Black Nova
New member
Ich dachte mir ich schreib ma ne FAQ zum Thema Elektronik, da sich die fragen häufen werden, wie man Widerstände berechnet etc. Wenn ein Mod das gut findet kann ers ja vielleicht pinnen.
Ich warte schon auf die 1. Frage:
"Ich hab x LEDs der Farbe y und möchte sie an z Volt anschliessen wie geht das?"
Grundlagen:
Spannung liegt an, Strom fliest: dass bedeutet, dass man Strom (I in Ampére) wie ein Fließgewässer betrachten kann.
Spannung (U in Volt) existiert einfach, dazwischen liegen die Bauteile, der Strom fliesst durch diese, an Abspaltungen teilt sich auch der Strom ähnlich wie an einer Abzweigung.
Damit sollte jeder was anfangen können, oder?
Als weiterer Teil kommt dann noch der Widerstand in Ohm (angegeben in Omega):
Ohm'sche Gleichung:
U=R*I oder I=U/R oder R=U/I
Was man nun braucht um sich alles errechnen zu können, sind die Werte der LEDs.
Z.B. eine einfache blaue LED mit 3.3V und 20mA.
EDIT: Hier eine Liste der gebräuchlichen LEDs und ihre Werte (für superhell)
Rot Spannung: 1,85 V Strom: 30 mA
Grün Spannung: 3,3V Strom: 20 mA
Gelb Spannung: 2,0 V Strom: 30 mA
Blau Spannung: 3,5 V Strom: 20 mA
Weiß Spannung: 3,5 V Strom: 20 mA
Pink Spannung: 3,6 V Strom: 20 mA
Violett Spannung: 3,6 V Strom: 20 mA
Türkis Spannung: 3,8 V Strom: 20 mA
(die meisten LEDs benötigen 20mA, low current LEDs weniger)
Zwei Variablen der Ohm'schen Gleichung können wir jetzt besetzen: I=20mA und U=3.3V
Wenn man diese LED nun an 5V anschliessen will, so muss man die Differenz der Spannung zwischen Spannungsquelle und LED errechnen, der Strom ändert sich dabei nicht.
d.h. 5V - 3.3V = 1.7V
Das heisst 1.7V müssen an dem Widerstand "verloren" gehen, damit nur 3.3V zur LED kommen.
Für die Gleichung bedeutet das: R = U/I -> R = 1.7V/0.02A = 85Ohm
Also braucht man einen 85Ohm-Widerstand. Wenn man keinen passenden finden kann, nimmt man entweder den nächst größeren oder man stückelt mehrere Widerstände. Wenn man einen größeren nimmt wird die LED logischerweise dunkler.
Das funktioniert genauso mit 7V oder 12V als Spannung. Einfach nur die Differenz der Spannung zwischen LED und Quelle ausrechnen und in die Gleichung einsetzen.
Wie schalten man die LEDs am Besten? Reihenschltung oder Parallelschaltung?
Dazu muss man wissen, dass man möglicherweise einen größeren Widerstand bei der Parallelschaltung nehmen muss in Bezug auf die Leistung.
Ja, aber wann den nun Parallel und wann Reihe? LEDs in Reihe sind sogesehen effizienter was ihren Verbrauch angeht. Es wird weniger Energie im Widerstand in Wärme umgewandelt und man kann Widerstände die weniger Leistung abkönnen verbauen.
LEDs leuchten leider konstruktionsbedingt nicht alle gleich hell! Es gibt serienspezifische Unterschiede. Das kann man umgehen, wenn man die LEDs parallel schaltet. Wenn man keinen so grossen Wert auf die Gleichmässigkeit der Leuchtkraft legt, so ist man bei Reihenschaltungen besser dran.
Betrachten wir 2 LEDs in Reihe. Der Strom trennt sich nicht (siehe oben). Aber wir brauchen jetzt mehr Spannung! Nämlich 2x 3.3V. Also sind es dann 6.6V die die LEDs benötigen! Differenz zur Spannungsquelle ausrechnen und in die Gleichung einsetzen.
Betrachten wir 2 LEDs parallel. Der Strom verzweigt sich hier (siehe oben).
