Persoonlijke instellingen

Het aansluiten van leds: verschil tussen versies

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
k
k (tabelkleuren)
 
(35 tussenliggende versies door 2 gebruikers niet weergegeven)
Regel 1: Regel 1:
 
{{Koptekst
 
{{Koptekst
 
|Vorige= Wat is een led
 
|Vorige= Wat is een led
−
|Volgende= Minimale led voorschakelweerstand berekenen
+
|Volgende= Minimale led serieweerstand berekenen
 
|VorigeMenu= Elektronica analoog
 
|VorigeMenu= Elektronica analoog
 
|Auteur= Fred Eikelboom
 
|Auteur= Fred Eikelboom
 
}}
 
}}
 
{{Inhoudsopgave||Klein}}
 
{{Inhoudsopgave||Klein}}
−
=== Hoe sluit u leds aan? ===
+
Dit artikel geeft aan '''hoe leds aangesloten kunnen worden'''; een enkele led, meerdere leds parallel of in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]], of een combinatie daarvan.
 +
=== Wat is een led? ===
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= Leds.gif
 
|Bestand= Leds.gif
Regel 15: Regel 16:
 
|Type= Tekening
 
|Type= Tekening
 
}}
 
}}
−
Een [[Wat is een led|led]] heeft twee aansluitingen; de anode en de kathode (zie: afbeelding 01). De anode is de plus-aansluiting en de kathode is de min-aansluiting. In de afbeelding is te zien dat de aansluitdraad van de anode langer is dan de aansluitdraad van de kathode. Tevens is op veel leds een extra markering aangebracht, in de vorm van een plat vlakje. Dit platte vlakje geeft de kathode aan.
+
Een "Light Emitting Diode" of [[Wat is een led|led]] heeft twee aansluitingen; de [[Woorden - A#Anode|anode]] en de [[Woorden - K#Kathode|kathode]] (zie afbeelding 01). De anode is de plus aansluiting en de kathode is de min aansluiting. De aansluitdraad van de anode (+) is langer dan de aansluitdraad van de kathode (-). Tevens is op veel leds een extra markering aangebracht in de vorm van een plat vlakje. Dit platte vlakje geeft de kathode (-) aan.
 
=== De drempelspanning van de led ===
 
=== De drempelspanning van de led ===
−
De vuistregel is ongeveer 2 volt voor (normale) rode, gele, oranje en groene leds en 3 volt voor (warm) witte, blauwe en high efficiency groene leds. Wilt u het exact weten, dan kunt u deze waardes vinden via Google in de datascheet<br / >  
+
De [[Woorden - D#Drempelspanning van een led|drempelspanning]] is de minimale spanning waarbij de led licht gaat geven. De spanningsval is afhankelijk van de kleur van de led;
−
Door het verschil in drempelspanning kunt u geen witte led (3 volt) met een rode led (2 volt) in serie zetten, want dan brand er maar eentje! Sluit dus rode en witte leds altijd via een eigen voorschakelweerstand aan.   
+
{|
−
==== Parallelschakeling op de foute wijze ====
+
|- valign="top"
 +
|
 +
{| class="wikitable" style="font-size:90%; width:130px;"
 +
! colspan="5" style="background:#D1D1E1;"| Drempelspanning
 +
|-
 +
|style="background:#E4E1E1;"| rode leds  ||style="background:#E4E1E1;"| 1,9 V
 +
|-
 +
|style="background:#D1D1E1;"| gele leds  ||style="background:#D1D1E1;"| 2,0 V
 +
|-
 +
|style="background:#E4E1E1;"| groene leds ||style="background:#E4E1E1;"| 2,1 V
 +
|-
 +
|style="background:#D1D1E1;"| blauwe leds ||style="background:#D1D1E1;"| 3,6 V
 +
|-
 +
|style="background:#E4E1E1;"| witte leds  ||style="background:#E4E1E1;"| 3,6 V
 +
|-
 +
|}
 +
|
 +
{|
 +
|
 +
|-
 +
  |Willen we het exact weten, dan kunnen we deze waardes vinden via Google in de datasheet. Het gaat dan om de "Forward Voltage" (V<sub>f</sub>).
 +
  |-
 +
  |Door het verschil in [[Woorden - D#Drempelspanning van een led|drempelspanning]] van verschillende kleuren en typen leds mogen er geen witte led (3,6 V) met een rode led (1,9 V) in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] worden geschakeld. Door beide kleuren leds loopt dan dezelfde [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] en dat levert verschillende helderheid bij beide leds op. Sluit dus rode en witte leds altijd via een eigen serieweerstand aan.
 +
  |}
 +
|}
 +
{{Tabelonderschrift
 +
|Volgnummer= 02
 +
|Maker= Fred Eikelboom
 +
}}
 +
=== Parallelschakeling op de foute wijze ===
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= Leds_fout.gif
 
|Bestand= Leds_fout.gif
 
|Grootte= Zeer Klein
 
|Grootte= Zeer Klein
−
|Volgnummer= 02
+
|Volgnummer= 03
 
|Omschrijving= Parallelschakeling, slechtste methode
 
|Omschrijving= Parallelschakeling, slechtste methode
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
}}
 
}}
−
Parallel aansluiten kunnen we zo doen (zie: afbeelding 02), maar dat is helemaal fout! Daar de stroom door &eacute;&eacute;n van de leds nu groter kan zijn dan die door de andere leds (omdat de doorlaatspanning van leds onderling nogal eens verschilt) bestaat de niet geringe kans dat de led waardoor de grootste stroom loopt, binnen de kortste keren de pijp aan Maarten geeft.<br />
+
Parallel aansluiten is zo te doen (zie afbeelding 03), maar dat is minder goed...
−
Bijkomend nadeel is dat alle stroom, die door de gezamenlijke leds loopt, hier door &eacute;&eacute;n weerstand moet, die dan ook zeer heet kan worden.
+
{| class="wikitable"
−
==== Parallelschakeling op de juiste wijze ====
+
| valign='center' style="width:5%;text-align:center;"| [[Bestand:Let-op.jpg|50px|center]]<small>&nbsp;&nbsp;'''LET OP'''</small>||valign='top'|  Daar de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door één van de leds nu groter kan zijn dan die door de andere leds (omdat de doorlaatspanning van leds onderling nogal eens verschilt, (door afwijkingen in het fabrikageproces) bestaat de niet geringe kans dat de led waardoor de grootste stroom loopt, binnen de kortste keren doorbrandt.
 +
|-
 +
|}
 +
Bijkomend nadeel is dat alle [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] die door de gezamenlijke leds loopt hier door één weerstand moet, die dan ook te heet kan worden.
 +
=== Parallelschakeling op de juiste wijze ===
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= Leds_par.gif
 
|Bestand= Leds_par.gif
 
|Grootte= Zeer Klein
 
|Grootte= Zeer Klein
−
|Volgnummer= 03
+
|Volgnummer= 04
−
|Omschrijving= Parallelschakeling, iets minder ongunstig
+
|Omschrijving= Parallelschakeling, beter.
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
}}
 
}}
−
Bij het parallelschakelen op de juiste manier, worden de leds afzonderlijk via een weerstand op de voeding aangesloten (zie: afbeelding 03). Stel, we schakelen drie lantaarns met daarin leds parallel. Door elke led loopt een stroom van 10 milliAmp&egrave;re, die ingesteld wordt door een geschikte waarde voor de drie voorschakelweerstanden te nemen. Maar,.... nu loopt er een stroom van 30 milliAmp&egrave;re van plus naar min! Dit is de minst effici&euml;nte manier om leds aan te sluiten.
+
Bij het parallel schakelen op de juiste manier worden de leds afzonderlijk via een weerstand op de voeding aangesloten (zie afbeelding 04). Stel; drie lantaarns met daarin leds parallel geschakeld. Door elke led loopt een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] van bijvoorbeeld 10 mA, die ingesteld wordt door een geschikte waarde voor de drie serieweerstanden te nemen. Maar... nu loopt er een stroom van 30 mA van plus naar min. Dit is de minst efficiënte manier om leds aan te sluiten.
 
