LED Schaltungsbeispiele – Tipps, Tabelle & FAQ
LEDs sind energiesparend, langlebig und vielseitig – ideal für Modellbau, Designprojekte und DIY-Lösungen. Auf dieser Seite finden Sie anschauliche Schaltungsbeispiele, wertvolle Tipps zur optimalen Umsetzung, eine praktische Tabelle mit Vorwiderständen und technischen Werten sowie eine hilfreiche FAQ-Sektion, die typische Fragen zur LED-Schaltung beantwortet.
Warum überhaupt eine LED-Schaltung? Die Vorteile auf einen Blick
- Lange Lebensdauer durch angepassten Strom: Mit richtigem Widerstand können moderne LEDs oft 25 000 Stunden und mehr halten.
- Sehr geringer Energieverbrauch im Vergleich zu Glühlampen, Halogen & Co. – spart Stromkosten!
- Vielseitige Bauformen von 3 mm und 5 mm LEDs bis zu SMD und High-Power Typen.
- Praxis-Tipp: Mit cleverer Schaltung (z. B. mehrere LEDs in Reihe, angepasst an 12 V oder 24 V) wird die Verlustleistung am Vorwiderstand minimal und das System besonders effizient.
Typische Durchlassspannungen je nach LED-Farbe:
- Weiße, blaue, UV, grüne LEDs: ca. 2,8–3,4 V (meist 3,2 V)
- Rote, gelbe, orange LEDs: ca. 1,7–2,2 V (meist 1,8–2,1 V)
Faustregel: Je heller/farbiger die LED (blau/weiß), desto höher die Durchlassspannung. Genaue Werte im Datenblatt oder durch Messung.
Was ist eine LED-Schaltung? Reihenschaltung, Schaltzeichen & Grundlagen
Diese Seite bietet praktische Informationen und Erläuterungen zur richtigen Verschaltung von LEDs, darunter Reihenschaltung, Parallelschaltung und typische Fehlerquellen.
Typische Anwendungen und Begriffe
- 3mm/5mm LED Schaltung: Modellbau, Hobby, Elektronik-Einsteiger
- LED Reihenschaltung: 12Vdc, 24Vdc oder Konstantstrom
- LED Parallelschaltung: Jeder LED-Strang erhält einen eigenen Widerstand
- Vorwiderstand berechnen: Widerstandsrechner (oder Tabelle unten)
Schaltzeichen & Beispiel-Foto einer LED
Im Schaltplan wird eine LED durch ein Dreieck mit Querstrich (Anode/Kathode) dargestellt. Nicht verwechseln mit Fotodioden! Beispiel rechts:
Praxistest: LED Schaltungen mit Foto
Von links nach rechts sehen Sie auf dem Foto:
– Eine LED (3,2 V) in Reihenschaltung an 12 V DC
– Drei LEDs in Reihe an 12 V DC
– Drei Widerstände parallel an 6 V DC (zur Teilung des Widerstandswertes)
Praxis-Tipp: Parallelschaltung immer mit eigenem Vorwiderstand?
Fachlich empfohlen: In einer Parallelschaltung sollte jede LED bzw. jeder LED-Strang einen eigenen Vorwiderstand bekommen, um den Strom sauber zu begrenzen und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.
Vergleichstabelle: Vorwiderstand & Werte für typische LED Schaltungen
| UBat (V) | LED-Farbe | ULED (V) | UR (V) | RE12 (?) | IE12 (mA) | PR_E12 (mW) | Empfohlene R-Leistung (W) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5.0 | weiß/grün/blau | 3.0 | 2.0 | 120 | 16.67 | 33.33 | ? 0.25 |
| 5.0 | rot/gelb | 1.8 | 3.2 | 180 | 17.78 | 56.89 | ? 0.25 |
| 12.0 | weiß/grün/blau | 3.0 | 9.0 | 470 | 19.15 | 172.34 | ? 0.5 |
| 12.0 | rot/gelb | 1.8 | 10.2 | 560 | 18.21 | 185.79 | ? 0.5 |
| 13.8 | weiß/grün/blau | 3.0 | 10.8 | 560 | 19.29 | 208.29 | ? 0.5 |
| 13.8 | rot/gelb | 1.8 | 12.0 | 680 | 17.65 | 211.76 | ? 0.5 |
| 24.0 | weiß/grün/blau | 3.0 | 21.0 | 1200 | 17.5 | 367.5 | ? 1.0 |
| 24.0 | rot/gelb | 1.8 | 22.2 | 1200 | 18.5 | 410.7 | ? 1.0 |
| 28.5 | weiß/grün/blau | 3.0 | 25.5 | 1500 | 17.0 | 433.5 | ? 1.0 |
| 28.5 | rot/gelb | 1.8 | 26.7 | 1500 | 17.8 | 475.26 | ? 1.0 |
Für mehr als eine LED in Reihe: einfach LED-Spannungen addieren, dann weiter wie oben. Alle Werte für Standard-3 mm/5 mm LEDs, E12-Reihe genutzt, Strom ideal unter 20 mA.
