Datenblatt interpretieren

[vita]

Hallo zusammen, ich bin noch relativ neu hier in diesem Forum.
Habe mal eine Frage zu einem LED Datenblatt, denn ich werde daraus nicht so ganz schlau.

Es sind folgende Werte angegeben:
- Spannung: Typ. 2,9V - Max. 4,0V
- Strom: 20mA Typ., 30mA Max

Besteht da eine gewisse Abhängigkeit? Soll heißen: Wenn ich die LED bei 2.9 Volt betreibe, zieht sie 20mA und wenn sie bei 4 Volt betrieben wird, zieht sie 30mA?
Oder besteht da keine Abhängigkeit?

[CRI 93+ / Ra 93+]

Doch, es besteht eine Abhängigkeit. Allerdings darfst Du AUF KEINEN FALL die Spannung vorgeben, sondern musst den Strom vorgeben. 50 bis 80% des max. erlaubten sind i.d.R. sinnvoll für eine hohe Lebensdauer, 100% aber i.d.R. auch noch OK.

Je nach Strom fällt dann über der LED eine bestimmte Spannung ab, diese variiert von LED zu LED und variiert auch mit dem Strom. Bei weißen LEDs üblicherweise im Bereich 2,9 bis 3,5 Volt, 4,0 Volt sind schon äußerst ungewöhnlich.

[vita]

Das Problem ist: Ich hab 2 ungenutzte Netzteile zu Hause, beide 12 Volt, eines davon für 500mA und eines für 700mA ausgelegt.
Eine Konstantstromquelle habe ich allerdings nicht, sodass ich mit Vorwiderständen arbeiten muss. Damit kann ich aber (zumindest mit meinem jetzigen Kenntnisstand) den Stromfluss nicht exakt begrenzen. Ich kann zwar bei der Berechnung einfach von nem theoretischen Wert (20mA) pro LED ausgehen, kann aber im Vorfeld nicht sagen, ob nachher wirklich nur 20mA fließen.

Beispiel: 3 in Reihe geschaltete LEDs bei gegebenem 12 Volt Netzteil. Der Einfachheit halber jeweils mit 3 Volt Spannungsabfall.

R = (12 - 3 x 3) / 0.02 = 150 Ohm

Bräuchte also noch 150 Ohm Widerstände. Was ich jetzt aber gemacht habe: Ich bin einfach von irgendwelchen - mehr oder weniger von mir selbst gewählten - Werten ausgegangen. Ich hab die 0.02 Ampere einfach eingesetzt, kann mir aber im Vorfeld nicht sicher sein, ob bei dem berechneten Widerstand nach dem Zusammenbau der Schaltung auch wirklich 0.02A fließen werden.
Hieße dann auch: Wenn ich den Stromfluss auf 0.03 Ampere anheben möchte, brauch ich nen 100 Ohm Widerstand. Und hätte bei der Rückrechnung in beiden Fällen immernoch die 3 Volt. Ist es richtig, dass man (bzw. ich) so vorgeht?


Ich hoffe man versteht, was ich meine...



Edit: Habe jetzt verschiedene Sachen ausprobiert. Einmal mit 100 Ohm und einmal mit 150 Ohm. Mit einer Abweichung von knapp 10% kommt das so hin, wie ich es oben beschrieben habe. Liegt wohl an der Toleranz der Widerstände und der LED.
Gewollt waren erstmal 0.02 Ampere, nach einstecken ins Steckbrett waren es dann tatsächlich 0.018 Ampere. Bei 100 Ohm Widerstand floss ein Strom von 0.028, statt der vorher angestrebten 0.03 Ampere. Spannung war in beiden Fällen (inklusive kleiner Abweichung) bei knapp 3 Volt. Würde noch mehr Widerstände ausprobieren, um sicher zu gehen, jedoch hab ich gerade keine anderen Werte zur Hand und vertraue somit erstmal auf die neu gemachten Erkenntnisse.

