Conrad 18 22 45 Operation Manual [de]
B E D I E N U N G S A N L E I T U N G
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Version 07/2001
LED-Experimentierset
Best.-Nr. 18 22 45
Einführung
Dieses Experimentierset dient dazu, sich mit dem Einsatz von Leuchtdioden vertraut zu machen. Parallelund Reihenschaltung von LEDs und den nötigen Widerständen wird ebenso erklärt wie auch die korrekte
Polung von Leuchtdioden und wie man sie erkennt.
Packungsinhalt:
Widerstände:
Best.-Nr. 403016 10Ω
Best.-Nr. 403091 47Ω
Best.-Nr. 403113 68Ω
Best.-Nr. 403156 150Ω
Best.-Nr. 403172 220Ω
Best.-Nr. 403210 470Ω
Leuchtdioden:
Best.-Nr. 184560 3mm rot
Best.-Nr. 184713 3mm grün
Best.-Nr. 184918 3mm gelb
Best.-Nr. 184543 5mm rot
Best.-Nr. 184705 5mm grün
Best.-Nr. 184900 5mm gelb
Best.-Nr. 186589 5mm orange, klar, superhell
Achtung, nicht direkt in die LED hineinsehen, es besteht Gefahr für die Augen!
Bis auf die Best.-Nr. 186589 ist jedes Bauteil 3x im Experimentierset enthalten.
Wo ist + und - bei der Leuchtdiode?
Das ist eigentlich recht einfach feststellbar:
Anode (A)
Katode (K)
Kennzeichnung von Widerständen:
1. Ring 2. Ring 3. Ring 4. Ring
Schwarz 0 0 Toleranz
Braun 1 1 0 Braun = 1%
Rot 2 2 00 Rot = 2%
Orange 3 3 000 Gold = 5%
Gelb 4 4 0000 Silber = 10%
Grün 5 5 00000 Ohne = 20%
Blau 6 6 000000
Violett 7 7
Grau 8 8
Weiss 9 9
Es gibt drei Möglichkeiten, die korrekte Polung herauszufinden:
- Länge der Beinchen
- Abgeflachter Ring um die LED
- Innenleben der LED
Eselsbrücken:
Das lange Beinchen ist deshalb
länger, weil die beiden Striche des
Symbols + auch länger sind.
Die abgeflachte Seite ist wie ein
Strich (-).
Das große Innenteil hat aussen ein
kleines Beinchen (-).
Katode - ist kurz.
Welchen Vorwiderstand brauche ich?
Dazu muss man etwas rechnen mit der Formel: R=U/I (umgestellt: U=I * R, I=U/R)
Der Strom durch eine normale LED sollte immer bei 20mA liegen (=0.02A). Bei geringerem Strom leuchtet
die LED etwas weniger (oder bei sehr geringem Strom gar nicht), bei höherem Strom wird die LED zerstört
(bzw. bei geringfügig höherem Strom ist die Lebensdauer viel geringer).
Wichtig: Die Verlustspannung Uv der LED ist bei der Berechnung des Vorwiderstandes zu berücksichtigen. Bei der roten LED liegt diese bei 2V, bei der gelben & orangen LED bei 2.2V und bei der grünen LED bei
2.1V.
Beispiel: Betriebsspannung 5V=: 5V-2.1V=2.9V; nach R=U/I: 2.9V/0.02A=145Ω
Es kann also der mitgelieferte 150Ω-Widerstand verwendet werden. Die Helligkeit ist dabei nur geringfügig
niedriger (I=U/R, 2.9V/150Ω =19.3mA). Allgemein sollte der Widerstandswert entweder genau dem berechneten Wert oder etwas höher sein, so daß der Strom durch die LED 20mA oder etwas geringer ist.
Beispiel für grüne LEDs (Strom bei 1/2/3/4 LEDs immer 20mA, da Reihenschaltung der LEDs!):
1 LED 2 LED 3 LED 4 LED
UB in V olt Uv Ohm Uv Ohm Uv Ohm Uv Ohm
4,5 2,1 120 4,2 15 6,3 x 8,4 x
5 2,1 145 4,2 40 6,3 x 8,4 x
7,5 2,1 270 4,2 165 6,3 60 8,4 x
9 2,1 345 4,2 240 6,3 135 8,4 30
12 2,1 495 4,2 390 6,3 285 8,4 180
Da die Verlustspannung Uv der LEDs bei ca. 2.1V liegt (rot=2V, gelb=2.2V, grün=2.1V), ist z.B. bei 4.5V
keine Reihenschaltung von 3 oder 4 LEDs mehr möglich!
Die LEDs leuchten also nicht (oder nur noch sehr schwach).
Um z.B. die 270Ω oder die 135Ω zu bekommen, schaltet man die Widerstände in Reihe. Dadurch
addieren sich ihre Werte (R_Gesamt=R1+R2+R3...): Für 270Ω: 220Ω + 47Ω +10Ω = 277Ω
Für 135Ω: 68Ω + 68Ω = 136Ω
Beispiel für 2 LEDs mit einem
Vorwiderstand, Strom 20mA:
Aber auch die Parallelschaltung von Widerständen ist möglich. Hier ist die Berechnung etwas schwieriger:
1/R_Gesamt=1/R1 + 1/R2 + 1/R3....: Für 30Ω: 1/68Ω + 1/68Ω =1/34Ω,, also 34Ω
Verwenden Sie ggf. einen Taschenrechner (oder einen PC mit Tabellenkalkulation, falls vorhanden) für die Berechnung.
Durch die Kombination von Reihen- und Parallelschaltung lassen sich fast
alle Widerstandswerte erzeugen.
Setzt man in einem Gerät zahlreiche LEDs ein, so ist es sinnvoll, die Betriebsspannung so zu wählen, dass nur ein einziger Widerstand pro LED ausreicht.
Aufgrund der Toleranzen der Bauteile ist es nicht so wichtig, den genauen berechneten Widerstandswert zu
erreichen. Ein paar Ohm (Ω) mehr können es jederzeit sein, experimentieren Sie z.B. mit dem mitgelieferten
10Ω-Widerstand. Kontrollieren Sie die Helligkeit der LED mit und ohne ihn - sie ändert sich kaum. Ein zu
geringer Vorwiderstandswert kann jedoch die LED zerstören, da ein höherer Strom als 20mA fließt.
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