Netzteile, d.h. ein stab. 12V Netzteil liefert immer etwa 12V. - Unstabilisierte Netzteile, d.h. da steht auch 12V drauf, die Spannung sinkt aber erst auf 12V ab, wenn man genügend Strom entnimmt und im Leerlauf (oder wenn nur eine LED dran hängt) liefert so eins mehr als 12V, etwa bis zum 1,4-Fachen. Wenn also aus einem 12V Netzteil im Leerlauf ~16V rauskommen ist es meistens nicht defekt, sondern nur ein nicht stabilisiertes. Mit einem stabilisierten Gleichspannungs-Netzteil ist es am einfachsten, LEDs zu betreiben. Man kann wie gewohnt rechnen. Bei einem nicht stabilisierten muss man mit einer etwas größeren Spannung rechnen, wenn es nicht ausgelastet wird. 2) Normale Wechselstromnetzteile bestehen im Prinzip nur aus einem Trafo (sind somit auch nicht stabilisiert, weil die Spannung sich mit der Last ändert). Wenn man die Spannung gleichrichtet und mit einem Elko (Elektrolytkondensator) glättet, erhält man ein unstabilisiertes Gleichstromnetzteil. Es sind also alle drei geeignet, um LEDs zu betreiben; beim AC-Netzteil mit etwas mehr Aufwand und bei den unstabilisierten sollte man mit einer etwas größeren Spannung rechnen. Mit einem Spannungsregler (78xx) kann man auch aus einem unstabilisierten ein stabilisiertes Netzteil machen. Normale Halogentrafos (groß & schwer) könnte man auch benutzen (siehe AC-NT), wer braucht aber für LEDs so große Leistungen? Elektronische (klein & leicht) nicht, weil man die hochfrequente Wechselspannung nicht so einfach gleichrichten kann (wie z.B. 50Hz). Die Gesamtleistung PGesamt = UGesamt IGesamt sollte kleiner als die maximale Leistung des Netzteils sein aber etwa in der gleichen Größenordnung liegen. Es gibt noch die Möglichkeit eine LED mit Hilfe eines Kondensators direkt an 230V Netzspannung zu betreiben, die ist aber für Bastler und Anfänger ungeeignet, weil somit an der ganzen Schaltung Netzspannung anliegt, die meistens nicht ausreichend isoliert ist. Außerdem ist so ein Kondensator (z.B. so ein roter 630V AC Typ von Wima) auch nicht besonders günstig, also besser auf Nr. sicher gehen und ein Netzteil verwenden. 5. Was muss man sonst noch beachten? LEDs brauchen keine feste Spannung, sondern einen festen/bestimmten Strom. Die einfachste Konstantstromquelle ist eine Spannungsquelle mit einem passenden Widerstand (den man bei LEDs auch (LED-) Vorwiderstand nennt ). Am besten so viele LEDs in Reihe schalten, dass noch ca. 20-30% "Luft" bis zur Versorgungsspannung ist und die 20-30% dem Widerstand gönnen. Nie LEDs ohne Vorwiderstand betreiben, auch wenn es gerade gut passen würde, weil bei UV - NUF 0V rauskommt! Ohne Vorwiderstand zieht eine LED unbegrenzt viel Strom, bis sie durchbrennt. () (Weil eine Batterie keine ideale Spannungsquelle ist und somit einen Widerstand "eingebaut" hat, können LEDs so was an Batterien überstehen, zu empfehlen ist es aber nicht.) LEDs nicht parallel schalten, um z.B. Vorwiderstände zu sparen! Weil LEDs nicht 100% identisch sind, bekommt eine mehr, die andere weniger Strom als geplant, dadurch kann eine LED auch kaputt gehen. Beispiel Was tun, wenn man mehr als z.B. 4 grüne LEDs an 12 V anschließen will? Man macht einfach mehrere dieser "LED(s)+Widerstand"-Zweige und schließt sie parallel zusammen. (Jeder Zweig braucht dabei aber einen eigenen Vorwiderstand). (*) Wie am Anfang angedeutet, gibt es keinen genauen Wert für UF. Einmal sind die LEDs nicht alle gleich und haben kleine Fertigungsunterschiede. Aber hauptsächlich ist UF gar nicht fest, sondern hängt stark von der Temperatur ab: Je höher die Temperatur, desto kleiner wird UF! Wenn man nun eine LED ohne Vorwiderstand an eine "passende" Spannungsquelle anschließt, erwärmt sich die LED, UF sinkt, dadurch steigt der Strom an, dadurch wird die LED noch wärmer, UF sinkt weiter, der Strom steigt noch stärker an, usw. Ein 9V Block hat - wie erwähnt - einen relativ großen "eingebauten" Widerstand (richtig heißt der Innenwiderstand), der diesen Prozess recht schnell stoppt, aber bei einem Akkupack, Steckernetzteil oder PC-Netzteil ist dieser Widerstand meistens so klein, dass er nicht
