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Lorz
Anmeldungsdatum: 18.09.2014
Beiträge: 131
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 Lorz Verfasst am: 11. Feb 2026 12:32 Titel: Farbe LED-Linse |
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Moin!
In der Schule verwenden wir in der Physik LED-Module von PhyWe. Es gibt zB rote, grüne und blaue LEDs. Geht eine davon kaputt, so muss man von PhyWe ein neues Modul für 34,51 Euro kaufen. Dabei kostet zB eine LED grün zB bei reichelt 0,08 Euro.
Da interessiert mich zum einen, welche LEDs kompatibel sind - denn die PhyWe-Optik-Kästen haben ja eine Abitur-Zulassen, dh, ich nicht IRGENDEINE LED (a la "Hauptsache Grün") da reinlöten.
Weiter stelle ich fest, dass die Kunststofflinsen teilweis die Farbe des LEDs haben - wie bei der von reichelt. Andere LED-Kunststofflinsen sind hingegen transparent. Kann mir jemand erklären, warum/wann welche Kunststofffarbe eingesetzt wird?
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 11. Feb 2026 13:49 Titel: Re: Farbe LED-Linse |
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Hallo,
| Lorz hat Folgendes geschrieben: |
Da interessiert mich zum einen, welche LEDs kompatibel sind - denn die PhyWe-Optik-Kästen haben ja eine Abitur-Zulassen, dh, ich nicht IRGENDEINE LED (a la "Hauptsache Grün") da reinlöten.
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Ich glaube, genau das würde ich aber machen.
Die LED ist ja nicht für die Bestimmung des Planck'schen Wirkungsquantums vorgesehen. In dem Fall würde ich genauer hinsehen und sie auch mal auf das Spektrometer halten, um zu schauen, was wirklich rauskommt. Konkret lautet die Frage, ob ob die Photonenenergie (in eV) und die Flussspannung (in V) übereinstimmen.
Relevant aus meiner Sicht:
a) Passt das Gewinde?
b) Hält die LED die angegebene Stromstärke aus?
c) Hält die LED die Sperrspannung von 12V aus, falls sie verpolt wird?
zu a)
Ich vermute, es liegt ein E10-Gewinde vor.
zu b)
12V Versorgungsspannung (abzüglich einer Diodenspannung von ca. 2V) bei 390 Ohm Vorwiderstand ergibt eine Stromstärke von
10V/400 Ohm = 25 mA
Das ist ein ganz typischer Wert. Mit den maximal 12V und dem Vorwiderstand passiert diesbezüglich nichts.
zu c)
Das kann sein, muss aber nicht. Als einfache Maßnahme dagegen kannst du eine Standard-Diode wie 1N400x (x=1...6) oder 1N4148 antiparallel zur LED schalten. Dann kriegt sie maximal 0,7V Sperrspannung ab. (Praktisch jede andere normale Diode tut es auch.) Das geht so einfach aber nur, wenn die 390 Ohm Vorwiderstand drinbleiben.
Versuch's doch mal mit sowas:
https://www.highlight-led.de/1-stueck-led-schraubsockel-birne-gruen-12v-dc-e10.html
oder
https://www.micros.com.pl/de/produkt/ol-e10-z,42430.html
Du musst bloß schauen, ob die den Vorwiderstand schon drinhaben oder nicht. In der Beschreibung der ersten LED steht irgendwas von "einfach das Glühbirnchen austauschen". Da würde ich vermuten, es ist ein Vorwiderstand drin. Das heißt, du könntest den 390-Ohm-Widerstand überbrücken.
Bei der zweiten LED steht was drin von "benötigt einen Vorwiderstand". Kann aber sein, dass der trotzdem im Schraubgehäuse schon drin ist und die bloß die Information vom LED-Hersteller kopiert haben (der Hersteller, der die LED ohne das Schraubgewinde herstellt).
Was los ist kriegst du raus, wenn du die Stromstärke misst. Dazu lässt du zunächst den 390 Ohm Vorwiderstand von Phywe drin, schraubst die LED ein und misst mit einem Multimeter die Stromstärke. Wenn du ungefähr 25mA rausbekommst, hat die LED keinen Vorwiderstand. Wenn du ungefähr die Hälfte rausbekommst, hat die LED einen Vorwiderstand.