=== Serieschakeling ===
 
=== Serieschakeling ===
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= leds_ser.gif
 
|Bestand= leds_ser.gif
 
|Grootte= Zeer Klein
 
|Grootte= Zeer Klein
−
|Volgnummer= 04
+
|Volgnummer= 05
 
|Omschrijving= Serieschakeling, voorkeursmethode
 
|Omschrijving= Serieschakeling, voorkeursmethode
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
}}
 
}}
−
Bij het in serie zetten worden de leds achter elkaar aangesloten en via &eacute;&eacute;n weerstand op de voedingsspanning aangesloten (zie: afbeelding 04). Door elke led loopt een stroom van 10 milliAmp&egrave;re vanaf de plus naar de min. De stroomsterkte wordt geregeld door een geschikte waarde voor voorschakelweerstand Rx te nemen. De waarde van Rx hangt af van de stroom door de leds &eacute;n de hoogte van de voedingsspanning. Hoe we de waarde van Rx berekenen staat hieronder.
+
Bij het in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] zetten worden de leds achter elkaar geschakeld, de [[Woorden - A#Anode|anode]] van de ene led aan de kathode van de volgende led en via één weerstand op de voedingsspanning aangesloten (zie afbeelding 05). Door elke led loopt een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] van bijvoorbeeld 8 mA vanaf de plus naar de min. De [[Woorden - S#Stroomsterkte|stroomsterkte]] wordt geregeld door een geschikte waarde voor serieweerstand Rx te nemen. De waarde van Rx hangt af van de nodige stroom door de leds en de hoogte van de voedingsspanning. Hoe we de waarde van Rx berekenen staat hieronder.
  
−
Het beste is om zo veel mogelijk de leds in serie te zetten. Ten eerste heeft u dan minder weerstanden nodig, ten tweede bespaart u ruimte en ten derde bespaart u stroom. En dat stroom besparen is een heel belangrijk punt: wanneer u namelijk een groot aantal lantaarns hebt waarbij alle leds parallel staan, neemt het totale verbruik van de verlichting van uw baan samen (dus de totaalstroom), onnodig toe, en heeft u eerder een zwaardere (en dus duurdere) transformator nodig (of u moet eerder een extra transformator kopen, en dat kost ook weer extra geld). Dus dan wordt in feite het parallelschakelen van leds al snel een dure aangelegenheid.
+
Het beste is om zo veel mogelijk de leds in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] te zetten. Er zijn dan minder weerstanden nodig, er is minder ruimte nodig, de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] is lager en het totale vermogensverlies in de weerstanden is minder. Dat laatste is een heel belangrijk punt: met een groot aantal lantaarns waarbij alle leds parallel staan, neemt het totale verbruik (vermogen) van de verlichting van de baan samen (dus het totale opgenomen vermogen), onnodig toe en dan is er misschien een zwaardere (en dus duurdere) transformator nodig (of er moet eerder een extra transformator komen en dat kost ook weer extra geld). Dus dan wordt in feite het parallel schakelen van leds al snel een dure aangelegenheid.
−
====''De plaats van de voorschakelweerstand''====
+
====De plaats van de serieweerstand====
−
De term 'voorschakelweerstand' zou tot verwarring kunnen leiden. Beter zou het zijn om van 'serieweerstand' te spreken. Het is namelijk een weerstand die altijd in serie met een ander onderdeel geschakeld wordt. U zou kunnen denken dat de voorschakelweerstand altijd v&oacute;&oacute;r de led(s) moet worden gemonteerd. Het maakt echter elektrisch gezien totaal niet uit aan welke kant van de led(s) u de voorschakelweerstand monteert. Het ligt er maar net aan wat gemakkelijker uitkomt in de locomotief/het rijtuig. U hoeft er alleen maar voor te zorgen dat u de led(s) in de doorlaatrichting aansluit (met de anode aan de plus).  
+
Vroeger gebruikte men de term "voorschakelweerstand". Deze benaming zou tot verwarring kunnen leiden. Veel beter is het om van "[[Woorden - S#Serieweerstand|serieweerstand]]" te spreken. Het is namelijk een weerstand die altijd in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] met een ander onderdeel geschakeld wordt. Het "voor" in de term "voorschakelweerstand" suggereert dat de weerstand altijd vóór de led(s) moet worden gemonteerd. Het maakt echter elektrisch gezien totaal niet uit aan welke kant van de led de serieweerstand komt. Het ligt er maar net aan wat gemakkelijker uitkomt. Er moet alleen maar voor gezorgd te worden dat de led(s) in de [[Woorden - D#Doorlaatrichting|doorlaatrichting]] aangesloten worden (met de [[Woorden - A#Anode|anode]] aan de plus van de voeding of aan de "min" (kathode) van de volgende led).  
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= leds_serieketen-01.gif
 
|Bestand= leds_serieketen-01.gif
 
|Grootte= Zeer Klein
 
|Grootte= Zeer Klein
−
|Volgnummer= 05
+
|Volgnummer= 06
 
|Omschrijving= Weerstandpositie in de serieketen
 
|Omschrijving= Weerstandpositie in de serieketen
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
}}
 
}}
−
Bij het in serie zetten, waarbij de leds dus achter elkaar aangesloten worden, maakt de plaats van de weerstand dus niets uit. U kunt die weerstand daar plaatsen waar het, afhankelijk van de beschikbare ruimte op de print of in de loc, het beste uitkomt (zie: afbeelding 05). Ook bij parallelschakeling van meerdere serieketens maakt de plaats van de weerstand niets uit, zolang de weerstand maar in de juiste keten geplaatst wordt.  
+
Bij het in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] zetten, waarbij de leds achter elkaar aangesloten worden, maakt de plaats van de weerstand dus niets uit. Die weerstand kan geplaatst worden waar het, afhankelijk van de beschikbare ruimte op de print of in de loc, het beste uitkomt (zie afbeelding 06).  
 
