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2D Design
 
Kategorie: Grundlagen // LEDs
LEDs
Autor: LOLRainbow Info: im Forum Diskutieren
Datum: 02.08.2004, 21:55 Uhr


Einleitung
Heute wollen wir euch einmal etwas mehr über die viel genutzte LED erzählen. Jeder nutzt die kleinen Leuchtmittel, die viele Vorteile haben und ununterbrochen weiterentwickelt werden, doch kaum einer weiß was "LED" bedeutet, wie sie funktioniert und wie man sie korrekt verwendet. Auch ein paar sehr Interessante Einsetzungsmöglichkeiten könnt ihr hier erfahren. Es gibt fast nichts, was man nicht mit LEDs beleuchten kann.
Geschichte
Die erste rote LED (Light Emitting Diodes) gab es 1962 und 1971 kamen die Farben grün, gelb und orange hinzu. Blaue LEDs gab es erst später, und auch dann hatten diese nur eine geringe Effektivität. Erst 1993 wurde die Leistung stark gesteigert. Heute ist man so weit, dass viele Lichtquellen durch LEDs ersetzt werden und es auch schon "warmes" LED-Licht gibt.
LED-Bauformen
Es gibt viele verschiedene Bauformen der LEDs, sowie Glas und Plastikgehäuse. Bei der 3mm LED ist es ein Plastikgehäuse und die Bauform der LED wirkt wie eine Linse, und bündelt das Licht. Je nach Verlötungsverfahren wird unterschieden, zwischen: auf der Rückseite der Platine verlöteten LEDs und den SMD ( Surface Mounted Device). Vorteile dieser SMDs sind: Geringe Größe, einheitliches Design und die wenigen Bohrungen in der Platine. Neben "Standard Formen" wie 3mm und 5mm LEDs und verschiedenen SMD-LEDs gibt es auch LEDs mit besonderen Gehäuseformen, die den Betrieb mit erhöhtem Stromfluss erlauben. Durch den Erhöhten Stromfluss werden die LEDs wärmer. Bei der Super Flux wird die Wärme über die 4 Lötkontakte abgegeben. Die Luxeon- LED gibt die Wärme über über die Metallplatte an der Rückseite ab.

3mm LED

Super Flux

Luxeon-LED

SMD-LED

Vorteile der LED
wirtschaftliche Vorteile: Design Vorteile: technische Vorteile:
hoher Wirkungsgrad und damit geringer Energieverbrauch kleine Bauform stoß- und vibrationsfest
geringe Wärmeentwicklung passen in herkömmlichen Leuchten plötzlicher Ausfall ist unwahrscheinlich
nahezu unbegrenzte Lebensdauer der Lampe individuelle Formbarkeit des Leuchtmittels durch unterschiedliche Anordnung der LED gute Blendungsbegrenzung
keine Wartungskosten Lichtfarbe ist regelbar (bei Verwendung verschiedenfarbiger LED) keine UV Strahlung
keine Reinigungskosten große Typenvielfalt praktisch trägheitslos schalt- oder modulierbar
dimmen ist ohne Änderung der Lichttemperatur möglich Keine Lampenfassungen erforderlich
brummfrei
lange Lebensdauer (mehr als 10 Jahre)
Verwendung

