LEDs richtig anschließen

Der einfachste Fall:

LEDs sollten immer mit einem Vorwiderstand betrieben werden, damit der Strom begrenzt wird (Bild.1). Ein zu hoher Strom fĂŒhrt zur Erhitzung der LED und verkĂŒrzt ihre Lebensdauer bis hin zur sofortigen Zerstörung. Wird die Spannung erhöht, steigt der Strom sehr viel rascher (exponentiell). Zur Berechnung des richtigen Vorwiderstands gibt es komfortable Online-Rechner, z.B. diesen auf http://www.leds.de/Widerstandsrechner

LED Wechselstrom falsch
LED Wechselstrom richtig
LED Gleichstrom

Richtig:

Daher ist die Schaltung in Bild.3 vorzuziehen, weil sie mit gleichem Aufwand die LED optimal schĂŒtzt. Die Diode wird antiparallel zur LED, d.h. umgekehrt und neben ihr angeschlossen als sogenannte Schutzdiode. Bei Wechsel- und Gleichstrom verhindert die Schaltung SchĂ€den beim Umpolen der Spannung. Die Diode kann auch durch eine LED ersetzt werden (Bild.4)

LED Wechselstrom Parallal

Beleuchtung 1:

So lĂ€sst sich ein Wagen mit zwei LEDs und Wechselstrom beleuchteten (Bild.4) wobei beide LEDs optimal abgesichert sind. Bei gleichen LEDs reicht ein gemeinsamer Widerstand. Der Lichtwechsel ist bei der normalen Wechselfrequenz der Spannung (gewöhnlich 50 Hz bei Wechselstrombahnen oder bis zu 10 kHz bei DCC) fĂŒr das menschliche Auge kaum oder nicht sichtbar.

LEDs eigenen sich wegen ihrer niedrigen Spannung und ihren geringen Stromverbrauchs ideal fĂŒr den Modellbau. Sie lassen sich gut einbauen und weisen eine lange Lebensdauer auf. Allerdings ist etwas zu beachten.

Nicht ganz richtig ist auch falsch:

Bei einer Wechselstromquelle (Sinus- oder Rechteckspannung, z.B. bei DCC) wechselt stĂ€ndig die Polung. Da die LED nur eine geringe Spannung entgegen ihrer Durchlassrichtung vertrĂ€gt, wird oft eine Diode vorgeschaltet, die nur die “richtige” Stromrichtung durchlĂ€sst (Bild.2). Es funktioniert zwar, ist aber nicht optimal, denn ein Fehler im Zusammenspiel von Diode und LED kann zum vorzeitigen Ausfall oder zur Zerstörung der LED fĂŒhren. Das passiert im Betrieb so gut wie nicht, aber wenn man es auf einfache Art besser machen kann, wieso dann nicht?.

LED Gleichstrom Spitzenlicht RotWeiss

Automatisches Spitzenlicht:

Bild.6 zeigt eine einfache Umschaltung des Spitzenlichtes von Weiß (LEDs 1 bis 3) auf Rot (LEDs 4 und 5), wenn die Modelbahn mit Gleichstrom betrieben wird.

Die farbigen LEDs haben unterschiedliche Durchlassspannungen. Jede Farbe bekommt einen speziellen Widerstand. Um den Stromverbrauch zu minimieren, sind die LEDs in Reihe geschaltet. Fertigungstoleranzen können die LED-Farbe und Durchlassspannung beeinflussen. Damit werden die anderen LEDs der Reihe mitunter stÀrker beansprucht oder zeigen Farbunterschiede. Auch fallen bei einer defekten LED alle anderen LEDs der Reihe aus. Daher wird oft geraten, jede LED einzeln mit einen Widerstand zu versehen.

Beleuchtung 2:

LEDs können parallel und in Reihe angeordnet werden. In Reihe verbrauchen sie am wenigsten Strom, parallel mit eigenen WiderstÀnden haben sie die höchste Lebensdauer. Auch lassen sich bei der Parallelschaltung fehlerhafte LEDs schneller herausfinden.

In diesem Beispiel werden zwei Reihen zu je drei LEDs mit Gleichstrom versorgt. Diese Schaltung eignet sich z.B. fĂŒr HĂ€user mit mehren Zimmern oder große Wagen. WĂŒrden man hingegen alle sechs LEDs parallel betreiben, wĂ€re der Stromverbrauch dreimal höher. Es ist quasi eine Stromsparschaltung.

Gleichstrom ParallelSeriell

Besser den Strom begrenzen:

Da LEDs recht empfindlich auf zu hohe Ströme und damit verbundener Erhitzung mit kĂŒrzerer Lebensdauer bis hin zur Zerstörung reagieren, empfiehlt es sich, statt einer Strombegrenzung ĂŒber einen Widerstand eher eine elektronische Schaltung einzusetzen. Hierzu gibt es Konstantstromquellen, die nur einen bestimmten, gleichbleibenden Strom zur LED leiten, trotzdem die Eingangsspannung in einem weiten Bereich variieren darf.

Ein weiterer Vorteil dieser Schaltungen ist, dass kein ĂŒberschĂŒssiger Strom am Widerstand in WĂ€rme umgesetzt, also verschwendet werden muss. Es wird nur soviel Strom verbraucht, wie nötig ist, um die LEDs zu betreiben.

KÀufliche Beispiele gibt es beim Versand Pollin (hier klicken), SchaltplÀne zum Selbstbau sind im Internet zu finden, z.B. diese hier auf www.hobby-bastelecke.de und auf www.ferromel.de.

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