Wie verhält sich die Spannung an unterschiedlichen Leuchtdioden und unterschiedlichen Vorwiderständen? Diese Frage klären wir mit folgenden Messaufgaben mit Lösungen.
Schlagwort: LED
Helligkeit einer LED einstellen
Im Prinzip kennt eine Leuchtdiode zwei Zustände: EIN und AUS. Und natürlich kann man die Helligkeit einer LED über den hindurchfließenden Strom noch beeinflussen. Wir wollen uns mal anschauen, welche Möglichkeiten es gibt, die Helligkeit einer LED einzustellen.
Leuchtdiode – Funktion und Kennzeichnung
Als optischer Signalgeber muss eine Leuchtdiode, kurz LED, gepolt beschaltet werden. Man unterscheidet die Anode und die Kathode.
LED am Raspberry Pi zum Leuchten bringen
Es geht darum, an einem Raspberry Pi eine LED zum Leuchten zu bringen. Das ist nicht weiter schwer. Wir brauchen eine LED (egal welche Farbe), einen Widerstand, dessen Wert noch auszurechnen ist, einen Raspberry Pi, bevorzugt ein Steckbrett und Verbindungskabel von den GPIO-Pins auf das Steckbrett.
REMEMBER: Der Weihnachts LED-Stern mit 36 Leuchtdioden
Am kommenden Freitag beginnt der erste Dezember. Manch Elektronikbastler überlegt sich vielleicht noch, was man basteln könnte. Seit dem Jahre 2000 gibt es von mir einen Elektronik-Minikurs mit dem man etwas zur optischen Weihnmachtsstimmung beitragen kann. Je nachdem wieviel Zeit man zur Verfügung hat, reicht sie und sonst bastelt man sich dies für die Weihnacht im nächsten Jahr…
Es waren die letzten Monate des Jahres 1977 als ich einen solchen Weihnacht-LED-Stern baute und am 17. Dezember 1977 war er mit einer Spannweite von etwa 50 cm fertig. Von damals bis heute strahlt er jeden letzten Montat im Jahr aus dem Fenster in meine Wohngegend und trägt seinen Teil zur vorweihnachtlichen Stimmung bei. Wenn es zur Abendstunde dämmert und die vielen elektrischen Kerzen die Wohnzimmerfenster schmücken, schaltet sich mein rot leuchtender LED-Stern mit seinen 36 Leuchtdioden ein, leuchtet bis zur Morgendämmerung und schaltet sich wieder automatisch aus. 32 dieser LEDs sind auf die vier Sternzacken verteilt und vier weitere sind um das Zentrum des Sterns angeordnet. Im Zentrum befindet sich die mattierte runde Plexiglasscheibe die das Umgebungslicht für die Fotodiode einfängt und dessen nachfolgende Elektronik bei der Abenddämmerung die LEDs ein- und bei der Morgendämmerung wieder ausschaltet. Der Stern besteht aus einem dünnen und leichten Sperrholzbrett und in der Mitte auf der Hinterseite befindet sich das Kästchen mit der Dämmerungselektronik. Es gibt auch eine modernere Version der ursprünglichen Schaltung, u.a. mit MOSFET anstelle einer Darlingtonstufe zur Steuerung des LEDs.
Dieser Elektronik-Minikurs kann auch eine Anregung dafür sein, eigene Ideen zu entwickeln…
Viel Spass wünscht
Thomas Schaerer
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Dirndl mit LED-Dekolleté
Die Säume der Ärmel, der Schürze sowie das herzförmige Dekolleté wurden mit kleinen Lichtakzenten zu versehen. 100 Mini-Leuchtdioden wurden auf ein hauch-dünnes Trägerband aufgebracht, mit einem Klebeband versehen und mit fast fünf Meter Kabel verlötet. Diese Konstruktion wurde dann von Hand an das Dirndl angenäht. Eine spezielle Kabelführung zu unsichtbar angebrachten Batterien unter dem Dirndl sorgt für die Stromversorgung.
Diese einzigartige Dirndl-Kreation wurde von Lola Platinger entworfen. Zusammen mit den Techniker von Osram wurde unter Beweis gestellt, was sich mit Leuchtdioden als Leuchtmittel in Kleidung machen lässt.
Vorgeführt wurde das Leucht-Dirndl von er Moderatorin Eva Grünbauer, die seit Jahren als Wies´n Moderatorin im TV vom Münchener Oktoberfest berichtet.
