Vorwiderstand für LED's berechnen

[Gelöschter Benutzer]

Da ich gerade bei einer größeren Bastelarbeit mit sehr vielen LED's bin, musste ich mich mit Berechnungen zur LED-Verbauung beschäftigen.
Um sowas mit unterschiedlichen Kombinationen durchzurechnen, erstelle ich mir für sowas gerne Excel-Tabellen. Damit andere sich dieses ersparen können, habe ich es diesmal in PHP geschrieben und auf meine HP gestellt. Passt thematisch zwar nicht dahin (also nicht beachten), ich wusste aber sonst nicht wohin damit 🙂

Nun zur Berechnung:

Man hat die Möglichkeit Stromstärke und Spannung vom Netzteil sowie der LED anzugeben. Daraus wird errechnet welcher Vorwiderstand zum Betreiben einer LED benötigt wird.
Als Zusatz berechnet das Script auch, wieviel LED's nebeneinander mit Vorwiderstand am Netzteil angeschlossen werden können. Je nach Leistung des Netzteiles ist dann eine begrenzte Anzahl dieser Reihen hinterinander möglich. Diese sollten 80% der Netzteilleistung nicht überschreiten. Auch dieses wird ausgerechnet und angezeigt.

zur Berechnung

Das Script ist sicher noch nicht ganz fertig und ich muss noch ein paar Fehlerkontrollen einbauen, aber es funktioniert erstmal.

[DirkderBaumeister]

Ekaat:
Der Widerstand ist für eine Stromstärke von 500mW ausgelegt,

Du meintest mA oder?

[Gelöschter Benutzer]

DirkderBaumeister:
Du meintest mA oder?

Die Belastbarkeit eines Widerstandes wird in Watt angegeben.

[DirkderBaumeister]

Ekaat:
Der Widerstand ist für eine Stromstärke von 500mW ausgelegt,

Wenn Du die Nennlast (Belastbarkeit oder auch maximal am Widerstand umsetzbare Leistung)meinst ist die Einheit richtig!
Wenn Du von Stromstärke sprichst ist die Einheit immer noch Ampere


Eine Stromstärke von 500mW gibt es entsprechend nicht

[Gelöschter Benutzer]

DirkderBaumeister:
Es sollte generell ein Widerstand vorgeschaltet werden, um den Strom zu begrenzen auch wenn rein rechnerisch keiner notwendig wäre. In diesem Fall kann man einen Widerstand unter 10 Ohm verwenden. Dieser wird die Helligkeit nicht wesentlich beeinflussen.

Der Grund für einen Vorwiderstand erschließt sich mir allerdings absolut nicht. Eine Minitaschenlampe (3 Knopfzellen) hat auch keinen Vorwiderstand - habe nachgesehen. Sehr wichtig ist allerdings bei einem Transformator als Stromquelle, die Schaltung eines Kondensators, der den pulsierenden Gleichstrom glättet.

[Gelöschter Benutzer]

bei den minitaschenlampen begrenzt auch der innenwiderstand der zellen den strom. würdest du hochleistungsakkus mit nominal dem selben U an die leds hängen wären sie wohl schnell toast. vorwiderstand ist einfach immer pflicht. btw ledlampen ohne stromregelung sind idr zeichen schlechter qualität.

btw parallelschaltung von leds ist auch nicht zu empfehlen. halbleiter streuen idr sehr stark und weisen deshalb oft leicht unterschiedliche strom.spannungs-kennlinien auf. in der praxis der parallelschaltng bedeutet dies, das sich der strom nicht gleichmäßig auf die leds verteilt -> manche leds degenerieren schneller als andere -> fallen schneller aus.
in einer reihenschaltung sit der strom im kompletten strang gleich und ist deshalb vorzuziehen. für so viele leds jeweils nen stromspiegel zu basteln lohnt nicht.
wenn man mehrere stränge parallel schaltet, sollte es keine probleme geben, da durch die mischung "guter und schlechter" leds eine deutlich homogenere strom-spannugskennlinie des gesamtstrangs entsteht. jeder strang benötigt natürlich nen eigenen R.

