LEDs sind in den meisten Schaltungen ein fester Bestandteil. Mit Hilfe des Ohm'schen Gesetzes lassen sich die Bedingungen für die gewünschte theoretische Lichtintensität leicht berechnen.
LEDs sind in den meisten Schaltungen ein fester Bestandteil. Sie werden verwendet, um Objekte zum Leuchten zu bringen oder um dem Benutzer etwas aus den verborgenen und undurchsichtigen Eingeweiden eines Bauteils anzuzeigen. Viele werden mit der einfachen Schaltung Leistungswiderstand-LED-Masse zum Beleuchten einer LED vertraut sein. Mit Hilfe des Ohm'schen Gesetzes, U = IR, können wir den passenden Wert des Strombegrenzungswiderstandes anhand der Ansteuerspannung und des gewünschten Stroms für die LED berechnen.
Mit Hilfe des Ohm'schen Gesetzes können wir leicht die Bedingungen für die theoretische Beleuchtungsstärke berechnen, die wir suchen.
Einfach genug. Aber wie immer bringen die Physik und ein bisschen Spekulation unsere ansonsten ideale Berechnung durcheinander. Wenn wir eine LED von einem Mikrocontroller ansteuern, was wir oft tun, dann sind die Ansteuerspannung und "Masse" möglicherweise nicht das, was wir in V = IR eingegeben haben. Wenn Sie sich die Spezifikationen der Eingangs-/Ausgangs-Pins (IO-Pins) des Mikrocontrollers genau ansehen, werden Sie feststellen, dass es eine Beziehung zwischen erhöhtem Strom und Ausgangsspannung gibt. Wenn Sie Strom sinken lassen, steigt die Masse über Null; wenn Sie Strom zuführen, sinkt die Spannung unter den Idealwert. Wenn Sie eine LED zwischen zwei IOs treiben, wie z.B. beim Multiplexen mehrerer LEDs, werden Sie sowohl eine niedrigere Spannung als auch eine höhere Masse erleben! Die Angaben für diese Spannungen variieren auch mit der Temperatur, aber nicht so stark. (Wenn Sie schon beim Datenblatt sind, stellen Sie sicher, dass die IOs tatsächlich den Strom liefern können, um Ihre LEDs zu treiben, und dass Sie die Gesamtstrommenge, die Sie vom Mikrofon verlangen können, nicht überschreiten. Das ist ein wichtiger Punkt, auf den man achten sollte) Beziehen Sie sich auf das Datenblatt von Microchip Technology, "tinyAVR 1-Series: ATtiny1614/1616/1617," DS40002204A, 2020.
Die IO-Ausgangsspannung des ATtiny161X von Microchip. Je mehr Strom in den IO fließt, desto höher ist die Ausgangsspannung im Vergleich zur Masse. (Quelle: Microchip Technology)
Die IO-Ausgangsspannung des ATtiny161X von Microchip. Je mehr Strom vom IO gefordert wird, desto niedriger ist die Ausgangsspannung im Vergleich zur idealen Spannung. (Quelle: Microchip Technology)
Dann definieren LED-Hersteller, manchmal absichtlich, die Spezifikationen in einer Weise, die es schwer macht, die wahrgenommene Intensität der LED mit den Produkten der Konkurrenz zu vergleichen, oder sogar innerhalb ihrer eigenen Produktpalette. Selbst wenn wir also wirklich versuchen, sie allein anhand der Spezifikationen zu vergleichen, werden wir möglicherweise überrascht sein, wenn wir sie in unsere Schaltung einbauen. Hinzu kommt, dass Menschen die Intensität unterschiedlich wahrnehmen.
Es ist toll, mit all diesem Wissen vorbereitet zu sein, aber spielt es in der Praxis eine Rolle? Nicht wirklich; Sie werden immer noch die LEDs testen und Ihre Widerstandswerte in der Schaltung feinabstimmen müssen, egal wie sehr Sie versuchen, das Leuchten vorherzusagen. Das ist das, was ich immer mache. Ich bestelle - oder, besser, frage nach kostenlosen - Mustern von einem Dutzend oder so Kandidaten und teste sie unter den Bedingungen meiner Schaltung, um zu sehen, was am besten funktioniert. Einen besseren Weg habe ich bisher nicht gefunden. Haben Sie?
Weitere Schaltungskurzschlüsse, Infos zu LEDs und mehr
Interessieren Sie sich für Schaltungsdesign, LEDs und Leiterplatten? Sie können den "Circuit Shorts" Tag abonnieren, um Updates zu erhalten. Wenn Sie auf der Suche nach einer Lösung für Rapid Prototyping sind, schauen Sie sich ElektorPCB4Makers an. Erhalten Sie zwei PCB-Prototypen in drei Arbeitstagen!
