Technische Daten von Leuchtdioden

[Dirk Mühlhahn]

Hallo,

da ich mich inzwischen mit meinen blöden Fragen als absolute Elektro- und Elektronikflasche geoutet haben dürfte, muss ich schon wieder eine blöde Frage in dieser Richtung stellen. Ich plane meine Beleuchtung auf der Anlage mit Leuchtdioden zu realisieren. Nun habe ich folgende gefunden, bin nun aber nicht mehr sicher, was die technischen Daten alle bedeuten (siehe Anhang).

Bedeutet der Wert hinter Lichtstrom den Verbrauch? Was bedeutet der vierte Wert typ 80mA?

Übrigens: ich habe hier im Forum schon gelernt, dass ich die LED´s nicht direkt am Trafo anschliessen sollte, sondern mit einem Vorwiderstand, der in dem hier veröffentlichten LED-Rechner ermittelt werden kann 

Nette Grüße
Dirk

[Kalle]

Hi Dirk,

google mal "Lichtstrom" bzw. "Lumen" sowie "Lichtstaerke" bzw. Candela.

Ein Link dazu und vieles weitere ueber alle moeglichen Einheiten und Definitionen waere www.ptb.de (Physikalisch-Technitsche-Bundesanstalt)

[Volker Friedrich]

Hallo Dirk,

die LED hat eine Durchlass-Spannung von 3,4 V und einen LED-Strom von 80 mA.

[Martin Lutz]

Hallo Dirk,

Zuerst sollte festgehalten werden, dass eine LED im Grunde genommen nur in einer Stromrichtung funktioniert und auch leuchtet. Daher sollte man am besten immer einen Gleichrichter vorschalten. Am besten sogar ein Brückengleichrichter. Grundlagen über Brückengleichrichter findest du unter: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201071.htm

Niemals sollte man LEDs direkt (selbst wenn man den richtigen Vorwiderstand eingebaut hat) an Wechselspannung wie einem Modellbahntrafo angeschlossen werden. Das LED würde zwar leuchten. Einerseits würde es leicht flimmern, das zwar nur einen optischen Nachteil mit sich zieht, doch andererseits würde die LED immer dann in Sperrrichtung betrieben, wenn der Strom gerade in die falsche Richtung fliesst. In diesem Fall leitet das LED, genau wie jede andere Diode auch, den Strom nicht. In diesem Moment ist der Vorwiderstand wirkungslos und die LED erhält für einen Augenblick die volle Trafospannung. Leider ist es aber so, dass LEDs auch in Sperrichtung nicht zu viel Spannung erhalten dürfen. In der Regel ist diese maximale Sperrspannung etwa 5V (je nach Typ)

Die Angaben auf deinem Datenblatt sehen wie folgt aus:
U_F steht für die Durchlasspannung. Also die Spannung, die nicht überschritten werden darf am LED bei normalem Betrieb. In diesem Falle 3.4V
I^F steht für den maximalen Durchlassstrom auf den die LED ausgelegt werden sollte. In der Regel sollte man mit einem tieferen Wert gerechnet werden, damit man das LED nicht zu sehr an der Grenze betreibt. Dieses LED das du da beschreibst ist schon ein Hochleistungs LED und sehr hell. Ich würde sagen etwas übertrieben für Anwendungen in der Modellbahn.

Falls du dieses LED an 16V betreibst ist die Dimensionierung des Vorwiderstands wie folgt: man muss beachten, dass das LED nur mit dem U_F betrieben werden kann. In diesem Fall muss man die Differenz von der Speisespannung zur LED Spannung am Widerstand abbauen. Also 16V - 3.4V = 12.6V. Der Strom ist maximal mit 80mA angegeben. Dieser Strom fliesst sowohl durch das LED als auch durch den Widerstand (Serieschaltung). Wie ich schon schrieb: es empfiehlt sich nicht an die Grenze zu gehen. Also gehen wir mal von 50mA aus. Nach ohmschen Gesetz wird der Widerstand berechnet mit 12.6V / 0.05A  = 252 Ohm (den nächst höheren Normwert nehmen). Leider verbratet der Widerstand auch eine relativ hohe Verlustleistung. Diese berechnet sich aus der Spannung am Widerstand und dem Strom der durch die Schaltung fliesst Also 12.6V * 0.05A = 0.63W. Dies muss man beim Kauf des Widerstands auch berücksichtigen. Die üblichen 0.6W sind schon fast zu knapp. Besser ist es, wenn man zwei oder 3 LED in Reihe schaltet. Dann reduziert sich die Spannung (und somit auch dessen Verlustleistung) am Widerstand immer um die Anzahl zusätzlichen LED Spannungen.

Über LEDs gibt es sehr viel zu erzählen:

Am besten ist du studierst mal die folgende Webseite: http://www.stayathome.ch/licht_mit_led.htm
 

[Kalle]

Hi,

der "Verbrauch" waere das Produkt aus 3,4 V x 0,08 A =  0,272 W. Der Strom wird nicht verbraucht sondern in Lichtleistung umgwandelt was auch nicht gaaanz stimmt, denn mehr oder weniger Waerme entsteht dabei auch.
Nicht umsonst werden "dicke" Leistungs-LED´s mit Kuehlkoerpern irgendeiner Art und Form versehen.
Da die LED ein nichtlineares Bauteil darstellt aendert sich die Durchlass-Spannung U(F) von 3,4 V bei mehr oder weniger grossen Stromaenderungen in einem grossen Bereich nicht oder nur sehr geringfuegig.

