Manchmal hat man eine LED und möchte einfach schnell wissen, ob sie funktioniert, mit welchem Strom sie betrieben werden kann oder welche Farbe sie hat. Grundsätzlich gibt es dabei vier Möglichkeiten.

Die erste, und mit Abstand schlechteste Variante ist ein Spannungsgeregeltes Netzteil zu verwenden und langsam von 1.8V hochzudrehen, bis die LED leuchtet. Anders als Glühlampen, werden LEDs nicht über die Spannung sondern Stromabhängig gesteuert. Aus diesem Grund benötigen LEDs auch immer einen Vorwiderstand. Dieser sorgt dabei dafür, dass der Strom begrenzt wird.

Daraus ergibt sich auch schon die zweite Möglichkeit: Schnell einen kleinen Steckbrettaufbau zusammenstecken, der aus der LED und einem Vorwiderstand besteht. Auch hier gibt es aber ein entscheidendes Problem: LEDs haben nicht-lineare Kennlinien, dass heißt, dass das Verhältnis von Strom und Spannung antiproportional ist. Darüber hinaus variieren die Kennlinien zwischen den einzelnen Farben. So darf eine rote LED mit maximal 20mA bei 1.8V betrieben werden, während eine blaue LED oft bei dem selben Strom eine Spannung von etwa 3V benötigt. Da der Widerstand aber aus Strom und Spannung errechnet wird, wir die Durchlassspannung jedoch nicht kennen, können wir keinen Vorwiderstand bestimmen, der dem Arbeitspunkt gerecht wird.

Um einen Arbeitspunkt zu ermitteln, bietet sich die dritte Möglichkeit an. Ein Strombegrenztes Netzteil wird auf 20mA eingestellt und die LED angeschlossen. Nun wird die Strombegrenzung reagieren und die Spannung entsprechend einbrechen. Bei einer roten LED hätten wir jetzt etwa 1.8V. Dieses Verhältnis aus Strom und Spannung nennt sich Arbeitspunkt. Wer ein Strombegrenztes Netzteil hat und es jedesmal entsprechend einstellen und anschließen möchte, um eine LED zu testen, der kann hier aufhören zu lesen.

Die als vierte Möglichkeit vorrgestellte Schaltung macht im Grunde nichts Anderes. Über zwei Transistoren wird eine Konstantstromquelle bereitsgestellt, die weitestgehend unabhänig von der Eingangsspannung ist. Wichtig ist nur, dass die Eingangsspannung über der Durchlassspannung der LED liegt. Ein 9V Block ist an dieser Stelle eine gute Wahl. Wird nun der eingstellte, maximale Strom erreicht, bricht die Spannung automatisch ein, sodass die Anforderungen für einen LED Test erfüllt sind.

Es gibt im Internet bereits Zahlreiche Schaltpläne, die diese einfache Schaltung mit einem zusätzlichen Poti versehen, um den Strom einstellen zu können. Solche Schaltungen werden dann LED Tester genannt. Einen Haken gibt es dabei jedoch: Woher weiß ich, welcher Strom gerade eingestellt ist? Natürlich kann ich das nachmessen, aber wirklich komfortabel ist das nicht.
Deshalb habe ich mir einen kleinen LED Tester gebaut, der über 5 auswählbare Ströme verfügt: 2.5mA, 5mA, 10mA, 15mA, 20mA.

Die Auswahl erfolgt über Taster, die dazugeörigen Widerstände sind in Reihe geschaltet. So kann auch bei mehr als einem gedrückten Taster nie mehr als 20mA fließen. Durch die beiden Transistoren, ist die Schaltung zusätzlich weitestgehend Spannungsunabhängig. In einem Messbereich von 9V bis 2V kam es zu Schwankungen von 2mA, wobei bei 2V ohnehin kaum noch eine LED funktioniert. Sind alle Taster ausgeschaltet und eine LED angeschlossen, so fließt ein Strom von etwa 790µA. Ohne eingesetzte LED benötigt die Schaltung keinen Strom.

Bei einer Testmessung zur Genauigkeit ergaben sich folgende Werte:

Soll Ist
0mA 790µA
2,5mA 2,57mA
5mA 5,36mA
10mA 10,55mA
15mA 15,46mA
20mA 19,91mA

Für simple LED Tests ist die Strombegrenzung auf jeden Fall präzise genug. Wer genaue Ströme haben will, für den mache es Sinn die Widerstände selbst, experimentell zu ermitteln. Durch Streuung der Transistoren kann es durchaus zu Abweichungen kommen. Der hier gezeigte LED Tester war einschließlich Planung, Ermittlung der Widerstände und verwachstem Platinenlayout auf Lochraster innerhalb von 1,5 Stunden aufgebaut. Ein Nachbau sollte daher deutlich schneller gehen.

Zusätzlich hat die Platine noch ein kleines Brettchen und eine 9V Blockbatterie erhalten. Der 3D gedruckte Batteriehalter stammt von Thingiverse. Die Platine wurde noch mit einem Stück Buchsenleiste bestückt, um die Beinchen der LEDs leichter einstecken zu können. Für LEDs mit angelöteten Drähten, Lötzinnrückständen oder SMD LEDs, die nicht in der Buchsenleiste getestet werden können, wurde ein Stück umgedrehte Streifenraster Platine angelötet.

Die Positionierung der Batterie auf der rechten Seite ist übrigens durchaus durchdacht. Oberhalb der Platine wäre sie beim Einsetzen der LED im Weg, unterhalb beim Drücken der Schalter und links würde sie mich als Linkshänder immer stören.

Wer Fragen zum LED Tester hat, kann diese gerne in den Kommentaren stellen.

One thought on “Ein einstellbarer LED Tester”

  1. Hi Robin,
    auf der Suche nach einem LED-Tester mit geringen Aufwand und schnellem Ergebnis bin ich über deinen Beitrag gestolpert. Ich kann nur sagen: Hut ab! Ich hab viele mit Poti gesehen und auch welche mit (gefühlt tausend) Steckplätzen, aber alle mit Nachteilen behaftet. Entweder umstecken oder keine Werte. Dein Konzept ist dagegen einfach nur genial. Einstecken, Knopf drücken, fertig! Ich werde das Teil jetzt nachbauen, weil ich 500 UV LED´s testen muss.
    Mach weiter so!
    Grüße
    Patrick

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