Konstantstrom vs. Konstantspannungsbetrieb
LEDs sind stromgesteuerte Bauelemente. Schon kleine Änderungen der Versorgungsspannung führen zu überproportionalen Änderungen der Stromaufnahme. Konstantstromtreiber halten den Strom stabil, indem sie die Ausgangsspannung dynamisch anpassen. Wird eine LED an einer Konstantspannungsquelle betrieben, sorgt ein Vorwiderstand dafür, dass die Differenzspannung abgesenkt und der Strom auf einen sicheren Wert begrenzt wird (U = R × I). Ein konstantes Betriebsverhalten schützt vor Überhitzung und verlängert die Lebensdauer.
| Betriebsart | Vorgehen | Vor- und Nachteile |
|---|---|---|
| Konstantspannungsquelle + Vorwiderstand | Versorgungsspannung minus LED-Spannung geteilt durch gewünschten Strom ergibt den Widerstandswert | Einfache und kostengünstige Lösung, reagiert aber empfindlich auf Spannungsschwankungen |
| Konstantstromquelle | Der Treiber liefert einen festen Strom und passt die Spannung an die LED an | Hohe Zuverlässigkeit und konstante Helligkeit, jedoch höhere Kosten |
Sicherheits-Hinweis: LEDs immer mit Schutzkleinspannung betreiben!
- Schutzkleinspannung bezeichnet Spannungen bis max. 50 V AC oder 120 V DC.
- In der Praxis sind das typischerweise 12 V oder 24 V Gleichspannung aus einem sicheren, geprüften LED-Netzteil.
- Warum ist Schutzkleinspannung sicher? Bei fachgerechter Installation besteht kein Risiko für lebensgefährliche Stromschläge, selbst wenn Drähte oder LED-Komponenten berührt werden. Schutzkleinspannung ist nach DIN/VDE und EN-Norm (z. B. EN 61140) als „berührungssicher“ definiert.
- LED-Netzteile mit Schutzkleinspannung erfüllen die aktuellen Leuchtennormen (z. B. EN 61347, EN 60598) und schützen zuverlässig vor elektrischen Risiken und Geräteschäden.
- Keine Eigenbau-Reihenschaltungen an 230 V! Direkter Betrieb von LEDs oder selbstgebauten LED-Ketten an Netzspannung ist nicht zulässig und lebensgefährlich.
- Ausnahme: Es gibt am Markt spezielle 230 V Highpower-LED-Module oder LED-Platinen, die für den Direktanschluss an Netzspannung entwickelt wurden. Diese verfügen über integrierte Treiber, Isolation und Sicherheitsbeschaltungen nach Norm – sie dürfen nur als geprüfte Fertigmodule eingesetzt werden!
- Fazit: Für alle privaten, schulischen und DIY-Anwendungen gilt: Nur LEDs mit Schutzkleinspannung und geprüftem Netzteil verwenden!
Häufige Fragen (FAQ)
Warum braucht eine LED einen Vorwiderstand?
Der Vorwiderstand begrenzt den Strom durch die LED auf einen sicheren Wert und schützt sie vor Schäden durch Überstrom. Ohne Vorwiderstand kann die LED bereits bei kleinen Überspannungen zerstört werden.
Warum werden mehrere Widerstände parallel geschaltet?
Mehrere Widerstände parallel ergeben einen kleineren Gesamtwiderstand, wenn im E12-System kein passender Einzelwert vorhanden ist. Beispiel: 3×470? parallel ergeben ca. 157?.
Was passiert, wenn ich den falschen Widerstand wähle?
Ist der Widerstand zu klein, fließt zu viel Strom – die LED wird heiß oder geht kaputt. Ist er zu groß, leuchtet die LED deutlich weniger hell.
Kann ich mehrere LEDs in Reihe schalten?
