LED 'Nachwiderstand' genauso gut wie Vorwiderstand?
Ich arbeite mich gerade in Arduino ein, bin aber eigentlich zu blöd für die Materie. Hatte schon Lehrgänge in Elektrotechnik, aber richtig kapieren werde ich das alles wohl nie.
In meine Dioramen arbeite ich gerne aktive Elemente ein wie Motoren, Lichter, Dampf, Geräusch etc. All das lässt sich prima mit einem Microcontroller verwirklichen.
Momentan möchte ich aus einer RGB LED ein flackerndes Feuer machen zusammen mit Dampf, wird gut aussehen.
Aber warum muss ich die Widerstände an jedes Beinchen als Vorwiderstände schalten? Warum reicht nicht auch ein Nachwiderstand? Bei der Helligkeit funktioniert das schließlich auch. Aber liegen dann an der LED die ganzen 5V oder was die PWM Pins ausgeben, an der LED an? Meiner Meinung nach sollte an der LED trotzdem nur die durch den Widerstand verringerte Spannung anliegen, selbst wenn ich den Widerstand erst dahinter habe.
Das würde mir ja dann auch bei einer RGB LED 2 Widerstände einsparen. Oder muss der dann größer sein als 220 Ohm?
Bin total lost...
3 Antworten
- Einer einzelnen LED ist es egal, ob es ein Vor- oder ein Nach-Widerstand ist. Der Widerstand übernimmt einfach jenen Anteil Spannung, der von 5V zuviel ist für die LED.
- Eine RGB-LED hat aber 4 Anschlüsse, also einen gemeinsamen, und für jede der 3 Farben noch einen. Hier sollte jeder der drei Anschlüsse seinen eigenen und oft auch verschieden grossen Vorwiderstand haben.
- Grund 1: Jede Farbe hat eine unterschiedliche Betriebsspannung, bei welcher der Nennstrom fliesst (LEDs sind für Konstansstrom gebaut). Rot braucht am wenigsten Spannung, hat also meist den grössten Widerstand, grün ist in der Mitte, blau hat die grösste Spannung und den kleinsten Widerstand.
- Grund 2: wenn du nur einen Widerstand nur im gemeinsamen Anschluss hast. so hat eben bei Einzelbetrieb der Farben jede die gleiche Spannung, also ev. zuviel oder zuwenig. Aber noch schlimmer: Bei RGB leuchten ja oft mehrere Farben gleichzeitig, dann addiert sich ja der Strom der einzelnen LEDs im gemeinsamen Widerstand. Nach ohm'schem Gesetz ist der Spannungsabfall am Widerstand proportional zum Strom durch den Widerstand. Wenn also zwei oder drei LEDs brennen, "frisst" der Widerstand mehr Spannung weg, die einzelnen LEDs bekommen weniger Spannung, werde also dunkler. Viel dunkler, oder z.B. die blaue, die am meisten braucht, brennt dann gar nicht mehr, wenn z.B. die rote zugeschaltet wird.
- (Ein gemeinsamer Vor- oder Nachwiderstand ist also nur möglich bei alles exakt gleichen LEDs, die man parallelschaltet. Wobei das meist wenig sinnvoll ist und man sie lieber in Serie schaltet, weil dann garantiert jede den gleichen Strom hat.)
An welcher Stelle von der LED aus gesehen der Widerstand angeschlossen ist, ist der LED gleichgültig - der ist nur wichtig, dass der Strom durch die LED auf deren Maximum (bzw darunter) begrenzt wird.
Du möchtest LEDs aber nicht durch direktes Verbinden von Anoden und Kathoden parallel schalten, sondern jede einzeln begrenzen.
Statt drei Widerständen von je 220 Ohm an den Anoden möchtest du dann drei Widerstände von je 220 Ohm an den Kathoden.
Es geht nur eine Kathode von der LED raus. Dadurch die vermeintliche Einsparung von Material. Also dann die drei entsprechend in Reihe dahinter?
Den RGB-Teil hab ich übersehen, und bin von 3 Einzeldioden ausgegangen. Bei RGB LEDs mit gemeinsamer Kathode kannst du einen Widerstand nehmen, allerdings nur, wenn du auch nur eine Farbe gleichzeitig leuchten lassen willst. Bei Versuch von mehr als einer Farbe gleichzeitig würde im Extremfall nur eine LED leuchten - und wenn schon nicht nur eine, dann zumindest eine, oder auch alle, wesentlich dunkler.
Gesehen dass du für Flackern vermutlich sowieso Pulsbreitenmodulieren möchtest, für Helligkeitssteuerung, könntest du damit auch dafür sorgen, dass zu jedem Zeitpunkt auch nur eine Farbe angesteuert wird.
Vielen Dank! Hast mir mal wieder gut geholfen..
Der Sinn der einzelnen Widerstände ist es, den Strom durch jede einzelne (R, G und B) zu begrenzen. Wenn du mehrere LEDs parallel schaltest und nur einen Widerstand benutzt, addieren sich die Ströme.
Dein Ansatz dann nur 1x 660Ω statt 3x 220Ω zu nehmen ist daher genau "falsch herum gerechnet".
Du müsstest im Prinzip 220Ω / 3 = ~75Ω nehmen.
Das funktioniert dann aber nur (und auch nicht wirklich gut), wenn alle 3 Farben gleichzeitig leuchten, da nur dann der Gesamtstrom ca. 3x der Strom einer einzelnen LED ist.
Wenn du jetzt aber beispielsweise die RGB LED nur Rot leuchten lassen willst (und G und B nicht mit Strom versorgst), leuchtet Rot plötzlich deutlich heller als mit dem 220Ω Vorwiderstand, da du ja nur noch 75Ω hast, was eben viel zu wenig ist. D.h. du kannst dann keine Farben mehr mischen, was ja der eigentliche Zweck einer RGB LED ist.
In der Praxis ergibt sich noch eine ganz andere Schwierigkeit: R, G und B haben unterschiedliche Diodenskennlinien, und dadurch verteilt sich der Strom bei Parallelschaltung sehr ungünstig: die (rote) Diode mit der geringsten Schwellspannung bekommt fast den gesamten Strom ab.
Daher: auch wenn es mehr Arbeit macht, man benötigt die 3 einzelnen Widerstände tatsächlich.
Nee, nicht ganz ... die LEDs der verschiedenen Farben haben unterschiedliche Vfs, womit die Ströme durch die Einzel-LEDs auch nicht identisch sind.
Oh sorry, zu spät gesehen, dass du am Ende ja genau das beschreibst. Der Anfang sah nach "geht schon klar parallel" aus. Meine Reaktion kam bei "wenn alle 3 Farben gleichzeitig leuchten" - denn genau das tun die ja dann nicht.
Stimmt schon, ich hätte da mehr den Genitiv verwenden sollen als ich schrieb "das funktioniert" bzw. ist es wie du richtig schreibst: es funktioniert eben eigentlich nicht.
Ok, danke. Muss ich dann anstelle der drei 220 Ohm Widerstände einen entsprechend größeren verwenden (660 Ohm? )