(Du kannst natürlich auch wie in den üblichen Schulversuchen üblich die Kennlinie der Diode bestimmen.)
| Zitat: |
Weiter stelle ich fest, dass die Kunststofflinsen teilweis die Farbe des LEDs haben - wie bei der von reichelt. Andere LED-Kunststofflinsen sind hingegen transparent. Kann mir jemand erklären, warum/wann welche Kunststofffarbe eingesetzt wird? |
Nein, das ist mir auch nicht klar. Ich habe schon rote LED mit rotem Gehäuse und solche mit transparentem Gehäuse gesehen.
Viele Grüße
Michael
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 252
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| TechnikFan Verfasst am: 12. Feb 2026 16:41 Titel: |
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Die Platine von PHYWE sieht so aus, als ob die LED einfach nur eingelötet ist.
Aber möglicherweise ist das schwarze Plastikteil eine Steckfassung mit zwei Steckkontakten für eine 5 mm LED. In diesem Fall kann man die defekte LED einfach herausziehen und durch eine neue ersetzen. Z.B. durch
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/led_5mm_berahtet_gruen_1000_mcd_40_-361612
oder
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/led_5mm_bedrahtet_gruen_2000_mcd_15_-361613
Je nach dem, welchen Abstrahlwinkel die LED haben soll.
Das schwarze Plastikteil hat eine abgeflachte Seite, wodurch ein gewisser Verdreh-Schutz gegeben ist.
Möglicherweise ist das Plastikteil keine Fassung, sondern nur ein Abstandshalter, der die LED in einer bestimmten Position halten soll. In diesem Fall sollte man die LED zusammen mit dem Abstandshalter auslöten und den Abstandshalter vor dem Einlöten über die Pinne der neuen LED schieben.
Achtung: Es gibt bei Reichelt auch andere grüne LEDs mit klarem Plastikgehäuse mit etwas anderen elektrischen und optischen Eigenschaften, siehe liste
https://www.reichelt.de/de/de/shop/kategorie/leds_5_mm-3019?&PAGE=3
Welche LED der "richtige" Ersatz ist, wird man wohl nur durch einen Vergleich mit einem noch funktionierenden Modul von PHYWE herausfinden können.
| Lorz hat Folgendes geschrieben: | | Kann mir jemand erklären, warum/wann welche Kunststofffarbe eingesetzt wird? |
LED's mit eingefärbtem Plastik werden z.B. dann gerne genommen, wenn helles Umgebungslicht die Erkennbarkeit, ob bei Kontrollleuchten die LED an oder aus ist, einschränken könnte.
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Lorz
Anmeldungsdatum: 18.09.2014
Beiträge: 131
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| Lorz Verfasst am: 15. Feb 2026 12:11 Titel: |
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Vielen Dank Michael!
OK, erst mal zum einfachen (a)) - sorry, da liegt ein Missverständnis vor. Das gibt mein Foto leider nicht her (außer man wüsste, dass die beiden Metallzylinder Bananensteckeraufnahmen sind). Aber das Schwarze ist keine E10-Fassung, also es ist gar keine Fassung.
Das Schwarze "Ding" dient der Aufnahme eines Störlichttubus (schwarze Plastikröhre). Also weil man den Experimentierraum nicht komplett verdunkelt bekommt, soll wenigstens der Lichtweg der LED verdunkelbar sein.
b) OK, da sollte ich drauf achten. Ich könnte das ja auch bei einem intakten LED-Modul messen. Wir haben mehrerer dieser PhyWe-Kästen.
c) Da ich nur eine bloße LED (ohne Fassung, in der die von Dir erwähnten Widerstand sein könnten) einsetze, habe ich das Problem des doppelten Vorwiderstands nicht. Zu verhindern, dass die LED nicht kaputt, dafür sehe ich leider keine Möglichkeit. Denn ob nun zusätzlichen Widerstand oder nicht drin habe - bei der Sperrrichtung stellt doch die LED den Löwenanteil des Widerstand dar, da wird doch die gesamte Spannung an der LED abfallen. Dh, meiner Auffassung nach, schützt der Vorwiderstand nur bei Spannung in Durchlassrichtung. Oder mache ich da einen Denkfehler?
