LEDs an 9V-Block

[dropship 99]

Hallo,

ich habe folgendes Problem und habe gehofft, dass mir hier jemand damit weiterhelfen kann, da ich von Elektrotechnik herzlich wenig verstehe:

ich möchte 2 LED's (á 3.2V) in Parallelschaltung an einem 9 Volt Block betreiben. Durch einen Wippenschalter sollen die LEDs ein- und ausgeschaltet werden können.

Ich weiß, dass ich dafür einen Widerstand brauche.
Bei einer Betriebsspannung von 9V, einer LED Spannung von 3.2V und einem Strom von jeweils 30mA (also aufsummiert 60mA wegen Parallelschaltung) benötige ich (nach meiner Berechnung) einen Widerstand mit 100 Ohm und 1/2W.

Soweit so gut. Nur liegt mein Problem momentan darin, dass ich nicht weiß wie ich die Kabel an Batterie, Widerstand und LEDs befestigen soll. Ist Löten dabei unumgänglich oder gibt es vielleicht spezielle Klemmen die ich verwenden kann?

Und zweitens: Bei der Parallelschaltung muss das Kabel vor den LEDs geteilt werden. Wie sollte ich diese Teilung (im Schaltbild immer durch einen Punkt gekennzeichnet) durchführen? Vielleicht durch Lüsterklemmen? Und wenn ja, wo genau stecke ich die Kabel in die Klemmen, also wie splitte ich sie und wie führe ich sie wieder zusammen?

Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen.
Danke!

 

[79616363]

Erstes Gebot bei (gewöhnlichen) LEDs: "Du sollt nie und niemals nicht LEDs parallel schalten!"

Warum? Weil zwei eigentlich identische LEDs zwar laut Datenblatt identische nominale Flussspannungen haben, aber das aufgrund kleiner Fertigungstoleranzen in der Praxis nie haben werden!

Ein weiterer Grund ist der, dass LEDs nur sekundär über Spannungen angesteuert werden, das Hauptkriterium für LEDs sind Betriebsströme und die Flussspannung wählen sie dann selbst.
Nehmen wir mal an, Du hast eine LED, die nur ein UF von 3,2V hat und eine zweite parallel, die 3,25V will.

Dumm gelaufen, denn die zweite LED erreicht ihren Nominalstrom noch nicht bei 3,2V und die LED1 frisst ihr alles weg. Die Konsequenz ist die, dass LED2 nicht so hell leuchtet und LED1 bereits überlastet ist :shock:

Das Problem ist, dass die U/I-Kennlinien von LEDs denen von normalen Dioden sehr ähnlich sind und der Stromverlauf entspricht ungefähr einer Exponentialfunktion.
Diese Kurve hat nen sehr scharfen Knick, wo Du es (ohne Tricks) nie schaffen wirst, beide beim gleichen Nominalstrom zu betreiben!

Es gibt nen kleinen Trick, wie man das (wenn es nicht ganz so genau drauf ankommt) mit wenig Aufwand ausbügeln kann. Das ist aber nicht die Methode der Wahl!

Wie ich es verstanden habe, hast Du N=2 LEDs mit einem nominalen UF von 3,2V und aus besagten Gründen <u>darf</u> man die gar nicht (im Gegensatz zu Glühobst) parallel schalten!

Du hast aber 9V Betrübsspannung und da liegt die Lösung!

Du schaltest die LEDs in Serie und damit fallen an ihnen n*UF (in dem Fall 2*3,2V=6,4V) ab.
Die Versorgungsspannung liegt über den UF=2*3,2V=6,4V und das ist Grundvoraussetzung!
Die Differenz zur Versorgungsspannung beträgt nun Ub-2*UF=9V-6,4V=2,6V.

Du willst einen Betriebsstrom von 30mA durch jede der in Serie geschalteten LEDs (die aufgrund der Serienschaltung vom gleichen Strom durchflossen werden - U.A. Kirchhoff winkt Dir zu aus seinem Grab!).
Dann sind wir sofort bei unserem guten alten (leider verstorbenen) Herrn Ohm der sagt, dass R=U/I gilt. Setzen wir doch mal die Werte in diese Gleichung ein.

