Widerstandsberechnung für LEDs

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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hallo!

ich habe ein kleines rechenproblem und hoffe, daß mir jemand von euch helfen kann.

ich will bei einer treppe die trittflächen mit leds beleuchten. eine led hat die werte 3,2V und 20mA. insgesamt handelt es sich um insg. 10 stufenleisten mit jeweils zwischen 9 bis 13 leds.

meine idee ist nun, anstelle eines „starken“ netzgeräts für alle stufen drei 12V-netzteile zu nehmen. dabei würde ich jeweils drei stränge parallel schalten - macht dann, addiert, 9,6V; für die restlichen 2,4V brauche ich dann noch den vorwiderstand.

je strang (treppenstufe) brauche ich zwischen min. 180mA und max. 260 mA; ein Netzgerät mit 800mA würde also ausreichen für 3 Stufen.

bis hierhin ist´s einfach - nur: wie berechne ich jetzt den notwendigen vorwiderstand? welche stromstärke nehme ich für die widerstandsberechung an (wegen der leistung)? kann ich, auch wenn es sich um 3 parallele stränge handelt, die ströme einfach über alle stränge addieren (also z.b. 9+10+12=31 x 20mA = 620mA. macht als differenz zum netzgerät 180mA) oder brauche ich je strang einen „eigenen“ widerstand?

vielen dank schon mal an alle, die antworten - und für die cracks: habt nachsicht mit einem laien… :smile:

grüße, boris

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Tach Boris!

Für so viele LEDs würde ich mir ein konstantstrom Netzteil bauen/kaufen. Du kommst da schon in den Bereich von 10W. Sinnvoll wäre da z.B. ein 12V Netzteil eingestellt auf 260mA Iout.

Alternativ könntest du auch mal ausprobieren, was 4 LEDs in Reihe an 12V so machen. -0,2V pro LED sollte noch gehen.

Wenn es denn wirklich ein Vorwiderstand sein soll nimm 10Ohm. Die sollten für 13 LEDs reichen. Sollen es weniger werden würde ich auf 12Ohm rauf gehen. Sei aber nicht geizig mit der Belasbarkeit! Die müssen ein halbes Watt los werden.

Thor

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ich will bei einer treppe die trittflächen mit leds
beleuchten. eine led hat die werte 3,2V und 20mA. insgesamt
handelt es sich um insg. 10 stufenleisten mit jeweils zwischen
9 bis 13 leds.

meine idee ist nun, anstelle eines „starken“ netzgeräts für
alle stufen drei 12V-netzteile zu nehmen. dabei würde ich
jeweils drei stränge parallel schalten - macht dann, addiert,
9,6V;

Addieren kannst Du nur bei Reihenschaltung.
Und dann musst Du identische Leisten haben, also drei 9er hintereinander oder drei 12er. Alles unter der Voraussetzung, dass die LEDs einer Leiste alle parallel geschaltet sind.

Ich würde versuchen, jeweils eine Leiste fertig für 12V Anschlussspannung zu verdrahten. Die LEDs würde ich so in Reihe schalten, dass ich die 12V fast erreiche. Also ganz so wie Du gedacht hast immer drei in Reihe.
Dann hast Du 9,6V und 20mA. 2,4V müssen gekillt werden, bei 20mA sind das 2,4V / 0,02A = 120 Ohm. Der Widerstand verheizt dann 2,4V * 0,02A = 0,048 W. Das ist mehr, als es sich anhört, das kann je nach Einbaulage richtig heiß werden, also lass dem Widerstand genügend Luft. Alternativ kannst Du die Versorgungsspannung näher an die 9,6V bringen, in dem Du z.B, zwei Siliziumdioden vor die Leisten packst. Die tilgen ca. 2 * 0,7V = 1,4V, dann ist nur noch 1 V am Widerstand zu verbraten, also dann 50 Ohm. Und es fallen nur noch 0,02W an.

Die andere Möglichkeit ist die schon agesprochenen Konstantstromquelle. Die pumpt immer die eingestellte Stromstärke durch die LEDs. Aber die Summe der Spannungen aller LEDs muss kleiner als die Verosrgungsspannung der Stromquelle sein. Bei 12V ist dann auch schon bei 3 LEDs je Stromquelle Feierabend.

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Uiii! 0 vergessen. Gut das noch jemand aufpasst!

Danke xstrom!

Thor

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hallo thor & xstrom,

danke euch beiden für die infos und die richtigstellung von reihe und parallel(jaja, schulphysik ist halt doch schon lange her…). ich werd wohl auf ne konstantstromquelle setzen, ist halt ein wenig rechenarbeit.
der tipp mit der vorgeschalteten siliziumdiode ist gut, werd ich berücksichtigen!

danke + gruß, boris

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Der tipp mit der vorgeschalteten siliziumdiode ist gut, werde
ich berücksichtigen!

