vorwiderstand für rote LED?
hallo,
Wie berechnet man den Vorwiderstand von einer roten LED?
Ich brauche ihn für den Arduino mit 5V und einer roten LED.
danke!
2 Antworten
Eine rote LED hat einen Spannungsfall von 1,3V. Das nennt man "Vorwärtsspannung" oder abgekürzt UF im Datenblatt.
Der Widerstand muss also den Rest "verheizen". Bei 5V sind das also 3,7V die der Widerstand bekommt damit 1,3V für die LED übrig bleiben.
Jetzt muss man nur noch den Strom wissen der fließen soll. Der Strom ist proportional zur Helligkeit. Im Datenblatt muss man dann gucken welchen Strom die LED "kontinuierlich" aushält wenn man maximale Helligkeit haben will.
Bei den meisten LEDs sind das 20mA oder "nur" 10mA.
Maximale Helligkeit braucht man aber nur als "Beleuchtung", als reine Anzeige reichen bei heutigen LEDs bereits 1mA völlig aus.
Die Formel ist
R = Ur / I
Ur ist die Spannung die der Widerstand "vernichten" soll, hier also 3,7V und I ist der Strom der fließen soll.
Für 1mA kommt man also auf 3,7kΩ, für 10mA sind das 370Ω
In der Praxis kann man meistens 1kΩ für "recht hell" und 330Ω für "sehr hell" verwenden. Und das bei jeder Farbe wenn es also nicht auf die tatsächliche Helligkeit ankommt. Wenn man im Dunkeln sitzt geht man dann sogar eher Richtung 10kΩ.
Am besten nimmt man bei 5V einen 330Ω Widerstand und schaltet ein 10kΩ Poti in Reihe, dann kann man ausprobieren welche Helligkeit für den Einsatz den man vor hat gut ist und dann einfach mit einem Multimeter den Wert ausmessen. Oder gleich 330Ω+10kΩpoti in die Schaltung einbauen. Der Festwiderstand verhindert das zerstören der LED wenn man das Poti auf "0" dreht.
Die Vorwärtsspannung einer LED hängt übrigens von der Farbe ab. Je höher, desto mehr Energie haben die Photonen und desto kurzwelliger das Licht. Blaue LEDs haben also etwa 3V. Weiße LEDs gibt es gar nicht, das sind blaue oder UV-nahe LEDs die dann einen Leuchtstoff haben um das blaue Licht in weiß umzuwandeln. Die kann man also als blaue LED behandeln.
Wenn Du schnell und einfach rechnen willst, dafür gibt es "LED Rechner", einfach bei googel in die Suche gehen. Zum Beispiel hier:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm
Da kann man auch die LED Farbe anklicken oder den genauen Wert aus dem Datenblatt eingeben.
P.S.:
Kleine Korrektur. Eine moderne rote LED hat eine etwas höhere Vorwärtsspannung, 1,5 bis 1,6V. Die 1,3V sind für die alten, reinen GaAs Dioden die schon lange nicht mehr hergestellt werden. Die sind sozusagen "dunkelrot", liegen von der Farbe so gerade im sichtbaren Bereich wo das Auge kaum Empfindlich drauf ist. Die waren halt die ersten - und ich bin alt :D
Heutzutage verwendet man nur noch was damals als die raus kamen als "Super-Rot" bezeichnet wurde. Die kamen in etwa zu der Zeit heraus als man erstmalig blaue LEDs herstellen konnte. Zuerst gab es lange Zeit nur "Dunkelrot", dann Jahre später gelang es grüne LEDs her zu stellen, dann nach einer Weile kamen die gelben. Dann passierte lange Zeit nichts und dann kam Blau, Super-Rot, Sunset Orange und kürzlich Violett die jetzt mehr und mehr für weiße LEDs benutzt werden.
Das kann man machen wenn man drinnen nur sehen will, ob die an oder aus ist.
Im Tageslicht oder Nachts kann das dann viel zu dunkel oder zu hell sein.
Und wenn man maximale Beleuchtung haben will, dann muss man rechnen, sonst bekommt man nicht das maximum an Licht oder die LED geht kaputt.
Und dann hängt das natürlich auch noch von der Spannung ab. 1k kann da auch schnell zu wenig werden wenn man hohe Spannungen hat, z.B. 48V.
Ich nutze gerne den Attiy85 und die LED sind i. d. R. Status LED. 5V ist da das Maß der Dinge.
Wenn ich was Bau, wo es auf Leuchtkraft ankommt, dann rechne ich schon. Muss dann beim Layout leider auf THT zurückgreifen, SMD habe ich nur drei Widerstände im Sortiment. 1k, 5k5 und 10k.
super danke vielmals für die ausführliche Erklärung und die Mühe! Hast mir bei meiner Technik Prüfung sehr geholfen!
Den
Übrigens, man kann mit einem Multimeter feststellen wie viel Vorwärtsspannung eine LED hat.
Im Diodentestbereich zeigt das Multimeter dann Millivolt an. Hängt man eine LED dran, kann man also direkt die Vorwärtsspannung in 10×Millivolt ablesen.
Allerdings gibt es da zwei Probleme:
- Ein Klassisches Multimeter kann nur bis 199(0)mV messen. Das reicht also nicht für blaue/weiße LEDs.
- Während die klassichen Multimeter 1mA Prüfstrom (konstantgeregelt) erzeugten, erzeugen viele moderne Multimeter nur noch 0,1mA oder ganz andere Prüfströme. 0,1mA liegt bei einer LED außerhalb des linearen Bereiches und das Ergebnis ist dann deutlich niedriger als die tatsächliche Uf wenn man "viele Milliampere" durch leitet.
Dafür können viele moderne Multimeter dann oft auch bis 399(0) mV messen, also alle sichtbaren LEDs - wenn die eine 9V Batterie drin haben statt nur 2×AA (sind ja nur max 3V die es zur Prüfung erzeugen kann). Wenn es "manuell" ist (kein Autorange) kann man die Spannung leicht sehen die angezeigt werden kann. Sind die Messbereiche mit einer 2 vorne (2, 20, 200), kann die Anzeige nur bis 199 oder 1999 anzeigen, im Diodentest sind dann ab 2V "Überlauf". Fangen die Messbereiche mit 4 an, kann es 399 bzw. 3999 also bis zu 4V im Diodentest - falls die Batterie im Multimeter genug Spannung hat.
Ich mache daraus keine Wissenschaft... Ich nehme 300 Ohm, und gut ist. Ist hell genug, und der Arduino kann es ab...
Gut erklärt, um nicht immer zu rechnen, habe ich mir angewöhnt bei roten, gelbe und grünen LED immer 1k Widerstände zu nehmen.
Reduziert die Widerstände, die vorgehalten werden müssen und ich brauche beim Bestücken nicht immer nachzusehen.