R=U/I => R=2,6V/30mA=86,666... Ohm und den gibt es in keiner <a href="http://de.wikipedia.org/wiki/E-Reihe" target="E-Reihe">E-Reihe</a> :-(

Halb so schlimm, wir nehmen einfach den nächstmöglichen Wert in einer Reihe. Weil 30mA für eine Standard-LED schon leicht heftig klingen, verringern wir den Strom ein ganz klein wenig, indem wir den nächst höheren Wert aus der E24-Reihe nehmen - 91 Ohm - Fertig ist die Laube?

Nicht ganz, Du verwendest einen 9V Block und der hat mitnichten immer 9V! Das höngt ganz davon ab wie "voll" die Dinger noch sind und der Innenwiderstand verfälscht die Sache obendrein.
Besonders fällt das auf bei den als 9V-Akkus verkauften Dingern auf, denn die haben nominal nur ca. 7,2V!!!

Das wird zumindest sich in der Leuchtstärke bemerkbar machen.

Aber auch hierzu gibt es eine sehr preiswerte Lösung mit zwei normalen Transistoren von der Stange und zwei Widerständen - Der Schaltung ist es dann fast herzlich egal welche Spannung so ungefähr im Bereich 6,4V+1V= 7,4V und 46,4V anliegt.

Mit nem angeblichen "9V Akku" man die Sache also schon mal gründlichst vergessen.

Die 46,4-6,4V=40V sind übrigens die nominale Durchbruchspannung der CE-Strecke der angedachten Standardtransistoren
.
Da muss man aber auch wieder Verlustleistungen beachten, denn es fließen grundsätzlich (in deinem Vorhaben) 30 mA, bei einer Versorgungsspannung von 46,6V fallen also 40V im eigentlichen Regeltransistor ab und das sind dann P=U*I=30mA*40V= 1,2A - Das hält ein Kleinleistungstransistor aber nicht auf Dauer aus. Die packen auf Dauer maximal ca. 500mW.

Deswegen wird der Dauerbetrieb auf Pi mal Daumen auf unter 17 nach oben begrenzt.

Aber okay, wenn's nur irgendwie leuchten soll, dann kannst Du auch die 91 Ohm-Geschichte nehmen. Aber auch da wieder auf die Verluste (in den sekundären Bauteilen - In dem Fall nur der Widerstand - achten!)
Aber okay, bei <u>nur nem Vorwiderstand</u> raucht der Vorwiderstand die noch vor der LED ab.

LEDs haben bei Überstrom die dumme Eigenschaft, dass sie zwar erst kaputt gehen und nicht mehr leuchten - Aber trotzdem noch leiten!

Soll ich Dir die Schaltung zeigen? Keine Angst, die ist wirklich sehr einfach!

Viele Grüße,

Uli

 

[patois]

Zum Thema LÖTEN

:arrow: Zum Anschluß an den Standard-9-Volt-Block ist folgender "Stecker" zu empfehlen:

http://s3.postimage.org/1x0ao03t0/9_Volt_Stecker.jpg

Bild vergrößern durch Anklicken!

Löten an Akku-Anschlüssen ist nicht zu empfehlen!

Greetz
Patois

 

[dropship 99]

Danke für die guten Tipps!
Das Thema ist wirklich komplexer als ich dachte.
Dann werde ich wohl doch die Reihenschaltung nehmen
und einen 91 Ohm Widerstand einbauen. wenn du mir die Schaltung einmal zeigen könntest 79616363 wäre das super!

Ich habe den benötigten Widerstand mit diesem Rechner
"errechnet":
http://www.bader-frankfurt.de/widerstandberechn.htm

Er zeigt mir bei Reihenschaltung auch 91 Ohm an, allerdings mit 1/10 W Leistung. So einen Widerstand habe ich nirgends gefunden. Kann ich da auch einen mit mehr Leistung kaufen?

Und nochmal zurück zu der Sache mit den Verbindungen.
Zwirbel ich dann einfach die Litze um den Widerstand, LED und Schalter und gut, oder muss ich hier löten? Mir fehlt bei sowas einfach auch das praktische Wissen. Für den 9-Volt Block nehm ich dann diesen Stecker, danke patois.

 

[patois]

Ausnützung der Kapazität des Akkus ...

Ist nicht besonders wichtig,

aber da es ein weiterer Vorteil der Reihenschaltung gegenüber der Parallelschaltung ist, könnte man das erwähnen:

Da die Reihenschaltung gegenüber der Parallelschaltung nur halb soviel Strom zieht, ist die "Brenndauer" deiner LEDs ca. doppelt so lang.

Anmerkung: diese Aussage bezieht sich auf das vorliegende Projekt!

Greetz
Patois