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THEMA: LED anschließen

THEMA: LED anschließen
Startbeitrag
kathi - 30.03.22 09:56
Hallo,

ich hoffe, die Experten unter euch lachen mich nicht aus ... Ich habe Bauteile für eine LED gekauft, weiß aber nicht, in welcher Reihenfolge und mit welcher Richtung die Bauteile angeschlossen werden sollen. Im Tutorial dieses Forums habe ich nichts gefunden, was ich verstehen würde. Der Händler, den ich per E-Mail gefragt habe, hat mir nicht geantwortet ...

Angeschlossen soll an 16 V Wechselstrom eine LED SMD 0201 (Pluspol rot, Minuspol schwarz).

Hierfür ist ein "Metallschicht-Widerstand 4,7 kOhm 1%" verfügbar,

außerdem eine "Universaldiode Sperrdiode 1N4148 Silizium Diode".

Im anhängenden Photo seht ihr die Bauteile.

In welcher Reihenfolge soll angeschlossen werden? In welcher Richtung sind die Diode und der Widerstand einzubauen?

Ich würde mich riesig freuen, wenn ich einen anschaulichen Hinweis erhalten könnte, am liebsten ein Photo von einer solchen Schaltung.


HERZlichen Dank

Kathi

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Hallo Kathi!

Jeder fängt einmal klein an. Deshalb antworte ich gern auf Deine Frage. Der Widerstand muß an irgendeiner Stelle im Stromkreis vorhanden sein. Auf welcher Seite der LED, ist ganz egal. Hauptsache ist, der Strom wird begrenzt. In welcher Richtung der Widerstand eingebaut wird, ist egal. Der Widerstand funktioniert in beiden Richtungen gleich.

Die Diode benötigst Du nur, wenn Du die LED mit Wechselstrom betreibst. Dann mußt Du sie antiparallel zur LED anschließen. Also, wenn bei der LED die Kathode nach "rechts" zeigt, muß sie bei der Diode nach "links" zeigen. Die Kathode ist die Seite, die zum Minuspol des Stromkreises zeigt. Bei den winzigen bedrahteten LED's erkennt man das meist an der Farbe des Drahtes. Bei den LED's, die ich verwende, ist der gelbe Draht an die Kathode angeschlossen. Wenn das bei Deinen LED's auch so ist, muß also die Kathode der Diode (schwarzer Ring) mit dem roten Draht der LED verbunden werden, das andere Ende mit dem gelben Draht.

Wenn Du die LED mit Gleichstrom betreibst, kannst Du auf die zusätzliche Diode verzichten.

Mit einem Foto kann ich leider nicht dienen. Aber vielleicht helfen meine Ausführungen Dir ja auch so weiter.

Herzliche Grüße
Elmar
Hallo Kathi, Die Diode hat einen schwarzen Ring. An dieser Seite lötest Du den Widerstand an . Am anderen Ende
des Widerstands lötest du die rote Seite der Led an . Die schwarze Seite der Led ist mit dem  Minus der Gleichspannungsquelle 16 V DC zu verbinden und die freie Seite der Diode ist mit dem Plus zu verbinden.

MFG Thomas.
Hallo Kathi , ich korrigiere mich , da Du mit Wechselspannung arbeitest gibt es kein Plus und Minus und es ist egal wie
Du die Schaltung an der Spannungsquelle anschließt . Entschuldigung .

MFG T.S
Hallo, Elmar & Thomas,

hört sich klasse an!!!

Toller Service!!!

Will ich gleich mal ausprobieren!!!


AllerHERZlichsten Dank

Kathi
Hallo zusammen,

Vorsicht, die Beschreibung von Thomas klingt in meinen Ohren nicht so, als wäre die Diode antiparallel geschaltet.

Klaus
Hallo Kathi,

um Dir das zukünftige Basteln etwas zu erleichtern empfehle ich Dir, Dich mal hier https://www.elektronik-kompendium.de/ ein paar Stunden rumzutreiben. Bei uns Modellbahnern sind ein paar elektr(on)ische Grundkenntnisse (Strom, Spannung, Stromkreis, Widerstand, ohmsches Gesetz etc.) mehr als hilfreich.

Grüssle aus dem Schwabenländle

Bernhard
H A L L O,

habe zunächst Deine Anleitung, lieber Elmar, gestöpselt (sie war halt die erste) - und siehe da! Seit 5 Minuten leuchtet die LED - störungsfrei!

Freu' mich RIESIG (dass solch kleinen Effekte solch große Freude auslösen können ...) !


ALLES GUTE an ALLE

Kathi !
Hallo Kathi

Zitat - Antwort-Nr.: 1 | Name: Elmar

Dann mußt Du sie antiparallel zur LED anschließen.