Bedenke, dass da, wo Spannung abfällt und Strom fließt immer eine Verlustleistung entsteht! Und unterschätze das nicht, bei so kleinen Bauteilen ist ein Watt schon verdammt viel. Anpacken möchte man sowas nicht mehr. Also ruhig deutlich größer dimensionieren und kühlen.

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Um alle Schwierigkeiten mit Reihenschaltungen etc. zu umgehen würde ich aus langjähriger Erfahrung nicht mit 12V, sondern mit 5V arbeiten.
Dazu prinzipiell für jede LED einen kleinen Widerstand von 91 Ohm mit 1/2 Watt leistung um die überflüssigen 1,8V zu verbraten.
Dabei wird jeder Widerstand mit 0,036W belastet und nicht sonderlich heiß. Selbst ein handelsuüblicher 1/4 W Widerstand reicht da aus.
Der Vorteil ist, das wenn eine LED kaputt ist alle anderen noch brennen und nicht wie bei Reihenschaltung eine ganze Kette ausgeht.
Zumal nicht alle LED`s einer Sorte absolut gleiche Werte haben, kann man durch ändern des Widerstandes Helligkeitsunterschiede ausgleichen.
Macht zwar etwas mehr Arbeit, vor jede LED einen Widerstand zu löten, wirst aber mehr Freude mit zuverlässiger Beleuchtung haben.

mit einem Netzteil von 5V/1A kannst du dann auch 50 LED`s betreiben.

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Hallo,

ich will bei einer treppe die trittflächen mit leds
beleuchten. eine led hat die werte 3,2V und 20mA. insgesamt
handelt es sich um insg. 10 stufenleisten mit jeweils zwischen
9 bis 13 leds.

Das scheint mir deutlich übertrieben.
Die weißen LED mit hohem Wirkungsgrad sind schon recht hell.
Da sollten pro Stufe 3…5 Stück reichen, um genügend Helligkeit
zu liefern. Am besten keine LED mit engem Abstahlwinkel nehmen
oder man kann auch vorn die Linse etwas anschleifen, damit die
Dinger eher diffus abstrahlen.

meine idee ist nun, anstelle eines „starken“ netzgeräts für
alle stufen drei 12V-netzteile zu nehmen.

Das ist sinnlose Frikelei. Ein ordentliches NT und gut isses.

dabei würde ich
jeweils drei stränge parallel schalten - macht dann, addiert,
9,6V; für die restlichen 2,4V brauche ich dann noch den
vorwiderstand.

Je nachem, wieviel LED du hast, sollte die Spannung angepasst
werden. Bei 12V kannst du praktisch nur 3 LED in Reihe betreiben.
Gibt aber auch NT mit 18V oder 24V. Da kannst du bequem 5-7 LED
in Reihe schalten.

je strang (treppenstufe) brauche ich zwischen min. 180mA und
max. 260 mA;

Hä? Das passt zwar für ein 3V-NT, ist aber Quatsch.
Besser höhere Spannung nehmen und LED in Reihe schalten.
Da brauchst du pro Stufe also ca. 20mA.
Macht bei 10 Stufen ca. 200mA -> an 24V gerde mal ca. 5W.
Ei 24V-Stecker-Schaltnetzteil bekommt man für ca. 15€.

ein Netzgerät mit 800mA würde also ausreichen für 3 Stufen.
bis hierhin ist´s einfach - nur: wie berechne ich jetzt den
notwendigen vorwiderstand? welche stromstärke nehme ich für
die widerstandsberechung an

Genau die, welche durch die LED fleißen soll.

brauche ich je strang einen „eigenen“ widerstand?

Ja, pro Reihenschaltung ist ein Vorwiderstand zu empfehlen
oder auch mehrer kleinere Widerstände in Reihe, um die
Leistung zuverteilen.
Bei angenommen 24V Versorgung und je LED-Reihe mit sieben LED
kommt man auf ca. 22V. Für ca. 20mA sollte der Vorwiederstand
dann ca. 80 Ohm bis 100 Ohm sein. Wert kannst du auch ausprobieren.
Falls es schon sehr hell erscheint, Widerstand eben größer machen.

