Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LEDs Parallel und in Reihe schalten.


von Olaf p. (olitronix)


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Hallo Forummitglieder,

ich möchte eine LED-Schaltung folgender Weise aufbauen:

2 LEDs (in der Skizze L2 und L3) parallel schalten UND vor der 
Parallelschaltung der beiden LEDs eine LED in Reihe schalten. Für die 
LEDs wollte ich nun die Vorwiderstände berechnen.

Um leichter rechnen zu können, hab ich gesagt: Alle 3 LEDs sind gleich, 
mit einer Betriebsspannung von 2V und einen Betriebsstrom von 20mA.

Die L1 beansprucht also für sich 2V, der Parallelschaltung habe ich 3V 
überlassen, um überhaupt die Widerstände berechnen zu können. Der 
Vorwidersatnd R1 muss also 7V (12V-2V-3V) "wegnehmen".

Dabei entsteht folgendes Problem: L1 braucht zum Betrieb 20mA, L2 und L3 
aber auch und da diese parallel geschaltet sind, ist der Gesamtstrom 
40mA (laut dem 1.Kirchhoffschen Gesetz) im Stromkreis, was aber zu viel 
für L1 wäre. Solch eine Schaltung wäre also laut meinen Überlegungen 
nicht möglich, hab ich irgendwo einen Logikfehler eingebaut?

Falls ihr euch fragt, wozu ich das benötge: um die Grundlagen besser zu 
verstehen. Meiner Meinung nach kann man nicht weit kommen, fass die 
Basissachen nicht richtig sitzen. Ich hoffe ihr nehmt mich nicht 
auseinander, bin ganz neu hier im Forum und währe für konstruktives 
Feedback sehr dankbar.

Gruß und schöne Feiertage Olitronix :)

von Dietrich L. (dietrichl)


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Olaf peters schrieb:
> Solch eine Schaltung wäre also laut meinen Überlegungen
> nicht möglich, hab ich irgendwo einen Logikfehler eingebaut?

Da hast Du recht, das ist nicht möglich.

Wenn man das aus irgendwelchen Gründen wirklich machen wollte, braucht 
man einen Widerstand parallel zu L1, der die 20mA "vorbeileitet".

Übrigens: R1 ist unnötig, das kann man in R2 und R3 "hineinrechnen".

Gruß Dietrich

von None (Gast)


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Wie Du schon selbst erkannt hast, wird das nichts im Bezug auf die 
beiden parallelen Leds. Die müssen sich den Strom der Led 1 teilen. 
Somit brauchst Du auch keine Vorwiderstände für die L2 und L3 berechnen, 
sondern nur den Vorwiderstand für alle Leds. Gehen wir von 12V Ub aus 
und nehmen die alle Dioden zu 2V an. Dann wird der Vorwiderstand so 
berechnet: 12V - 4V = 8 V,
8V/20mA. 20mA weil Du die L1 nicht lynchen willst.
12 - 4 Volt, weil die L2/3 parallel liegen, somit als Spannungsdifferenz 
nur einmal auftauchen.

So würde ich das sehen.
Mal sehen wie die anderen das sehen.

Frohe Weihnachten!

von Olaf p. (olitronix)


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Besten Dank für die Antwort, hast mir wirklich weitergeholfen!

von Georg G. (df2au)


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None schrieb:
> keine Vorwiderstände für die L2 und L3 berechnen

Und wie verteilen sich die 40mA auf die beiden LEDs? Gleichmäßig? Wohl 
kaum. Eine der LEDs ist etwas niederohmiger, zieht dadurch mehr Strom, 
wird noch niederohmiger, ...

Also: Zwei Widerstände vor die parallelen LEDs und einen parallel zur 
LED1, der die 20mA aufnimmt, die zu viel fließen.

von Olaf p. (olitronix)


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Falls jemand mal über das gleiche Problem stolpert, hab ich hier die 
Schaltung fertiggerechnet, da merk ich schon, dass mir noch einiges an 
Erfahrung fehlt.
Leider findet man viel zu wenig solcher Aufgaben im Netz, um ein gutes 
Verständnis zu bekommen.

PS: könnt ihr mir ein Programm zum Zeichnen und Durchrechnen von 
Schaltungen empfehlen? Bin halt noch ein Noob. :)

Vielen Dank nochmal!!

Olitronix

von Georg G. (df2au)


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LTSpice, kostenlos und sehr gut. Du musst allerdings eine Stunde üben, 
bis es richtig klappt. Gibt aber auch Tutorials.

