LEDs am Raspberry

rbpledDas Erste, was wohl fast jeder mit seinen GPIO-Ports anstellt, ist eine LED an diesen zu klemmen. Da die GPIO-Ports jedoch nur in einem bestimmten Rahmen belastet werden sollten, verwenden wir für diesen Zweck Widerstände. Die Wahl der richtigen Widerstände und die Verschaltung sind in diesem Beitrag beschrieben.

 

 

 

 

In diesem Artikel verwendetes Zubehör

 

Zunächst müssen wir in Erfahrung bringen, über welche Durchlassspannung unsere LEDs verfügen. Bei den im obigen Slide verlinkten LEDs war der Lieferant so freundlich und hat die entsprechenden Werte gelistet. In diesem Beitrag gehe ich exemplarisch auf eine rote, eine gelbe und eine grüne LED ein.

  • Durchlassspannung LED rot: 1,8 V
  • Durchlassspannung LED grün: 2,4 V
  • Durchlassspannung LED gelb: 2,1 V

Nun sind wir des Rechnens zu faul und verwenden folgende Seite, um die benötigten Widerstände zu ermitteln:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm

Hierbei geben wir einen Betriebsstrom von 5 mA an, da dies bei den meisten LEDs für eine sichtbare Helligkeit völlig ausreicht und den GPIO-Port schont. An einem GPIO-Port liegen 3,3 V an, daher geben wir diese Spannung als Betriebsspannung an. Zu beachten sei hierbei nämlich, dass die GPIO-Ports  in Summe mit maximal 50mA belastet werden dürfen, dass wären in unserem Beispiel maximal 10 LEDs. Wenn mehr LEDs benötigt werden, kann nicht auf diese Art der Schaltung zurückgegriffen werden, hier müsste man beispielsweise mit Transistoren arbeiten.

Wer es manuell berechnen möchte, kann dies wie folgt tun:

  • Zu vernichtenden Spannung = Betriebsspannung – Durchlassspannung ( 3,3 V – 1,8V = 1,5 V)
  • 5mA = 0,005A
  • U = R * I    →    U / I = R     (1,5 V / 0,005A = 300 Ω)    → nächst höherer Widerstand = 330 Ω

 

Nun erhalten wir den benötigten, bzw. den nächst höheren, verfügbaren, Widerstand:

  • Widerstand LED rot: 330 Ω
  • Widerstand LED grün: 220 Ω
  • Widerstand LED gelb: 270 Ω

Daraus ergibt sich folgende Schaltung:

Schaltung

 

 

Nachdem wir die LEDs wie im Bild gezeigt angeschlossen haben, starten wir den Raspberry und installieren die wiringPi-Bibliothek. Dies habe ich bereits in diesem Beitrag ausführlich beschrieben.

Nun definieren wir die entsprechenden Ports als Ausgang. Entweder per Hand für jeden einzelnen wiringPi-Port mit

gpio mode 21 out
gpio mode 22 out
gpio mode 23 out

oder direkt als Schleife, die wir auch in das Startscript „/etc/rc.local“ einfügen können:

for i in 21 22 23; do /usr/local/bin/gpio mode $i out;done

 

Nun können wir die LEDs mit

gpio write 21 1

einschalten und mit

gpio write 21 0

wieder ausschalten.

 

Wenn man die gesamte LED-Schaltung nun in ein Kunststoffgehäuse packt, könnte man beispielsweise so etwas daraus machen:

DSC00847 - Kopie

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