allgemein etwas info zu dem thema leds von mir ...

http://botchjob.wordpress.com/2008/11/21/ledtechnik-einleitung-1/

[Gelöschter Benutzer]

Dank, werde mir Deine Site ganz sicher noch genauer ansehen:

Etwas unscharf, aber äußerst homogen emoticon.teeth_smile.title

[Gelöschter Benutzer]

BOTCHJOB_RBT:
bei den minitaschenlampen begrenzt auch der innenwiderstand der zellen den strom. würdest du hochleistungsakkus mit nominal dem selben U an die leds hängen wären sie wohl schnell toast. vorwiderstand ist einfach immer pflicht. btw ledlampen ohne stromregelung sind idr zeichen schlechter qualität.

btw parallelschaltung von leds ist auch nicht zu empfehlen. halbleiter streuen idr sehr stark und weisen deshalb oft leicht unterschiedliche strom.spannungs-kennlinien auf. in der praxis der parallelschaltng bedeutet dies, das sich der strom nicht gleichmäßig auf die leds verteilt -> manche leds degenerieren schneller als andere -> fallen schneller aus.
in einer reihenschaltung sit der strom im kompletten strang gleich und ist deshalb vorzuziehen. für so viele leds jeweils nen stromspiegel zu basteln lohnt nicht.
wenn man mehrere stränge parallel schaltet, sollte es keine probleme geben, da durch die mischung "guter und schlechter" leds eine deutlich homogenere strom-spannugskennlinie des gesamtstrangs entsteht. jeder strang benötigt natürlich nen eigenen R.

allgemein etwas info zu dem thema leds von mir ...

http://botchjob.wordpress.com/2008/11/21/ledtechnik-einleitung-1/

Wieder was dazugelernt. Ich gebe zu, daß ich LEDs bisher nur als Anzeigelampen benutzte. Und da diese 3-5mm-Dinger nur Cents kosten, war es für mich nicht wichtig,auf besonders lange Lebensdauer zu achten. Als Stecker verwende ich übrigens Abschnitte von leergeschriebenen 4-Farb-Kugelschreiberminen, die mit Alkohol gesäubert wurden. Den Anschldraht etwas bogenförmig biegen udn schon paßt die Sache. Bei höheren Leistungen ist dies wegen des Übergangswiderstandes nicht unbedingt angesagt.

[Hazett]

Hallo Miteinander,
Habe selber schon viel mit LED's gemacht !
Wer sehr leistungsstarke LED's braucht, ist bei Conrad-Elektronik an erster Adresse !
( gibt eigens hierfür einen Lichtkatalog, übersichtlicher als im Netz !)
Grundsätzlich gilt...LED's werden immer mit dem Nennstrom betrieben ..( oder die
angegebene Spannung- meist um 3-4Volt ohne Vorwiderstand !)
Die Stromeinstellung ist die komfortablere Betriebsart, weil über die Stromaufnahme
die Helligkeit und auch die Lebensdauer beeinflusst wird ! Die modernen LED's sind
für hohe Taktfrequenzen geeignet (geht bis MHz !)
Die zulässige Stromstärke ist ein wichtiges Kriterium für die Leuchtkraft ( wird
extra in mcd angegeben )..es kommt also darauf an, was man damit machen will !
Die Power-LED's mit ca.50-80 mA Stromstärke (hat 1 Watt Leistung= sehr hell)
kann z.B. nach folgender Rechnung mit einem 12 Volt Netzteil betrieben werden!
U = R x I ...U = 12 Volt R = ? I = 50 mA........ 12 : 0,050 = 240 Ohm
P ( Watt ) = U x I .... 12 x 0,050 = 0,60 Watt .... hierfür würde also ein
1 Watt Widerstand mit 240 Ohm die optimale Ausführung sein ( Metallschicht-
Widerstände mit 1 Watt sind klein und gut !)
Natürlich kann man mit einem 240 Ohm-Widerstand auch 2 LED's betreiben...
jedoch müsste dieser dann die doppelte Leistung ( 1,2) ca. 2 Watt haben !
Die Leistung des Netzteil's ( Dauerlast berücksichtigen..ca. 75 %) gibt dann
die max. Anzahl der LED's vor !!
Wer mit weniger Leuchtstärke auskommt, erhöht den Widerstand... dann
halten LED's fast 200000 Std. ( weniger Strom = weniger Leuchtstärke !)
Hoffe ein biß'l zum LED- Verständnis beigetragen zu haben ?
mfG. Hazett

