Technische Hilfen im Umgang mit LEDs

Technische Hilfen im Umgang mit LED´s

Wie erkenne ich Plus und Minus?
1,8 bis 10mm
Bei allen 1,8 bis 10mm LED´s mit zwei Anschlussbeinchen ist am LED das längere Anschlussbeinchen immer die Anode (+).
Hat Ihr LED mehr Anschlussbeinchen (3 oder 4), ist das längste Beinchen der gemeinsame Pol.
Die Belegung bei LED´s mit 3, 4 oder 6 Pins ist LED-spezifisch.
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Flux / Superflux / Piranha
Bei Flux / Superflux / Piranha LED´s ist in der Draufsicht zu erkennen, daß eine der beiden Anschlusshälften zwei kleine Löcher hat. Diese ist hierbei die Anode(+). Oder wenn Sie das LED so drehen, daß in der Draufsicht die abgerundetete Ecke unten rechts ist, ist die untere Seite die Kathode(-). Bei diesem LED-Typ sind immer 2 Pins gleich beschaltet. Es gibt also immer 2 x Plus und 2 x Minus. Die Pole sind dann im LED immer durchgeschliffen. Sie benötigen daher nur einen Widerstand. Es müssen somit auch nicht alle 4 Pins des LED´s angeschlossen werden.
Ausnahmen: RGB 4 Pin / RGB 6 Pin sowie mehr Chip-LED´s. Hierbei sollten Sie das passende Datenblatt lesen.
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Hochleistungs-LED´s
Hochleistungs-LED´s sind meist beschriftet oder die Anode (+) ist auffälliger (z.B. größer oder mit einem kleinem Loch versehen). Aufgrund der Vielfalt der erhältlichen Hochleistungs-LED´s sollten Sie immer Spannungsbereich und Strom aus den Hersteller-Datenblättern entnehmen. Je nach Leistungsklasse können die Werte sehr unterschiedlich sein. Hochleistungs-LEDs müssen fast immer gekühlt werden.
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SMD LED´s
Bei SMD LED´s gibt es verschiedene Merkmale: Eines erkennt man daran, daß auf einer Seite des SMD LED´s eine Ecke abgerundet ist. Eventuell kann ein SMD LED auf der Unterseite einen Punkt/ Markierung haben. Häufig ist an der Markierung die Kathode(-) es gibt aber auch Anoden markierte LED´s.
Ausgenommen von diesen Merkmalen sind nur Duo und RGB 4 Pin LED´s, da diese immer einen Pol gemeinsam haben.
Eine weitere Ausnahme sind RGB 6 Pin LED´s, da bei diesen LED´s 3 x Anode(+) und 3 x Kathode vorhanden sind.
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Filament LEDs
Bei Filament LEDs unterscheidet man zwischen flexiblen und starren Varrianten.
An den Enden von starren Filament LEDs ist auf der Plusseite eine Markierung (ein kleines Loch). Die flexiblen Filament LEDs haben farblich markierte Kabel (Rot ist Plus).
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LED-Modulen und LED-Lichtleisten:
An LED-Module / LED-Lichtleisten ist normalerweise eine Kennzeichnung z.B. ein Symbol, das die Polung am Anschluss angibt. Bei einigen Modellen haben Sie nur ein Kabel mit Adern. Bei solchen Modulen ist eine Ader gekennzeichent oder häufig in den Farben Rot und Schwarz gehalten. Im den meisten Fällen ist dann Rot das Plus. Es kann aber auch andere Kombinationen wie z.B. Blau und Weiß geben. Da hierbei einfach zuviele Möglichkeiten vorhanden sind, sollten Sie im Zweifel in der Anleitung / PDF des jeweiligen Moduls nachsehen oder sich direkt beim Hersteller erkundigen. Dies gilt auch im Falle von mehr als zwei Anschlussadern. Bei Systemen mit mehr als 48 Volt sollte ein Fachmann den Anschluss vornehmen.
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LED-Lichtbänder und Flexbänder:
LED-Lichtbänder werden je nach Ausführung mit Anschlussadern oder Anschlusskabeln geliefert. Im Falle der Anschlussadern sind diese wie bei den LED-Modulen gekennzeichnet. Ausserdem findet sich dann fast immer auch eine zusätzliche Beschriftung auf den LED-Bändern selbst. Bei LED-Bändern, die mit einem Anschlusskabel geliefert werden, ist die Vielfalt wesentlich größer, da viele Hersteller eigene Normen bei den Steckern verwenden. Hier hilft nur ein Blick in die Anleitung / PDF oder den Hersteller zu konsultieren. Häufig werden auch Hohlstecker-Verbindungen eingesetzt. Bei solchen Verbindungen ist nahezu immer der innere Kontakt der Pluspol. Im Zweifel sollte auch hierbei in der Anleitung / PDF nachsehen oder sich direkt beim Hersteller erkundigt werden.
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Spannung und Farbe:
Gelbe, Orange und Rote LED´s haben immer eine niedrigere Spannung als Weiße, Warm Weiße, Grüne, Blaue, Pinke oder UV LED´s.
Gelbe, Orange / Rote (Grün-Gelbe) LED´s haben typische Spannungen von 1,8 - 2,3 Volt
Grüne und Pinke LED´s haben typische Spannungen von 3,0 - 3,5 Volt
Weiß, Warm Weiß und Blau LED´s haben typische Spannungen von 3,0 - 3,6 Volt
UV LED´s haben typische Spannungen von 3,3 - 4,0 Volt
IR LED´s haben typische Spannungen von 1,4 - 1,8 Volt
RGB Falbwechsel LED´s (2 Pin) haben typische Spannungen von 3,0 - 3,8 Volt
Ausgenommen sind nur Hochleistungs-LED´s und LED´s mit in Reihe geschalteten Kernen.
Eine weitere Ausnahme sind Grün-Gelbe LEDs. Diese basieren auf Gelben Chip´s und werden daher mit geringerer Spannung betrieben.

