LED Vorwiderstand berechnen & beleuchtete Plexi-Scheibe

**Klingon77** · 01.02.2009, 17:07

hi,

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dank eurer Hilfe konnte ich nun eine erste Plexiglasprobe mit LED-Beleuchtung fertigen.
Auf Seite 2 gibt es ein paar Fotos.

Deshalb habe ich den Titel ergänzt.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

bin ja Mechanikus und bekennender Elektronik-Noob

Folgendes Problem:

Spannungsquelle: 6,5 V DC
je zwei LED´s (2*rot; 2*grün; 2*blau) in Reihe (20mA)

Vorwiderstand soll berechnet werden.

Code:

LED Vorwiderstand (Berechnung):

Eingangsspannung:	6,5 V DC
2 LED´s Rot	 (in Reihe)		2 * 1,8V = 3,6 V (20 mA)
2 LED´s Grün	(in Reihe)		2 * 3,0V = 6,0 V (20 mA)
2 LED´s Blau	(in Reihe)		2 * 3,2V = 6,4 V (20 mA)

			                  Spannung am Vorwiderstand UR
			                  (Betriebsspannung - LED-Spannung)
Vorwiderstand RV -----------------------------------------------------------
				                  Strom (LED) I


Rote LED´s:

		(6,5V - 3,6V)
RV = --------------------------
		0,02 A

RV = 145 Ohm  (E 24 - 5% - 150 Ohm)



Grüne LED´s:

		(6,5V - 6,0V)
RV = --------------------------
		0,02 A

RV = 25 Ohm  (E 48 - 2% - 24,9 Ohm)



Blaue LED´s:

		(6,5V - 6,4V)
RV = --------------------------
		0,02 A

RV = 5 Ohm  (E 24 - 5% - 5,1 Ohm)




Vorwiderstand Leistungsberechnung:

P = U*I
P = 6,5V * 0,02A

P = 0,13 W

Ich habe Google bemüht, gelesen, gerechnet und aufgeschrieben.

Froh wäre ich, wenn mal jemand über die Berechnung schaut, sollte so stimmen, denke ich.

Vielen Dank für die Mühe und liebe Grüße,

Klingon77

**SprinterSB** · 01.02.2009, 17:23

Die Formel stimmt so.

Allerdings wirst du bei Blau einen sehr kleinen R bekommen, weil 2*U_F ~ VCC ist. Kleine Schwankungen in VCC (Innenwiderstand der Spannungsquelle) bzw. Exemplarstreuung der LED führen dann zu schlecht vorhersagbaren Ergebnissen.

In deinem Falle ist R_Blau nur 5 Ω

**Klingon77** · 01.02.2009, 17:44

hi Nachbar,

Mal Dank für Deine Mühe

für Blau habe ich 5 Ohm errechnet.

Ich möchte ein 6,5V 2A Steckernetzteil verwenden :

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA...b3d192d6bbeb92

Als SMD-LED´s sind diese hier angedacht:

http://www.led1.de/shop/product_info...0-stueck-p-464

Es sollen max. 50 LED´s betrieben werden.
Dabei ist immer nur eine Farbe angeschaltet!

Wegen der Lebensdauer habe ich das Netzteil extra ein wenig größer gewählt. Es muß ja nicht permanent am "Anschlag" betrieben werden.

Soll ein DEMO-Objekt werden.

liebe Grüße,

Klingon77

**hardware.bas** · 01.02.2009, 17:44

Bei der doch recht niedrige Spannung ist es empfehlenswert, für jede
einzelne LED einen Vorwiderstand zu nehmen. Ist zwar doppelter Strom,
aber je höher der Vorwiderstand ist, um so mehr hat er eine gewisse
stromstabilisierende Funktion, welche auch Streuungen der LED-Durchlass-,
sowie Betriebsspannung abfängt. Bei einem Vorwiderstand von 5Ohm hätte
eine SpannungsÄNDERUNG von 100Millivolt bereits eine StromANDERUNG
von 20 Milliampere (damit kann man schon Power-LEDs betreiben, nur
mit der Stromdifferenz) zur Folge. Kleine Konstantstromquelle für jede
LED wären sicher noch idealer, ich weiss jedoch nicht, ob sich das fürs
angestrebte Projekt lohnt. VG Micha

**PICture** · 01.02.2009, 18:16

Hallo Klingon77!

Es wäre besser, bei dem o.g. Netzteil die Spannung 7 V zu nehmen und grössere Vorwiderstände für alle LEDs zu verenden. Dann wird der Vorwiderstand für blaue LEDs 30 Ohm betragen, was 6-fach besser den Strom durch die LEDs bei kleinen Spannungsschwankungen bestimmen wird.

