LED mit richtigen Vorwiderstand schalten

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,
um mein altes MIFA Fahrrad mit LED auszustatten habe ich mir bei Conrad einige LED bestellt und eingebaut. Obwohl ich mit 18000mcd eine der hellsten LED gekauft habe, bin ich von der Helligkeit enttäuscht. 2x18000mcd und meine Billigtaschenlampe mir 9LED ist deutlich heller.
Ich habe mir bereits einiges dazu durchgelesen und glaube es richtig verstanden zu haben. Ich erzähl es mal wie ich es aufgefasst habe.

Ich habe
2x weiße LED (http://www.conrad.de/ce/de/product/180000/LED-18000-…)
1x rote LED (http://www.conrad.de/ce/de/product/156239/LED-5MM-RO…) in Reihe geschaltet.

Die weißen LED haben eine Flusspannung von 3,6V und einen Stromfluss von 20mA. Die rote LED hat UF von 2V und 20mA. Nach dem was ich gelesen haben muss ich meine Versorgungsspannung(9V) - die in Reihe geschalteten UF rechnen, um mein Vorwiderstand zu bestimmen. Da dies -0,2V brauche ich keinen.

Liegt hier ein Denkfehler vor? Darf ich vielleicht nicht LEDs mit unterschiedlichen UF in Reihe schalten, sondern nur gleiche in Reihe mit entsprechendem Vorwiderstand für beide Leitungen dann.

Ich hoffe ich konnte mit meinem Anfängerlatein verständlich machen worum es geht und bin sehr dankbar für Antworten.

MfG
David

#2

Hallo, wenn du die LEDs mit deinem Fahraddtacho betreibst, dann ist das Wechselstrom. Der Glühbirne ist das egal, aber einer LED nicht.
Du nutzt im Stromdurchlass der LED dann nur eine Halbwelle.
Das ist dann natürlich auch nur die halbe Spannung an der LED.

mfg
Hape.

#3

Ich vermute du meinst Dynamo, nicht Tacho. Das kann aber nicht sein. Ich hab unterm Sattel ein Batteriefach eingerichtet mit 6x1.5V eingerichtet. Hab das auch mit nem Voltmeter(oder wie auch immer das heißt) gemessen. Das kann nicht der Fehler sein.

#4

Hallo.

Also da hast du recht es muss Dynamo heißen. War in der Eile passiert.

Es ist grundsätzlich besser immer nur die LEDs mit gleicher Uv in Reihe zu schalten.

Zudem muss man wissen, das die sog. Durchbruchsspannung, also die Spannung, die eine LED überhaupt braucht um zum leuchten zu kommen, in einer Reihenschaltung addiert.

Wenn du z.B. 4x2,5V in Reihe schaltest, brauchst du mindestens 10 Volt um diese Kette zum leuchten zu bringen.

Wenn deine Kette in der Reihenschaltung bereits über dem Wert deiner Batterie liegt, dann wird sie nicht zum leuchten kommen.

Deine Annnahme, (-0,2V, das ist gut, ich brauche keinen Vorwiderstand) ist zwar in erster näherung richtig, aber funktioniert so nicht.

Also, wenn du drei weiße LEDs nimmst, dann sind das etwa 10,5 - 10,9 Volt die angelegt werden müssen.

Du hast 6x1,5 = 9VDC, daraus resultiert, das du max. 2 weiße LEDs in Reihe anschließen kannst.
Das sind dann etwa 7-7,6 Volt die du benötigst. Für die „überschüssige“ Spannung von ca. 1,4-2V must du einen Vorwiderstand berechnen, der ist in diesem Fall etwa 70-100 Ohm.
Da sich die Batterie im gebrauch entläd, wird dieser Wert nie korrekt stimmen für die gewünschten 20mA. Deshalb denke ich, kannst du einen 81Ohm Widerstand nehmen. Am Anfang fließt dann ein bisschen mehr Strom, was im allgemeinen unkritisch ist und später zum Ende der Batterie etwas weniger.

Im gleicher Weise musst du mit anderen Farben verfahren.
Die Ausnahme sind rote LEDs, die eine niedrigere Spannung benötigen, ca. 1,8-2V.

Hier kannst du dich auch an die 9VDC herantasten in diesem Fall würde ich max. 3 oder 4 LEDs in Reihe schalten.

Der Vorwiderstand wird dann genau so ausgrechnet, wie bei der weißen LED.
R= U:I, wobei U die Spannungsdifferenz zwischen Kette und Batterie bedeutet und der Strom o,o2A ist.

So ich hoffe, ich habe dir jetzt besser geholfen.

