LEDs

Bauteil

In den Bildern sind zwei Leds dargestellt. Einmal eine LED als Bauteil und daneben als schematische Darstellung (Steckbrett). Der Strom fließt von der Anode (A) zur Kathode (K). Wird eine LED ohne Vorwiderstand betrieben wirkt sie wie ein Kurzschluss und wird durch den hohen Strom zerstört. Ist sie zum Beispiel am Ausgang eines Mikrocontrollers angeschlossen, wird auch dieser beschädigt bzw. zerstört. Wesentliche elektrische Eigenschaften einer LED sind folgende Parameter

• Vorwärtsspannung UF
• Vorwärtsstrom IF

Diese elektrischen Kenndaten können aus dem Datenblatt der LED entnommen werden. Beispiel für ein LED Datenblatt

Berechnungen

Ziel der Berechnungen ist es die Kombination aus Widerstand und LED direkt an einen Ausgang eines Arduino Nano anzuschließen. Dabei ist zu beachten dass der Ausgang des Nano mit maximal 20mA belastet werden darf. Wird ein höherer Strom benötigt muss ein Transistor als Verstärker vorgeschaltet werden.

Ziel: Bestimmung des Vorwiderstandes R1

• Uq = 5V
• Uf = 2V (aus Datenblatt der LED)
• Ur = Uq-Uf = 5V-2V = 3V
• If = 10mA (festgelegt damit Nano-Ausgang nicht überlastet wird)
• R1= Ur/If = 3V/0.01A = 300 Ohm
• nächster größerer Wert: 330 Ohm

Der Strom If=10mA ist wesentlich geringer als der durch das Datenblatt der LED vorgegebene Wert. Die LED leuchtet trotzdem hell genug um den Status des digitalen Ausgangs zu erkennen. Gleichzeitig kann auf einen Transistor als Verstärker verzichtet werden und es ist noch genug "Reserve" am digitalen Ausgang.

Was auch unbedingt beachtet werden muss ist dass die Summe aller Ströme am Nano 200mA nicht übersteigen darf.