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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LEDs parallel schalten - spricht was dagegen?


Autor: Timm K. (timm)
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Hallo Leute,

wie so ziemlich jeder, der den Einstieg in die wunderbare Welt der
Mikrocontroller wagt, versuche ich mich erstmal an der Steuerung
einiger (RGB-)LEDs.

Folgendes "Problem":

Die LEDs, die ich mir ausgesucht habe, (SuperFlux RGB) verfügen über
eine gemeinsame Kathode und je eine Anode je Farbe.
Da die LEDs eine gemeinsame Kathode haben, kann ich sie leider nicht an
einer höheren Spannung in Reihe schalten, um mit weniger Strom
auszukommen, sondern ich muss sie alle parallel (oder einzeln)
schalten. So weit so gut. Die Schaltung im Anhang funktioniert so wie
sie ist auch bereits. Die Leitungen, die von links ins Bild kommen,
gehen direkt auf drei Portpins an einem Atmel-Controller, VCC ist 5V,
der LED-Strom je Farbe beträgt 20mA (Rot an 2V, Grün und Blau an 4V).

Vorhin habe ich nun mit einem Kollegen, der ambitionierter
Hobby-Elektroniker ist gesprochen, und der hat nun gesagt, das man LEDs
auf keinen Fall parallel miteinander verschaltet, sondern das jede LED
einzeln mit Vorwiderstand angesteuert werden müsse, da nunmal keine
zwei LEDs eine komplett gleiche Vorwärtsspannung hätten, und deswegen
könnte man den Strom, der durch die einzelnen LEDs fließt nicht
kontrollieren.

Lange Rede, kurzer Sinn:
Die Frage ist nun, ob das stimmt und ich meinen Entwurf überdenken
muss, oder ob das Blödsinn ist (als Gegenargument würden mir z.B.
Toleranzen bei den Vorwiderständen einfallen - komplett gleich wären
Spannung und Strom an den LEDs so ohne weiteres bei einzelner
Beschaltung auch nicht).

Oder gibt es einen komplett anderen Ansatz, die Aufgabe anzugehen?
360mA für 6 RGB-LED finde ich nämlich eigentlich recht happig...

Gruß

Timm

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Dein Kollege hat uneingeschränkt Recht.

MfG Paul

Autor: Ronny (Gast)
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Die Widerstandstoleranzen der Vorwiderstände sind fest,d.h 1kOhm hat
sicher nicht genau 1kOhm,der reale Wert bleibt jedoch sogut wie
Konstant (bei Zimmertemperatur)

Die unterschiedlichen Vorwärtsspannungen (Flussspannungen) sorgen
jedoch für unterschiedliche Ströme.Diese Ströme sorgen für
unterschiedliche Erwärmungen und ändern damit wiederum die
Flussspannungen der Einzel-LEDs.Das führt dazu das sich die Ströme
durch die parallel geschalteten LEDs permanent gegenseitig
beeinflussen.Das wirkt sich dann auf Helligkeit und Lebensdauer der
einzelnen LEDs aus.

Autor: Christian Fasthuber (fasti)
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Hi!

Denk dir das so:
Eine LED oder generell eine Diode leitet besser wenn sie wärmer wird.
Da die Vorwärtsspannung der LEDs variiert ist auch der Strom bei
gegebener Spannung bei jeder LED bei Zimmertemperatur anders. Wenn
jetzt eine LED etwas mehr Strom durchlässt als eine andere, dann wird
die LED wärmer, dadurch steigt aber wiederum der Strom und sie wird
noch wärmer. Das führt dann dazu, dass eine LED den gesamten Strom
abkriegt und der Rest nix und dann ist die LED schnell kaputt und kurz
darauf die anderen auch. Durch den Widerstand wird der Strom durch die
LED aber auch bei größeren Schwankungen der Vorwärtsspannung begrenzt.

ciao

Fasti

Autor: Marcus (Gast)
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Na ja, kaputtgehen wird in der Praxis wohl nichts aber die Helligkeiten
sind halt unterschiedlich. Daher werden häufig die LEDs für große
Beleuchtungssysteme sogar auf gleiche Vorwärtsspannungen hin
selektiert.

Gruß, Marcus

Autor: Frank (Gast)
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wie bitte? Kaputt gehen wirds sowohl theoretisch als auch praktisch bei
einer Parallelschaltung. Sollten die Dioden zufällig sehr ähnliche
Werte haben, dann dauerts länger bis die Erste aufgibt aber danach
gehts immer schneller.

bye

Frank

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Jup. Genau. Kaputtgehen wird definitiv eine der LED (Auch wenns n
bisschen dauert).

Dadurch dass die LED halt immer Wärmer wird, weil sie mehr Strom nimmt,
und das wiederrum weil sie wärmer geworden ist, stirbt sie halt.

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Noch ein Argument für die Variante mehrere Widerstände:

Die Verlustleistung der Widerstände.

In der oben gezeigten Schahtung muss die gesamte Verlustleistung eines
LED-Zweiges ein einzelner R in Wärme Umwandeln.

Bei mehreren Widerständen wird diese Leistung gerecht aufgeteilt :)


Bernhard

PS: Momentan werden npn-Transistoren in Kollektorschaltung verwendet,
es funktioniert, besser wäre aber pnp in Emitterschaltung

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