Hiho,
da ich in letzter Zeit hier viel über die Beleuchtung von Modellen gelesen
habe und hier auch sehr viel Unfung und Abenteuerliches gepostet wurde,
habe ich mich entschlossen ein genaue und einfache Beschreibung zu erstellen.
Im Prinzip ist es ganz einfach und man braucht kein Mathegenie zu sein, 5. Klasse sollte reichen
Doch zu erst möchte ich ein paar Begriffe erklären, da sie hier
schon häufig durcheinander geworfen wurden.
LED - Light Emitting Diode - zu Deutsch "Lumineszenz Diode" oder "Leuchtdiode"
SMD - Sufrace Mounted Device - zu Deutsch "auf der Oberfläche befestigtes Bauteil"
SMD's sind NICHT immer grundsätzlich LED's. SMD gibt nur an, wie das Bauteil
elektrisch auf der Platine aufgebracht wird. Die Bezeichnung gibt auch nicht unbedingt die Bauform wieder,
ledigtlich die Lötbefestigung.
Hier ist ein Bild von herkömmlichen bedrahteten Bauteilen, die durch die Platine gesteckt und gelötet werden.
Und hier zwei Bilder von SMD-Widerständen und SMD-LED'S. Wie man sieht sehr klein und eignen sich sehr gut für den Modellbau.
Was braucht man aber jetzt genau für Bauteile für den Modellbau?
Wir brauchen eine Spannungsquelle, z.B. Batterien oder
Stecker-Netzteile. Ich bevorzuge die Stecker-Netzteile, da sie mehr Leistung bieten
und sich nicht "entleeren" wie Battereien. Muss die Spannungsquelle im Modell untergebracht werden, so muss man auf Batterien
oder Akkus zurückgreifen.
Bei der Spannungsquelle sollte man drauf achten, dass sie eine entprechend große Spannung haben, bei den Batterien sollte es schon ein 9V-Block für ein paar Dioden sein.
Als nächstes braucht man LED's. Welche Bauform ist einem selbst überlassen. Bedrahtete lassen sich für Anfänger leichter löten, sind dafür auch größer. SMD'S sind halt kleiner und etwas kniffliger zu löten,
aber wenn man geschickt ist, sollte auch das kein Problem sein.
Dann braucht man noch ein paar Widerstände. Hier gibt es ebenfalls bedrahtet und SMD's.
Welche man nimmt ist ebenfalls egal, kommt auf den Platz an und wie geschickt man ist.
Als Leitungen nehme ich Kupferlackdraht. Der ist günstig, dünn und durch den Lack ist er isoliert,
sodass die Drähte sich auch ruhig berühren können, außer an den Lötstellen natürlich.
Und als letztes braucht man einen Lötkolben oder Station mit etwas Lötzinn.
Temperatur könnt ihr auf gut 350°C-380C° stellen, damit das Flussmittel nicht so schnell verdampft.
Jetzt kann es mit der Umsetzung losgehen. Dazu müsst ihr euch als erstes die LED's aussuchen mit der Farbe die ihr braucht.
Das kann man sehr gut hier:
LED Shop
Nachdem ihr euch eine Farbe ausgesucht habt, braucht ihr 2 wichtige Werte der LED. Einmal den Nennstrom und die Vorwärtspannung.
Die bekommt ihr, wenn ihr auf das Bild klickt. Bei der weißen LED z.B.
Nennstrom: 20mA
Vorwärtsspannung : 3,2 V
Mit diesen Werten muss nämlich der Vorwiderstand der LED berechnet werden. LED's sollte man nicht ohne Vorwiderstand betreiben.
Man sieht hier häufig wie LED's einfach an 12V geklemmt werden. Klar leuchten die auch, manchmal aber nur einmal oder lutschen die Batterie schneller leer als man schauen kann.
Daher sollte man immer einen Vorwiderstand benutzen.
Für das Beispiel nehme ich einen 9V Batterie-Block
Hier ist der prinzipielle Aufbau für den Anschluss einer Leuchtdiode mit Vorwiderstand:
Wir kennen jetzt noch nicht den Wert des Vorwiderstandes, aber den errechnen wir jetzt.
Dafür brauchen wir nämlich die Werte der Diode.
Das Ohmsche Gesetz lautet wie folgt:
U = R * I
Dabei entspricht:
U = Spannung
R = Widerstand
I = Strom
Um den Widerstand zu berechnen muss man die Formel nach R umstellen:
R = U / I
Jetzt haben wir ja schon mal unsere Formel, aber welche Wert kommen jetzt wo rein?
Das geht so:
Unsere Batterie hat 9V und die Diode braucht 3,2V (laut Datenblatt), also muss der Rest ja am Widerstand abfallen.
9V - 3,2V = 5,8V
Somit müssen an unserem Widerstand 5,8V sein. Jetzt brauchen wir nur noch den Strom.
Und das ist in unserem Beispiel auch ganz einfach. Da wir eine Reihenschaltung haben, kann sich der Strom nicht aufteilen
und es gibt nur einen, und den gibt uns unsere Diode mit 20mA vor. Oder anders geschrieben mit 0,02A.
Die Werte in unsere Formel eingesetzt ergibt:
5,8V / 0,02A = 290 Ohm
Jetzt kommt noch eine kleine Hürde und unsere erste Schaltung ist fertig.
In der Realität gibt es nicht jeden Widerstandswert zu kaufen. Es gibt bestimmte Werte,
die man im Handel bekommt. Eine der gängigen Reihen ist die E12. Dort gibt es aber keinen 290Ohm Widerstand,
sondern einen 270 oder 330 Ohm, jetzt kann man sich das aussuchen,
welchen man nehmen möchte. Faustregel ist immer : den, der am nächsten ran kommt.
Somit hätten wir schon eine Schaltung für uns fertig.
Jetzt muss das ganze nur noch gelötet werden. Wer nicht weiß, wo an der Diode Plus (Anode) und Minus (kathode) ist,
hier die Auflöung.
Bei einer bedrahteten LED ist an der abgeflachte Seite des Leuchtkörpers der Draht für die Kathode, also Minus.
Der Draht müsste auch kürzer sein. Bei SMD-LED's ist das nicht ganz so einfach. Wenn es auf der Unterseite eine Makierung gibt, dann ist das oft die Kathode (Minus).
Oder man probiert die gerade berechnete Schaltung aus, wenn die SMD-LED nicht leuchtet, dann ist sie verkehrt herum.
Viel Spass beim probieren.
Wenn weiteres Interesse besteht, kann ich ja noch einen 2 Teil machen,
in dem erklärt wird, wie man mehrere Dioden betreibt und den unterschied
zwischen Reihenschaltung/Parallelschaltung und deren Vorteile.
Gruß
Gregor