Wichtige Daten der Leuchtdiode

Um den Vorwiderstand für eine Leuchtdiode (LED) berechnen zu können muss man zuerst zwei wichtige Daten der Leuchtdiode ermitteln, dazu schaut man am besten in das dazugehörige Datenblatt. Uns interessiert dabei die Betriebsspannung und der Betriebsstrom der LED und dann muss man auch noch die Spannung kennen, an der die LED über den Vorwiderstand betrieben werden soll.

Wichtig: Eine LED darf nicht ohne Vorwiderstand betrieben werden, zudem ist auf die Polung zu achten!

Persönlich setze ich gerne sogenannte Low-current-LEDs ein, die bereits bei einem Strom von 2 mA (0,002 A) genügend hell leuchten, das spart Strom. Gewöhnliche LEDs benötigen meist einen Strom von ca. 20 mA (0,02 A). Die Betriebsspanung der LEDs liegt oft bei:

Farbe der LED	Betriebsspannung in Volt
rot	1,7
gelb	1,8
grün	1,9

Es ist immer besser im Datenblatt nachzulesen, wie die Werte wirklich sind, damit man ein Bauteil nicht zerstört!

Die Formel zum Berechnen des Vorwiderstandes

Den Vorwiderstand (R_V) einer Leuchtdiode berechnet man mit der nachfolgenden Formel.
Hier im Beispiel soll die Schaltung mit 3 Volt betrieben werden, bei der LED soll eine rote Low-current-LED zum Einsatz kommen.

Den Widerstand mit dem Wert 650 Ω wird man nicht bekommen, daher würde ich den nächst höheren verfügbaren Widerstandswert von 680 Ω nehmen.

Hier das Anwendungsbeispiel

Der Aufbau auf einem Steckbrett könnte wie folgt aussehen:

Der Schaltplan sieht dann so aus:

Die Verlustleistung (Leistung) eines Bauteils

Im Blick muss man auch auf die Verlustleistung haben. Denn wenn durch einen Widerstand ein Strom fließt, so kann dieser warm oder gar heiß werden. Im Datenblatt kann man lesen, mit welcher Leistung (Watt) ein Widerstand maximal belastet werden darf.

Ein Widerstand mit 1/4 Watt (0,25 W) wäre damit mehr als ausreichend dimensioniert.

Hier noch ein Hinweis, welche Spannungen an den digitalen Ports von Raspberry und Co. anliegen.

Spannungen von digitalen Ausgängen gängiger Komponenten

Komponente	Spannung, wenn Port als digitaler Ausgang arbeitet
Raspberry Pi	3,3 V
Arduino UNO	5 V
ESP32	3,3 V

Auch hier gilt wieder das Datenblatt zu beachten!