Du willst eine Kontroll-LED an 12 V anschließen und brauchst nur schnell den passenden Widerstand? Dann bist du hier richtig. Die Tabellen unten enthalten fertig gerechnete Vorwiderstände für die üblichen Versorgungsspannungen 3,3 V, 5 V, 9 V, 12 V und 24 V, für die gängigen LED-Farben und für drei typische Ströme. Wie die Werte zustande kommen und wann du lieber selbst rechnest, steht darunter.
So sind die Tabellen gerechnet
Grundlage ist die Formel aus LED-Vorwiderstand berechnen:
Die Flussspannung hängt nicht nur von der Farbe, sondern auch vom Strom ab – bei 2 mA liegt sie einige Zehntel Volt niedriger als bei 20 mA. Die Tabellen rechnen deshalb mit diesen typischen Werten:
| Farbe | UF bei 2 mA | UF bei 10 mA | UF bei 20 mA |
|---|---|---|---|
| Infrarot | 1,15 V | 1,2 V | 1,3 V |
| Rot | 1,8 V | 1,9 V | 2,0 V |
| Gelb, Orange | 1,9 V | 2,0 V | 2,1 V |
| Grün (InGaN), Blau, Weiß | 2,7 V | 3,0 V | 3,2 V |
Ältere gelbgrüne LEDs aus Galliumphosphid liegen mit rund 2,1 V bei Rot und Gelb, nicht bei der InGaN-Gruppe. Warum die Farbe die Spannung bestimmt, erklärt Optoelektronik.
Aus dem errechneten Widerstand wird jeweils der nächstgrößere Wert der E-Reihe gewählt, damit der Strom höchstens den Sollwert erreicht. In jeder Zelle steht zuerst der E12-Wert, dahinter der E24-Wert. Mit E24 kommst du meist näher an den Sollstrom; E12 ist in jeder Bastelkiste vorrätig.
Tabelle für 2 mA
Für Statusanzeigen mit modernen LEDs – in Innenräumen oft völlig ausreichend und schonend für Mikrocontroller-Pins und Akkus.
| UB | Infrarot | Rot | Gelb, Orange | Grün, Blau, Weiß |
|---|---|---|---|---|
| 3,3 V | 1,2 k / 1,1 k | 820 / 750 | 820 / 750 | 330 / 300 * |
| 5 V | 2,2 k / 2 k | 1,8 k / 1,6 k | 1,8 k / 1,6 k | 1,2 k / 1,2 k |
| 9 V | 4,7 k / 4,3 k | 3,9 k / 3,6 k | 3,9 k / 3,6 k | 3,3 k / 3,3 k |
| 12 V | 5,6 k / 5,6 k | 5,6 k / 5,1 k | 5,6 k / 5,1 k | 4,7 k / 4,7 k |
| 24 V | 12 k / 12 k | 12 k / 12 k | 12 k / 12 k | 12 k / 11 k |
Werte in Ohm (k = Kiloohm), E12 / E24.
Tabelle für 10 mA
Ein guter Mittelwert für klassische 3- und 5-mm-LEDs.
| UB | Infrarot | Rot | Gelb, Orange | Grün, Blau, Weiß |
|---|---|---|---|---|
| 3,3 V | 220 / 220 | 150 / 150 | 150 / 130 | – |
| 5 V | 390 / 390 | 330 / 330 | 330 / 300 | 220 / 200 |
| 9 V | 820 / 820 | 820 / 750 | 820 / 750 | 680 / 620 |
| 12 V | 1,2 k / 1,1 k | 1,2 k / 1,1 k | 1 k / 1 k | 1 k / 910 |
| 24 V | 2,7 k / 2,4 k | 2,7 k / 2,4 k | 2,2 k / 2,2 k | 2,2 k / 2,2 k |
Tabelle für 20 mA
Der klassische Nennstrom vieler 5-mm-LEDs – für Anzeigen meist mehr als nötig.
| UB | Infrarot | Rot | Gelb, Orange | Grün, Blau, Weiß |
|---|---|---|---|---|
| 3,3 V | 100 / 100 | 68 / 68 | 68 / 62 | – |
| 5 V | 220 / 200 | 150 / 150 | 150 / 150 | 100 / 91 |
| 9 V | 390 / 390 | 390 / 360 | 390 / 360 | 330 / 300 |
| 12 V | 560 / 560 | 560 / 510 | 560 / 510 | 470 / 470 |
| 24 V | 1,2 k / 1,2 k | 1,2 k / 1,1 k | 1,2 k / 1,1 k | 1,2 k / 1,1 k |
– bedeutet: Am Widerstand blieben weniger als 0,5 V übrig. Der Strom hinge dann fast nur noch von der Exemplarstreuung ab; eine grüne, blaue oder weiße LED an 3,3 V mit 10 oder 20 mA ist so nicht sinnvoll zu betreiben. * bedeutet: nur 0,6 V Reserve, der Strom kann zwischen den Exemplaren deutlich schwanken.