MfG

**Klingon77** · 02.02.2009, 02:14

hi,

von der Seite der Spannungsschwankungen habe ich das noch nicht betrachtet.

Mir ging es bei der Wahl der Spannung darum die Verluste gering zu halten.

Wo Ihr Recht habt, habt Ihr Recht; ich werde eine höhere Spannung des Netzteils wählen.

Um die Led´s mit einer Konstantstromquelle zu betreiben lohnt der Aufwand, glaube ich nicht.

Es soll einfach nur ein Schild (ca. 200x300mm) beleuchtet werden.

Der Arbeitsaufwand soll auch gering bleiben.

Mal Dank für eure Hilfe

liebe Grüße,

Klingon77

**hardware.bas** · 02.02.2009, 09:10

In der Tat ist das ein Kompromiss. Muss es wirklich 6,5V sein? Ich wurde
dann eine Stromversorgung einsetzen, welche dann wirklich mehrere
Dutzend Volt hat oder gar die Netzspannung gleichrichten, wenn mans
berührungssicher aufbaut. Dann kann man eine bessere Leistungsbilanz
hinkriegen oder besser noch, die LEDs mit PWM steuern. Mit PWM aus
gleichgerichteter Netzspannung (ca. 320V DC), alle LEDs einer Farbe
in Reihe mit taktbarer Konstantstromquelle, gesteuert mit einem ATtiny13
und einige Bauteile für insgesamt max 15 Euro ohne LEDs, wird warscheinlich
noch nicht mal handwarm. VG Micha

**Klingon77** · 02.02.2009, 10:58

hi,

ich dachte immer das bei einer höheren Eingangsspannung die Verluste am Vorwiderstand ebenfalls steigen?

Ist das falsch?

Generell könnte ich auch die 7V des Netzteils nehmen.

Auf eine Konstantstromquelle oder eine AVR-Regelung wollte ich bei diesem Teil eigentlich verzichten.
Da wird der bauliche Aufwand zu hoch.

Wegen einer evtl. Berührungssicherheit soll auch nur eine geringe Spannung in das beleuchtete Schild fließen.

Da möchte ich kein Risiko eingehen.

Nun Suche ich mal nach einer Berechnungsgrundlage um den Leistungsverlust am Vorwiderstand auszurechnen.

Nach meinem Verständnis sollte es in etwa so sein:

Versorgungsspannung 7V.
LED Spannung 2V (nur mal angenommen)
LED Strom 20mA

Es müssen am Vorwiderstand 5V abfallen.
Macht bei 20mA Strom: 5V * 0,02A = 0,1W für den Leistungsabfall am Widerstand.

Bei 15 LED´s wäre dies eine "Heizleistung an den Vorwiderständen" von 1,5W.

Richtig so?

Ich könnte ja, um die Sicherheit bei Spannungsschwankungen zu erhöhen jeder LED einen eigenen Vorwiderstand "verpassen".

liebe Grüße,

Klingon77

**hardware.bas** · 02.02.2009, 14:34

Die höhere Betriebsspannung wird durch die höhere Gesamtspannung der
in Reihe geschalteten LEDs notwendig. Daher braucht widerum nur weniger
Spannung "vernichtet" werden. Auch die Streuungen der einzelnen LEDs
"heben sich in etwa" auf. Wenn man ein paar Rechenbeispiele einfach mal
so durchgeht, wird man feststellen, das bei höherer Spannung, mehr LEDs
in Reihe und ausreichend hoher (der Stabilisierung wegen) Widerstand,
weniger Verlustleistung pro LED entstehen. Vielleichtlohnt sich doch ne
Konstantstromquelle, die ist noch stabiler, verbessert jedoch die
Leistungsbilanz im analogen Betrieb nicht. Vg Micha

**PICture** · 02.02.2009, 21:32

Hallo Klingon77!

Wenn es nur um permanente Anzahl leuchtender LEDs geht, könnte man naturlich davon augehen, dass keine Spannungsschwankungen zu erwarten sind und die Vorwiderstände möglichst gering zu halten, so wie die 5 Ohm für blaue LEDs bei 6,5 V. In dem Fall könnte man auch für rote Farbe 3 LEDs seriell schalten und 60 Ohm Vorwiderstnd bei 6.5 V nehmen. Für grüne LEDs bei 6,5 V wird der ausgerechneter Vorwiderstand dann 25 Ohm betragen (27 Ohm Standartwert). Die gesamte Verlustleistung kann man auch durch kleineren als max. Strom z.B. 15 mA für alle LEDs reduzieren. Man muss nur sehen, welcher minimaler Strom nötig ist.

MfG