=== Serie-parallelschakeling ===
 
=== Serie-parallelschakeling ===
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= leds_ser_par2.gif
 
|Bestand= leds_ser_par2.gif
 
|Grootte= Zeer Klein
 
|Grootte= Zeer Klein
−
|Volgnummer= 06
+
|Volgnummer= 07
 
|Omschrijving= Serie-parallelschakeling
 
|Omschrijving= Serie-parallelschakeling
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
}}
 
}}
−
Bij het serie-parallel zetten, worden de leds achter elkaar aangesloten en via &eacute;&eacute;n weerstand op de voeding aangesloten. We sluiten nu meerdere van die serieschakelingen naast elkaar aan (zie: afbeelding 06). Op deze manier kunt u met het minste stroomverbruik grotere hoeveelheden leds aansluiten. Mocht u geen zin hebben om uit te zoeken hoe u de leds moet aansluiten dan kunt u dit met het programma led.wiz (zie: [[Hoe sluit u leds aan#Meer informatie|'Meer informatie']]). snel bekijken. Voer de benodigde gegevens in, kies voor 'Wiring Diagram' en u krijgt een plaatje met daarin aangegeven hoe u het aan moet sluiten. Nog een tip: gebruik geen komma, maar een punt bij invoer van getallen als drie-en-een-half. Dus 3.5 (drie punt vijf) invoeren, niet 3,5!
+
Bij het [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]]-parallel zetten, worden de leds achter elkaar geschakeld en via één weerstand op de voeding aangesloten. Er kunnen nu meerdere van die [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]]schakelingen parallel geschakeld worden (zie afbeelding 07). Op deze manier zijn met het minste vermogensverlies grotere aantallen leds aan te sluiten.
  
−
<big>Waarschuwing:</big>
+
Houd rekening met de minimaal vereiste grootte (waarde) van een [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]]weerstand. Is deze waarde te laag dan bestaat het risico dat bij een zeer lage voedingsspanning ten opzichte van de led-[[Woorden - D#Drempelspanning van een led|drempelspanning]], dat wanneer de voedingsspanning ook maar iets verhoogd wordt (en dat hoeft maar een paar tiende V te zijn), de leds defect raken. Meet de spanning over de serieweerstand, of maak even een berekening van de spanningsval over de serieweerstand.
  
−
Het programma-tje houdt geen rekening met de minimaal vereiste grootte (lees: waarde) van een voorschakelweerstand. Dat houdt het risico in dat bij een zeer lage voedingsspanning ten opzichte van de led-brandspanning (drempelspanning genoemd) er een zeer grote kans bestaat dat, wanneer de voedingsspanning ook maar iets verhoogd wordt (en dat hoeft maar een paar tiende Volt te zijn), de leds defect raken. Meet de spanning over de voorschakelweerstand, of maak even een berekening van de spanningsval over de voorschakelweerstand.<br />
+
Indien die spanning onder de 2,5 V komt, wordt het zeer riskant. Voor de zekerheid rekenen met minimale spanning van 3 V over de serieweerstand.
−
'''Indien die spanning onder de twee Volt komt, wordt het zeer riskant.''' Voor de zekerheid kunt u het beste uitgaan van een minimale spanning van twee en een half Volt over de voorschakelweerstand.
 
 
=== Houd rekening met de warmteontwikkeling in de weerstand ===
 
=== Houd rekening met de warmteontwikkeling in de weerstand ===
−
Bij het aansluiten van leds dient u terdege rekening te houden met de warmteontwikkeling in de voorschakelweerstand. Bij het aansluiten volgens schema 02 wordt de weerstand erg heet, omdat alle stroom die door de gezamenlijke leds loopt, hier door &eacute;&eacute;n weerstand moet! En dat is, wanneer die weerstand bijv. vlak bij het kunststof van een locomotief zit, een groot risico, want dan kon het wel eens zijn dat de locomotiefkap, ter plaatse van de weerstand, een iets ander uiterlijk krijgt, veroorzaakt door gesmolten kunststof! Niet doen dus.<br />
+
Bij het aansluiten van leds moet rekening worden gehouden met de warmteontwikkeling in de [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]]weerstand. Bij het aansluiten volgens schema 02 wordt de weerstand erg heet, omdat alle [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] die door de gezamenlijke leds loopt, hier door die ene weerstand moet en dat is een groot risico wanneer die weerstand bijvoorbeeld vlak bij kunststof delen van een locomotief zit, want dan kon het wel eens zijn dat het kunststof ter plaatse van de weerstand gaat smelten.
−
Bij het aansluiten volgens schema 03 is de zaak al een stuk gunstiger. Hier wordt de warmte verdeeld over drie voorschakelweerstanden. Deze zullen, mits ze niet te dicht op elkaar gemonteerd worden, lauwwarm worden.<br />
+
 
−
Het verdiend verreweg de voorkeur zoveel mogelijk leds in serie te zetten, en de stroom via &eacute;&eacute;n weerstand toe te voeren, zoals aangegeven in schema 04. Hierbij treed de minste warmteontwikkeling in de weerstand op.<br />
+
Bij het aansluiten volgens schema 04 is de zaak al een stuk gunstiger. Hier wordt de warmte verdeeld over drie [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]]weerstanden. Deze zullen, mits ze niet te dicht op elkaar gemonteerd worden, lauwwarm worden.
−
Zorg er altijd voor dat de weerstand niet te dicht bij het kunststof van de kap komt, zodat bij eventuele kortsluiting in de leds de warmte weg kan.
+
 
 +
Het verdient ook hier verreweg de voorkeur zoveel mogelijk leds in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] te zetten en de stroom via één weerstand toe te voeren, zoals aangegeven in schema 05. Hierbij treedt het minste vermogensverlies op in de vorm van warmteontwikkeling in de weerstand.
 
=== Gemeenschappelijke anode of gemeenschappelijke kathode ===
 
=== Gemeenschappelijke anode of gemeenschappelijke kathode ===
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= Diode_GAnode_GKathode-02.png
 
|Bestand= Diode_GAnode_GKathode-02.png
 
|Grootte= Zeer Klein
 
|Grootte= Zeer Klein
−
|Volgnummer= 07
+
|Volgnummer= 08
−
|Omschrijving= Gemeenschappelijke anode of kathode -schakeling
+
|Omschrijving= Gemeenschappelijke anode- of kathodeschakeling
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
}}
 
}}
−
Wanneer bij leds de anodes met elkaar verbonden zijn en samen (via &eacute;&eacute;n voorschakelweerstand!!) op een spanning aangesloten zijn, spreken we van een gemeenschappelijke anode-schakeling (zie: schema links, in afbeelding 07).<br />
+
Wanneer bij leds de anodes met elkaar verbonden zijn en samen (via één [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]]weerstand) op een spanning aangesloten zijn, spreken we van een gemeenschappelijke anode (zie schema links, in afbeelding 08). Wanneer bij leds de kathodes met elkaar verbonden zijn en samen (via één serieweerstand) op een spanning aangesloten zijn, spreken we van een gemeenschappelijke kathode (zie schema rechts, in afbeelding 08). Deze manier van schakelen wordt vaak toegepast bij seinen voor de modeltreinbaan. Op deze manier geschakeld, spaart men een weerstand en een draad uit hoewel de leds dan met verschillende helderheid zullen branden omdat rode en groene leds bij dezelfde voedingsspanning een verschillende weerstandswaarde nodig hebben.
−
Wanneer bij leds de kathodes met elkaar verbonden zijn en samen (via &eacute;&eacute;n voorschakelweerstand!!) op een spanning aangesloten zijn, spreken we van een gemeenschappelijke kathode-schakeling (zie: schema rechts, in afbeelding 07). Deze manier van schakelen wordt vaak toegepast bij seinen voor de modeltreinbaan. Op deze manier geschakeld, spaart men een weerstand en een draad uit.<br />
+
 