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-->REDLINE<-- Elite Name: Paulo Geschlecht: Fahrzeug: EP3, SD01, Specialized Enduro EVO 26" Custom-Neuaufbau Anmeldedatum: 11.06.2011 Beiträge: 1459 Wohnort: mal hier, mal da	29.05.2013, 06:06 zitieren Wow. JDM! Gut aus dem Lehrbuch abgeschrieben Das könnte ein Kapitel in der LED- Bibel werden. Steht alles drin was man zum Basteln mit LEDs wissen muss. Auch wenn es zum Schluss schon sehr speziell wird (berücksichtigung der Wärme). Ist zwar alles richtig, aber in der Praxis hat sich gezeigt das das bei so gut wie allen herkömmlichen LEDs vernachlässigt werden kann. Oftmals bekommt man ja nichtmal den genauen Berechneten Vorwiderstand weil es den in der E24reihe z.B. garnicht gibt. Dann muss man sich nach dem nächst verfügbaren (größeren) richten und hat damit wieder mehr als genug Reserven, so das man kaum in den Grenzbereich der LEDs kommt. Ich würde die 4 parallel geschalteten LEDs durchaus mit einem einzigen Vorwiderstand betreiben. Es ist zwar richtig was du geschrieben hast. aber die Praxis hat gezeigt das es ohne weiteres funktioniert. Meistens sind durch die Abweichung vom errechneten Widerstand bei der Auswahl aus der E24 Reihe und besonders wenn man die noch runterdimmt, genügend Reserven vorhanden für solche "ungleichheiten" oder Schwankungen. (Praxiserfahrung!) Trotzdem hast du natürlich grundsätzlich Recht. Es gibt auch LEDs mit integriertem Vorwiderstand. Allerdings sind das meistens Farbwechsel- (RGB) oder Blinkende LEDs mit ingegrierter Steuerung. Mit den groben allgemeinen Spannungen (Nach Farbe der LED) macht man auch selten etwas Falsch. 20mA Stromstärke sind bei fast allen LEDs ein sehr guter Wert. Nur wenige Hochleistungs LEDs brauchen mehr, oder sogar viel mehr. Ist also eine sehr gute Möglichkeit sich danach zu richten wenn man keine Herstellerdaten hat. Wenn du die in Reihe geschaltet hast würde ich einen passenden Vorwiderstand vorschalten, und vor den Vorwiderstand ein Potentionmeter (so um die 2K) schalten. Dann hast du bei voll aufgedrehtem Poti die volle Leuchtkraft bei kompletter Sicherheit für die LEDs und kannst sie dann nach belieben Runterdimmen. Wenn du sie nicht dunkel genug dimmen kannst, probierst du ein Poti mit höherem Widerstandswert. Beim Berechnen des Vorwiderstands würde ich aber mit der Bordspannung 13,8V (Lichtmaschine) arbeiten, statt mich blind auf die naiven 12V zu stützen. Wenn du ganz sicher und schwankungsfrei bleiben willst, kannst du nen Spannungsregler (78XX serie) benutzen, aber das Wäre etwas viel Aufwand für ne Hand voll LEDs. Aber z.B. mit men 7805 oder 78S05 könntest du z.B. deine LEDs konstant mit 5V versorgen (Vorwiderstand auf 5V auslegen), und könntest noch ne USB Buchse reinbasteln als Ladeanschluss fürs TomTom, iPhone usw. 5x bearbeitet
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EJ9_89 Junior Geschlecht: Fahrzeug: EJ9 90 PS Anmeldedatum: 11.06.2009 Beiträge: 74 Wohnort: Braunschweig	29.05.2013, 10:15 zitieren Toller Beitrag von JDM! Kann ich immer wieder nachlesen. Wenn ich ein poti nutze, brauche ich dann noch ein widerstand? Ansonsten auch wegen der Lebensdauer werde ich um einen widerstand nicht herumkommen.
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Accoholic General Name: Johannes Geschlecht: Fahrzeug: Civic FD3 Anmeldedatum: 17.02.2012 Beiträge: 4422 Wohnort: Hamburg	29.05.2013, 14:03 zitieren bin auf das teil im eingebauten zustand gespannt! vielleicht bau ich mir sowas mal nach
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EJ9_89 Junior Geschlecht: Fahrzeug: EJ9 90 PS Anmeldedatum: 11.06.2009 Beiträge: 74 Wohnort: Braunschweig	29.05.2013, 14:07 zitieren heute Abend gibt es Bilder, ist schon eingebaut. Nur wie gesagt, die roten LED sind noch zu schwach @Accoholic: falls du dir das nachbaust, empfehle ich dir irgendwo son einen großen Rundbohrer aufzutreiben, damit es noch "originaler" und gleichmäßiger aussieht. Ich hatte "nur" einen Dremel zur Hand.
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maxrev.de Gast	29.05.2013, 21:25 zitieren Mach mit! Wenn Dir die Beiträge zum Thread "Getränkehalter selber machen Ambiente Version rote LED" gefallen haben oder Du noch Fragen hast oder Ergänzungen machen möchtest, solltest Du Dich gleich bei uns anmelden: Registrierte Mitglieder genießen die folgenden Vorteile: ✔ kostenlose Mitgliedschaft ✔ keine Werbung ✔ direkter Austausch mit Gleichgesinnten ✔ neue Fragen stellen oder Diskussionen starten ✔ schnelle Hilfe bei Problemen ✔ Bilder und Videos hochladen ✔ und vieles mehr...
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