Da immer wieder nach der Berechnung von Vorwiderständen (z.B. beim Anschließen von Fanbus oder LEDs) gefragt wird, habe ich mich nun dazu entschlossen, euch die Materie ein wenig näher zu bringen.
Das Problem ist vielen bestimmt schon bekannt:
Man kann eine Leuchtdiode nie zum Leuchten bringen, wenn sie mit einer geringen Spannung, von z.B. 1,5 V, arbeiten und das Netzteil jedoch Spannungen von 12V oder 5V liefert. Der Spannungsabfall der notwendig ist, lässt sich durch Vorwiderstände verwirklichen.
Aber wie berechnet man einen solchen Vorwiderstand?
Bei den folgenden Schaltungen gilt nach dem Ohmschen Gesetz:
In einer Parallelschaltung ist die Spannung überall gleich.
In einer Reihenschaltung ist der Strom überall gleich.
Wichtige physikalische Größen bei der Berechnung:
Einheit
Abkürzung
Formelzeichen
Spannung
Volt
V
U
Strom
Ampere
A
I
Widerstand
Ohm
Ohm
R
Allgemeine Formeln:
Strom
I = U / R
Spannung
U = I * R
Widerstand
R = U / I
Wichtig ist dass alles in gleichen Einheiten berechnet wird. Das heißt wir rechnen mit A und Ohm. Zusätzlich ist es sinnvoll nur 5V vom Netzteil zu beziehen (rotes + schwarzes Kabel) anstatt 12V, da so die Wärmeentwicklung am Widerstand und somit auch die Gefahr, dass der Widerstand durchbrennt geringer ist.
Um den Vorwiderstand einer LED in einem PC-Stromkreis zu berechnen braucht man folgende Angaben:
Die Spannung die aus deinem Netzteil kommt (Versorgungsspannung, Uv).
Die Spannung deiner Diode/LED (LED-Spannung, Uled), denn diese muss vorerst von der Ausgangspannung abgezogen werden, damit man die tatsächlich anliegende Spannung hat.
Den Strom den die LED benötigt, I (Angaben zur LED stehen dabei oder erfragt man beim Verkäufer).
Die Versorgungsspannung (Uv) muss dabei größer sein als die LED-Spannung (Uled).
Nach obiger Formel (R = U / I) folgt also: R = (Uv-Uled)/I .
Anschluss einer einzelnen LED:
Dies ist die einfachste Schaltung. Man hat nur eine LED und einen dazu passenden Widerstand in Reihe geschaltet (parallel geht ja auch nicht bei einer LED).
Hier benötigt man die Grundformel R = ( Uv - Uled ) / I
Also, mehrere LEDs parallel und dann einen Vorwiderstand geht in die Hose, denn wenn auch nur eine LED ausfällt steigt der Strom in den restlichen stark an und sie brennen durch (selbst erlebt siehe PC-Konfig).
Es gibt aber beider Reihenschlatung eine recht geniale Möglichkeit sie absolut narrensicher zu machen:
Anstelle des Vorwiderstandes einen J-FET-transistor nehmen. Der hält den Strom auf 20mA, so geht nichts kaputt. http://www.ferromel.de/tronic_6.htm Bild 1c mein ich, für 20mA muss man nur den 1k Widerstand weglassen.
also wen ich 4 LED's kaufe hast du doch eigentlich schon ausgerechnet! 80 Ohm!
Und wenn ich jetzt 6 LED kaufe wieviel ist dann der Versorgungsspann? 1 LED =5 V und wenn jetzt 6LED's = 30 V oder was?
Ich bin erst in der 6. hab noch kein Physik, also nicht böse sein ....
An dieser stelle mchte auch ich mich bei bedankenn. (heeul heul) ohhhhne auch hätte ich nimals den schaltplan der LEDs herausgefunden(heuuuuuuuuuuuuuuuuuuul )
Ich möchte mich an dieser Stelle auch noch bei dir bedanken loffer.
Das HowTo war informativ, einfach zu verstehen, eben eine gute Grundlage für meine ersten Versuche in diese
Richtung.
Ob es was wird ist eine andere Frage.
und danke fuer das nette Tut. Ist gut dass es Leute gibt, die sich erbarmen und die "Kleinigkeiten" erklaeren.
Allerdings haette ich noch eine kleine Ergaenzung zur Parallelschaltung.
Man kann eine Parallelschaltung auch mit nur einem Vorwiederstand umsetzen.
Dazu muss man lediglich die Stromstaerke der einzelnen LEDs addieren. Der Rest der Rechnung ist dann wie gehabt.
Fuer 3 LEDs
Versorgungsspannung: Uv = 5V
Led-Spannung: Uled = 2,6V
benötigter Strom/LED: Iled = 20 mA
Gesamtstrom: I = 60mA
Rechnung: R = ( 5V - 2,6V ) / 0,06 A = 40 Ohm
Ob es nun vorteile bringt oder nicht, sei dahin gestellt. Ich habe es nur der Vollstaendigkeit halber gepostet.