Pulsbreite und mittlerer Strom
Dimme durch schnelles Schalten
PWM heißt Pulse Width Modulation, Pulsbreitenmodulation: Sie verändert den Einschaltanteil des Zyklus, den Tastgrad. LED heißt Light Emitting Diode, lichtemittierende Diode. Frequenz in Hertz (Hz) zählt Zyklen pro Sekunde.
EXPERIMENTIERTISCH
Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.
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Warum es funktioniert
Ideale 5-V-Pulse, LED-Abfall 2 V, fester Widerstand. Keine Schaltflanken, Wahrnehmung oder Wärme; Helligkeit nicht kalibriert.
Spitzenstrom = (5 − 2)/R. Mittelwert = Spitze × Tastgrad/100. Frequenz verändert Zykluslänge, nicht den Mittelwert bei gleichem Tastgrad. Die Spitzenformel gilt für einen eingeschalteten Puls. Bei 0% gibt es keinen Puls und die angezeigte Spitze ist null.
Schwierigkeit
Aufbauen · Aufbauen
Schalte mit 330 Ω, 50% und 100 Hz ein. Vergleiche Spitze und Mittelwert.
Brauchst du einen Tipp?
330 Ω; 50%; 100 Hz
Erforschen · Eine Größe ändern
Erreiche 2–3 mA im Mittel, höchstens 20 mA Spitze und mindestens 100 Hz.
Brauchst du einen Tipp?
330 Ω; 25%; 100 Hz → 2.27 mA
Selbst lösen · Aufgabe lösen
Erreiche 8–10 mA im Mittel, höchstens 20 mA Spitze und mindestens 200 Hz.
Brauchst du einen Tipp?
200 Ω; 60%; 200 Hz → 9 mA
Zusatzwissen und Schaltungsrezepte
Dimme durch schnelles Schalten
Ein nützliches Muster
Bei 25% fließt Strom ein Viertel des Zyklus; die Spitze bleibt gleich.
Außerhalb des Modells
Ein realer Treiber muss den Spitzenstrom vertragen. Schnelles Schalten macht eine überhöhte Spitze nicht sicher.
Eine typische Falle vermeiden
PWM ersetzt nicht den strombegrenzenden LED-Widerstand.
Tastgrad bleibt 50%, Frequenz verdoppelt. Der mittlere Strom…
- verdoppelt sich
- halbiert sich
- bleibt gleich
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Der Einschaltanteil bleibt gleich; nur die Zyklusdauer verändert sich.