Bei den Kompatibilitäten muss ich wahrscheinlich tatsächlich das Spektrum berücksichtigen. Denn die LED ist ja Teil des Kastens, mit dem eine Vielzahl von Versuchen vorgesehen sind. Zum einen die Bestimmung der Wellenlänge/des Spektrums - und dann passen eventuell auch die Musterlösungen nicht mehr. Zum anderen Fluoreszenzphänomene, Polarisation etc. Auch da habe ich Bedenken, dass die Fluoreszenz anders ausfallen könnte. Die Fotodiode, die die Intensität in Abhängigkeit der Polfilterstellung misst, tut ihren Job hoffentllich für den gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich gleich.
Dass die Polfilter Infrarot nicht filtern, das wurde hier schon in einem anderen Thread herausgearbeitet.
Zuletzt bearbeitet von Lorz am 15. Feb 2026 13:35, insgesamt einmal bearbeitet |
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Lorz
Anmeldungsdatum: 18.09.2014
Beiträge: 131
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| Lorz Verfasst am: 15. Feb 2026 12:41 Titel: |
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@TechnikFan auch an Dich danke für die Ersatzvorschläge von reichelt.
Da ist ja schon a bissl Auswahl. Bei reichelt fällt mir auf, dass die Wellenlänge pro Farbe eigentlich immer gleich ist. Also bei
reichelt:
Blau: 470 nm
Grün: 530 nm und 535 nm
Rot: 635 nm
PhyWe gibt als Musterlösung (Intensitätspeak) für ihre Kästen an:
Blau: 463 nm
Grün: 514 nm
Rot: 632 nm
Nachtrag: bei reichelt habe ich auch noch
Grün: 575 nm und 565 nm gefunden. Aber ob das noch eine knackiges Grün und nicht schon eher ein Grün-Gelb ist..
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 15. Feb 2026 13:37 Titel: |
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Hallo,
| Lorz hat Folgendes geschrieben: |
Zu verhindern, dass die LED nicht kaputt, dafür sehe ich leider keine Möglichkeit. Denn ob nun zusätzlichen Widerstand oder nicht drin habe - bei der Sperrrichtung stellt doch die LED den Löwenanteil des Widerstand dar, da wird doch die gesamte Spannung an der LED abfallen. Dh, meiner Auffassung nach, schützt der Vorwiderstand nur bei Spannung in Durchlassrichtung. Oder mache ich da einen Denkfehler?
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Ja, ist schon richtig. Deshalb ja auch der Tip, eine normale Diode antiparallel zu schalten. Dann wird die Rückwärtsspannung auf 0,7V begrenzt. Schaltung siehe unten links.
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/gleichrichterdiode_400_v_1_a_do-41-1726
Das wäre das, was ich machen würde. Wenn du den Schülern ein Netzteil gibst, das bloß 12V kann, dürfte nicht mehr allzu viel schiefgehen. (Klar - man kann die Netzteile in Reihe schalten. Aber hier kannst du ja einschreiten.) Wenn trotzdem gelegentlich eine LED kaputtgehen sollte, kannst du sie leicht austauschen.
Einen zusätzlichen Schutz vor Überstrom bietet die Schaltung unten rechts. Du benötigst dazu eine LED nehmen, die einen etwas höheren Strom verträgt und müsstest den 390-Ohm-Widerstand durch zwei Widerstände ersetzen. Welche Zenerspannung du genau wählst, solltest du von Messwerte abhängig machen. Aus den Datenblattangaben ist nicht immer klar, wie groß die Zenerspannung bzw. die LED-Spannung bei der verwendeten Stromstärke ist.
Angenommen, die LED hat eine Flussspannung von 3,2V und die Zenerspannung beträgt 8,2V. Dann hast -- wenn die Zenerdiode in Gegenrichtung durchbricht und damit den Schutzmechanismus auslöst -- am 169-Ohm-Widerstand eine Spannung von U_R = 8,2V-3,2V = 5V, also eine Stromstärke von I = 5V/169 Ohm = 29,6mA, was ok ist.
https://www.reichelt.com/ch/de/shop/produkt/led_5_mm_bedrahtet_gruen_37700_mcd_15_-342043
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/drahtwiderstand_axial_2_w_220_ohm_10_-2287
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/zenerdiode_7_5_v_5_w_case_017aa-219639
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/zenerdiode_8_2_v_5_w_case_017aa-320950?search=zener%25208%252C2&
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/zenerdiode_9_1_v_5_w_case_017aa-216601?search=zener%25209%252C1%2520&
Viele Grüße
Michael
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