Die Leistung nicht vergessen
Der Widerstand setzt PR = (UB − UF) · IF in Wärme um. Bei kleinen Spannungen ist das vernachlässigbar, bei 24 V und 20 mA aber fast ein halbes Watt. Die folgende Tabelle nennt die größte Leistung, die in der jeweiligen Zeile vorkommt, und eine Bauform mit mindestens doppelter Reserve:
| UB | 2 mA | 10 mA | 20 mA |
|---|---|---|---|
| 3,3 V | 4 mW – 0603 | 20 mW – 0603 | 40 mW – 0603 |
| 5 V | 7 mW – 0603 | 37 mW – 0603 | 62 mW – 0805 |
| 9 V | 13 mW – 0603 | 74 mW – 1206 / 0,25 W | 152 mW – 0,5 W |
| 12 V | 21 mW – 0603 | 100 mW – 1206 / 0,25 W | 204 mW – 0,5 W |
| 24 V | 44 mW – 0603 | 220 mW – 0,5 W | 429 mW – 1 W |
Als Belastbarkeit sind angesetzt: 0603 mit 0,1 W, 0805 mit 0,125 W, 1206 mit 0,25 W, bedrahtet je nach Größe 0,25 W, 0,5 W oder 1 W. Was hinter diesen Werten und dem Derating steckt, erklärt der Festwiderstand; die gängigen Gehäuse zeigt der SMD-Widerstand.
Bei hohen Spannungen lohnt sich deshalb ein kleinerer Strom. Mit 2 mA statt 20 mA sinkt die Wärme auf ein Zehntel – und eine moderne LED ist bei 2 mA als Anzeige meist hell genug. Alternativ schaltest du mehrere LEDs in Reihe, sodass weniger Spannung am Widerstand übrig bleibt.
Wann du selbst rechnen solltest
Die Tabellen gelten für typische Werte bei Raumtemperatur. Rechne selbst, wenn
- dein Datenblatt eine deutlich andere Flussspannung nennt,
- die Versorgung schwankt – etwa das Bordnetz im Auto mit bis zu 14,4 V statt 12 V; rechne dann mit der höchsten Spannung,
- mehrere LEDs in Reihe hängen; dann addierst du ihre Flussspannungen,
- nur wenig Spannung am Widerstand übrig bleibt (3,3 V mit grüner, blauer oder weißer LED).
Das geht am schnellsten mit dem Rechner:
LED-Vorwiderstand
- Rechnerisch
- 200 Ω
- Nimm (E12)
- 220 Ω
- Strom damit
- 13,6 mA
- Verlustleistung
- 40,9 mW
Belastbarkeit des Widerstands mindestens 1/8 W (doppelte Reserve).
Eine LED ohne jeden Widerstand zu betreiben, geht nur in Sonderfällen – siehe LED ohne Vorwiderstand. Ob der Widerstand vor oder hinter der LED sitzt, ist für die Tabelle egal (Vorwiderstand vor oder nach der LED?). Allgemeines zur LED und zum Prinzip des Vorwiderstands steht in den verlinkten Artikeln.
Selbsttest
Welchen Vorwiderstand nimmst du für eine weiße LED an 5 V mit 10 mA?
220 Ω aus E12 (200 Ω aus E24); gerechnet (5 V − 3,0 V) / 10 mA = 200 Ω.
Wie viel Leistung setzt der Widerstand einer roten LED an 12 V mit 20 mA um?
Mit 560 Ω fließen etwa 10 V / 560 Ω ≈ 17,9 mA, das ergibt 10 V · 17,9 mA ≈ 0,18 W – ein 0,5-W-Widerstand ist angemessen.
Warum steht bei 3,3 V und blauer LED mit 20 mA kein Wert?
Bei rund 3,2 V Flussspannung blieben nur 0,1 V für den Widerstand; der Strom wäre unberechenbar.
Drei rote LEDs (je 2,0 V) in Reihe an 12 V mit 20 mA – welcher Widerstand?
(12 V − 6,0 V) / 20 mA = 300 Ω; 330 Ω aus E12 (18,2 mA) oder genau 300 Ω aus E24.
Warum nimmt man den nächstgrößeren und nicht den nächstliegenden Normwert?
So bleibt der Strom sicher unter dem Sollwert; die etwas geringere Helligkeit fällt kaum auf.