Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED Strom - wieso messe ich Mist?


von derBasti (Gast)


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Hallo,

ich bin der Basti, ich bin 20 Jahre alt und verusche mich momentan in 
die Elektronik reinzufuchsen...

Wie alle Anfänger (oder die meisten ;-) ) spiele ich gerade ein bisschen 
mit LEDs herum - irgentwann will ich mir einen LED-Würfel bauen. Bis 
dahin ist es allerdings noch ein langer Weg fürchte ich, da ich gerade 
an den Grundlagen verzweifele.

Folgendes Szenario:
Ich hab eine LED über einen 100 Ohm Vorwiderstand an 5V angeschlossen. 
Wenn ich jetzt den Pluspol unterbreche, und zwischen Pluspol und 
Vorwiderstand mit einem Multimeter messe, zeigt es mir 20.4mA an.

Wenn ich jetzt 8 von diesen LEDs parallel hintereinander schalte und 
wieder am (gemeinsamen) 100 Ohm Vorwiderstand messe, zeigt mir das 
Multimeter 23.8mA an.

Ich hab zur Verdeutlichung mal meinen Aufbau angehängt.

Was messe ich da? Sollten sich die Ströme nicht addieren?

von Sudo (Gast)


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Nein, Leds sind keine Ohmschen Verbraucher da kannst du so nicht 
rechnen.
Nimm acht LEDs und acht Vorwiderstände, dann hast du auch den achtfachen 
Strom.

von EGS (Gast)


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Hi Basti,

Da dein LED-Vorwiderstand für alle deine LEDs arbeitet, ist er der 
Strombegrenzende Faktor. Deine parallel geschalteten LEDs haben alle 
eine Flussspannung Uf. Wenn du nun von deinen 5 V Uf abziehst, und durch 
R teilst, hast du auch bei den parallel geschalteten LEDs nur den Strom 
einer LED. Nur wenn du alle LEDs mit einem einzelnen (Vor-)widerstand 
ausstattest, addieren sich die Ströme. In deinem Fall hast du aber nur 
einen Widerstand, der den Strom bestimmt.

Das dieser etwas anders ist, liegt an der Streuung der Flussspannung 
(Serienstreuung). Deine LEDs haben halt auch mal 2,1...oder 1,98 V Uf.

MfG, EGS

von Thomas E. (thomase)


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derBasti schrieb:
> Folgendes Szenario:
> Ich hab eine LED über einen 100 Ohm Vorwiderstand an 5V angeschlossen.
> Wenn ich jetzt den Pluspol unterbreche, und zwischen Pluspol und
> Vorwiderstand mit einem Multimeter messe, zeigt es mir 20.4mA an.
Das ist völlig OK.

> Wenn ich jetzt 8 von diesen LEDs parallel hintereinander schalte und
> wieder am (gemeinsamen) 100 Ohm Vorwiderstand messe, zeigt mir das
> Multimeter 23.8mA an.
LEDs schaltet man grundsätzlich nicht parallel. Im mildesten Fall wirst 
du hierfür als Vollpfosten beschimpft.

> Ich hab zur Verdeutlichung mal meinen Aufbau angehängt.
> Was messe ich da? Sollten sich die Ströme nicht addieren?
Das tun sie ja auch. Aber der Strom wird hauptsächlich immer noch vom 
100-Ohm-Widerstand bestimmt.

Für 8 LEDs darf der, jetzt nur zum Spaß, nur 1/8 des Wertes haben. Damit 
stehst du jetzt aber in der Vollpfostenecke.

Eine LED stellt sich ihre Spannung in Verbindung mit dem Vorwiderstand 
selbst ein. Schaltet man LEDs parallel, versucht das jede für sich 
selbst auch. Wegen der Bauteiltoleranzen sind diese Spannungen aber nie 
gleich. Womit sie sich gegenseitig ihren Willen aufzwängen. Dabei 
leuchten sie dann nicht gleich hell und gehen im schlimmsten Fall 
kaputt. Zumindest halten sie nicht so lange.

Deshalb bekommt jede LED ihren eigenen Vorwiderstand!!!

Es sei denn, man schaltet gleiche LEDs in Reihe. Dann reicht 1 
Vorwiderstand. Man braucht dann aber eine höhere Spannung. Was meistens 
das größere Übel ist.

mfg.

von derBasti (Gast)


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Ich hab mir gerade den (sehr interessanten) Artikel hier auf der Seite 
über LEDs durchgelesen und direkt festgestellt, dass ich beim Aufbau eh 
Mist gemacht hab, wegen der verschiedenen Flussspannungen der LEDs.