Millennium Technology Prize 2006
Der Millennium Technology Prize gilt als Pendant zum Nobelpreis der Grundlagenwissenschaften. Er wird alle zwei Jahre verliehen. Als erster Preisträger wurde 2004 Tim Berners-Lee für die Erfindung des World Wide Web ausgezeichnet.
Professor Shuji Nakamura ist der Erfinder der blauen, grünen und weißen LED und der blauen Laser-Diode. Dafür hat er den Millennium Technology Prize 2006 erhalten.
LEDs gelten als neuartige Beleuchtungsmittel, mit denen sich elektrische Energie einsparen lassen. Vor allem in Regionen ohne Energieversorgung werden LEDs, die über Solarpanels mit Strom versorgt werden als einfache Möglichkeit zur Beleuchtung gesehen.
Deshalb will Nakamura einen Teil des eine Millionen Euro dotierten Preises an Organisationen spenden, die den Einsatz von LED-Beleuchtung in Entwicklungsländern fördern.
UPDATE: Der Transistor-LED-und der FET-Konstantstromzweipol
Der Inhalt dieses Elektronik-Minikurses wurde erweitert und gewisse Teile davon differenzierter beschrieben. Ein Konstantstromzweipol hat, wie die Bezeichnung sagt, nur zwei Pole. Er eignet sich also dann, wenn nur zwei Anschlüsse zur Verfügung stehen, – z.B. als Ersatz für einen Widerstand, weil ein konstanter Strom gefordert ist.
Im ersten Teil wird gezeigt, wie man einen solchen recht präzisen Konstantstromzweipol mit bipolaren Transistoren und LEDs realisieren kann und im zweiten Teil erfolgt die Methode mit Sperrchicht-Feldeffekttransistoren (JFETs). Diese Schaltung ist besonders einfach, besteht sie doch nur gerade aus einem JFET und einem einzigen Widerstand. Dafür ist diese Anwendung weniger genau. Diese Methode gibt es auch in integrierter Ausführung. Man nennt diese Bauteile Feldeffekt-, Konstantstrom- und Stromreglerdioden, weil der Strom nur in eine Richtung, von Drain nach Source, fliessen darf.
GROSSES UPDATE: Die Transistor-LED-Konstant-Stromquelle mit ein oder zwei Transistoren
Dieser Elektronik-Minikurs habe ich derart erweitert, dass man ihn gerade so gut als neu bezeichnen kann. Was ist geblieben und was ist neu dazugekommen? Geblieben ist das Hauptthema. Es damit zu tun, dass sich Transistoren und LEDs hervorragend als einfache und recht präzise Konstant-Stromquellen eignen.
Neu ist, das Thema beginnt damit wie man konstante Stromquellen im prähistorischen Zeitalter der Elektrotechnik mit Hochspannung erstellen musste, falls man so etwas benötigte. Beim Übergang zur elektronischen Methode mittels Transistor wird darauf hingewiesen, dass die Ausgangskennlinie dieses Bauteils die Voraussetzung ist: Während das Verhältnis der Kollektor-Emitter-Spannung zum Kollektorstrom bei wenigen k-Ohm liegt, befindet sich das Verhältnis der Änderung der Kollektor-Emitter-Spannung zur Änderung des Kollektorstromes bei einigen 100 k-Ohm. Dieser Wert dieses differenziellen Widerstandes lässt sich durch Gegenkopplungsmassnahmen bis weit in den M-Ohm-Bereich erhöhen.
Es folgt eine einfache dimensionierte Konstant-Stromquelle mit einem Transistor und vier Widerständen. Es empfiehlt sich für den Anfänger dies auf einem Testboard nachzubauen um selbst zu erfahren wie’s funktioniert. Nach der Erläuterung weshalb der Einsatz einer LED im Vergleich zu zwei Dioden wesentliche Vorteile hat, folgt neu eine Darstellung des vielseitigen Einsatzes dieser einfachen Stromquellenschaltung in sechs kleinen Schaltungen. In einem weiteren Bild wird an einem Beispiel gezeigt, dass sehr präzise Anwendungen realisierbar sind.
Es wird gezeigt, wie mittels Stromquelle in Stromquelle die Stromstabilität gegen Änderung der Betriebsspannung besonders unabhängig ist. Eine Schaltung, die sich besonders für Batterieanwendungen eignet. Ganz zum Schluss folgt noch eine Konstantstromquelle mit einem Dual-Operationsverstärker und einer hochstabilen Bandgap-Referenz. Dies dient nur als Hinweis darauf, dass es auch noch ganz andere Methoden gibt hochstabile konstante Ströme zu erzeugen.