−
Wanneer u in het linker schema de linker - met de min van de voedingspanning verbindt, brandt de rode led. Sluit u de rechter - op de min van de voedingsspanning aan, dan brandt de groene led. Wanneer u in het rechter schema de linker + met de plus van de voedingspanning verbindt, brandt de rode led. Sluit u de rechter + op de plus van de voedingsspanning aan, dan brandt de groene led.
+
Wanneer in het linker schema de linker - met de min van de voedingsspanning wordt verbonden, brandt de rode led. Met de rechter - op de min van de voedingsspanning, dan brandt de groene led. Wanneer in het rechter schema de linker + met de plus van de voedingsspanning wordt verbonden, brandt de rode led. Met de rechter + op de plus van de voedingsspanning aan, dan brandt de groene led.
−
=== De voorschakelweerstand berekenen ===
+
=== De serieweerstand berekenen ===
−
Bij leds ''moeten'' we een voorschakelweerstand toepassen om de stroom door de led(s) te beperken. Gebruikt u g&eacute;&eacute;n voorschakelweerstand, dan kunt u de led meteen naar de eeuwige elektronische jachtvelden brengen, ofwel de led raakt defect. Zie voor meer informatie het artikel ''Minimale led voorschakelweerstand berekenen'' (zie: [[Hoe sluit u leds aan#Meer informatie|'Meer informatie']]).
+
Bij leds moet dus een [[Woorden - S#Serieweerstand|serieweerstand]] worden gebruikt om de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de led(s) te beperken. Zonder weerstand raakt de led defect. Zie voor meer informatie het artikel [[Minimale led serieweerstand berekenen]].
 
----
 
----
 
=== Voeding voor led-schakelingen ===
 
=== Voeding voor led-schakelingen ===
Regel 102: Regel 136:
 
|Bestand= Conrad-netvoeding-512798.jpg
 
|Bestand= Conrad-netvoeding-512798.jpg
 
|Grootte= Klein
 
|Grootte= Klein
−
|Volgnummer= 08
+
|Volgnummer= 09
−
|Omschrijving= Stekervoeding van Conrad
+
|Omschrijving= Stekkervoeding van Conrad
 
|Bron= Conrad.nl
 
|Bron= Conrad.nl
 
}}
 
}}
−
Voor de voeding van de schakeling kunt u een kant-en-klare netvoedings-adapter (zie afbeelding 08) aanschaffen, maar u kunt ook een reeds aanwezige 12 Volt voeding gebruiken, of zelf een voeding bouwen, bijv. met een 7812.<br />
+
Voor de voeding van de schakeling kan een kant-en-klare netvoedingsadapter (zie afbeelding 09) worden gebruikt, maar ook een al aanwezige 12 V voeding is te gebruiken, of er kan zelf een voeding gebouwd worden, b.v. met een 7812.
 +
 
 
Geschikte voedingen voor de schakelingen zijn o.a.:
 
Geschikte voedingen voor de schakelingen zijn o.a.:
 
{|class="wikitable" style="font-size:90%; text-align:center"
 
{|class="wikitable" style="font-size:90%; text-align:center"
−
!style="text-align:left; background:#E5E4E2;" width="285"| Voeding.
+
!style="text-align:left; background:#D1D1E1;" width="285"| Voeding.
−
!style="background:#E5E4E2;" width="100"| Uitgangsstroom.
+
!style="background:#D1D1E1;" width="100"| Uitgangs[[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]].
−
!style="background:#E5E4E2;" width="90" | Conrad bestelnummer.
+
!style="background:#D1D1E1;" width="90" | Conrad bestelnummer.
 
|-
 
|-
−
|style="text-align:left; background:#E8E8E8;"| Dehner Elektronik SYS 1196 stekervoeding 12 V &nbsp; 6 W ||style="background:#E8E8E8;"| 0,5 amp&egrave;re. ||style="background:#E8E8E8;"| 510819 – 89
+
|style="text-align:left; background:#E4E1E1;"| Dehner Elektronik SYS 1196 stekkervoeding 12 V &nbsp; 6 W ||style="background:#E4E1E1;"| 0,5 ampère. ||style="background:#E4E1E1;"| 2267005 - 62
 
|-
 
|-
−
|style="text-align:left; background:#E5E4E2;"| VOLTCRAFT FPPS 12-18W stekervoeding 12 V ||style="background:#E5E5E5;"| 1,5 amp&egrave;re. ||style="background:#E5E5E5;"| 512798 - 89
+
|style="text-align:left; background:#D1D1E1;"| VOLTCRAFT FPPS 12-18W stekkervoeding 12 V ||style="background:#D1D1E1;"| 1,5 ampère. ||style="background:#D1D1E1;"| 2264184 - 62
 
|-
 
|-
−
|style="text-align:left; background:#E8E8E8;"| Dehner Elektronik SYS 1308 stekervoeding 12 V ||style="background:#E8E8E8;"| 2,0 amp&egrave;re. ||style="background:#E8E8E8;"| 510822 - 89
+
|style="text-align:left; background:#E4E1E1;"| Dehner Elektronik SYS 1308 stekkervoeding 12 V ||style="background:#E4E1E1;"| 2,0 ampère. ||style="background:#E4E1E1;"| 2330693 - 62
 
|}
 
|}
 
{{Tabelonderschrift
 
{{Tabelonderschrift
−
|Volgnummer= 09
+
|Volgnummer= 10
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
|Maker= Fred Eikelboom
 
}}
 
}}
−
Een andere optie is, om een netvoedings-adapter aan te schaffen bij de plaatselijke kringloopwinkel. Daar koopt u zo'n ding voor een habbekrats.<br />
+
Een andere optie is om een (stekker)netvoeding aan te schaffen bij de plaatselijke kringloopwinkel. Die zijn vaak voor 1 euro al te koop. Let er wel op dat er gelijkspanning uit de adapter komt. Dit is op het typeplaatje aangegeven met "<big>=</big>" (twee liggende streepjes boven elkaar).
−
Let er op dat er gelijkspanning uit de adapter komt. Dit is op het typeplaatje aangegeven met '=' (twee liggende streepjes boven elkaar).
 
 
=== Aansluitvoorbeeld ===
 
=== Aansluitvoorbeeld ===
 
{{Afbeelding 2 naast elkaar  
 
{{Afbeelding 2 naast elkaar  
Regel 131: Regel 165:
 
|Grootte= 450px  
 
|Grootte= 450px  
 
|Grootte2= 110px  
 
|Grootte2= 110px  
−
|Volgnummer= 10
+
|Volgnummer= 11
−
|Volgnummer2= 11
+
|Volgnummer2= 12
 
|Omschrijving= Aansluitvoorbeeld  
 
|Omschrijving= Aansluitvoorbeeld  
 
|Omschrijving2= Verlichtingsschakelaar Fleischmann 6923  
 
|Omschrijving2= Verlichtingsschakelaar Fleischmann 6923  
Regel 140: Regel 174:
 
|Tussenruimte= 14px
 
|Tussenruimte= 14px
 
}}
 
}}
−
Hierboven een aansluitvoorbeeld voor de verlichting van bijv. huisjes. De plusdraad van de netvoedings-adapter gaat naar een Fleischmann lichtschakelaar. Van de schakelaar gaat de plus naar de led-schakeling. Vanaf de led-schakeling gaat de min-draad terug naar de netvoedings-adapter.
+
Hierboven een aansluitvoorbeeld voor de verlichting van bijv. huisjes. De plusdraad van de netvoedings-adapter gaat naar een Fleischmann lichtschakelaar. Van de schakelaar gaat de plus naar de led-schakeling. Vanaf de led-schakeling gaat de min-draad terug naar de netadapter.
 