Da jede LED 20mA benötigt und der Strom sich aufteilt, so ist der Gesamtstrom der LEDs 40mA, die Spannung bleibt aber gleich. Die Rechnung ist die Gleiche: nur eben 40 statt 20mA einsetzen.
Ähnlich wird bei mehr als zwei LEDs verfahren. Hier muss man aber möglicherweise zwangsläufig parallel schalten weil man sonst nicht genug Spannung hat
Die Verlustleistung (P in Watt) der Widerstände wird wie folgt ausgerechnet:
P = I * U
Bei Reihenschaltungen genügen die normalen 1/4Watt Widerstände. Bei Parallelschaltungen kann es möglicherweise sein, dass man stärkere Widerstände kaufen muss.
Das kann man der obigen Formel ausrechnen, sonst könnte sich der Widerstand in Einzelteile auflösen, da der Strom, der durch den Widerstand fließt zu groß geworden ist.
Plastiknase unten
+12v;+5v standby;power good;Masse;+5v;Masse;+5V ;Masse ;+3,3V ;+3,3V
+5V ;+5V ;-5v;Masse; Masse;Masse;PS;Masse;-12v;+3,3v
P4 plastiknase unten
Masse masse
+12V +12v
AUX-Stecker plastiknase unten
masse, masse, masse, +3,3,+3,3,+5
Floppystecker breitere Seite unten
+5V Masse Masse +12V
der molex mit den abgerundeten ecken nach oben ist genau andersrum wie der floppy
+12V Masse Masse +5V
Zudem noch einmal eine liste mit den grenzwerten, zwischen denen sich die Spannungen bewegen müssen:
Spannung Minimal Maximal Toleranz
+12V:+11,40 ,+12,60 ; 5% bei vollast auch 10%
+5V :+4,75, +5,25; 5%
+3,3V: +3,14, +3,47; 5%
-5V :-4,50, -5,50; 10%
-12V :-10,80, -13,20; 10%
+5VStandby:+4,75, +5,25; 5%
Andere Spannungen, wie z.B. 7V erhält man durch verbinden von 12V und 5V. Die Endspannung errechnet sich hier durch: (+spannung)-(-spannung)
Ich warte schon auf die 1. Frage:
"Ich hab x LEDs der Farbe y und möchte sie an z Volt anschliessen wie geht das?"
Grundlagen:
Spannung liegt an, Strom fliest: dass bedeutet, dass man Strom (I in Ampére) wie ein Fließgewässer betrachten kann.
Spannung (U in Volt) existiert einfach, dazwischen liegen die Bauteile, der Strom fliesst durch diese, an Abspaltungen teilt sich auch der Strom ähnlich wie an einer Abzweigung.
Damit sollte jeder was anfangen können, oder?
Als weiterer Teil kommt dann noch der Widerstand in Ohm (angegeben in Omega):
Ohm'sche Gleichung:
U=R*I oder I=U/R oder R=U/I
Was man nun braucht um sich alles errechnen zu können, sind die Werte der LEDs.
Z.B. eine einfache blaue LED mit 3.3V und 20mA.
EDIT: Hier eine Liste der gebräuchlichen LEDs und ihre Werte (für superhell)
Rot Spannung: 1,85 V Strom: 30 mA
Grün Spannung: 3,3V Strom: 20 mA
Gelb Spannung: 2,0 V Strom: 30 mA
Blau Spannung: 3,5 V Strom: 20 mA
Weiß Spannung: 3,5 V Strom: 20 mA
Pink Spannung: 3,6 V Strom: 20 mA
Violett Spannung: 3,6 V Strom: 20 mA
Türkis Spannung: 3,8 V Strom: 20 mA
(die meisten LEDs benötigen 20mA, low current LEDs weniger)
Zwei Variablen der Ohm'schen Gleichung können wir jetzt besetzen: I=20mA und U=3.3V
Wenn man diese LED nun an 5V anschliessen will, so muss man die Differenz der Spannung zwischen Spannungsquelle und LED errechnen, der Strom ändert sich dabei nicht.
d.h. 5V - 3.3V = 1.7V
Das heisst 1.7V müssen an dem Widerstand "verloren" gehen, damit nur 3.3V zur LED kommen.
