LEDs auf einer Platine leuchten unterschiedlich hell

[Janek (gonkikong_k)]

Hallo zusammen,

ich stehe gerade vor einem Rätsel, das ich mir aktuell nicht erklären 
kann.

Und zwar möchte ich auf einer Platine 6 rote SMD-LEDs betreiben. Soweit, 
so gut. Ich habe dann alles festgelötet und auf Funktion getestet.

Mit Verwunderung musste ich feststellen, dass die LEDs unterschiedlich 
hell leuchten. Es sind auch immer die gleichen LEDs, die nicht so hell 
wie die anderen leuchten. Ich ging also im ersten Moment davon aus, dass 
die zwei vielleicht defekt sind. Der Austausch hat leider nichts 
gebracht. Als nächste Fehlerquelle habe ich gedacht, dass vielleicht die 
Leiterbahnen zu dünn sind und so nicht genug Stromstärke liefern können 
(was aber eigentlich nicht zu individuellen Abdunkelungen der LEDs 
führen würde). Ich wollte also nun testen, wie viel Stromstärke die LEDs 
wirklich nutzen. Dafür habe ich mein Multimeter zwischen Stromversorgung 
und die LEDs geschaltet.

Jetzt kommt das, was mich so sehr verwirrt hat. Sobald ich das 
Multimeter dazwischenschalte, leuchten alle LEDs gleich hell, so wie es 
sein sollte. Wenn ich jetzt aber wieder ohne Multimeter betreiben 
möchte, habe ich wieder das am Anfang geschilderte Problem. Mit anderen 
LED-Farben habe ich kein Problem. Vom Hersteller sind alle mit 20mA 
angegeben.

Das Datenblatt der roten LEDs könnt ihr hier herunterladen:
https://www.lcsc.com/product-detail/Light-Emitting-Diodes-LED_Yongyu-Photoelectric-SZYY0603R_C434419.html

Ich hoffe, ihr könnt mir weiterhelfen, da ich echt ratlos bin, was die 
Geschichte angeht… Vielen Dank dafür schon mal!

P.S. Da ich bereits die passende Spannung anliegend habe, nutze ich 
keinen Vorwiderstand. Ist das vielleicht das Problem?

[Alexander (alecxs)]

Vorwiderstand dient der Strombegrenzung, nicht der Spannung.

[Michael (maf2)]

Gonkikong K. schrieb:
> P.S. Da ich bereits die passende Spannung anliegend habe, nutze ich
> keinen Vorwiderstand. Ist das vielleicht das Problem?

[Dergute W. (derguteweka)]

Moin,

LEDs-ohne-Vorwiderstand-Threads sind bei weitem nicht so lustig wie 
FH-gegen-TH-Threads. Oder die beliebten Aktientipps.

scnr,
WK

[Alexander (alecxs)]

Zu meiner Verteidigung, heute ist Donnerstag.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Gonkikong K. schrieb:
> Vom Hersteller sind alle mit 20mA
> angegeben.

Wahrscheinlich als absolute Maximum. Moderne LEDs sind mit 2mA schon 
hell und viele leuchten auch schon bei ein paar hundert µA.
Reduziere den Strom für jede LED durch einen eigenen Vorwiderstand und 
alles wird klappen.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Gonkikong K. schrieb:
> Ich hoffe, ihr könnt mir weiterhelfen

Dann zeig mal den Schaltplan, wie du das gebaut hast.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Janek schrieb:
> P.S. Da ich bereits die passende Spannung anliegend habe
Welche Spannung passt denn? Eher 1,8V oder eher 2,4V?

> keinen Vorwiderstand. Ist das vielleicht das Problem?
Mit garantierten 100% Wahrscheinlichkeit.

Gleiche LED leuchten gleich hell bei gleichem Strom. Du musst also dafür 
sorgen, dass jede LED den gleichen "passenden" Strom bekommt.

Und bei einem Strom von 20mA stellt sich dann über der LED eine Spannung 
von 1,8..2,4V ein. Der Strom ist also die Ursache für die Spannung.