=== Houd rekening met de sperspanning ===
 
=== Houd rekening met de sperspanning ===
 
{{Afbeelding 2 naast elkaar  
 
{{Afbeelding 2 naast elkaar  
Regel 147: Regel 181:
 
|Grootte= Klein  
 
|Grootte= Klein  
 
|Grootte2= Klein  
 
|Grootte2= Klein  
−
|Volgnummer= 12
+
|Volgnummer= 13
−
|Volgnummer2= 13
+
|Volgnummer2= 14
 
|Omschrijving= Spanningen over de weerstand en de led bij DC.  
 
|Omschrijving= Spanningen over de weerstand en de led bij DC.  
−
|Omschrijving2= Spanningen over de weerstand en de led bij DC.
+
|Omschrijving2= Spanningen over de weerstand en de led bij AC.
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
|Type2= Schema
 
|Type2= Schema
Regel 157: Regel 191:
 
|Tussenruimte= 35px
 
|Tussenruimte= 35px
 
}}
 
}}
−
Waar u bij leds zeker op moet letten, is dat ze, net als gewone diodes, maar een beperkte tegenspanning (de zogenoemde sperspanning) kunnen verdragen. De maximale sperspanning hangt af van het type led. In de meeste gevallen mag de maximale sperspanning ongeveer 5 tot 6 volt bedragen, zie 'Reverse voltage' (ook wel aangegeven als V<sub>R</sub>) in de datasheet van de fabrikant. Indien de sperspanning de maximale waarde overstijgt, slaat de led door en is onherstelbaar defect!<br />
+
Bij leds moet er, net als bij iedere andere diode, op gelet worden dat ze maar een beperkte tegenspanning (de zogenoemde sperspanning) kunnen verdragen. De maximale sperspanning hangt af van het type led. In de meeste gevallen mag de maximale sperspanning 5 tot 6 V bedragen, zie "reverse voltage" (ook wel aangegeven als V<sub>R</sub>) in de datasheet van de fabrikant. Indien de sperspanning de maximale waarde overstijgt, brandt de led door en is onherstelbaar defect.
−
In fig. A in schema 12 is de aansluiting van een witte led op een voedingsspanning van 12 volt weergegeven. De weerstand beperkt de stroom door de led tot een waarde van 8,9 mA. Over de weerstand valt een spanning van 9,15 volt. Over de led staat daardoor een spanning van 2,85 volt. Dit noemt men de doorlaatspanning c.q. brandspanning.<br />
+
 
−
In fig. B in schema 12 is de led verkeerd-om aangesloten. Nu staat er 12 volt over de led, omdat door de weerstand geen stroom loopt. De spanningval over de weerstand is, omdat de led in sperrichting staat, 0 volt. Exact dezelfde situatie ontstaat wanneer we in fig. A in schema 12 de voedingsspanning ompolen!
+
In fig. A in schema 13 is de aansluiting van een witte led op een voedingsspanning van 12 V weergegeven. De weerstand beperkt de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de led tot een waarde van 8,9 mA. Over de weerstand valt een spanning van 9,15 V. Over de led staat daardoor een spanning van 2,85 V. Dit noemt men de [[Woorden - D#Drempelspanning van een led|drempelspanning]].
 +
 
 +
In fig. B in schema 13 is de led verkeerd-om aangesloten. Nu staat er 12 V over de led, omdat door de weerstand geen stroom loopt. De spanningval over de weerstand is, omdat de led in sperrichting staat, 0 V. Exact dezelfde situatie ontstaat wanneer in fig. A in schema 12 de voedingsspanning wordt omgekeerd.
 
{{Afbeelding 2 naast elkaar  
 
{{Afbeelding 2 naast elkaar  
 
|Bestand= Leds_AC-tegenspanning-02.gif
 
|Bestand= Leds_AC-tegenspanning-02.gif
Regel 165: Regel 201:
 
|Grootte= Klein  
 
|Grootte= Klein  
 
|Grootte2= Klein  
 
|Grootte2= Klein  
−
|Volgnummer= 14
+
|Volgnummer= 15
−
|Volgnummer2= 15
+
|Volgnummer2= 16
 
|Omschrijving= Spanningen over de weerstand en de led bij AC.  
 
|Omschrijving= Spanningen over de weerstand en de led bij AC.  
 
|Omschrijving2= Spanningen over de weerstand en de led bij AC.
 
|Omschrijving2= Spanningen over de weerstand en de led bij AC.
Regel 175: Regel 211:
 
|Tussenruimte= 35px
 
|Tussenruimte= 35px
 
}}
 
}}
−
<u>Speciale maatregelen bij AC-voeding.</u>
+
==== Speciale maatregelen bij AC-voeding. ====
−
 
+
Leds zijn speciale diodes, ontworpen voor gelijkspanning en mogen dan ook niet zonder voorzorgsmaatregelen aangesloten worden op een wisselspanning (AC). Tijdens de negatieve fase van de wisselspanning (zie fig. B in schema 14) zal namelijk de maximale sperspanning van de led overschreden worden, met als gevolg dat de led een zeer korte levensduur heeft.
−
Leds zijn, zoals al eerder op de voorgaande pagina aangegeven, speciale diodes, ontworpen voor gelijkspanning en mogen dan ook niet zonder voorzorgsmaatregelen aangesloten worden op een wisselspanning (AC). Tijdens de negatieve fase van de wisselspanning (zie fig. B in schema 14) zal namelijk de maximale sperspanning van de led overschreden worden, met als gevolg dat de led een zeer korte levensduur heeft.
+
===Leds nooit op wisselspanning aansluiten===
 +
{{Afbeelding
 +
|Bestand= Afvlakking-01.gif
 +
|Grootte= Zeer Klein
 +
|Volgnummer= 17
 +
|Omschrijving= Gelijkrichting (bruggelijkrichter) en afvlakking van de rimpel m.b.v. een elco
 +
|Maker= Fred Eikelboom
 +
|Type= Tekening
 +
}}
 +
Indien er geen gelijkspanning aanwezig is voor het voeden van leds, pas dan deze schakeling toe voor de voeding van de leds. De trafospanning (6-12V<big>~</big> wordt gelijkgericht met 4 diodes en afgevlakt met een elco van 100uF. Hiermee wordt voorkomen dat de leds gaan knipperen.
  
−
Wilt u toch een led voeden met wisselspanning, plaats dan een diode (bijvoorbeeld een 1N4148) antiparallel over de led (zie fig. A in schema 14). De tegenspanning over de led wordt dan begrensd op 0,7 volt. Gevolg is dan wel dat de weerstand nu aanmerkelijk warmer wordt, omdat tijdens de negatieve fase van de wisselspanning bijna de volle voedingsspanning over de weerstand staat (zie fig. B in schema 14). Houd hier rekening mee.
+
Als een led toch op wisselspanning moet, dan moet er een diode (bijvoorbeeld een 1N4148) [[Woorden - A#Anti-parallel|antiparallel]] over de led (zie fig. A in schema 15) worden geplaatst. De tegenspanning over de led wordt dan begrensd op circa 0,7 V. Gevolg is dan wel dat de weerstand nu aanmerkelijk warmer wordt, omdat tijdens de negatieve fase van de wisselspanning bijna de volle voedingsspanning over de weerstand staat (zie fig. B in schema 15).
  
