Vorwiderstand einer LED berechnen

Heute ist Stammtischzeit:
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  • Hallo zusammen.

    Ich habe eine Anfängerfrage. Da ich heute viel über Grundlagen der Elektronik und die GPIO Schnittstelle des RPi gelesen habe, benötigte ich eine kurze Bestätigung oder Aufklärung. :helpnew:

    Wenn ich mir die korrekten Daten im Web zusammen gesucht habe fließt durch einen GPIO Pin normalerweise ein Strom von 8mA bei einer Spannung von max. 3,3V.

    Wenn ich jetzt den Vorwiderstand einer LED mit einer Spannung von 1,6V über einen GPIO Pin steuern möchte, benötigte ich einen Vorwiderstand. Könnt ihr mir sagen, ob meine folgende Rechnung korrekt ist?

    3,3V - 1,6V = 1,7V -> Das ist die Spannung, die am Vorwiderstand abfallen muss.

    Berechnung des Vorwiederstands: 1,7V / 8mA = 212,5 Ohm

    Danach suche ich mir jetzt den nächst größeren Widerstand und baue ihn in meine Schaltung ein. Der LED dürfte damit nichts mehr passieren. Liege ich da richtig, oder werdet ihr mich nun zerlegen?

    Viele Grüße
    Tronde

  • Hallo Tronde,

    rechne lieber mit einem Strom von 2 mA pro GPIO - das ist sicherer.

    Der Widerstand berechnet sich nach:

    R = (U - Uf) / I

    U = 3,3 V
    Uf = Vorwärtsspannung der LED (s. Datenblatt)
    I = 0,002 A

    Beste Grüße

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

  • ich würde keine 8mA aus dem GPIO saugen wollen.
    Eine LED mit einer Spannung von 1,6V ist mir auch noch nicht begegnet, ausser IR LEDs 1,2V

    Es empfielt sich UH LEDs zu nehmen und die im Strom zu drosseln, ich hatte mal einige vermessen......

    von Farbe zu Farbe gibt es eh verschiedenste Nennspannungen, ab 1,8V bis 3,6V

    Quas454
    8. Dezember 2013 um 21:49

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Haqllo.


    Berechnung des Vorwiederstands: 1,7V / 8mA = 212,5 Ohm


    Wie kommst auf die 1,6V bei der LED ?, Durchbruchspannung?
    Das kommt auf die LED an.
    Das mit dem Innenwiderstand der LED ist so ne Sache.
    Nimm Deine errechneten 212 Ohm, -> 200, da würde ohne LED ~15mA fliesen...bischen sehr viel.
    Nimm die nächste Stufe 330 besser noch 470 Ohm+LED dann bist recht sicher.
    8mA pro GPIO würde ich dem raspi auf dauer nicht zumuten... je weniger um so besser.

    gruß root
    edit------
    ups ...war fast timing ...:D

    Einmal editiert, zuletzt von root (1. Dezember 2014 um 22:51)

  • Guten Morgen.

    Wieviel Strom der Pi an einem GPIO Pin liefert habe ich von dieser Webseite.

    Zitat

    Der Ausgangsstrom kann in Schritten von 2 mA von 2 mA bis 16 mA eingestellt werden. Per Default liefern jeder Pin nur einen Strom von 8 mA bei maximal 3,3 V.

    Daher kommt meine Annahme, dass am Pin ein Strom von 8mA fließt.

    Zitat

    Hallo Tronde,

    rechne lieber mit einem Strom von 2 mA pro GPIO - das ist sicherer.

    Kann ich denn einfach mit einem selbst angenommenen Strom rechnen? Ich bin mir selbst ehrlich gesagt nicht sicher, wann welcher Strom am Pin fließt.

    Die 1,6 V sind die Betriebsspannung einer 5mm LED rot. Diese Angaben habe ich aus dem Datenblatt der LED. Die Formel von Andreas ist mir bekannt. Mit Angabe der Betriebsspannung aus dem Datenblatt und der Spannung am GPIO Pin (3,3V) kann ich die notwendige Größe des Vorwiderstands berechnen. Aber wo bekomme ich dann die Stromstärke her, wenn diese variabel ist?

