Reizen door de wondere wereld van digitale modelspoorbouw in schaal N

Werken met LEDs. . .

Een LED (Light Emitting Diode) is een heel handig lampje in de modelspoorderij,
je hebt ze in diverse kleuren, zijn behoorlijk klein, verbruiken weinig stroom, goedkoop
en zijn heel erg robuust. Normaal gesproken gaan ze duizenden uren mee.

Gebruik van LEDs

Hoe gebruik je die dingen? Ik had natuurlijk wel
gehoord dat er een weerstandje aan moest, maar
welke waarde en hoe doe je dat dan?

Eerst even wat karakteristieken, een LED heeft twee
pootjes, de lange (anode) is de plus en de korte (cathode)
is de min. Aan de min-kant is het huisje afgevlakt.
Er zijn vele soorten LEDs maar de meest gebruikte,
en goedkoopste, zijn de 3mm en 5mm varianten, d.w.z. het
huisje heeft een diameter van 3 of 5 mm (zie ook plaatje).

LEDs zijn er in vele soorten en maten, hier beperk ik me tot de
goedkoopste soort van ongeveer 7 cent per stuk in de kleuren rood, groen en geel. Er zijn ook blauwe of witte LEDs maar de prijzen daarvan gaan al gauw in de richting van 2 Euro per stuk. Ook andere (kleinere) maten zijn een stuk duurder.
Wat karakteristieken van de gewone LEDs:

Kleur	Maat	Conradnr.	Volt (Uf)	Stroom (If)
rood	3mm	184560	2.25	20mA
groen	3mm	184713	2.2	20mA
geel	3mm	184918	2.1	20mA
rood	5mm	184543	2.25	20mA
groen	5mm	184705	2.2	20mA
geel	5mm	184900	2.1	20mA

LED en Wisselstroom
Eigenlijk zou er ook een diode in de schakeling moeten zitten omdat normaalgesproken een LED maximaal 5V in de "verkeerde" richting mag hebben, maar in de praktijk valt dat reuze mee, ze hebben met de 16V digitaalstroom geen moeite om te overleven, dat scheelt weer ruimte!!

Weerstand berekenen voor 1 LED

Rechts staan nog even de belangrijkste formules die gebruikt
worden in het berekenen van de benodigde weestand.

Stel, je wilt 1 rode LED gebruiken, bijvoorbeeld als een sluitlicht in een wagon, en de spanning op de rails is 16V (normale Intellibox spanning), maar voor de veiligheid gaan we uit van 17V, dan gaat de berekening als volgt:

De LED gebruikt 2,25V en mag maximaal 20mA hebben, bij 15mA doet de LED het ook al uitstekend, de benodigde weerstand is dan:
R = U / I ==> R = (17 - 2,25) / 0,015 = 983 Ohm = 1000 Ohm = 1k Ohm

We moeten alleen nog wel controleren of de weerstand dit aankan. Een standaard koolfilm weerstandje heeft een maximaal vermogen van 0,25 Watt.

Er bleef 14,75V over voor de weerstand, dit geeft dan 14,75 / 1000=15 mA. Warmteontwikkeling is spanning maal stroom
==> 14,75V*15mA = 0,221 Watt = 221 mW.
Het zou dus net moeten gaan maar is wel dicht tegen de grens aan en het ding wordt warm, misschien toch wel beter om een iets hogere weerstand te nemen, bijvoorbeeld 1500 Ohm (1k5 Ohm). Hierdoor heb je 14,75 / 1500 = 10mA (werkt het LEDje ook uitstekend op) ==> 14,75V x 10mA = 147 mW

Meerdere LEDs

Als je meerdere LEDs (maximaal 6) wilt gebruiken dan zet je ze altijd in serie, d.w.z. de plus van een LED aan de min van de vorige en zo verder. Je hebt al gemerkt dat er best wel wat vrijheden in de hele berekening zitten, voor het gemak nemen we dan ook 2V voor een LED, ongeacht de kleur. De weerstand bereken je zo: R = (17 - (aantal LEDs x 2V))/0,015
Het benodigde vermogen van het weerstandje is bij meer dan 1 LED al niet zo interressant meer omdat je ook bij 15mA reeds ruim onder de max van 250 mW gezakt bent.

 

 

 

 

Dit zijn natuurlijk best exotische waardes, met een marge van ong 50 Ohm zoek je een standaard weerstand die in de buurt komt. Eventueel kun je ook twee of meer standaard weerstanden in serie zetten, je mag de waardes dan bij elkaar optellen.

Aantal LEDS in serie	Benodigde weerstand
1	1k5
2	867
3	733
4	600
5	467
6	333

Let op: de weerstanden niet parallel zetten want dan krijg je een totaal andere, en onverwachte, totale weerstandswaarde.