−
Nog beter is het om, in plaats van een antiparalleldiode, in serie met de weerstand en led een diode te plaatsen (zie: afbeelding 15). Nu is de led optimaal beschermd, daar tijdens de tegengestelde fase van de voedingsspanning (zie fig. B in schema 15), er geen tegenspanning meer over de led staat. Die tegenspanning staat nu wel over de 1N4148, en die kan 100 volt sperspanning aan. Omdat er nu tijdens de positieve fase van de voedingsspanning 0,75 volt over de 1N4148 valt (fig. A in schema 15), zal er ook iets minder spanning over de weerstand staan. Ook over de led staat nu iets minder spanning. Voor de helderheid maakt dat echter nagenoeg niets uit.
+
Nog beter is het om in plaats van een antiparalleldiode in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] met de weerstand en led een diode te plaatsen (zie afbeelding 16). Nu is de led optimaal beschermd, daar tijdens de tegengestelde fase van de voedingsspanning (zie fig. B in schema 16), er geen tegenspanning meer over de led staat. Die tegenspanning staat nu wel over de 1N4148 en die kan 100 V sperspanning aan. Omdat er nu tijdens de positieve fase van de voedingsspanning 0,75 V over de 1N4148 valt (fig. A in schema 16), zal er ook iets minder spanning over de weerstand staan. Ook over de led staat nu iets minder spanning. Voor de helderheid maakt dat echter nagenoeg niets uit.
 +
==== Knippereffect. ====
 +
Daar de led, bij aansluiten op een wisselspanning, alleen maar licht geeft tijdens de positieve fase van de wisselspanning, kan er een hinderlijk 50 Hz knippereffect ontstaan. Het is dus zeker het overwegen waard om een (SMD)gelijkrichter op de AC-spanning aan te sluiten (via de <big>~</big> aansluitingen) en de led, via een serieweerstand, op de + en - van de gelijkrichter aan te sluiten. Dan loopt er bij beide fasen van de wisselspanning [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de led en is er geen hinderlijk knippereffect meer aanwezig. De 1N4148 in bovenstaande schema's vervalt dan.
  
−
<u>Knippereffect.</u>
+
Nog een overweging om een gelijkrichter te gebruiken is dat het veel minder werk is dan bij alle leds een extra diode te plaatsen.
  
−
Daar de led, bij aansluiten op een wisselspanning, alleen maar licht geeft tijdens de positieve fase van de wisselspanning, kan er een hinderlijk 50 hertz knippereffect ontstaan. Het is dus zeker het overwegen waard om een (SMD)gelijkrichter op de AC-spanning aan te sluiten (via de <big>~</big> aansluitingen) en de led op de + en - van de gelijkrichter aan te sluiten. Dan loopt er bij beide fasen van de wisselspanning stroom door de led, en is er geen hinderlijk knippereffect meer aanwezig. De 1N4148 in bovenstaande schema's vervalt dan.<br />
+
Een ander knippereffect (onregelmatig) treedt op bij rijtuigen met verlichting. Voor oplossingen hiervoor zie [[Maatregelen tegen knipperende verlichting]].
−
Nog een overweging om een gelijkrichter te gebruiken is, dat het stukken minder werk is dan bij alle leds een extra diode te plaatsen.
 
−
 
 
−
Een ander knippereffect treed op bij rijtuigen met verlichting. Voor oplossingen hiervoor zie [[Hoe sluit u leds aan#Meer informatie|'Meer informatie']]).
 
 
{{Linkssectie begin
 
{{Linkssectie begin
 
|Box= AlleenInfo
 
|Box= AlleenInfo
Regel 196: Regel 240:
 
}}
 
}}
 
{{Link intern
 
{{Link intern
−
|Link= Cursussen en handleidingen
+
|Link= Minimale led serieweerstand berekenen
−
|Linknaam= Cursus basis-elektronica
+
|Linknaam= Minimale led serieweerstand berekenen
−
|ExtraInfo= (zie: Cursussen).
 
−
}}
 
−
{{Link intern
 
−
|Link= Minimale led voorschakelweerstand berekenen
 
−
|Linknaam= Minimale led voorschakelweerstand berekenen
 
 
}}
 
}}
 
{{Link intern
 
{{Link intern
Regel 218: Regel 257:
 
{{Link Forum-Meerkeuze
 
{{Link Forum-Meerkeuze
 
|Volgnr = 152 <!--stroombron-->
 
|Volgnr = 152 <!--stroombron-->
−
|ExtraInfo= over het gebruik van een stroombron bij leds.
+
|ExtraInfo= over het gebruik van een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]bron bij leds.
 +
}}
 +
{{Linkssectie scheiding}}
 +
{{Linkssectie tussenkop
 +
|Koptekst= Externe website:
 +
}}
 +
{{Link Algemeen-Meerkeuze
 +
|Volgnr = 370 <!--ledcalculator-->
 +
|ExtraInfo= Berekeningsprogramma van leds.
 
}}
 
}}
 
{{Linkssectie einde}}
 
{{Linkssectie einde}}
−
<!--Link nog toevoegen [http://led.linear1.org/led.wiz -->
 
 
{{Voettekst
 
{{Voettekst
 
|Vorige= Wat is een led
 
|Vorige= Wat is een led
−
|Volgende= Minimale led voorschakelweerstand berekenen
+
|Volgende= Minimale led serieweerstand berekenen
 
|VorigeMenu= Elektronica analoog
 
|VorigeMenu= Elektronica analoog
−
}}{| width= "100%"
+
}} {| width= "100%"
 
|- valign= "top"
 
|- valign= "top"
−
! scope= "row" width="80%" |
+
! scope= "row" width="70%" |
−
| <small><small>Laatste wijziging: 20 okt 2017 11:49 (CEST)</small></small>
+
| <small>Laatste wijziging: 23 feb 2024 11:11 (CET)</small>
 
|}
 
|}
 
[[Categorie: Alles|H]]
 
[[Categorie: Alles|H]]
−
[[Categorie: Artikel|Hoe sluit u leds aan]]
+
[[Categorie: Artikel|Het aansluiten van leds]]
 
[[Categorie: Bedrading|H]]
 
[[Categorie: Bedrading|H]]
 
[[Categorie: Elektronica|H]]
 
[[Categorie: Elektronica|H]]

Huidige versie van 23 apr 2024 om 11:11

Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom

Dit artikel geeft aan hoe leds aangesloten kunnen worden; een enkele led, meerdere leds parallel of in serie, of een combinatie daarvan.

Wat is een led?

Zeer Klein
Afbeelding: 01
led-aansluitingen
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Een "Light Emitting Diode" of led heeft twee aansluitingen; de anode en de kathode (zie afbeelding 01). De anode is de plus aansluiting en de kathode is de min aansluiting. De aansluitdraad van de anode (+) is langer dan de aansluitdraad van de kathode (-). Tevens is op veel leds een extra markering aangebracht in de vorm van een plat vlakje. Dit platte vlakje geeft de kathode (-) aan.

De drempelspanning van de led

De drempelspanning is de minimale spanning waarbij de led licht gaat geven. De spanningsval is afhankelijk van de kleur van de led;

Drempelspanning
rode leds 1,9 V
gele leds 2,0 V
groene leds 2,1 V
blauwe leds 3,6 V
witte leds 3,6 V
Willen we het exact weten, dan kunnen we deze waardes vinden via Google in de datasheet. Het gaat dan om de "Forward Voltage" (Vf).
Door het verschil in drempelspanning van verschillende kleuren en typen leds mogen er geen witte led (3,6 V) met een rode led (1,9 V) in serie worden geschakeld. Door beide kleuren leds loopt dan dezelfde stroom en dat levert verschillende helderheid bij beide leds op. Sluit dus rode en witte leds altijd via een eigen serieweerstand aan.
Tabel: 02
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom

Parallelschakeling op de foute wijze

Zeer Klein
Afbeelding: 03
Parallelschakeling, slechtste methode
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Parallel aansluiten is zo te doen (zie afbeelding 03), maar dat is minder goed...