: Bearbeitet durch User
von None (Gast)


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Georg G. schrieb:
> Und wie verteilen sich die 40mA auf die beiden LEDs?

ERST ALLES LESEN, VERSTEHEN, dann posten!

von MaWin (Gast)


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> hab ich hier die Schaltung fertiggerechnet,

R1 kann man nicht passend dimensionieren, weil der Spannungsabfall über 
L1 temperatur- und fertigungsabhängig ist.

Die Schaltung ist grober Unfug.

Wenn man an 12V 3 LEDs a 20mA anschliessen will, baut man

12V --R--|>|--|>|--|>|-- GND

von Georg G. (df2au)


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MaWin schrieb:
> R1 kann man nicht passend dimensionieren, weil der Spannungsabfall über
> L1 temperatur- und fertigungsabhängig ist.

Meinst du nicht, dass der TO hinreichend genau gerechnet hat? Einige mA 
Abweichung wird ihm die LED nicht verübeln und die wird er auch nicht 
sehen.

Er wird schon seine Gründe für ausgerechnet diese Schaltung haben.

von None (Gast)


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MaWin schrieb:
> Die Schaltung ist grober Unfug.

Es ging ihm nicht um die perfekte Schaltung, sondern, ob es überhaupt 
eine Möglichkeit gibt so etwas zu berechnen.

MaWin schrieb:
> R1 kann man nicht passend dimensionieren, weil der Spannungsabfall über
> L1 temperatur- und fertigungsabhängig ist.

Darum geht es nicht, es geht um das Prinzipielle.

von Olaf p. (olitronix)


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Dass diese Schaltung nicht sinnvoll ist, ist mir völlig klar. Es geht 
mir darum, die Grundlagen gut zu beherrschen und "abstakte", oder 
kompliziertere Schaltungen zu verstehen und durchrechnen zu können.

MaWin schrieb:
> R1 kann man nicht passend dimensionieren, weil der Spannungsabfall über
> L1 temperatur- und fertigungsabhängig ist.

bei R2 und R3 ist dies ebenfalls der Fall. Diese dienen den L2 und L3 
als vorwiderstände, aber auch L1, da diese den Gesamtstrom begrenzen.

Du meinst also, dass es fatal für die L1 ist, dass diese keinen 
"eigenen" Vorwiderstand hat? Oder warum Stempelst du meine Berechnung 
als Unfug ab?

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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> bei R2 und R3 ist dies ebenfalls der Fall.

Wo aber Unterschiede in der Ud zu weit geringeren Abweichungen im Strom 
führen, zumindest bei den verbleibenden fast 8V Spannung am Widerstand, 
so daß man auf 20mA dimesnsionieren kann, ohne bei Toleranzen die 30mA 
absolute maximum zu reissen.

> Oder warum Stempelst du meine Berechnung als Unfug ab?

rechne doch mal, was passiert, wenn deine LEDs die laut Datenblatt 
minimale Flussspannung oder maximale Flussspannug haben.

von Harald W. (wilhelms)


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Olaf peters schrieb:

> Leider findet man viel zu wenig solcher Aufgaben im Netz, um ein gutes
> Verständnis zu bekommen.

Ich dachte, solch einfache Rechnungen lernt man schon
im Physikunterricht in der Schule. Ansonsten findet man
sowas in Elektrofachkundebüchern für das erste Lehrjahr.
Gruss
Harald

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Olaf peters schrieb:
> Falls jemand mal über das gleiche Problem stolpert, hab ich hier die
> Schaltung fertiggerechnet,

Da ist aber noch ein Fehler in Deiner Rechnung: an R2 und R3 fallen 
nicht 10V sondern nur 8V ab (- 2V von L2 oder L3).

Damit ist R2 = R3 = (10 - 2)V / 0,02A = 400 Ohm.

Übrigens: Man sollte beim Einsetzen der Zahlenwerte auch die Einheiten 
eintragen, damit die Gleichung physikalisch "richtig" ist. Außerdem hat 
man dann eine zusätzliche Plausibilitäts-Kontrolle, hier: V / A = Ohm

Natürlich ist (wie MaWin schon sagte) diese Schaltung für die Praxis 
unsinnig, und die Parallelschaltung von R1 und L1 ist nicht "ordentlich" 
zu berechnen, da die Spannung an L2 große Toleranzen und Abhängigkeiten 
hat.

Gruß Dietrich

von walTTer (Gast)


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