Noch eine ganz andere Variante ginge mit Hochleistungs-LED.
Da brauchst du pro Stufe nur 1 oder 2 LED, die aber mit
100-200mA oder mehr angesteuert werden können.
Die ganze Verdrahung wird noch einfacher.
http://www.leds.de/c21/High-Power_LEDs.html

Ich habe die LED aber nicht unten an den Stufen :smile:
http://uwiatwerweisswas.dyndns.org/Uwi/LED_LAMPEN/Tr…
http://uwiatwerweisswas.dyndns.org/Uwi/LED_LAMPEN/Tr…
Die sind per Microcontrller als Lichtband gesteuert (15 Kanäle)
und werden per Lichtschranke bzw. Bewegungsmelder eingeschaltet.
Je nachdem von welcher Seite man kommt, läuft das Lichtband von
oben oder unten los.
Gruß Uwi

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Hallo,

Um alle Schwierigkeiten mit Reihenschaltungen etc. zu umgehen
würde ich aus langjähriger Erfahrung nicht mit 12V, sondern
mit 5V arbeiten.
Dazu prinzipiell für jede LED einen kleinen Widerstand von 91
Ohm mit 1/2 Watt leistung um die überflüssigen 1,8V zu
verbraten.

ein enormer und IMHO völlig überflüssiger Verdrahtungsaufwand.

Dabei wird jeder Widerstand mit 0,036W belastet und nicht
sonderlich heiß.

Außer man plaziert viele von den Dingern auf einer LP
dicht nebeneinander, weil irgendwohin muß man die ja plazieren.

Der Vorteil ist, das wenn eine LED kaputt ist alle anderen
noch brennen und nicht wie bei Reihenschaltung eine ganze Kette
ausgeht.

Das ist ja auch der Nachteil von LED, dass die nicht so lange halten,
nicht wahr. Allerdings, wenn man dann statt 2 Drähten das vielfache
zu verlegen hat, wird es auch nicht viel netter, wenn mal was
kaputt gehen sollte.

Zumal nicht alle LED`s einer Sorte absolut gleiche Werte
haben, kann man durch ändern des Widerstandes
Helligkeitsunterschiede ausgleichen.

Wenn man die LED zusammen kauft, werden die mit großer
Wahrscheinlichkeit so geringe Unterschiede haben,
das man es mit bloßem Auge gar nicht sehen kann.
Üblicherweise werden LED aber sowieso nach Helligkeit selektiert.
Gruß Uwi

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jepp, mach ich! danke nochmal (an alle anderen auch)!

grüße, boris

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hey,

das sieht ja strange aus :smile: an bewegungsmelder hatte ich auch schon gedacht - will dann aber doch erstmal eins nach dem anderen machen.

die cree-led´s hatte ich auch schon im sinn - sind aber preislich doch ne ecke teurer als herkömmliche 5mm-led´s. weiß nicht, ob das eine das andere aufwiegt…

wegen reihe oder nicht bin ich echt unschlüssig - hab unsere duschwand (sind acrylglasbausteine) mit 44 led´s „hintergrundbeleuchtet“ und die auch alle einzeln verdrahtet und gelötet. ist zwar ein aufwand, aber mir war´s lieber, daß ggfs. nur eine led ausfällt und nicht das ganze lichtband. so ungefähr dachte ich bei den treppenstufen-led´s auch - so hätte ich nämlich ggfs. nur eine leiste zu de- und wieder zu installieren. wenn ich alles in reihe schalte, geht das nicht so ohne weiteres…

ja, da muß ich wohl noch n bißchen in mich gehen und tüfteln…
danke erstmal an alle für die vielen guten tipps, ratschläge und korrekturen!

grüße, boris

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Hallo,

die cree-led´s hatte ich auch schon im sinn - sind aber
preislich doch ne ecke teurer als herkömmliche 5mm-led´s. weiß
nicht, ob das eine das andere aufwiegt…

Im Prinzip schon, wenn man die z.B. mit 400-700mA betreibt.
Da hat man so viel Licht, wie sonst von 25…30 der kleinen LED.
Bei einem Preis von ca. 5€ pro Stück dürften die kleinen LED nur
max. 20Cent kosten.
Du brauchst aber gar nicht solche Helligkeit und wenn die LED
etwas verteilt sind, sieht es wohl auch besser aus.

wegen reihe oder nicht bin ich echt unschlüssig - hab unsere
duschwand (sind acrylglasbausteine) mit 44 led´s
„hintergrundbeleuchtet“ und die auch alle einzeln verdrahtet
und gelötet. ist zwar ein aufwand, aber mir war´s lieber, daß
ggfs. nur eine led ausfällt und nicht das ganze lichtband. so
ungefähr dachte ich bei den treppenstufen-led´s auch - so
hätte ich nämlich ggfs. nur eine leiste zu de- und wieder zu
installieren. wenn ich alles in reihe schalte, geht das nicht
so ohne weiteres…

Kompromiss wären halt 2 Reihenschaltungen pro Stufe.
Dann eben doch mit 12V.
Gruß Uwi

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Wenn du fertige Produkte wie z.B LED-Streifen von http://www.led-emotion.de nimmst brauchst du dir damit aber keine Gedanken mehr machen…