Wenn du da eine Spannung von 2,1V anlegst, dann kann es zufällig sein, 
dass grade die passenden 20mA fließen. Es können aber zufällig auch nur 
5mA sein oder sogar 50mA.

> Vom Hersteller sind alle mit 20mA angegeben.
Die Daten im Datenblatt sind für 20mA spezifiziert. Und welcher Strom 
fließt in deiner Schaltung tatsächlich in jeder einzelnen LED?

> Jetzt kommt das, was mich so sehr verwirrt hat. Sobald ich das
> Multimeter dazwischenschalte, leuchten alle LEDs gleich hell, so wie es
> sein sollte.
Wie schaltest du welches Multimeter für welche Messung wozwischen? Nutzt 
du den Innenwiderstand des Multimeters als gemeinsamen Vorwiderstand für 
die LED?

> Als nächste Fehlerquelle habe ich gedacht, dass vielleicht die
> Leiterbahnen zu dünn sind und so nicht genug Stromstärke liefern können
Da muss man nichts denken. Rechne mal den Widerstand dieser Leiterbahnen 
aus. Das geht ganz leicht online. Und du siehst: der Unterschied ist 
minimal.

[Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)]

LEDs betreibt man Konstantstrom oder mindestens mit
Vorwiderstand.
Warum benötigt man einen Vorwiderstand?

https://www.mikrocontroller.net/articles/LED#Vorwiderstand

[Sebastian W. (wangnick)]

Janek schrieb:
> Ich ging also im ersten Moment davon aus, dass die zwei vielleicht defekt sind.
> Der Austausch hat leider nichts gebracht.

Höchstwahrscheinlich waren die Austausch-LEDs genauso defekt.

LG, Sebastian

[Martin S. (mmaddin)]

Janek schrieb:
> auf einer Platine

Nimm einfach eine andere Platine!

Janek schrieb:
> nutze ich
> keinen Vorwiderstand.

Wenn du sie in Reihe geschaltet hast, nein. Aber hier weiß man ja 
nichts, da nichts beschrieben ist. Es weiß ja auch keiner was auf der 
Platine ist...vielleicht Erbsen oder Tomaten oder Katoffelbrei...

[Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)]

Darauf einen Trollinger!

[Helmut -. (dc3yc)]

Wolfgang R. schrieb:
> Darauf einen Trollinger!

Mit Lemberger gemischt schmeckt's auch ganz gut!

[Michael B. (laberkopp)]

Janek schrieb:
> P.S. Da ich bereits die passende Spannung anliegend habe, nutze ich
> keinen Vorwiderstand.

Oh Mann.

> Ist das vielleicht das Problem?

Das Problem ist, dass du nicht mal die grundlegendsten Grundlagen 
kennst.

Du überträgt deine Steinzeitkenntnisse über Glühlampen fehlerhafterweise 
auf LEDs.

LED werden mit definiertem Strom betrieben (z.B. 20mA für volle 
Heligkeit laut Datenblatt), die Spannung (z.B. irgendwas zwischen 2.8 
bis 3.6V) suchen die sich dazu passend aus.

Wenn du die Spannung vorgibst, kommt natürlich nichts sinnvolles bei 
raus.

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8

Um den Strom vorzugeben braucht man entweder eine deutlich höhere 
Spannung (z.B. 5V) und einen Vorwiderstand, oder eine 
Konstantstronquelle (insbesondere bei schwankender Spannung aus Akku 
oder Batterie).

Eventuell hilft dir der CAT4004.

[Matz (Gast)]

Janek schrieb:
> Sobald ich das
> Multimeter dazwischenschalte, leuchten alle LEDs gleich hell

Na also, geht doch ;)

[Steve van de Grens (roehrmond)]

Janek schrieb:
> Ich wollte also nun testen, wie viel Stromstärke die LEDs wirklich nutzen.

Ich stimme Michael B zu. Im Gegensatz zu Glühlampen "nutzen" LEDs nicht 
so viel Strom wie sie brauchen, sondern so viel Spannung wie sie 
brauchen. Von außen gibt man die Stromstärke vor (bei Glühlampen würde 
man die Spannung vorgeben).

