So, nachdem ihr jetzt wisst, was eine Diode ist kommen wir heute zu eurer Lieblingsdiode, die Leuchtdiode, auch LED genannt (light-emitting diode).:)
Die Leuchtdiode ist eine Sonderversion der Diode.
Im Prinzip ist sie genau gleich wie die Diode:
Sie lässt Strom durch, wenn der Plus an der Anode anliegt.
Sie sperrt den Strom, wenn Minus an der Anode anliegt.
Sie frisst immer etwas Spannung für sich selbst.
Was ist dann anders wie bei einer normalen Diode?
1) Sie "frisst" (Spannungsabfall über der Diode) je nach Typ 1,5-5Volt für sich selbst, statt nur 0,7V wie bei einer normalen Silizium-Diode.
2) Sie leuchtet - nee echt, das hattet ihr jetzt aber nicht erwartet? :)
Warum sie überhaupt leuchtet und in welcher Farbe sie leuchtet ist eine Wissenschaft für sich. Darum brauchen wir uns nicht zu kümmern. Nur so viel: Sie glüht nicht wie eine Glühlampe, sie emittiert und wird lange nicht so warm, wie eine Glühlampe.
Auch Leuchtdioden gibt es in unterschiedlichen Bauformen, wie ihr auf dem Bild sehen könnt:
Wie erkenne ich Anode und Kathode bei einer Leuchtdiode?
Immer das LÄNGERE Beinchen ist die Anode (muss also Richtung Plus damits leuchtet). Es gibt aber auch Sonderformen, da müssen wir es messen.
Was sind die wichtigsten Kennwerte einer LED?
0) die Leuchtfarbe natürlich!
1) IF = maximal zulässiger Strom in A (Forward Flow = Durchlassstrom). Achtung: Nie ganz mit so viel Strom betreiben, es ist der Grenzwert!
2) VF auch UF genannt=maximal zulässige an der LED anliegende Spannung in V (Forward-Voltage=Betriebsspannung)
3) mcd=Leuchtkraft.
So ab 5000mcd ist eine LED hell, es gibt aber auch welche mit 500000mcd, da darfst du niemals rein schauen. Eine normale Status-LED hat so ca. 200-500mcd.
Erinnerung: Alles zu mcd, candle,lux findet ihr hier: --> Link
Wie betreibt man eine LED?
Schauen wir uns mal das untere Schaltbild an:
Links ist eine LED mit Taster, die direkt mit dem Akku verbunden ist.
Wenn man den Taster drückt, kommen volle 4V auf die LED. Sie leuchtet sofort und hell.
Allerdings bremst hier ja nichts den Strom, weshalb sie nach 1/2-5 Sekunden rauchend und stinkend (oder auch nicht) den Geist aufgibt. (Du Raidy, warum stinkts wieder so komisch aus der Werkstatt :eek:
Bei einer LED muss IMMER der Strom begrenzt werden, sonst geht sie kaputt!
[Eine LED darf man NIE direkt an Spannung anschließen. Sie muss immer über eine Strombegrenzung geregelt werden![/b]
(Natürlich ist diese Begrenzung in den fertigen LED-Lampen schon eingebaut)
Schauen wir also mal auf das rechte Schaltbild. Dort ist eine LED und ein Widerstand in REIHE geschaltet. Der Widerstand bremst den Strom herunter und die LED leuchtet.
Allerdings viel zu schwach, weil ich Depp mal wieder einen viel zu großen Widerstand genommen hat.
Wie rechne ich denn einen solchen Vorwiderstand aus?
Eigentlich ganz einfach.
Der Akku (auch Ub, für U-Batterie) hat voll geladen 4,2V (Es ist in diesem Fall keine Autobatterie, sondern ein Li-Ionen-Akku).
Eine normale LED "frisst" 1,5V.
U-Rest=Ub-U-led somit U-rest =4,2V - 1,5V = 2,7V.
Wir müssen also irgendwie 2,7V "verbraten", damit an der LED nur noch 1,5V ankommen.
Wir wissen auch, dass diese LED einen If=20mA hat, also maximal 20mA verträgt.
Und jetzt kommt das Ohmsche Gesetz (Eselsbrücke URI oder der URIn)
U=R*I (wir suchen aber den Widerstandswert R, also Formel umstellen
R = U/I = 2,7V / 0,02A = 135Ohm.
Etwas Sicherheit dazu (lieber nur 15-19mA statt 21mA). Dann nehmen wir halt 150Ohm.
(Kleiner Vorblick. Es gibt Widerstände in 100,120,150,180,220... Ohm aber nicht in 135 Ohm, deshalb die Aufrundung).
So jetzt dürft aber ihr mal rechnen:
Ich habe hier eine LED, das stehen folgende Daten zur Verfügung.
LED Vf=1,7V, If=1mA
Der Akku hat 9Volt.
Berechne den Vorwiderstand.
Natürlich kann man auch mehrere LED in Reihe schalten, das sieht dann so aus:
Jede LED braucht 1,5V, es sind 5 Stück drin. Dann fressen die also schon 7,5V. Der Akku hat 12V, also müssen wir 4,5Volt vernichten. If=20mA. wie hoch muss der Vorwiderstand sein.
Na, heute war es etwas Rechnerei. Dafür könnt ihr jetzt aber auch schon eine LED in eure Box einbauen und den Vorwiderstand selbst berechnen.
Wer zu faul zum rechnen ist, kann es sich hier ausrechnen lassen: --> Link
Aber: Denken ist gut fürs Hirn :biggrin:
Praxistipps:
Es gibt LED die nur 1mA Strom brauchen und trotzdem gut sichtbar sind.
Nehmt diese, wenn eine LED fast dauernd an ist, weil sie sparsam ist.
Die Standard-LED braucht ca. 20mA und ist auch bei Helligkeit noch zu erkennen.
Die Power-LED braucht ~100mA und ist auch in direktem Sonnenlicht noch zu erkennen, aber sonst auch viel zu grell.
Grüßle
Raidy
Übrigens: Wenn ihr ganz genau auf das oberste Bild schaut, dann ist da eine LED mit 3 Füßen. Das ist eine DOU-LED. Die kann grün und rot leuchten.