Das führt nur zu unnötigem Stromverbrauch! Schließe die zusätzliche Diode einfach in Reihe zu Widerstand und LED an. An welcher Stelle in der Reihe sie ist, spielt keine Rolle. Richtig herum ist sie dann, wenn die LED leuchtet.

Alles ganz einfach.

Dietrich
Hallo zusammen,

ich dachte, das wäre mittlerweile Konsens hier im Forum (genug wurde ja schon darüber diskutiert), daß Leuchtdioden in Sperrichtung nicht mit zu hohen Spannungen betrieben werden dürfen. Und da hilft auch nicht, daß da ein Widerstand in Reihe liegt, sondern nur die antiparallele Diode.

Klaus
Moin Kathi,

Es ist alles nicht so einfach.
Im Grunde kannst du mit allen hier vorgestellten Lösungsvorschläge die LED betreiben. Allerdings sind nicht alle nachhaltig in Bezug auf die Lebensdauer der LED (z.B. #8).
Oder nicht optimal  bzgl. des Stromverbrauchs (#1). Im nachfolgenden Link ist alles ganz gut beschrieben und grafisch dargestellt. Dabei ist der Vorschlag der Reihenschaltung aus #8 gleich am Anfang zu Recht dick durchgestrichen. Es gibt dann aber auch weitere Optimierungen, wie man die Schaltung stromverbrauchsoptimiert und sicher für die Lebensdauer der LED betreiben kann.


https://modellbahn.mahrer.net/elektronik/led_an_wechselstrom/

Viel Erfolg weiterhin
wünscht Jens
Hallo

Zitat - Antwort-Nr.: 9 | Name: Klaus

ich dachte, das wäre mittlerweile Konsens hier im Forum (genug wurde ja schon darüber diskutiert), daß Leuchtdioden in Sperrichtung nicht mit zu hohen Spannungen betrieben werden dürfen.

Die Antwort ist "Ja".

Zitat - Antwort-Nr.: 9 | Name: Klaus

Und da hilft auch nicht, daß da ein Widerstand in Reihe liegt,

Die Antwort ist "Ja".

Zitat - Antwort-Nr.: 9 | Name: Klaus

sondern nur die antiparallele Diode.

Die Antwort ist "Nein". Eine Siliziumdiode in Reihe sperrt besser als die LED, so dass die Sperrspannung an dieser Diode anliegt und nicht an der LED. Vorteil: Bei Wechselspannung fließt nur während einer Halbwelle Strom. Das funktioniert zuverlässig, auch wenn manche es in Zweifel ziehen. Diese Schaltung wenden auch die Lichsignal-Hersteller bei ihren Produkten an.

Dietrich
(Ja, ich habe Elektrotechnik studiert.)
Hallo Kathi,

ich würde auch wie Dietrich "eine lange Reihe" empfehlen:
Alle drei hintereinander schalten (Reihenfolge ist egal).
Wenn es leuchtet: Freuen Ansonsten entweder die Diode oder die LED umdrehen und dann freuen

Viele Grüße
Michael
Hallo Dietrich,

bin ja nur ein dummer Elektrotechnik-Nebenfächler. Das mag ja in der Theorie stimmen, aber gibt mir doch mal bitte die Kenndaten/-linien der beiden gezeigten Dioden!

Klaus
HA L L O,

faszinierende Diskussion ...

Bin jedenfalls glücklich mit der einfachen Schaltung .... und wenn sie ihren Geist aufgibt, versuche ich eine andere.


Alles Gute

Kathi
Hallo,

eine Zusatzfrage: In vielen Videos sieht man ein Blinken der LED-Beleuchtung, auch der Signale, was zum Teil sehr störend wirkt. Wie kann man das vermeiden? Was ist die Ursache? Welche Schaltung ist da besser? Hilft da Gleichstrom?
Oder müsste/könnte man da was am Film-/Abspielmodus von Videos ändern?