Let-op.jpg
  LET OP		 Daar de stroom door één van de leds nu groter kan zijn dan die door de andere leds (omdat de doorlaatspanning van leds onderling nogal eens verschilt, (door afwijkingen in het fabrikageproces) bestaat de niet geringe kans dat de led waardoor de grootste stroom loopt, binnen de kortste keren doorbrandt.

Bijkomend nadeel is dat alle stroom die door de gezamenlijke leds loopt hier door één weerstand moet, die dan ook te heet kan worden.

Parallelschakeling op de juiste wijze

Zeer Klein
Afbeelding: 04
Parallelschakeling, beter.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij het parallel schakelen op de juiste manier worden de leds afzonderlijk via een weerstand op de voeding aangesloten (zie afbeelding 04). Stel; drie lantaarns met daarin leds parallel geschakeld. Door elke led loopt een stroom van bijvoorbeeld 10 mA, die ingesteld wordt door een geschikte waarde voor de drie serieweerstanden te nemen. Maar... nu loopt er een stroom van 30 mA van plus naar min. Dit is de minst efficiënte manier om leds aan te sluiten.

Serieschakeling

Zeer Klein
Afbeelding: 05
Serieschakeling, voorkeursmethode
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij het in serie zetten worden de leds achter elkaar geschakeld, de anode van de ene led aan de kathode van de volgende led en via één weerstand op de voedingsspanning aangesloten (zie afbeelding 05). Door elke led loopt een stroom van bijvoorbeeld 8 mA vanaf de plus naar de min. De stroomsterkte wordt geregeld door een geschikte waarde voor serieweerstand Rx te nemen. De waarde van Rx hangt af van de nodige stroom door de leds en de hoogte van de voedingsspanning. Hoe we de waarde van Rx berekenen staat hieronder.

Het beste is om zo veel mogelijk de leds in serie te zetten. Er zijn dan minder weerstanden nodig, er is minder ruimte nodig, de stroom is lager en het totale vermogensverlies in de weerstanden is minder. Dat laatste is een heel belangrijk punt: met een groot aantal lantaarns waarbij alle leds parallel staan, neemt het totale verbruik (vermogen) van de verlichting van de baan samen (dus het totale opgenomen vermogen), onnodig toe en dan is er misschien een zwaardere (en dus duurdere) transformator nodig (of er moet eerder een extra transformator komen en dat kost ook weer extra geld). Dus dan wordt in feite het parallel schakelen van leds al snel een dure aangelegenheid.

De plaats van de serieweerstand

Vroeger gebruikte men de term "voorschakelweerstand". Deze benaming zou tot verwarring kunnen leiden. Veel beter is het om van "serieweerstand" te spreken. Het is namelijk een weerstand die altijd in serie met een ander onderdeel geschakeld wordt. Het "voor" in de term "voorschakelweerstand" suggereert dat de weerstand altijd vóór de led(s) moet worden gemonteerd. Het maakt echter elektrisch gezien totaal niet uit aan welke kant van de led de serieweerstand komt. Het ligt er maar net aan wat gemakkelijker uitkomt. Er moet alleen maar voor gezorgd te worden dat de led(s) in de doorlaatrichting aangesloten worden (met de anode aan de plus van de voeding of aan de "min" (kathode) van de volgende led).

Zeer Klein
Afbeelding: 06
Weerstandpositie in de serieketen
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij het in serie zetten, waarbij de leds achter elkaar aangesloten worden, maakt de plaats van de weerstand dus niets uit. Die weerstand kan geplaatst worden waar het, afhankelijk van de beschikbare ruimte op de print of in de loc, het beste uitkomt (zie afbeelding 06).

Serie-parallelschakeling

Zeer Klein
Afbeelding: 07
Serie-parallelschakeling
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij het serie-parallel zetten, worden de leds achter elkaar geschakeld en via één weerstand op de voeding aangesloten. Er kunnen nu meerdere van die serieschakelingen parallel geschakeld worden (zie afbeelding 07). Op deze manier zijn met het minste vermogensverlies grotere aantallen leds aan te sluiten.

Houd rekening met de minimaal vereiste grootte (waarde) van een serieweerstand. Is deze waarde te laag dan bestaat het risico dat bij een zeer lage voedingsspanning ten opzichte van de led-drempelspanning, dat wanneer de voedingsspanning ook maar iets verhoogd wordt (en dat hoeft maar een paar tiende V te zijn), de leds defect raken. Meet de spanning over de serieweerstand, of maak even een berekening van de spanningsval over de serieweerstand.

Indien die spanning onder de 2,5 V komt, wordt het zeer riskant. Voor de zekerheid rekenen met minimale spanning van 3 V over de serieweerstand.

Houd rekening met de warmteontwikkeling in de weerstand

Bij het aansluiten van leds moet rekening worden gehouden met de warmteontwikkeling in de serieweerstand. Bij het aansluiten volgens schema 02 wordt de weerstand erg heet, omdat alle stroom die door de gezamenlijke leds loopt, hier door die ene weerstand moet en dat is een groot risico wanneer die weerstand bijvoorbeeld vlak bij kunststof delen van een locomotief zit, want dan kon het wel eens zijn dat het kunststof ter plaatse van de weerstand gaat smelten.

Bij het aansluiten volgens schema 04 is de zaak al een stuk gunstiger. Hier wordt de warmte verdeeld over drie serieweerstanden. Deze zullen, mits ze niet te dicht op elkaar gemonteerd worden, lauwwarm worden.

Het verdient ook hier verreweg de voorkeur zoveel mogelijk leds in serie te zetten en de stroom via één weerstand toe te voeren, zoals aangegeven in schema 05. Hierbij treedt het minste vermogensverlies op in de vorm van warmteontwikkeling in de weerstand.

Gemeenschappelijke anode of gemeenschappelijke kathode

Zeer Klein
Afbeelding: 08
Gemeenschappelijke anode- of kathodeschakeling
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Wanneer bij leds de anodes met elkaar verbonden zijn en samen (via één serieweerstand) op een spanning aangesloten zijn, spreken we van een gemeenschappelijke anode (zie schema links, in afbeelding 08). Wanneer bij leds de kathodes met elkaar verbonden zijn en samen (via één serieweerstand) op een spanning aangesloten zijn, spreken we van een gemeenschappelijke kathode (zie schema rechts, in afbeelding 08). Deze manier van schakelen wordt vaak toegepast bij seinen voor de modeltreinbaan. Op deze manier geschakeld, spaart men een weerstand en een draad uit hoewel de leds dan met verschillende helderheid zullen branden omdat rode en groene leds bij dezelfde voedingsspanning een verschillende weerstandswaarde nodig hebben.

Wanneer in het linker schema de linker - met de min van de voedingsspanning wordt verbonden, brandt de rode led. Met de rechter - op de min van de voedingsspanning, dan brandt de groene led. Wanneer in het rechter schema de linker + met de plus van de voedingsspanning wordt verbonden, brandt de rode led. Met de rechter + op de plus van de voedingsspanning aan, dan brandt de groene led.

