Wie LEDs betreiben

[mielegrande]

Hallo Leute,

meine Frage ist für euch Experten sicherlich leicht zu beantworten:

Ich habe vor insgesamt 50 LEDs zu betreiben, davon sind jeweils 25 rot und 25 grün ( Die Helligkeit der grünen LEDs liegt bei 16000 mcd und der roten LEDs bei 14000 mcd).

Zu 50 LEDs gibt es auch 50 Widerstände meiner Wahl dazu (Auch hier habe ich keine Ahnung welche Stärke ich nehmen soll: 4,5,6,9,12,24 Volt ?).

Bedeutet aber auf jeden Fall schonmal, dass ich an jeder LED einen Widerstand dran löten soll oder sehe ich das falsch ?

Ich habe im Anhang schonmal eine Zeichnung angehängt, wie ich mir das vorgestellt habe. Wenn das falsch ist, bitte ich darum mich des besseren zu belehren.

Ich möchte die LEDs nicht per Batterien oder Akkus betreiben, sondern habe da an einem Netzteil gedacht. Welche Anforderungen müsste das Netzteil erfüllen, wenn ich die 50 LEDs mit voller Stärke betreiben möchte und wie sähe das bei 100 LEDs aus ?

Hier die Daten der roten LEDs:

Spannung : 1,9V-Max. 2,1V
Strom : 20mA Typ., 30mA Max


Und hier die Daten der grünen LEDs:

Spannung : 3,0V - Max. 3,2V
Strom : 20mA Typ., 30mA Max



Meine Rechnung richtet sich zuerst nach der Watt Zahl die benötigt wird. Zudem gehe ich von den Höchstwerten, die benötigt werden:

2,1V * 0,03A * 25 LEDs + 3,2V * 0,02A * 25 LEDs = 2,39 Watt (gerundet)

Nach meiner Rechnung würde ich jetzt einfach das ganze verdoppeln, wenn ich 100 LEDs anschließe. Also 2,39 * 2 = 4,78 Watt die das Netzteil liefern müsste und 0,03A * 100 = 3A

Also Netzteil mit 12V und mindestens 4,78 Watt und 3A ?


Wäre schön wenn ihr mir all meine Fragen beantworten könntet.

Hier nochmal die Links meiner Vorstellung:

http://www.ebay.de/itm/50-LEDs-5mm-Rote ... 33741fb095

http://www.ebay.de/itm/50-LEDs-5mm-Grun ... 4ab677cbdb


Netzteil:

http://www.ebay.de/itm/12V-5A-60W-Trafo ... 4858681dc3

[Achim H]

Willkommen im Forum.

Bedeutet aber auf jeden Fall schonmal, dass ich an jeder LED einen Widerstand dran löten soll oder sehe ich das falsch ?

Diese Widerstände sind dafür gedacht, wenn man jede Led einzeln an eine Betriebsspannung legen möchte.

Wenn Du hingegen eine Reihenschaltung aus mehreren Leds herstellen möchtest, dann braucht man dafür auch nur 1 Widerstand (man kann allerdings mehrere Widerstände nehmen, die in Summe soviel Ohm haben wie der, den man ausgerechnet hat). Mehr als 1 Widerstand ist aber nicht nötig. Die vom Shop zu den Leds angeboten Widerstände kann man sehr wahrscheinlich nicht nehmen, da diese einen anderen Wert haben.

5mm Leds sollte man nicht mit dem maximalen Strom betreiben. Dadurch verringert sich nur deren Lebenserwartung.
In einer Reihenschaltung fließt durch alle Bauteile ein gleicher Strom. Da die grünen Leds nur mit 0,02A bestromt werden sollen, können die roten Leds folglich auch nur mit 0,02A bestromt werden.

Meine Rechnung richtet sich zuerst nach der Watt Zahl die benötigt wird. Zudem gehe ich von den Höchstwerten, die benötigt werden:

2,1V * 0,03A * 25 LEDs + 3,2V * 0,02A * 25 LEDs = 2,39 Watt (gerundet)

Diese Rechnung ist falsch.

2,1V x 0,03A x 25 Leds = 1,575 Watt
3,2V x 0,02A x 25 Leds = 1,6 Watt
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Summe: 3,175 Watt

Also Netzteil mit 12V und mindestens 4,78 Watt und 3A ?

Die Leistung ist ein Produkt der Multiplikatoren Spannung und Strom.
12V x 3A = 36 Watt

Diese Rechnungen sind aber unsinnig, da Du eine Reihenschaltung mit mehreren Leds machen möchtest (siehe Dein Bild).

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In einer Reihenschaltung fließt durch alle Bauteile ein gleicher Strom. Da die grünen Leds nur mit 0,02A bestromt werden sollen, können die roten Leds folglich auch nur mit 0,02A bestromt werden.

Für eine farblich gemischte Reihenschaltung (rot, grün, rot, usw. oder grün, rot, grün, usw.) wäre es zuerst einmal interessant, wieviele Leds man in eine Reihe schalten kann.

Die Leds haben folgende Vorwärtsspannungen @ 20mA:
Rot: 1,9V
Grün: 3V
------------------
Summe: 4,9V

Unter der Annahme von einer 12V Betriebsspannung sähe die Rechnung so aus:
12V / 4,9V = 2,4... --> abgerundet 2 (halbe Leds gibt es nicht)

2 = 2 grüne + 2 rote Leds, also 4 Leds insgesamt.

Somit ergäbe sich eine Restspannung (diese muss vernichtet werden, zeitglich der Strom durch die Leds eingestellt werden) von
12V - 2 x 4,9 = 2,2V

Der Vorwiderstand zum Einstellen des Strom durch die Leds wird so berechnet:
Spannung, die vernichtet werden muss: 2,2V
Strom, der fließt: 0,02A

2,2V
-------- = 110 Ohm (ist ein Normwert aus der E24-Reihe)
0,02A

Wohin der Vorwiderstand montiert wird, ist egal (am Anfang oder am Ende der Reihenschaltung oder auch mittendrin).


In einer Reihenschaltung werden nur 2 rote + 2 grüne Leds gebraucht.
Bei 50 Leds je Farbe können folglich 25 Stränge (Reihenschaltungen) produziert werden.

Alle Stränge werden parallel an das Netzgerät angeklemmt: Plus an Plus, Minus an Minus.

Jeder Strang hat eine Stromaufnahme von 0,02A.
25 Stränge a 0,02A = 0,5A

Die Leistung des Netzgerätes sollte etwas höher liegen, als effektiv gebraucht wird.
Netzgeräte bitte nicht unter Volllast betreiben, sondern immer etwas Reserve (mindestens 10%, besser 20% oder noch etwas mehr) einplanen.

12V x 0,5A = 6 Watt
6 Watt + 20% =
6 Watt x 120% =
6 Watt x 1,2 = 7,2 Watt

Bei doppelt so vielen Leds entsprechend eine Verdopplung dieser Leistung:
Für 100 Leds --> 7,2 Watt x 2 = 14,4 Watt.

Das Schaltnetzgerät darf mehr Leistung haben. Es wird immer nur soviel Leistung verursacht, wie die angehängte Last auch benötigt.
Dividiert man diese Leistung durch den Wirkungsgrad des Netzgerät, erhält man die Leistung insgesamt (inklusive Netzgerät).

Nur als Beispiel:
Wirkungsgrad: 80%

7,2W / 0,8 (80%) = 9 Watt

Wie hoch der Wirkungsgrad des Netzgerätes wirklich ist, kann man dem Datenblatt zum Netzgerät entnehmen (falls dafür eines vorhanden ist).