Für die Gleichung bedeutet das: R = U/I -> R = 1.7V/0.02A = 85Ohm
Also braucht man einen 85Ohm-Widerstand. Wenn man keinen passenden finden kann, nimmt man entweder den nächst größeren oder man stückelt mehrere Widerstände. Wenn man einen größeren nimmt wird die LED logischerweise dunkler.
Das funktioniert genauso mit 7V oder 12V als Spannung. Einfach nur die Differenz der Spannung zwischen LED und Quelle ausrechnen und in die Gleichung einsetzen.
Wie schalten man die LEDs am Besten? Reihenschltung oder Parallelschaltung?
Dazu muss man wissen, dass man möglicherweise einen größeren Widerstand bei der Parallelschaltung nehmen muss in Bezug auf die Leistung.
Ja, aber wann den nun Parallel und wann Reihe? LEDs in Reihe sind sogesehen effizienter was ihren Verbrauch angeht. Es wird weniger Energie im Widerstand in Wärme umgewandelt und man kann Widerstände die weniger Leistung abkönnen verbauen.
LEDs leuchten leider konstruktionsbedingt nicht alle gleich hell! Es gibt serienspezifische Unterschiede. Das kann man umgehen, wenn man die LEDs parallel schaltet. Wenn man keinen so grossen Wert auf die Gleichmässigkeit der Leuchtkraft legt, so ist man bei Reihenschaltungen besser dran.
Betrachten wir 2 LEDs in Reihe. Der Strom trennt sich nicht (siehe oben). Aber wir brauchen jetzt mehr Spannung! Nämlich 2x 3.3V. Also sind es dann 6.6V die die LEDs benötigen! Differenz zur Spannungsquelle ausrechnen und in die Gleichung einsetzen.
Betrachten wir 2 LEDs parallel. Der Strom verzweigt sich hier (siehe oben).
Da jede LED 20mA benötigt und der Strom sich aufteilt, so ist der Gesamtstrom der LEDs 40mA, die Spannung bleibt aber gleich. Die Rechnung ist die Gleiche: nur eben 40 statt 20mA einsetzen.
Ähnlich wird bei mehr als zwei LEDs verfahren. Hier muss man aber möglicherweise zwangsläufig parallel schalten weil man sonst nicht genug Spannung hat
Die Verlustleistung (P in Watt) der Widerstände wird wie folgt ausgerechnet:
P = I * U
Bei Reihenschaltungen genügen die normalen 1/4Watt Widerstände. Bei Parallelschaltungen kann es möglicherweise sein, dass man stärkere Widerstände kaufen muss.
Das kann man der obigen Formel ausrechnen, sonst könnte sich der Widerstand in Einzelteile auflösen, da der Strom, der durch den Widerstand fließt zu groß geworden ist.
Plastiknase unten
+12v;+5v standby;power good;Masse;+5v;Masse;+5V ;Masse ;+3,3V ;+3,3V
+5V ;+5V ;-5v;Masse; Masse;Masse;PS;Masse;-12v;+3,3v
P4 plastiknase unten
Masse masse
+12V +12v
AUX-Stecker plastiknase unten
masse, masse, masse, +3,3,+3,3,+5
Floppystecker breitere Seite unten
+5V Masse Masse +12V
der molex mit den abgerundeten ecken nach oben ist genau andersrum wie der floppy
+12V Masse Masse +5V
Zudem noch einmal eine liste mit den grenzwerten, zwischen denen sich die Spannungen bewegen müssen:
Spannung Minimal Maximal Toleranz
+12V:+11,40 ,+12,60 ; 5% bei vollast auch 10%
+5V :+4,75, +5,25; 5%
+3,3V: +3,14, +3,47; 5%
-5V :-4,50, -5,50; 10%
-12V :-10,80, -13,20; 10%
+5VStandby:+4,75, +5,25; 5%
Andere Spannungen, wie z.B. 7V erhält man durch verbinden von 12V und 5V. Die Endspannung errechnet sich hier durch: (+spannung)-(-spannung)
