Hallo,
also wenn ich eine variable Eingangsspannung von 4 bis 12 V habe und die LED nur für 2 V spezifiziert ist, welche Möglichkeiten habe ich?
Ein einfacher Widerständ fällt weg.
Einfallen tut mir nur 1. Step Up/Step Down Konverter oder 2. eine Spezial-LED welchen den Spannungsbereich abdeckt.
Eine Diode - dazu gehören auch LEDs - hat eine exponentielle U/I-Kennlinie, heißt mit linear steigender Spannung steigt der Strom immer stärker an. Bis zu einer gewissen Spannung ist der Strom so gering, dass er als Null betrachtet wird. Über dieser Spannung steigt der Strom dann schnell so stark an, dass es kaum eine Spannungsänderung braucht, um fast den kompletten Strombereich zu durchfahren. Als vereinfachtes Modell kann man es so betrachten, dass bis zu einer gewissen Spannung gar kein Strom fließt und danach die Spannung entweder unabhängig vom Strom gleich bleibt, oder aber der Strom stark und linear mit der Spannung ansteigt. Deshalb kann man Dioden (und LEDs) niemals mit einer festen Spannung betreiben, sondern (bei LEDs) optimalerweise nur mit einem festen Strom. Stromquellen gibt es aber selten, weshalb LEDs durch eine Spannungsquelle und einem Widerstand stromquellenähnlich betrieben werden. Die Spannung der LED ist, sobald Strom fließt, nahezu konstant. Wenn sich die Eingangsspannung leicht ändert, ändert sich der Strom ebenfalls leicht, mehr aber nicht.
Die Helligkeit ist abhängig vom Strom, nahezu linear. Es ist kein Problem, eine Diode mit Vorwiderstand mit völlig verschiedenen Spannungen zu betreiben, nur ändert sich dann die Helligkeit. Wenn dich das nicht stört, kannst du das machen. Den Strom kannst du für alle Fälle berechnen.
Wenn du nicht möchtest, dass sich die Helligkeit ändert, musst du für eine konstante Spannung sorgen. Wenn die unterhalb der minimalen Eingangsspannung liegt, ist das noch leicht. Du könntest eine Zenerdiode mit Vorwiderstand nehmen, oder einen Linearregler bzw. LDO. Bei 4 bis 12 V ist das aber schon schwieriger, weil die Ausgangsspannung deutlich überhalb der Diodenspannung liegen muss. Es gibt LDOs, die eine so geringe Spannungsdifferenz können, zum Beispiel dieser hier:
AP2202K-3.3TRG1 (https://www.mouser.de/ProductDetail/Diodes-Incorporated/AP2202K-3.3TRG1?qs=x6A8l6qLYDAsnlCTBZhf4g%3D%3D)
Der gibt 3,3 V aus. Die Eingangsspannung kann bis 13,2 V betragen und muss im schlimmsten Fall nur 350 mV größer sein als die Ausgangsspannung, was bei der Variante 3,65 V sind. 4...12 V passt also. Günstig ist der Baustein auch noch (rund 20 Cent).
Den langen oberen Teil habe ich verstanden.
Zitat von: Takeshi am 24. Juni 2025, 21:58:20Die Helligkeit ist abhängig vom Strom, nahezu linear. Es ist kein Problem, eine Diode mit Vorwiderstand mit völlig verschiedenen Spannungen zu betreiben, nur ändert sich dann die Helligkeit. Wenn dich das nicht stört, kannst du das machen. Den Strom kannst du für alle Fälle berechnen.
Aber das hier im Zusammenhang mit meinem Vorhaben nicht.
Variable Helligkeit stört mich nicht.
Wenn ich eine LED (2 V 10 mA) mit 330 Ohm Widerstand an einer 5 V Quelle betreibe passt es.
Und wenn ich anstelle von 5 V, dann 9V oder 12 V verwende leuchtet die LED nur heller ohne Schaden zu nehmen oder verstehe ich das falsch?
Zitat von: Takeshi am 24. Juni 2025, 21:58:20Es gibt LDOs, die eine so geringe Spannungsdifferenz können, zum Beispiel dieser hier:
AP2202K-3.3TRG1 (https://www.mouser.de/ProductDetail/Diodes-Incorporated/AP2202K-3.3TRG1?qs=x6A8l6qLYDAsnlCTBZhf4g%3D%3D)
Der gibt 3,3 V aus. Die Eingangsspannung kann bis 13,2 V betragen und muss im schlimmsten Fall nur 350 mV größer sein als die Ausgangsspannung, was bei der Variante 3,65 V sind. 4...12 V passt also. Günstig ist der Baustein auch noch (rund 20 Cent).
