Losse LED’s monteren

Na de weerstand berekend te hebben, kan het nodig zijn om het vermogen van de weerstand te berekenen om er zeker van te zijn dat het weerstandje het wel aan kan. Dat kan met de volgende formule:
P_weerstand = (U_voeding - (Aantal LEDs * U_LED)) * I_LED
De eerste 2 berekeningen zijn hetzelfde als die berekeningen bij het berekenen van de weerstand.
Met de 3de berekening “U_weerstand / I_LED” wordt het vermogen berekend dat de weerstand moet verstoken.

De volgende vermogens zijn leverbaar: 1/4W, 1/2W, 1W, 3W, 4W, 5W, 10W (en nog hoger dan 10W).
Pak ook hier altijd een hoger vermogen dan uitgerekend, dus niet het dichtst bij liggende vermogen. Dit in verband met het warm worden van de weerstand. Een groter vermogen weerstand heeft meer koel oppervlak, dus dan wordt de weerstand minder heet.

TIP! Voor het berekenen van de voorschakelweerstand kunt u gebruik maken van de mooie Android app ElectroDroid!

Serie schakelen met LED's

Voorbeeld van een serie schakeling:

Er is 1 belangrijke regel die bij het serie schakelen hoort en die luid als volgt:
Als er LED’s (niet alleen voor LED’s maar geld voor alle elektronica dat spanning nodig heeft) in serie worden geschakeld dan neemt de spanning die er nodig is toe en blijft de stroom hetzelfde. Een klein voorbeeldje:
Geggeven:
3 LED’s van 20mA en 2,1V MAXIMAAL in serie.
Gevraagt:
Hoeveel stroom en spanning is er minimaal nodig?
Oplossing:
De benodigde spanning: U_totaal = U_LED * Aantal LED’s in serie = 2,1 * 3 = 6,3V
De benodigde stroom: die blijft hetzelfde zoals hier boven staat, dus 20mA.
Nou is er bekent wat de maximale stroom is en totale spanning. Nu is het mogelijk met de reeds bekende formule voor voorschakelweerstand te berekenen. De weerstand moet gewoon in serie op de plus van de LED’s gezet worden (dus heeft niet iedere LED een aparte weerstand nodig).

Parallel schakelen met LED’s

Hier een voorbeeld van parallel schakelen:

Er is ook bij parallel schakelen 1 regel, en die luid:
Bij parallel schakelen neemt de benodigde stroom toe en blijft de spanning hetzelfde. Hier een voorbeeld:
Gegeven:
3 LED’s van ieder 2,1V en 20mA MAXIMAAL parallel.
Gevraagd:
Wat is de minimaal benodigde spanning en stroom nodig om mijn LED’s te laten branden?
Oplossing:
Benodigde spanning: Blijft hetzelfde voor 1 LED zoals we al hebben gelezen, dus 2,1V.
Benodigde stroom: I_totaal = I_LED * Aantal LED’s parallel = 20 * 3 = 60mA
Dit betekend dat er minimaal 2,1V en 60mA nodig is om de LED’s op hun maximale lichtsterkte te laten branden. Zoals eerder gezegd, een grotere weerstand is nooit slecht. Let wel op: de weerstand mag niet parallel gezet worden maar in serie op de plus van de LED’s.
Hier staat enkel een voorbeeld van parallel schakelen. Deze manier van schakelen wordt sterk afgeraden. Onder het kopje “Methode kiezen” staat hier meer informatie over.

Methode kiezen

Maar wat is nu de beste methode? Als de LED’s op een beperkte stroombron gezet worden (zoals een batterij), dan is het aan te raden altijd zoveel mogelijk gebruik maken van de spanning die beschikbaar is. Zijn er meer LED's dan die in 1 serie schakeling kunnen op de beperkte stroombron? Zet dan het maximaal aantal LED’s in serie en zet er de juiste weerstand voor. Voor het gemak noemen wij deze serie schakeling een “streng”. Zet vervolgens meerdere strengen parallel over elkaar om het gewenst aantal LED’s goed functionerend te krijgen op de beperkte stroombron. De brandt duur van de LED’s is eventueel als volgt nog te berekenen:
Tijd in uur = C_voeding / I_LED’s
Let er hier bij natuurlijk op dat de capaciteit in miliAmpère is en de stroom door de LED ook in miliAmpère. Beide in Ampère mag ook.
Als een een ‘oneindige’ hoeveelheid stroom beschikbaar is (stroom uit het stopcontact) dan maakt het niet uit welke methode er gekozen wordt, maar het is aan te raden het altijd op de bovenstaande manier te doen.
Let op: Wanneer u alle LED’s parallel op 1 weerstand zet en er gaat 1 LED defect, dan blijven de andere LED's functioneren met als gevolg dat deze meer (te veel) stroom gaan trekken. Dit zal als resultaat krijgen dat de LED’s die parallel geschakeld staan steeds sneller stuk gaan.
Indien er bij een serie schakeling 1 LED stuk gaat zullen alle LED’s in de betreffende serie schakeling uit gaan. Het nadeel is dan wel het zoeken naar het kapotte LEDje. *TIP: als dit gebeurt kijk dan recht in de LED vanaf de bovenkant, misschien ontdek je wel dat er een zwart puntje in zit bij de kapotte LED!

Losse LED’s op de fiets of motorvoertuig

Na de bovenstaande tekst door te hebben gelezen is alle kennis aanwezig om LED’s te monteren. Echter, wanneer de LED’s in een auto gemonteerd worden, is het belangrijk om rekening te houden met het volgende:
De accu van een auto geeft nooit exact 12V, dit zal altijd meer zijn, omdat de dynamo de accu oplaad. Dit gebeurt met ongeveer 13,8V, maar er zitten soms spanningspieken van 15V tussen! Dus het advies is dan om de weerstand te berekenen op 15V in plaats van 12V.
Een andere en betere oplossing is het maken van een spanningsstabilisator (aan te raden bij grote hoeveelheden LED’s). Dit doe je door middel van de volgende schakeling,


Onderdelen lijst,
- VR1 = 78xx
- C1 = 10 tot 100nF condensator
VR1 dient gekozen te worden aan de hand van de gewenste uitgangsspanning, de ingangsspanning is altijd maximaal 35V. Door de xx achter de 78 in te vullen kun je de gewenste uitgangsspanning bepalen. Kijk in deze tabel welke je nodig hebt,

Minimale Ingangsspanning	Uitgangsspanning	Maximale stroom
Volt	Volt	100mA	1A	2A
5V	2V	78L02	-	-
6,3V	3,3V	78L33	7833	-
8V	5V	78L05	7805	78S05
9V	6V	78L06	7806	-
10,5V	7,5V	-	-	78S75
12V	9V	78L09	7809	78S09
13V	10V	78L10	-	78S10
15V	12V	78L12	7812	78S12
18V	15V	78L15	7815	78S15
21V	18V	78L18	7818	78S18
27V	24V	-	7824	78S24

Deze regelaars kunnen tot maximaal 35V. Let op dat ze wel een maximaal te dissiperen vermogen hebben!
Alle componenten zijn verkrijgbaar bij de lokale elektroboer.

VOLGENDE