Die LED hat 2 "Beinchen, einmal Anode (+) und Kathode (-). Das kurze Beinchen ist minus und das längere Beinchen plus. Falls die Beinchen gleich lang sind, weil die LED schon einmal benutzt wurde, dann ist es so, dass die LED an ihrem Kopf eine Stelle hat wo das Gehäuse abgeflacht ist. Das Beinchen auf dieser Seite ist minus. Man lötet die Stromquelle mit dem passenden Vorwiderstand an die Beinchen. Man sollte mit dem Lötkolben nie zu nahe an den Kopf der LED, das könnte die Lebensdauer der LED beeinträchtigen oder sie sogar zerstören. Achtet darauf, dass es die LED es immer möglichst kühl hat, das erhöht ihre Lebensdauer. Die LEDs werden an 12 Volt angeschlossen, indem ihr an ein Beinchen der LED den passenden Widerstand für 12 Volt lötet. Achtet darauf ob ihr den Widerstand an das kurze oder an das lange Beinchen lötet. Wenn ihr den Widerstand an das kurze gelötet habt, dann ist das das minus Beinchen der LED, also muss dieser Widerstand an die minus. Das Minuskabel in einem PC für 12 Volt ist das schwarze Kabel an einem Molexstecker das neben dem gelben Kabel liegt. Und das andere Beinchen muss nun an das gelbe Kabel das sich am Molexstecker befindet. Jetzt würde die LED schon leuchten. Ihr könnt auch wahlweise einen Schalter dazwischenbauen.
 

Hier gut zu erkennen, das gelbe und das schwarze Kabel daneben für den Anschluss einer LED an 12 Volt. Dies würde aus dieser Sicht den Pins 1 und 2 entsprechen.

Für den Anschluss an 12 Volt wählt bitte einen passenden Widerstand und wählt für den plus-Pol das rote Kabel und für den minus-Pol das schwarze Kabel gleich daneben. Dies würde den Pins 3 und 4 entsprechen.
Widerstandsformel
Formel um den passenden Widerstand zu berechnen:

R=U/I R= Widerstand; U=Spannung; I=Stromstärke

Wenn es richtig ist sollte so aussehen: LED braucht 20mA und 3,2V das entspricht bei 5V Anschlussspannung 1,8V am Widerstand. Das sind 90 Ohm das entspricht 64 mW Leistung der LED. Wenn jetzt am Widerstand aber nur 1,2 V abfallen weil der Widerstand 60 Ohm hat. liegen an der LED 3,8V an das entspricht 76 mW das ist schon zuviel an der LED.

P=U*I 5V*0,02A = es liegen an er LED 100mW also fast das doppelte also kein wunder warum die warm wird..... Verwendet immer eine möglichst kleine Spannung, dann wird der Widerstand nicht so warm. Einsatzmöglichkeiten: LEDs sind vielseitig einsetzbar. Um sie in den PC einzubauen werden sie meistens an 12 Volt angeschlossen, weil bei den meisten LEDs ein 12 Volt Widerstand dazugegeben wird.

Silberschicht für effizientere Leuchtdioden

Leider sind weiße LEDs noch sehr schwach in der Lichtausbeute, gegenüber Leuchtstoffröhren und Energiesparlampen. Die weißen LEDs bleiben bei etwa 20- 30 Lumen pro Watt. Wissenschaftler Axel Scherer vom California Institute of Technology und der japanischen Firma Nichia ist es vermutlich gelungen, die Lichtausbeute dank einer hauchfeinen Silberschicht erheblich zu steigern. Der Wirkungsgrad der LEDs steigt auf das 6,8 fache, also 41 Prozent an. LEDs die zur Zeit zu erhalten sind bringen es je nach Farbe auf 15-30 Prozent.
Die Forscher sind aber noch lange nicht am Ziel, und im Moment wird die aktive Schicht noch mit einem Laser angeregt. Aber sie sind davon überzeugt dass die Leistung auch bei elektrischem Betrieb erhalten bleibt.

Einsatzmöglichkeiten
Hier nenne ich mal ein paar Einsatzmöglichkeiten für LEDs am PC:

Glowing Feeds: Gravur beleuchten:
 
Lüfter beleuchten: PC-Innenraum ausleuchten:
 
Fazit
Sollte dieses Grundlagentutorial unvollständig sein, so meldet euch doch bitte im Forum.

Dieser Bericht wurde mit freundlicher Unterstützung von LED-Info.de erstellt, wo es weitere Infos gibt. Ein Dank an dieser Stelle!


 
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