[Achim H]

Ich kann zwar bei der Berechnung einfach von nem theoretischen Wert (20mA) pro LED ausgehen, kann aber im Vorfeld nicht sagen, ob nachher wirklich nur 20mA fließen.

In so einem Fall müsstest Du den Spannungabfall der Led messen. Im Prinzip ist es aber egal. Die 20mA sind der typische Strom, maximal können diese sicherlich mehr ab (wieviel - steht im Datenblatt).

Aber Du könntest anhand der theoretischen Werte den Strom durch die Led neu berechnen.
Die Formel muss nur umgestellt werden.

(UB - Anzahl x Flussspannung)
----------------------------------- = Widerstand [in Ohm]
Strom [in Ampere]

(UB - Anzahl x Flussspannung)
----------------------------------- = Strom [in Ampere]
Widerstand [in Ohm]

Sollten Deine Leds nur 2,9V statt 3,0V benötigen, würde sich der Strom durch die Leds bei gleichem Widerstand nur minimal anheben. Sollten die Leds mehr als den typ. Spannung haben, entsprechend verkleinern.

Wieviel sich der Strom verändert, hängt aber auch von der Toleranz des Widerstand ab. Je kleiner, desto besser.
Der Strom durch die Leds muss aber in jedem Fall kleiner als der maximal zulässige Strom bleiben, damit die Led überlebt.
Wie hoch dieser ist steht im Datenblatt.

Kohleschicht: typ. 5% (Farbe des Toleranz-Farbring: gold)
150 Ohm = 142,5 Ohm bis 157,5 Ohm

Metallschicht: typ. 1% (Farbe des Toleranz-Farbring: braun)
150 Ohm = 148,5 Ohm bis 151,5 Ohm

Farbringe für Toleranzen:
Silber --> 10%
Gold --> 5%
Rot --> 2%
Braun --> 1%
Grün --> 0,5%
Blau --> 0,25%
Violett --> 0,1%

Wenn Du absolut sicher gehen willst, dann nimmst Du einfach den nächst größeren Widerstand (kann auch 2 Nummern größer sein).
Statt 150 Ohm
E12-Reihe (10% Toleranz): 180 Ohm
E24-Reihe (5% Toleranz): 160 Ohm oder 180 Ohm
E48-Reihe (2% Toleranz): 154 Ohm oder 162 Ohm
E96-Reihe (1% Toleranz): 154 Ohm oder 158 Ohm

Die Leds leuchten mit einem etwas größeren Widerstand minimal dunkler. Eventuell bemerkt man diesen Unterschied gar nicht.

mfg Achim

[Sailor]

Edit: Habe jetzt verschiedene Sachen ausprobiert. Einmal mit 100 Ohm und einmal mit 150 Ohm. Mit einer Abweichung von knapp 10% kommt das so hin, wie ich es oben beschrieben habe. Liegt wohl an der Toleranz der Widerstände und der LED.
Gewollt waren erstmal 0.02 Ampere, nach einstecken ins Steckbrett waren es dann tatsächlich 0.018 Ampere. Bei 100 Ohm Widerstand floss ein Strom von 0.028, statt der vorher angestrebten 0.03 Ampere. Spannung war in beiden Fällen (inklusive kleiner Abweichung) bei knapp 3 Volt. Würde noch mehr Widerstände ausprobieren, um sicher zu gehen, jedoch hab ich gerade keine anderen Werte zur Hand und vertraue somit erstmal auf die neu gemachten Erkenntnisse.

Du hast wohl noch einen zusätzlichen Widerstand eingebaut: den Messwiderstand im Multimeter.
Dadurch wird der Strom beim Messen stärker begrenzt. Ist das Messgerät aus dem Kreis entfernt, wird der tatsächlich fließende Strom höher sein.

Daher sollte die Spannungüber dem Widerstand gemessen und der Strom danach ausgerechnet werden.

Siehe auch hier.