Vielen Dank und Grüße
Martin
Diese Diskussion um die angebliche Sperrspannung, welche an der LED anliegt, trotz dass eine Diode in Reihe geschaltet ist. Dietrich hat das doch ausreichend begründet. Was sollen da nun noch Kenndaten? Die Siliziumdiode sperrt eine Strom- Richtung (dafür wurde sie geschaffen), in der anderen lässt sie den Strom fließen und in der Regel fallen an ihr ca. 0,7V Spannung ab. Fertig ist die Laube. Da kann an der LED keine entgegen der Flussrichtung der Si- Diode gerichtete Spannung anliegen. Wer's nicht glaubt, kann das ja einfach mal mit einem Testaufbau überprüfen.
Gruß Holger
Hallo Holger,

die Welt ist leider nicht ganz so einfach. In Sperrichtung hat eine Diode keinen unendlich großen Widerstand. Und wenn man sich dann die beiden Dioden als Widerstände vorstellt, dann hat man einen klassischen Spannungsteiler. Ohne Kenntnis der Eigenschaften ist die negative Spannung an der LED nicht vorhersagbar. Sie könnte daher größer sein, als die LED verträgt. Natürlich könnte man von "typischen" Bauteilen ausgehen. Aber Kathi hatte ja nicht einmal die Farbe der LED erwähnt, was eventuelles Raten ermöglichen würde.

Ich bin jetzt auch kein Diodenexperte (bin mehr in der Digitalwelt zuhause). Aber gerade Anfängern sollte man Schaltungen empfehlen, die sicher und dauerhaft funktionieren. Da ist die Schaltung mit der antiparallelen Diode mit Sicherheit die bessere.

Klaus
@Martin:
....ich denke das Blinken der LED's wird wohl mit der Restwelligkeit der gleichgerichteten Wechselspannung zu tun haben (50 oder 100 Hz) da ist dann vermutlich der Siebkondensator zu knapp bemessen. Wäre jedenfalls mein Ansatz. Sieht man mit bloßem Auge kaum, aber mit der Handykamera kann man das feststellen.

Gruß Dieter
Hallo,

Das "D" in LED bedeutet "Diode". Im Prinzip also genau das Gleiche wie eine "normale" Diode, nur dass sie, statt warm zu werden, leuchtet.
Wenn man jetzt Diode, LED und Widerstand in Reihe schaltet,  dann haben Diode und LED in Sperrrichtung einen sehr hohen Innenwiderstand. Der Vorwiderstand ist sehr klein dagegen und kann vernachlässigt werden. Die Sperrspannung wird sich dann gemäß der Kirchhoff'schen Gesetze entsprechend dem Verhältnis der Innenwiderstände der beiden Dioden aufteilen. Sind beide gleich, dann kriegt jede die Hälfte, womit die LED bei modellbahnüblichen Spannungen hinüber wäre. Nun sind sie aber nicht gleich. Deshalb muss man einen Blick ins Datenblatt werfen. Hier wird meist der maximale Sperrstrom angegeben. Der ist bei LED ca. 1000 Mal so groß wie bei einer Silizium Diode. Auf den ersten Blick könnte man jetzt entspannen, denn 1000 Mal so großer Sperrstrom bedeutet 1/1000 so großer Widerstand, d.h. die Sperrspannung liegt fast komplett an der Diode. Auf den zweiten Blick wird man aber feststellen, dass für den Sperrstrom nur eine Obergrenze angegeben wird. D.h. im Prinzip kann er auch sehr viel kleiner sein, als die angegebene Obergrenze. Deswegen kann man niemals sicher sein, dass das auch so funkktioniert, und deswegen sollte man es so auch nicht machen, und schon garnicht Anfängern empfehlen.
Die antiparallel geschaltete Diode begrenzt die Sperrspannung an der LED dagegen sicher, ohne wenn und aber auf 0,7 V. Das ist vollkommen idiotensicher und hat keine irgendwelche Haken oder Ösen. Die paar mA vergeudeten Strom kannn u.nser Planet sicher verschmerzen.

Gruß Engelbert
https://youtu.be/v3wGj8sx-v4
Hallo Kathi, vielleicht hilft Dir mein Video
LG Wolf
Hallo

Die Modellbahnindustrie (und nicht nur diese) setzt die Reihenschaltung mit Diode seit Jahrzehnten ein. Das ist eine erprobte Lösung für LEDs aller Farben.

Zu den Datenblättern:
Wer sich dafür interessiert und sie versteht findet sie hier: www.mouser.de
LED 0201: Reverse current @ 5 V: 50 µA
Diode 1N4148: Reverse current @ 20 V: 0,025 µA
Hier sieht man/frau deutlich, um wieviel hochohmiger die Diode ist (Faktor 2000). Selbst bei größeren Schwankungen ist gewährleistet, dass mehr als 99 % der Sperrspannug an der Diode liegen.  

Kathi, lass dich nicht durch das viele Fachchinesisch verwirren. Dein Ansatz "Bin jedenfalls glücklich mit der einfachen Schaltung .... und wenn sie ihren Geist aufgibt, versuche ich eine andere." ist OK.

Dietrich
Hallo Dietrich,

ja, da kann ich dann leider nicht anders, als Dir recht zu geben, wenn auch ungern . Asche auf mein Haupt!

Klaus


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