Die direkt Parallelschaltung mehrerer LEDs ist problematisch, weil sich 
die Stromstärke nicht gleichmäßig aufteilt.

Gleiche Helligkeit bei gleicher Stromstärke ist nur bei gut selektierten 
Leuchtdioden zu erwarten. Um unteren Preis-Segment hat man nicht mal 
innerhalb einer Charge gleiche Helligkeit. Ich habe mit eine Tüte LEDs 
bei Aliexpress bestellt, da ist der Helligkeits-Unterschied (trotz 
gleich geregelter Stromstärke) bei einzelnen LEDs deutlich sichtbar.

Mehr Infos dazu auf http://stefanfrings.de/LED/index.html

[Harald W. (wilhelms)]

Janek schrieb:

> P.S. Da ich bereits die passende Spannung anliegend habe, nutze ich
> keinen Vorwiderstand. Ist das vielleicht das Problem?

Nunja, das wichtigste im PS. :-( Welches ist denn Deines Erachtens
die "richtige Spannung"? Im Datenblatt ist dafür immer ein grösserer
Bereich angegeben.

[Steve van de Grens (roehrmond)]

Ich zitiere mal von meiner Homepage:
"Aber wie soll man die Spannung genau einhalten, wenn man sie nicht 
genau kennt? Das ist unmöglich!"

[Udo S. (urschmitt)]

Sagt mal, muss wirklich jeder auf dieses offensichtliche Trollposting 
antworten?

[Steve van de Grens (roehrmond)]

Udo S. schrieb:
> dieses offensichtliche Trollposting

Ein zu frühes urteil, finde ich.

Es gibt immer noch viele menschen, die mit Glühlampen aufgewachsen sind 
und als wesentlichen Unterschied nur den Punkt "LEDs sparen Strom" im 
Kopf haben.

[Michi S. (mista_s)]

Janek schrieb:
> Da ich bereits die passende Spannung anliegend habe,

Hast Du nicht! - Selbst wenn Du alle anderen Einflüsse (insb. Temperatur 
aufs mK) konstant halten kannst, gibts für 6 LEDs nicht die passende 
Spannung.

> keinen Vorwiderstand. Ist das vielleicht das Problem?

Das hat Dir doch schon Dein Messversuch bewiesen; da erfüllte Dein MM 
die Funktion des Vorwiderstandes.

[Alexander (alecxs)]

Udo S. schrieb:
> Sagt mal, muss wirklich jeder auf dieses offensichtliche Trollposting
> antworten?

Alexander schrieb:
> Zu meiner Verteidigung, heute ist Donnerstag.

Jetzt dürfen wir aber?

[K. F. (Firma: Dipl.-Ing.*in) (ntguser)]

Janek schrieb:
> Das Datenblatt der roten LEDs könnt ihr hier herunterladen:

Faule billige Werbung!
Das ist ein Trollposter, der den link publik machen will.

Wenn jemand ernsthaft interessiert ist:
LEDs kann man durchaus spannungssteuern, nur eben schlecht, weil der IU 
Verlauf so steil ist.

Nimmt der Strom zu, steigt die Verlustspannung nur minimal.

Zwei parallel geschaltete LEDs nehmen sich gegenseitig den Strom weg, 
weil die Erwärmung zu einer besseren Leitfähigkeit führt und damit eher 
noch mehr Strom auf die geht, die eh schon viel zieht - anders als bei 
Widerständen die sich eher balancieren.

[Alexander (alecxs)]

K. F. schrieb:
> Faule billige Werbung!
> Das ist ein Trollposter, der den link publik machen will.

Backlinks sind wieder hipp?

[Steve van de Grens (roehrmond)]

K. F. schrieb:
> Faule billige Werbung!
> Das ist ein Trollposter, der den link publik machen will.

Für eine ganz gewöhnliche LED aus dem Jahr 2018 halte ich das für extrem 
unwahrscheinlich.