Ich dachte, die wären alle gleich - können aber anscheinend recht stark 
schwanken. Dann wäre eine Erklärung, dass eine oder mehrere LEDs einfach 
eine höhere Flussspannung haben.

Wie oben geschrieben, ist mein Ziel, einen LED-Würfel zu bauen. 
Allerdings will ich dieses Ding auch wirklich verstehen, deshalb helfen 
mir die tausenden Aufbauanleitungen im Netz nur bedingt.

Deshalb wollte ich nach und nach größer werden.
Zuerst eine Reihe, wenn das klappt eine 8x8 Matrix und dann eine 2x8x8 
und so weiter.

Bei den meisten Aufbauten glaube ich ist es so, dass 8 LEDs an den 
Anoden mit einem Vorwiderstand verbunden sind. Ein Schieberegister 
schaltet dann z.B. einen ULN2803 gegen die 8 Kathoden.

Wenn man nun eine Matrix mit 8x8 aufbaut, ist immer nur eine Reihe 
gleichzeitig eingeschaltet (oder?) - dementsprechend müsste diese Reihe 
doch die oben gezeigte Parallelschaltung sein?

Wie gesagt, ich verstehe das ganze Prinzip glaube ich noch nicht ganz - 
bin aber sehr wissbegiehrig und lernwillig.

von derBasti (Gast)


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@Sudo, EGS & Thomas Eckmann: Vielen Dank - das bestätigt meine Vermutung 
mit der Flusspannung.

@Thomas: In die Vollpfostenecke will ich natürlich nicht - die ist hier 
im Forum auch ganz besonders schlimm ;) (Ich lese hier schon länger mit, 
hab aber noch nie geschrieben...)

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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Strom = Spannung / Widerstand
I = U / R

Messe bitte mal die Spannung über deinen 100 Ohm Widerstand,
und diese Spannung teilst du durch 100 Ohm.

Spannungabfall über den 100 Ohm Widerstand + Spannung über LED
ist in deinem Fall = 5V

Auch wenn du mehrere LED Parallel schaltest, ändert sich
die Spannung darüber kaum, und deshalb auch der Strom kaum.

von Michael_ (Gast)


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Thomas Eckmann schrieb:
> LEDs schaltet man grundsätzlich nicht parallel. Im mildesten Fall wirst
> du hierfür als Vollpfosten beschimpft.

Und immer wider muß widersprochen werden!
Millionenfach werden Arbeitsleuchten verkauft, wo die LED parallel 
geschaltet sind. Eigentlich soll es nicht so sein. Aber die Praxis 
zeigt, das es geht.
Bedingung ist, das die LED aus einer Charge sind und das die 
Spannungsquelle nicht zu hart ist.

von derBasti (Gast)


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@Günter: Danke, die Spannung beträgt 2,38 Volt, passt also genau - das 
Ohmsche Gestz stimmt ;-) Eingangsspannung hab ich auch mal nachgemessen 
- 5,14Volt - ist ein billiges 1600mA Steckernetzteil - ich geh davon 
aus, dass es ein bisschen höher ist, da einfach die Last fehlt.

Was ich allerdings noch nicht ganz umreiße, ist die differenz der 
Spannungen 5,14V - 2,04V = 2,76V

Es handelt sich um weiße LEDs (billige aus ebay) - kein Datenblatt, kein 
Hersteller. Theoretisch sollte die Flussspannung zwischen 3,2V und 3,6V 
bei 20mA liegen, bzw. ein 82 Ohm Widerstand bei 5,14 Volt aus 20mA 
begrenzen. Ich hab den 100 Ohm vorhin gewählt, um zu messen, wieviel 
Strom fließt und auf der sicheren Seite zu sein. Aber irgendwas stimmt 
hier nicht.

---

Kann mir hier noch jemand auf die Sprünge helfen, bitte:
Beitrag "Re: LED Strom - wieso messe ich Mist?"

Wenn man jetzt die acht LEDs durchmisst, und den Widerstand anhand der 
höchsten Flussspannung wählt, wäre man dann auf der sicheren Seite?