    Oder habe ich einen Denkfehler in meiner Vorgehensweise? Ich frage mich halt wo ich den korrekten Wert für I herbekomme. Oder lege ich selbst fest, welcher Strom fließen soll, um danach den passenden Widerstand auszuwählen?

    Falls meine Fragen sehr Laienhaft klingen, seht mir das bitte nach. Ich habe gerade ein Brett vorm Kopf. :wallbash:

    Den Link von jar habe ich noch nicht komplett gelesen. Den werde ich mir jetzt mal zu gemüte führen.

    MfG
    Tronde[/b][/i]

    Einmal editiert, zuletzt von Tronde (2. Dezember 2014 um 08:44)

  • Hallo Tronde,

    Du bist Dir nicht sicher, welcher Strom fliesst?

    Ganz einfach, es fliesst immer der Strom, den Du zu fliessen erlaubst.

    Denn deswegen berechnest Du ja Widerstände (R = U/I).

    Die Spannung U ist immer 3,3 V, I legst DU fest.

    Wenn Du alle GPIO-Pins mit 8 mA belasten würdest, macht es irgendwann bei Überschreitung von 50 mA Piff und Zisch (bei Verwendung der Standard-Stromversorgung über Mikro-USB).

    Es fliesst nicht der Strom, den ein Pin bereitstellen könnte, sondern was die Verbraucher "ziehen".

    Beispiel: Deine Sicherung im Haus it wahrscheinlich mit 16 A gesichert. Kein Verbraucher benötigt 16 A. Der eine braucht 0,5 A, der andere 1 A. Wenn über eine Sicherung mehr als 16 A fliessen, schaltet die Sicherung nach einer bestimmten Zeit aus.

    Beste Grüsse

    Andreas

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  • Zitat

    Kann ich denn einfach mit einem selbst angenommenen Strom rechnen? Ich bin mir selbst ehrlich gesagt nicht sicher, wann welcher Strom am Pin fließt.


    Du schließt die Verbraucher an.
    Du bestimmst den Strom.
    Die Quelle liefert nur soviel, wie die Senke nimmt.

    8mA pro Pin ist grenzwertig, aber ok. (solange es bei max 4 Pins bleibt)
    Es gibt auch eine Obergrenze für Pingruppen.
    Insgesamt darf man (glaube ich) nur 50mA über die GPIOs abnehmen.

    spruch.png


  • Der Ausgangsstrom kann in Schritten von 2 mA von 2 mA bis 16 mA eingestellt werden. Per Default liefern jeder Pin nur einen Strom von 8 mA bei maximal 3,3 V.
    Daher kommt meine Annahme, dass am Pin ein Strom von 8mA fließt.

    Falls meine Fragen sehr Laienhaft klingen, seht mir das bitte nach. Ich habe gerade ein Brett vorm Kopf. :wallbash:

    Strom ist normalerweise immer ein Folge von Spannung, das ohmsche Gesetz I = U / R

    nur LEDs sind Halbleiterbauelemente die keinen statischen R besitzen, dort stellt sich eine Spannung an ihrem differeziellen Widerstand ein und deswegen gilt Speisespannung nicht, sie werden über den Strom gesteuert und deswegen ist der Vorwiderstand bei LEDs so wichtig und je größer der ist umso eher wird aus der Spannungsquelle eine sichere Stromquelle.

    PS. es wird immer beim Pi von 2-16mA geschrieben, diese Einstellung soll möglich sein nur ist es nicht einfach und ich habe noch keinen Beleg oder Programm gesehen das jemand den strom eingestellt hat, dummerweise kann der Treiber auf 2mA stehen und man kann sogar 8mA saugen weil der PI keine Begrenzung hat, irgendwann ist der Port kaputt. Wer also sicher sein will den PI nicht zu überlasten der fragt die Treibereinstellung vorher ab oder bleibt eben beim sicheren Mindeststrom.

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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Ei, hier isser doch...

    bei der Recherche nach etwas vollkommen anderem bin ich auf folgende Codezeilen gestossen:

    Code
    # drive strength, 0=default, 1-8=2,4,6,8,10,12,14,16mA, 9-15=reserved 
    gpio_drive 0

    Ohne jegliche Gewähr...

    Beste Grüsse

    Andreas

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