Arduino-Tutorial Teil 2: LEDs ansteuern

Schaltplan eines Arduinos mit angeschlossener LED

Nachdem das letzte Tutorial den Einstieg in die Arduino-Programmierung behandelt hat, soll in diesem gezeigt werden, wie man mit dem Arduino eine LED ansteuern kann.

Benötigt werden:

  • Arduino UNO
  • LED
  • Widerstand (für eine grüne LED: 330Ω)
  • Breadboard (auch Steckplatine genannt)

Eine LED, auf Deutsch Leuchtdiode, ist eine spezielle Diode, die Licht emittiert. Sie hat einen Anode (langes Bein) und einen Kathode (kurzes Bein). Die Anode ist der Plus-Pol und die Kathode der Minus-Pol.
Zwei Eselsbrücken, sich das zu merken, sind diese hier: „+“ besteht aus zwei Strichen, daher hat der Plus-Pol auch das längere Bein. Kathode und kurz beginnen dagegen beide mit „k„.

Um weder die LED, noch den Arduino zu beschädigen, muss der Strom, der durch die LED fließt, mit einem Widerstand begrenzt werden. LED und Widerstand werden in Reihe geschaltet, dabei teilt sich die angelegte Spannung (5V) auf die LED und den Widerstand auf. Die Spannung an der Leuchtdiode hängt von ihrer Farbe ab.

FarbeSpannung in V
Infrarot1,2 – 1,8
Rot1,6 – 2,2
Gelb2,0 – 2,2
Grün1,9 – 2,6
Blau3,0 – 4,0
Weiß3,0 – 4,0

Der Wert des Widerstands berechnet sich so:

Widerstand = Spannung ges Spannung LED Stromstärke R={U_ges-U_LED}over{I}

Rechenbeispiel mit einer grünen LED:

Widerstand = 5 V 2,2 V 0,01 A = 280 Ω R={5V-2,2V}over{0,01A}=280 %OMEGA

In der Praxis existieren aber nicht alle Werte, sodass man einfach den nächst höheren, in diesem Fall 330Ω nimmt.

Info: Welchen Wert ein Widerstand hat, hängt von seinen Farbringen ab. Eine gute Erklärung, was die verschiedenen Ringe bedeuten, findet sich bspw. auf der Seite des Elektronikhändlers Conrad. 1
Um LEDs anzusteuern, muss dieser Widerstand auch nicht sonderlich genau sein. Bei zu großen Widerständen leuchten LEDs nur schwächer, allerdings sollte der Widerstand nicht zu klein sein, da sonst Schäden an LED und Arduino drohen.

Die Kathode (kurzes Bein) verbindet man nun mit einem Massepin (mit GND beschriftet) am Arduino. Die Anode (langes Bein) wird über den Widerstand mit Pin 10 verbunden.

Schaltplan eines Arduinos mit angeschlossener LED
Der fertig aufgebaute Schaltplan

Das Steuerungsprogramm ist sehr kurz. Im setup()-Block (zwischen den geschweiften Klammern) definiert es den Pin 10 als Ausgang. Anschließend wird der Code im loop()-Block immer wieder ausgeführt. Dabei wird die Spannung an LED und Widerstand auf 5V gesetzt und die LED beginnt zu leuchten. Danach wird eine Sekunde (1000 Millisekunden) gewartet und die Spannung auf 0V zurückgesetzt, wodurch die LED ausgeschaltet wird. Nachdem eine weitere Sekunde gewartet wurde, beginnt die loop()-Schleife von vorne und die LED wird wieder an- und ausgeschaltet.

Der beschriebene Programmcode für den Arduino in einem Fenster der Arduino-IDE

Als Übung könnte man nun z.B. eine zweite LED anschließen und beide LEDs abwechselnd blinken lassen.

Hier ist auch nochmal der Code zum Herunterladen, damit man ihn nicht abtippen muss:


1 Widerstands Farbcode » Erklärung & Tabelle der Farben bei 3, 4, 5 und 6 Ringen / Bändern, conrad.de