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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Michael_ schrieb:
>Millionenfach werden Arbeitsleuchten verkauft, wo die LED parallel
>geschaltet sind. Eigentlich soll es nicht so sein. Aber die Praxis
>zeigt, das es geht.

Ich habe auch schon mal eine Taschenlampe gekauft,
die so konstruiert war. Die LEDs haben unterschiedlich
hell geleuchtet. Die hellste ging als erste kaputt,
und es hat nicht lange gedauert da waren die enderen
auch alle kaputt.

von Max H. (hartl192)


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Bei einer LED-Matrix immer nur eine LED pro Vorwidertand aktiv.

Zu diesem Bild: 
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/6/64/LED_Matrix_8x5.png
1. Q9 wird eingeschalten, Q<8:1> geben das Muster für die erste Spalte 
aus
2. Q10 wird eingeschalten, Q<8:1> geben das Muster für die zweite Spalte 
aus
3. Q11
4. Q12
5. Q13
6. Siehe 1.

Es sind als nie 2 LEDs am gleichen Vorwiderstand zur gleichen Zeit ein.

: Bearbeitet durch User
von derBasti (Gast)


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Max H. schrieb:
> Zu diesem Bild:
> http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/6/64/LED_Matrix_8x5.png
> 1. Q9 wird eingeschalten, Q<8:1> geben das Muster für die erste Spalte
> aus
> 2. Q10 wird eingeschalten, Q<8:1> geben das Muster für die zweite Spalte
> aus

Ahh... der Schleier lichtet sich.

Ich glaub ich hab das ganze Multiplexing einfach um 90 Grad verdreht 
gesehen.

Statt mehrerer gleichzeitiger LEDs pro Zeile mit gemeinsamen 
Vorwiderstand und nur eine Zeile, mehrere Zeilen gleichzeitig und immer 
nur eine Spalte  mit eigenem Vorwiderstand, richtig?

von Johannes (Gast)


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derBasti schrieb:
> Was ich allerdings noch nicht ganz umreiße, ist die differenz der
> Spannungen 5,14V - 2,04V = 2,76V

Es ist zwar schon spät, aber bei dieser Rechnung sehe ich sofort, dass 
sie flasch ist.

von derBasti (Gast)


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Stimmt - es ist spät und ich messe tatsächlich Mist (wie schon im Titel 
angemerkt ;-) )

3,1 Volt sollte das natürlich heißen. Hab beide Konstellationen gemessen 
und dann die falsche Rechnung zum falschen Ergebnis gepostet.

Allerdings sollte eine klare, weiße LED doch trotzdem mehr als 3,1 Volt 
haben, wenn 20mA bei 5,14V Eingangsspannung über einen 100Ohm Widerstand 
fließen, oder?

von Max H. (hartl192)


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derBasti schrieb:
> Allerdings sollte eine klare, weiße LED doch trotzdem mehr als 3,1 Volt
> haben, wenn 20mA bei 5,14V Eingangsspannung über einen 100Ohm Widerstand
> fließen, oder?
U = R*I = 100Ω * 20mA = 2V
An der LED liegen also 5.14V-2V = 3.14V an. Das würde ich sagen ist noch 
innerhalb der Toleranz

: Bearbeitet durch User
von wendelsberg (Gast)


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Michael_ schrieb:
> Und immer wider muß widersprochen werden!

Wie wahr!

> Millionenfach werden Arbeitsleuchten verkauft, wo die LED parallel
> geschaltet sind. Eigentlich soll es nicht so sein. Aber die Praxis
> zeigt, das es geht.

Das kommt dann ja auch dem sehr nahe, was die Milliarden Fliegen so 
moegen.
Technisch ist es einfach grundfalsch. Die Ursache, warum es trotzdem 
gemacht wird, ist die Uebermacht der BWLer gegen die Techniker. Da man 
als Hobbyist (hoffentlich) keinem BWLer unterstellt ist, braucht man 
dabei ja nicht mitmachen.

wendelsberg

von 6A66 (Gast)


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Michael_ schrieb:
> Bedingung ist, das die LED aus einer Charge sind und das die

Hallo Michael,
auch das ist leider keine Garantie, das hängt noch sehr stark vom 
Material und vom Prozess ab.
Dass das in machen Fällen so gemacht wird heißt noch lange nicht dass 
das richtig ist und immer so gemacht werden kann.

>Spannungsquelle nicht zu hart ist.

Das musst Du mir erklären was Du damit meinst ;)

rgds

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