Viele Grüße
HaPe

#5

Hi David
Meine erste Frage: woher kommen die 9Volt? - von einer Batterie/Akku ?
oder vom Dynamo - der hat normalerweise 6V (oder bei neueren Dynamos 12V) - Wechselspannung !
Wen die Spannung vom Dynamo kommt, nutzen die LEDs nur die Hälfte der Spannung (sind ja Dioden, die nur in einer Halbwelle leuchten, die andere sperren)

Im Prinzip ist es möglich verschiedene LEDs in Serie zu schalten, wenn der Nennstrom der gleiche ist.
In der Praxis werden aber immer gleiche LEDs & über Vorwiderstand geschaltet - nur um die schwankende Versorgungsspannung auszugleichen. (auch wenn Leistung über den Vorwiderstand ‚verbraten‘ wird…

bei witeren Fragen -> bitte wieder melden.
mfg J

#6

Vielen Dank, ich werde dass dann mal am Wochenende umbauen und hoffe das Problem ist damit behoben.

#7

Hi!
18000 microcandela sind 18 cd, das ist nicht hell und paßt zu der Leistung von 0,072 Watt, also ist oder wäre dafür sogar sehr gut.
Ob die Schaltung so funktionieren kann weiß ich nicht, aber wie gesagt hell ist das nicht. Rechne mal die Taschenlampe mit einem Watt, das wäre nicht unüblich und dann paßt das.
Grüße Uli

#8

Kann Dir leider nicht helfen.

#9

Hallo David,

rein von der Beschreibung her scheint alles in Ordnung. In Reihe schalten ist auch in Ordnung nur Parallel-Schalten wäre eine kleine Rechenaufgabe.

Bleibt nur die Frage: Welche Spannung liefert deine Batterie wirklich und welcher Strom fließt in deiner Schaltung.

Und auch interesant zu wissen welcher Strom fließt in deiner Taschenlampe.

Bei den 20 mA ist die normale Stromaufnahme einer LED ausgelegt auf eine Lebensdauer von ca. 30-50.000 Stunden. Wie lange brennt deine Taschenlampe?

Du kannst mit Sicherheit mindestens 30 mA fließen lassen. Ein Datenblatt mit der Strom/Spannungskurve wäre da hilfreich.

Ich hab mal von Conrad die 726304 verwendet. Allerdings konnte ich eine 6V Variante beschaffen.

Gruss
Nils

#10

Hallo David,

rein von der Beschreibung her scheint alles in Ordnung. In Reihe schalten ist auch in Ordnung nur Parallel-Schalten wäre eine kleine Rechenaufgabe.

Bleibt nur die Frage: Welche Spannung liefert deine Batterie wirklich und welcher Strom fließt in deiner Schaltung.

Und auch interesant zu wissen welcher Strom fließt in deiner Taschenlampe.

Bei den 20 mA ist die normale Stromaufnahme einer LED ausgelegt auf eine Lebensdauer von ca. 30-50.000 Stunden. Wie lange brennt deine Taschenlampe?

Du kannst mit Sicherheit mindestens 30 mA fließen lassen. Ein Datenblatt mit der Strom/Spannungskurve wäre da hilfreich.

Ich hab mal von Conrad die 726304 verwendet. Allerdings konnte ich eine 6V Variante beschaffen. Und hab die dann bei meiner Tochter in den Reflektor der Lampe geschraubt. War ganz OK.

Ich vermute mal 2 LEDs reichen nicht für als Frontscheinwerfer für ein Fahrrad.

Allerdings hab ich mal gelesen dass keine Licht-technische Angabe eine Aussage darüber erlaubt ob ein Leuchtmittel fürs Fahrrad taugt, denn du willst einen vernünftigen Abstrahlwinkel und eine vernünftige Helligkeit. Die cd sagen die nur was über die gesamte Lichtmenge und Lumen/qm sagen dir nicht wie das Licht verteilt ist.

Gruss
Nils

#11

Erst mal zu Helligkeit. Der Candela-Wert (Lichtstärke) ist mit anderen LEDs nur vergleichbar, wenn der Öffnungswinkel identisch ist. Nur dann sind auch die Lichtströme identisch.

Zu deiner Reihenschaltung. Du kannst weisse und rote LEDs mit unterschiedlicher Flussspannung problemlos in Reihe schalten. Wenn du für einen konstanten Strom (z.b. mit einem Vorwiderstand) sorgst, dann stellt sich die Vorwärtsspannung automatisch ein.

Jedoch ist wichtig, dass der Widerstand auch einen anteiligen Spannungsabfall benötigt, damit er arbeiten kann.
3,6V+3,6V+2V = 9,2V an 9V geht nicht.
Du kannst:
3,6V + 2V =5,6V --> für den Widerstand dann: 9-5,6 = 3,4V sollte genügen. Bei 20mA dann rechnen: 3,4V/20mA = 170 Ohm
Die zweite Diode 3,6V --> /9-3,6)/0,02 = 270 Ohm

viel Spass und Erfolg.