De serieweerstand berekenen

Bij leds moet dus een serieweerstand worden gebruikt om de stroom door de led(s) te beperken. Zonder weerstand raakt de led defect. Zie voor meer informatie het artikel Minimale led serieweerstand berekenen.

Voeding voor led-schakelingen

Conrad-netvoeding-512798.jpg
Afbeelding: 09
Stekkervoeding van Conrad
Bron: Conrad.nl

Voor de voeding van de schakeling kan een kant-en-klare netvoedingsadapter (zie afbeelding 09) worden gebruikt, maar ook een al aanwezige 12 V voeding is te gebruiken, of er kan zelf een voeding gebouwd worden, b.v. met een 7812.

Geschikte voedingen voor de schakelingen zijn o.a.:

Voeding. Uitgangsstroom. Conrad bestelnummer.
Dehner Elektronik SYS 1196 stekkervoeding 12 V   6 W 0,5 ampère. 2267005 - 62
VOLTCRAFT FPPS 12-18W stekkervoeding 12 V 1,5 ampère. 2264184 - 62
Dehner Elektronik SYS 1308 stekkervoeding 12 V 2,0 ampère. 2330693 - 62
Tabel: 10
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom

Een andere optie is om een (stekker)netvoeding aan te schaffen bij de plaatselijke kringloopwinkel. Die zijn vaak voor 1 euro al te koop. Let er wel op dat er gelijkspanning uit de adapter komt. Dit is op het typeplaatje aangegeven met "=" (twee liggende streepjes boven elkaar).

Aansluitvoorbeeld

Aansluitvoorbeeld01.gif Fleischmann-schakelaar-6923.jpg
Afbeelding: 11 Afbeelding: 12
Aansluitvoorbeeld Verlichtingsschakelaar Fleischmann 6923
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Bron: ModellEisenbahn GMBH

Hierboven een aansluitvoorbeeld voor de verlichting van bijv. huisjes. De plusdraad van de netvoedings-adapter gaat naar een Fleischmann lichtschakelaar. Van de schakelaar gaat de plus naar de led-schakeling. Vanaf de led-schakeling gaat de min-draad terug naar de netadapter.

Houd rekening met de sperspanning

Leds DC-tegenspanning-01.gif Leds AC-tegenspanning-01.gif
Afbeelding: 13 Afbeelding: 14
Spanningen over de weerstand en de led bij DC. Spanningen over de weerstand en de led bij AC.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij leds moet er, net als bij iedere andere diode, op gelet worden dat ze maar een beperkte tegenspanning (de zogenoemde sperspanning) kunnen verdragen. De maximale sperspanning hangt af van het type led. In de meeste gevallen mag de maximale sperspanning 5 tot 6 V bedragen, zie "reverse voltage" (ook wel aangegeven als VR) in de datasheet van de fabrikant. Indien de sperspanning de maximale waarde overstijgt, brandt de led door en is onherstelbaar defect.

In fig. A in schema 13 is de aansluiting van een witte led op een voedingsspanning van 12 V weergegeven. De weerstand beperkt de stroom door de led tot een waarde van 8,9 mA. Over de weerstand valt een spanning van 9,15 V. Over de led staat daardoor een spanning van 2,85 V. Dit noemt men de drempelspanning.

In fig. B in schema 13 is de led verkeerd-om aangesloten. Nu staat er 12 V over de led, omdat door de weerstand geen stroom loopt. De spanningval over de weerstand is, omdat de led in sperrichting staat, 0 V. Exact dezelfde situatie ontstaat wanneer in fig. A in schema 12 de voedingsspanning wordt omgekeerd.

Leds AC-tegenspanning-02.gif Leds AC-tegenspanning-03.gif
Afbeelding: 15 Afbeelding: 16
Spanningen over de weerstand en de led bij AC. Spanningen over de weerstand en de led bij AC.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Speciale maatregelen bij AC-voeding.

Leds zijn speciale diodes, ontworpen voor gelijkspanning en mogen dan ook niet zonder voorzorgsmaatregelen aangesloten worden op een wisselspanning (AC). Tijdens de negatieve fase van de wisselspanning (zie fig. B in schema 14) zal namelijk de maximale sperspanning van de led overschreden worden, met als gevolg dat de led een zeer korte levensduur heeft.

Leds nooit op wisselspanning aansluiten

Zeer Klein
Afbeelding: 17
Gelijkrichting (bruggelijkrichter) en afvlakking van de rimpel m.b.v. een elco
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Indien er geen gelijkspanning aanwezig is voor het voeden van leds, pas dan deze schakeling toe voor de voeding van de leds. De trafospanning (6-12V~ wordt gelijkgericht met 4 diodes en afgevlakt met een elco van 100uF. Hiermee wordt voorkomen dat de leds gaan knipperen.

Als een led toch op wisselspanning moet, dan moet er een diode (bijvoorbeeld een 1N4148) antiparallel over de led (zie fig. A in schema 15) worden geplaatst. De tegenspanning over de led wordt dan begrensd op circa 0,7 V. Gevolg is dan wel dat de weerstand nu aanmerkelijk warmer wordt, omdat tijdens de negatieve fase van de wisselspanning bijna de volle voedingsspanning over de weerstand staat (zie fig. B in schema 15).

Nog beter is het om in plaats van een antiparalleldiode in serie met de weerstand en led een diode te plaatsen (zie afbeelding 16). Nu is de led optimaal beschermd, daar tijdens de tegengestelde fase van de voedingsspanning (zie fig. B in schema 16), er geen tegenspanning meer over de led staat. Die tegenspanning staat nu wel over de 1N4148 en die kan 100 V sperspanning aan. Omdat er nu tijdens de positieve fase van de voedingsspanning 0,75 V over de 1N4148 valt (fig. A in schema 16), zal er ook iets minder spanning over de weerstand staan. Ook over de led staat nu iets minder spanning. Voor de helderheid maakt dat echter nagenoeg niets uit.

Knippereffect.

Daar de led, bij aansluiten op een wisselspanning, alleen maar licht geeft tijdens de positieve fase van de wisselspanning, kan er een hinderlijk 50 Hz knippereffect ontstaan. Het is dus zeker het overwegen waard om een (SMD)gelijkrichter op de AC-spanning aan te sluiten (via de ~ aansluitingen) en de led, via een serieweerstand, op de + en - van de gelijkrichter aan te sluiten. Dan loopt er bij beide fasen van de wisselspanning stroom door de led en is er geen hinderlijk knippereffect meer aanwezig. De 1N4148 in bovenstaande schema's vervalt dan.

Nog een overweging om een gelijkrichter te gebruiken is dat het veel minder werk is dan bij alle leds een extra diode te plaatsen.

Een ander knippereffect (onregelmatig) treedt op bij rijtuigen met verlichting. Voor oplossingen hiervoor zie Maatregelen tegen knipperende verlichting.

Meer informatie

Encyclopedie:
Beneluxspoor.net:
over het gebruik van een stroombron bij leds.
Externe website:
Berekeningsprogramma van leds.


Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
 Contact met de redactie: Contact met de redactie 
Laatste wijziging: 23 feb 2024 11:11 (CET)
Overgenomen van "https://encyclopedie.beneluxspoor.net/index.php?title=Het_aansluiten_van_leds&oldid=51151"