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Farbiges Licht mit LEDs – Teil 1: Einführung und Grundlagen

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LEDs (Light Emitting Diode) werden aufgrund ihres niedrigen Energieverbrauchs und langen Lebensdauer immer häufiger zur Wohnraum-Beleuchtung eingesetzt. Auch erzeugen sie nahezu direkt nach dem Einschalten ihre volle Leuchtkraft, im Gegensatz zu Leuchtstofflampen, die bis zu einer Minute benötigen, um ihre volle Helligkeit zu entwickeln. LEDs bieten darüber hinaus den Vorteil, dass sie in nahezu jeder Farbe erhältlich sind. Dabei wird zwischen einfarbigen und mehrfarbigen LEDs unterschieden. Eine einzelne Diode kann immer nur in einer Farbe leuchten. Um eine mehrfarbige LED zu erzeugen werden deshalb mehrere einfarbige LEDs dicht zusammen in ein Gehäuse verbaut. Durch separate Ansteuerung jeder einzelnen LED (=Farbe) können nun auch Mischfarben erzeugt werden. Häufig spricht man hierbei von einer RGB-LED (Rot Grün Blau). Weitere Informationen zu Farbräumen gibt es hier.

Mittlerweile gibt es viele Produkte auf dem Beleuchtungsmarkt, die genau auf diese Weise buntes Licht ins Wohnzimmer bringen. Ein für mich besonders interessantes Produkt ist dabei das Phillips Hue, dass es ermöglicht mit dem Smartphone die Farbe einzelner LED-Lampen zu steuern. Ich suche jedoch nach einer Lösung, um flexibel alle möglichen Arten von LEDs anzusteuern, vor allem liegt mein Augenmerk auf sogenannten RGB-LED-Stripes. Dabei handelt es sich um ein flexibles Band auf dem mehrere RGB-LEDs angebracht sind. Die Anzahl der LEDs pro Meter und Leuchtkraft der einzelnen LEDs kann dabei variieren. Direkt proportional dazu steht natürlich der Strombedarf. Das Band kann im Normalfall in kleinere Segmente unterteilt werden und ist somit sehr flexibel einsetzbar. Die von mir verwendeten Stripes haben eine Dichte von 60 LEDs pro Meter und sind mit LEDs vom Typ 5050 SMD bestückt. Das Band ist alle drei LEDs (5 cm) abtrennbar und besitzt eine selbstklebende Unterseite.

ledband_detail

Aber wie bekomme ich die Dinger jetzt zum Leuchten? Eine Voll-RGB-LED hat im Normalfall 4 Anschlüsse: Rot – Grün – Blau – 12V. An den 12V-Anschluss wird die Versorgungsspannung angeschlossen. An die 3 Farbkontakte kann nun ein Gleich-Spannungswert zwischen 0 V und der maximalen Betriebsspannung (in meinem Fall 12 V, im Zweifelsfall kurz ins Datenblatt schauen) angelegt werden und die entsprechende Farbe wird analog zum Spannungswert aufleuchten. Dabei gilt: Je größer die Differenz zur Versorgungsspannung je heller die Farbe. Als Beispiel erzeugt eine 6 V Spannung an Rot ein helleres rotes Licht als eine 10 V Spannung. Man kann also über Variation der Spannungswerte an den Farbanschlüssen die Intensität der jeweiligen Farbe vorgeben und somit nahezu jede Farbe im RGB-Farbraum darstellen. Zu beachten ist, dass LEDs eine Mindestspannung benötigen, um überhaupt zu leuchten. Wem die Begriffe Spannung und Strom komplett fremd sind, empfehle ich diesen kurzen Exkurs über die Grundlagen der Elektrizität.

In Teil 2 dieses Projekts werde ich mich mit der Ansteuerung des LED-Bands mittels eines Mikrocontrollers befassen.

Michael Steitz

Hi, mein Name ist Michael. Ich befasse mich schon seit meiner Kindheit mit Technik aller Art (mittlerweile auch beruflich). Ich hoffe der Artikel war interessant für Dich. Für Anregungen,Kritik und Verbesserungen zu meinen Artikeln nutze einfach die Kommentar-Box weiter unten.

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