Diese Merkmale gelten für fast alle LED´s. Aufgrund der Vielfalt sollten Sie aber immer die Angaben des Herstellers beachten.

Polung testen:
Eine sehr sichere Möglichkeit, LED´s zu testen, ist einen Konstantstromquelle (KSQ) mit 1-2 mA.
Eine andere sehr einfache Möglichkeit ist es, mit einer 3 Volt Knopfzelle (z.B. CR2016 / CR2032) zu testen. Hierbei besteht aber die Gefahr, das LED zu beschädigen oder gar zu zerstören, sollte es für weniger als 3 Volt ausgelegt sein.
Eine vermeintlich leere Knopfzelle hat meist noch genug Energie, um eine LED zumindest farblich zu erkennen.

Brauche ich einen Widerstand?
Ein Widerstand ist dann nötig, wenn mehrere LED´s zusammen betrieben werden, keine Konstantstromquelle verwendet wird, der Strom begrenzt werden soll oder schlicht die Spannung zu hoch ist für das LED/die LED´s.
Bei Duo oder RGB LED´s benötigen Sie immer mehrere Widerstände, wenn Sie die Farben parallel betreiben wollen.
Der Widerstand muss nicht unbedingt vor dem LED / den LED´s eingefügt werden.
Sie können den Widerstand an Plus oder Minus anschliessen.
Wichtig ist die Wahl des richtigen Widerstandes. (siehe Widerstandsrechner oder weiter unten im Text) Verwenden Sie als Beispiel bei einer Parallelschaltung oder Reihenschaltung keine Widerstände - auch bei passender Spannung -, so fallen die LED´s meist innerhalb der ersten Tage aus.

Wie wähle ich für ein LED den richtigen Widerstand?
Verwenden Sie die typischen Werte für Spannung und Strom.
U Spannungsabfall / Spannungsdifferenz
I = Strom
R = Widerstand
Formel: R = U / I

Beispiel Widerstandsberechnung:
Ein Blaues LED mit 3,3 Volt / 20mA an 12 Volt anschliessen.
Spannungsdifferenz (U) = 8,7 Volt (12 Volt - 3,3 Volt)
Strom (I) = 0,02A (20mA / 1000 = 0,02A )
Rechenweg: U / I = R
8,7 / 0,02 = 435
R = 435 Ohm

Sie benötigen also einen 435 Ohm Widerstand.
Beachten Sie die Verlustleistung am Widerstand. Wird die Verlustleistung zu groß für den Widerstand, so wird dieser sehr heiß oder brennt sogar durch.