[Gelöschter Benutzer]

Also dann muss ich dazu auch nochmal was loswerden. Belese mich ja momentan reichlich darüber 🙂

Hazett:
..( oder die
angegebene Spannung- meist um 3-4Volt ohne Vorwiderstand !)

Dem kann ich nicht zustimmen. LED's sollte man nie ohne Vorwidersatnd betreiben.

Hazett:
.....
Die zulässige Stromstärke ist ein wichtiges Kriterium für die Leuchtkraft ( wird
extra in mcd angegeben )..

Hierbei sollte man sich aber nicht von den Angaben in die Irre führen lassen. Eine LED mit 15000mcd kann weniger Leuchtkraft haben als eine mit 3000mcd. Entscheident ist dabei noch der Abstrahlwinkel. Tritt der Lichtstrahl gebündelt (vielleicht mit 20°) aus der LED aus, ist das Licht in diesem Kegel sehr hoch und damit auch der mcd-Wert. Eine LED die runherum leuchtet wirkt punktuell gesehen nicht so hell, hat einen niedrigeren mcd-Wert, kann aber insgesamt gesehen mehr Licht abgeben.

Beispiel:

15000mcd bei 20° Abstrahlwinkel entsprechen etwa 1,4lm
3000mcd bei 50° Abstrahlwinkel entsprechen etwa 1,8lm

Die LED mit 3000mcd hat also eine höhere Leuchtkraft. Diese ist nur mehr verteilt.

[Gelöschter Benutzer]

Zum Thema LED - für HochleistungsLEDs (wenn ihr Angeben wollt nennt sie nicht Leuchtdioden, sondern Lumineszenzdioden - drauf hat ein Dozent von mir sehr viel Wert gelegt.) also P > 1W würde ich ausschließlich Konstantstromquellen verwenden.

Das leidige Thema - Vorwiderstand oder nicht.
Rein Rechnerisch ist ein Betrieb ohne Vorwiderstand möglich, da sich auf der Kennlinie ein entsprechender Arbeitspunkt einstellt. Ratsam ist dies jedoch nicht, da es sich hier um eine exponentielle Kennlinie handelt und kleine Fertigungstoleranzen, Temperaturänderungen, oder Spannungsschwankungen eine große Stromänderung zur Folge haben, wodurch die LEDs geschädigt oder zerstört werden.
Dabei Stirbt die LED immer einen Hitzetod (also in Flüssigem Stickstoff könnte ich die LED mit wesentlich mehr Strom betreiben).

Wie ich die LED betreibe mache ich am Anwendungsfall fest. Wenn ich irgendeine Beleuchtung realisieren will, die lange Halten soll, dann Betreibe ich die LED möglichst mit Nennstrom, oder sogar darunter.
Brauche ich eine hohe Helligkeit bei einer Anwendung, die relativ kurze Einsatzzeiten hat, fahre ich immer mit Imax. (Warnlicht etc...)

Edit: Meiner Meinung nach ist die Vorwiderstandsrechnung von Hazett nicht korrekt.