[Frank Mondorf]

Hallo Dirk,

Lumen (lm) ist eine Einheit für den Lichtstrom und meint so was wie Helligkeit.

Die Spannung ist der Spannungsabfall an der Leuchtdiode wenn die 80 mA Strom durch die Diode fliessen, wobei dann die Helligkeit von 10 lm entsteht.

Jetzt aber bitte nicht die Diode an 3,4 V anschliessen, sondern an mindestens 12V Gleichstrom mit einem Widerstand der dabei maximal 80mA durchlässt. z.B. : 12V / 80mA = 150 Ohm.

Die Berechnung ist etwas ungenau aber üblich und auf der sicheren Seite (genau wärens 107,5 Ohm/12V/80mA).

Für solche Berechnungen gibt es auch ein Programm von Karl Berrischen:
http://www.windigipet.de/foren/index.php?topic=42687.msg42687#msg42687.

Die Diode selbst scheint eine außergeöhnlich helle Spezialdiode, und für Fahrzeugbeluchtung oder ähnliches zu hell und zu stark. Wohl eher was für grosse Scheinwerfer in der Moba.

Viele Grüße
Frank

p.S. Da die anderen wieder schneller waren , leider mit Wiederholungen aber mit praktischem Link.

[Dirk Mühlhahn]

Hallo,

ich muss mich zunächst bei allen für die tollen Antworten bedanken. Hier wird einem wirklich immer geholfen. 

@Karl
Vielen Dank für die Google-Hinweise. Da habe ich doch einiges dazugelernt. Um das zu verinnerlichen muss ich mir das aber morgen nochmal in Ruhe ansehen.

@Martin
Danke für die sehr ausführlichen Erklärungen. Auch Deine Hinweise muss ich mir morgen nochmal in Ruhe ansehen.


Was ich jetzt auf jeden Fall schon mal mitgenommen habe ist die Tatsache, dass diese LED´s wohl zu groß bemessen sind. Was mich auf diese LED´s gebracht hat, ist der angegebene 360 Grad Abstrahlwinkel.
Da werde ich wohl etwas anderes suchen müssen. Mal sehen was C da so anbietet.


Nette Grüße
Dirk

[Martin Lutz]

Hallo,

Jetzt aber bitte nicht die Diode an 3,4 V anschliessen, sondern an mindestens 12V Gleichstrom mit einem Widerstand der dabei maximal 80mA durchlässt. z.B. : 12V / 80mA = 150 Ohm.

Um hier Dirk nicht zu verwirren. Die Berechnung stimmt so definitiv nicht. Man sollte nur die Spannung durch den Strom teilen, die am Widerstand abzufallen hat und nicht die Gesamtspannung.

Richtige Spannung ist also bei 12V totaler Speisung: 12V - 3.4V = 8.6V. Wenn man dabei diese 80mA fliessen lassen will ergibt sich ein Widerstand von 107.5 Ohm. Auch würde ich nicht von mindestens 12V ausgehen. Die Gesamtspannung darf durchaus auch 5V sein. In diesem Falle erreicht man sogar den besseren Wirkungsgrad. Oder anders: der Widerstand verheizt weniger Energie. Wenn man mit Speisespannungen arbeitet, die deutlich höher sind als die Durchlassspannung einer LED lohnt es sich, mehrere LEDs in Reihe schalten. Wenn man also 2 dieser LED in Reihe schaltet, muss man nicht mehr 8.6V am Widerstand verbraten, sondern nur noch 5.2V was eine deutliche Reduktion der Widerstandsverlustleistung bringt.

Benötigt man bei der Hausbeleuchtung aber in der Regel nur ein LED pro Beleuchtung, lohnt es sich darüber nachzudenken, ob man nicht gescheiter ein Netzteil mit 5V Gleichspannung nutzt um die Häuser mit Licht zu versorgen. So erreicht man eine Verbesserung der Gesamtstrombilanz der Anlage. Aber bitte dann auch wieder nicht ein 1&V Trafo und ein 5V Längsregler hinten dran. Dann verheizt man nähmlich die an den Vorwiderständen eingesparte Energie zentral am 5V Spannungsregler des Netzteils.

Ich würde mich getrauen gleich drei solcher LEDs an 12V in Reihe anzuschliessen. Die Frage ist dann bloss: hat man da nicht zu viel Licht?

Besser sind jedenfalls warmweisse LEDs mit 3.2V Durchlassspannung bei 20mA. Die 80mA Typen gehen ziemlich sicher in den Bereich, wo man sie nicht mehr sinnvoll nutzen kann für die Moba. Sprich: sie werden in der Praxis viel zu hell sein. Bei weissen LEDs sollte man auch noch beachten, dass normalerweise weiss einen blaustich hat. Also bitte nach dem Begriff warmweiss achten. Oder golden white oder sunny white. Sonst wird man von der Lichtfarbe entäuscht sein. 

[Dirk Mühlhahn]

Hallo Martin,

nochmals recht herzlichen Dank für Deine ausführlichen Erklärungen.
Ich werde morgen mal nach solchen Leuchtdioden suchen. Die gibts ja sicher auch beim C.

Nette Grüße
Dirk