Berechnung der Verlustleistung:
U = Spannungsabfall / Spannungsdifferenz
I = Strom
P = Leistung
Formel: P = U * I
Beispiel:
Spannungsdifferenz (U) = 8,7 Volt (12 Volt - 3,3 Volt)
Strom (I) = 0,02A (20mA / 1000 = 0,02A )
Rechenweg: U * I = P
8,7 * 0,02 = 0,174
Ihr Widerstand sollte mindestens 0,174 Watt stark sein.
Es empfiehlt sich, den Widerstand deutlich stärker zu wählen, da ein Widerstand die Spannungsdifferenz in Wärme umsetzt.
Eine angemessene Wahl wäre ein Widerstand mit 0,25 - 0,6 Watt.

Daher gilt besser: Vorsicht ... dann leuchtet ´s länger.

	Das LED als technisches Symbol zum Verständnis der beiden nachfolgenden Schalt-Beispiele.
	Der Widerstand als Technisches Symbol.
	Einfache Schaltung: Bei der einfachen Schaltung wird der Widerstand am besten direkt am LED angelötet. Dann fehlt nur noch die dazu passende Stromquelle.
	Parallelschaltung: Die Parallelschaltung ist die einfachste Form um LED´s zum Leuchten zu bringen. Jedes LED hat einen eigenen Widerstand. Wobei es egal ist, ob der Widerstand vor, oder nach dem LED in der Schaltung integriert ist.
	Reihenschaltung: Die Reihenschaltung ist eine effiziente Methode LED´s zum Leuchten zu bringen. Wie rechne ich den Widerstand aus? Die Spannung aller in der Reihe befindlichen LED´s addieren. Der Rest ist wie im Beispiel der Widerstandsberechnung oben.
	Gemischte Schaltung: Die Gemischte Schaltung ist die am meisten verwendete Schaltung. Sie wird in LED-Module und auch LED-Leuchtmitteln eingesetzt. Hierbei werden mehrere LED´s in Reihe geschaltet und die Reihen werden dann parallel geschaltet. Die Widerstände in den parallelen Reihen sollten alle gleich sein um eine Dimmbarkeit zu gewährleisten. Wenn unterschiedliche Reihen zusammen betrieben werden können nicht alle LED´s gleich gedimmt werden. Daher sollten hierbei immer nur gleiche LED´s in gleicher Anzahl parallel betrieben werden.
	RGB-LED Reihenschaltung: Die RGB Reihenschaltung ist nicht so schwer wie viele vermuten. Sie können aber nur 6-Pin-RGB LED´s in Reihe schalten. RGB LED´s sind nicht anderes als 3 LED´s in einen Gehäuse, daher ist eine RGB Reihenschaltung genauso wie die Reihenschaltung einzelner LED´s eben nur 3-mal. Zu beachten ist, daß die Widerstände bei den Farben unterschiedlich sind. Beispiel: 3 RGB LED´s an 12 Volt betreiben mit ca. 20mA pro Farbe. Gängige Widerstandswerte wären: 270-360 Ohm für Rot sowie 130-150 Ohm für Grün und Blau Ein Pol (häufig die Anode) wird bei RGB-Schaltungen meist gemeinsam geschaltet, um die Anzahl der Kabeladern gering zu halten.

LED´s in den PC einbauen:
Wenn Sie LED´s in den PC einbauen und nicht wissen, wo die richtige Spannung ist, können Sie die passende Spannung an einem Standard-Stromanschluss für Disketten- oder CD-Rom Laufwerke entnehmen. Gelb(+)12Volt, Rot(+) 5 Volt, beide schwarzen Kabel sind Masse(-). Die Mainboard-Stromversorgung sollte man nicht antasten. Wir empfehlen größte Vorsicht und Sorgfalt bei allen solchen Arbeiten am PC, da bei Fehlern leicht teure Schäden entstehen können.

LED´s im Auto:
Wenn Sie LED´s ins Auto einbauen, beachten Sie bitte, das bei laufendem Motor die Spannung bis zu 14,5 Volt betragen kann. Wählen Sie also einen geeigneten Widerstand. Achtung: Wenn Sie LED´s ins Auto einbauen, beachten Sie bitte auch die StVO. Nicht alles ist erlaubt!