Bei Mouser ist das wieder so eine Sache wegen den Versandkosten.
Da ginge es nur wieder mitzubestellen.
Wobei ich mir gar nicht sicher bin, diesen Linearregler zu verwenden.
Eigentlich könnte ich da noch Anderes gebrauchen.
Zitat von: Anakin94 am 25. Juni 2025, 04:25:35Wenn ich eine LED (2 V 10 mA) mit 330 Ohm Widerstand an einer 5 V Quelle betreibe passt es.
Und wenn ich anstelle von 5 V, dann 9V oder 12 V verwende leuchtet die LED nur heller ohne Schaden zu nehmen oder verstehe ich das falsch?
Die Angaben beschreiben lediglich den Nennbetriebspunkt. Die LED lässt sich auch anders betreiben. Vereinfacht gehst du wie gesagt davon aus, dass an dieser LED bei jedem Strom > 0 mA eine Spannung von 2,0 V abfällt. Du verwendest einen Vorwiderstand von 300 Ohm. Bei einer Spannung von 5 V fallen am Vorwiderstand somit 3 V ab, womit sich ein Strom von 10 mA einstellt. Schließt du nun 8 V an, erhöht sich der Strom durch Widerstand und LED, womit sich aber die Spannung an der LED nicht ändert. Am Widerstand fallen nun also 6 V ab und der Strom muss rechnerisch 20 mA betragen. Wenn die LED dauerhaft 20 mA verträgt, wäre das in Ordnung. Sie leuchtet dann einfach nur doppelt so hell.
Du kannst die Sache genau so gut von oben anfangen. Du möchtest die LED mit 12 V betreiben. Am Vorwiderstand fallen damit 10 V ab. Der maximale Strom beträgt 10 mA, heißt der Widerstand muss 1 kOhm haben. Sinkt die Spannung auf 4 V ab, fallen am Widerstand nur noch 2 V ab. Bei 2 V und 1 kOhm liegt der Strom bei 2 mA. Die LED leuchtet dann also nur noch mit einem Fünftel der Helligkeit.
Viele LEDs kannst du mit viel weniger Strom betreiben, als im Datenblatt angegeben. Ich verwende eine häufig LED, die mit 20 mA spezifiziert ist und betreibe die häufig nur mit 100 bis 400 µA, weil sie mir sonst viel zu grell ist.
Welche LED möchtest du denn verwenden?
Zitat von: Takeshi am 25. Juni 2025, 10:36:06Die Angaben beschreiben lediglich den Nennbetriebspunkt. Die LED lässt sich auch anders betreiben. Vereinfacht gehst du wie gesagt davon aus, dass an dieser LED bei jedem Strom > 0 mA eine Spannung von 2,0 V abfällt. Du verwendest einen Vorwiderstand von 300 Ohm. Bei einer Spannung von 5 V fallen am Vorwiderstand somit 3 V ab, womit sich ein Strom von 10 mA einstellt. Schließt du nun 8 V an, erhöht sich der Strom durch Widerstand und LED, womit sich aber die Spannung an der LED nicht ändert. Am Widerstand fallen nun also 6 V ab und der Strom muss rechnerisch 20 mA betragen. Wenn die LED dauerhaft 20 mA verträgt, wäre das in Ordnung. Sie leuchtet dann einfach nur doppelt so hell.
Ich habe es nun verstanden, danke.
Zitat von: Takeshi am 25. Juni 2025, 10:36:06Welche LED möchtest du denn verwenden?
Diese ist geplant:
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/led_rechteckig_2x5_mm_bedrahtet_rot_3_mcd_175_-231055 (https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/led_rechteckig_2x5_mm_bedrahtet_rot_3_mcd_175_-231055)
OK, die LED kann also 30 mA. Bei 10 mA fallen 1,8 V ab, womit die Rechnung von oben ungefähr stimmt. Mit 1 kOhm kommst du also ganz gut hin.
Alles klar, dann werde ich das so mal ausprobieren, ob es mir passt.