Ja, das ist möglich, solange die Summe der Durchlassspannungen der LEDs kleiner als die Versorgungsspannung ist. Der gleiche Strom fließt dann durch alle LEDs, was eine gleichmäßige Helligkeit sichert.
Was ist besser: Reihen- oder Parallelschaltung?
Reihenschaltung ist effizienter, da alle LEDs denselben Strom bekommen. In Parallelschaltung benötigt jede LED (bzw. jeder Strang) einen eigenen Vorwiderstand, um unterschiedliche Helligkeiten und Ausfälle zu vermeiden.
Warum ist 230 V Netzspannung für LEDs gefährlich?
Direkter Betrieb von LEDs an 230 V AC ist lebensgefährlich. Es besteht Risiko für Stromschlag, Brand und Zerstörung der Bauteile. Für den sicheren Betrieb werden immer Schutzkleinspannungen wie 12 V oder 24 V DC und geeignete LED-Netzteile empfohlen.
Gibt es spezielle 230 V Highpower-LED-Platinen für den Direktanschluss?
Ja, am Markt sind sogenannte 230 V Highpower-LED-Module bzw. -Platinen erhältlich, die speziell für den Direktanschluss an Netzspannung entwickelt wurden. Diese verfügen über integrierte Stromquellen, Isolation und Schutzbeschaltungen nach Norm (z. B. EN 61347, EN 60598).
Solche Lösungen sind ausschließlich als geprüfte Fertigmodule zugelassen und nicht mit klassischen Reihenschaltungen von Einzel-LEDs vergleichbar. Eigenbau-Lösungen an Netzspannung bleiben unzulässig!
Solche Lösungen sind ausschließlich als geprüfte Fertigmodule zugelassen und nicht mit klassischen Reihenschaltungen von Einzel-LEDs vergleichbar. Eigenbau-Lösungen an Netzspannung bleiben unzulässig!
Wie berechne ich den passenden Vorwiderstand?
Die Formel lautet: Widerstand = (Versorgungsspannung – LED-Spannung) / gewünschter Strom. Beispiel: (12 V – 3 V) / 0,02 A = 450?, gerundet auf nächsten E12-Wert. Oder direkt mit dem Widerstandsrechner.
Kann ich verschiedene Farben in einer Schaltung mischen?
Ja, aber LEDs verschiedener Farben haben unterschiedliche Durchlassspannungen. Bei Parallelschaltung muss jede LED ihren eigenen passenden Vorwiderstand bekommen.
Wie erkenne ich die Anode und Kathode einer LED?
Die Anode ist meist das längere Bein, die Kathode das kürzere. Oft ist an der Kathodenseite eine Abflachung am Gehäuse sichtbar.
Wie viel Strom verträgt eine typische 3mm oder 5mm LED?
Die meisten Standard-LEDs sind für 20 mA Dauerstrom ausgelegt. Im Dauerbetrieb empfiehlt sich jedoch ein etwas niedrigerer Wert (z. B. 15–18 mA), um die Lebensdauer zu erhöhen.
Bietet PUR-LED individuelle LED-Schaltungen als Einzelanfertigung an?
Ja, PUR-LED fertigt regelmäßig maßgeschneiderte LED-Lösungen für B2B- und Industriepartner. Einzel-LEDs können nach Kundenvorgabe mit passenden Vorwiderständen, definierten Leitungslängen, Farbauswahl und weiteren Spezifikationen konfektioniert werden – schnell, flexibel und in geprüfter Qualität als Lohnfertigung.
Was ist ein Konstantstromtreiber?
Ein Konstantstromtreiber liefert einen definierten Strom, unabhängig von Spannungsschwankungen. Er passt die Spannung automatisch an, damit die LED konstant leuchtet.
Wie funktioniert Pulsweitenmodulation (PWM)?
Bei der PWM wird der Strom in sehr schnellen Intervallen ein- und ausgeschaltet. Durch die Dauer der Einschaltphasen lässt sich die Helligkeit stufenlos regeln, ohne die LED zu überlasten.
Was bedeuten COB und SMD bei LEDs?
COB steht für „Chip on Board“: Mehrere LED-Chips werden direkt auf einem Substrat platziert und ergeben eine homogene Lichtquelle. SMD-LEDs (Surface Mounted Device) sind einzelne, separat verpackte Leuchtdioden, die flexibel auf Leiterplatten montiert werden können.
