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Der Anschluss einer LED an eine Stromversorgung ist relativ einfach – man muss sich nur mit ein paar einfachen Regeln vertraut machen.
LED – Eigenschaften
Die LED oder Leuchtdiode – obwohl sie umgangssprachlich und gewohnheitsmäßig so von vielen bezeichnet wird, was nicht ganz korrekt ist, da sich die Diode hinter dem Buchstaben “D” in der Abkürzung LED (Light Emitting Diode) verbirgt – ist ein elektronisches Bauteil, dessen Hauptfunktion darin besteht, Licht auszusenden. Diese revolutionäre Lösung hat dank ihrer hervorragenden Stromeffizienz bereits viele Beleuchtungsarten dauerhaft ersetzt. Geräte, die dieselbe Lichtstärke ausstrahlen, aber LEDs verwenden, verbrauchen bis zu einem Mehrfachen weniger Energie. Sie werden derzeit bei der Herstellung von Energiesparlampen, Taschenlampen, Straßenbeleuchtung, verschiedenen Displays und vielen anderen Geräten eingesetzt. Es handelt sich um ein grundlegendes elektronisches Bauteil, dessen Inbetriebnahme oft zu den ersten Aufgaben eines Elektronikers gehört. Am häufigsten findet man sie in einem THT-Gehäuse mit zwei langen Beinen, aber auch kleine SMD-Dioden können verwendet werden. Trotz ihrer geringen Größe überraschen sie durch ihre große Helligkeit.
Wie schließe ich die LED an?
Die LED ist ein stromgesteuertes Gerät. Eine Grundvoraussetzung für den korrekten Anschluss der LED an die Stromversorgung ist daher, dass die zugeführte Energie die richtigen Parameter hat. Zu diesem Zweck werden in den meisten Fällen Widerstände vor dem Anschluss an die Batterie verwendet. Ein Widerstand (Resistor) ist ein grundlegendes elektronisches Bauteil, das dazu dient, den Wert des durch ihn fließenden elektrischen Stroms zu begrenzen. Er wirkt linear, und die absorbierte Energie wird meist als Wärmeenergie abgestrahlt. Die Menge des reduzierten Stroms ist direkt proportional zu dem Strom, der ihm am Eingang zugeführt wird.
Dies ist eine wichtige Information für jeden Elektroniker, um die richtigen Werkzeuge für die Stromversorgung einer LED zu finden. Vor allem ist es ratsam, sich vor dem Anschließen mit den Spezifikationen und den Herstellerangaben der LED vertraut zu machen. Es ist jedoch zu beachten, dass dies manchmal nicht möglich ist, weil die Datenblattangabe nirgendwo auf der Diode erscheint (aufgrund ihrer geringen Größe).
Bei welchem Strom leuchten die LEDs auf?
Gängige LEDs beginnen in der Regel bei etwa 2 mA bis 3 mA deutlich zu leuchten, während der maximale Dauerstrom für sie in der Regel zwischen 20 mA und 30 mA liegt. Durch Erhöhen und Verringern des Stromstärkewertes (z. B. mit einem Potentiometer) können Sie die Helligkeit der verwendeten LED stufenlos steuern. Ein Überschreiten der sicheren Stromwerte bedeutet in der Regel, dass die Diode sehr schnell überhitzt (aufgrund der Energieabgabe in Form von Wärme) und vollständig durchbrennt.
LEDs – welche Kennzeichnungen haben sie?
Der wichtigste Punkt beim Anschluss einer LED an eine Stromquelle ist natürlich die Wahl des richtigen Widerstands. Es ist jedoch wichtig, eine weitere Kennzeichnung der LED zu beachten. Damit das Bauteil funktioniert, muss es in der richtigen Richtung angeschlossen werden (das richtige Bein an Plus und das richtige Bein an Minus). Bei THT-LEDs ist die Kathode durch das kürzere Beinchen (-) und die Anode durch das längere Beinchen (+) gekennzeichnet. Bei SMD-LEDs ist die Angabe der Leitungsrichtung immer unter dem Glas oder auf der Unterseite des Geräts zu sehen – oft in Form eines pfeilähnlichen Symbols. Vom so genannten “Plus” der Batterie aus sollte ein Widerstand in Reihe hinter der Zuleitung liegen und dann eine Diode, deren Kathode mit dem “Minus” der Batterie verbunden sein sollte.
Wie schließe ich eine LED an die Batterie an?
Zunächst einmal sollten Sie bestimmen, welche Batterie Sie verwenden werden (welche Stromversorgung sie bietet). Anhand des obigen Diagramms und des Ohm’schen Gesetzes können Sie leicht eine Formel ableiten, mit der Sie die Werte der benötigten Widerstände leicht bestimmen können. Der Wert des Widerstands sollte gleich dem Quotienten aus der Differenz zwischen der Batteriespannung und der Durchlassspannung in der Diode und dem Wert des Durchlassstroms der Diode sein. Das Ergebnis ist der in Ohm ausgedrückte Widerstand – ein Widerstand mit diesem Wert sollte in den Stromkreis vor der Diode eingefügt werden.
Anschließen der LED – FAQ
Die Betriebsspannung der LED, genauer gesagt ihr Bereich, hängt von dem jeweiligen Modell ab. Der gebräuchlichste Bereich liegt zwischen Vf 2,0 V und 3,3 V. LEDs beginnen bereits bei 2 mA oder 3 mA zu leuchten. Der maximale Dauerstrom von LEDs liegt dagegen meist im Bereich von 20 mA bis 30 mA. Es gibt auch andere LED-Modelle, deren für die Stromversorgung erforderliche Spannung und Stromstärke nicht in die oben genannten Bereiche fallen.
LEDs sind elektronische Halbleiterbauelemente, die einen freien Stromfluss in eine Richtung ermöglichen, während der Stromfluss in die entgegengesetzte Richtung behindert wird. LEDs werden in der Elektronik häufig verwendet, um die Stromeigenschaften von Wechselstrom in Gleichstrom zu ändern. Sie werden in Geräten verwendet, die an eine Wechselstromquelle angeschlossen sind, aber für einen sicheren Betrieb Gleichstrom benötigen.
Einige der hellsten LEDs sind Modelle mit der Bezeichnung SMD. Eine besondere Variante von SMD-LEDs sind COB-Modelle (Chip on Board). Zur Gruppe der hellsten LEDs gehören auch die SMD 5730-Modelle. LEDs dieses Typs zeichnen sich durch eine sehr hohe Lichtausbeute und eine relativ geringe Wärmeentwicklung aus.
