Egal ob du spätabends noch Hausaufgaben machst, an deinem nächsten Projekt bastelst oder noch ein Buch lesen willst, deine Schreibtischlampe ist dabei dein treuester Begleiter. Aber hast du dir schon mal überlegt, was eigentlich passiert, wenn du den Schalter umlegst?
Doch zuerst einmal sind deine handwerklichen Fähigkeiten gefragt. Du musst die Holzteile passgenau sägen, bohren und mit Schrauben zum stabilen Gelenkarm zusammenbauen. Wenn das Grundgerüst steht, baust du die Elektronik und die LED ein.
Die Schaltung der LED Schreibtischlampe
- Das Netzteil (Stromquelle): Es verwandelt die hohe Spannung aus deiner Steckdose in eine kleine, für uns nutzbare Spannung, die für die Bauteile sicher ist. Ohne das Netzteil würde die LED sofort durchbrennen.
- Der Schalter (Der Türsteher): Er unterbricht oder schließt den Stromkreis. Nur wenn du ihn drückst, können die Elektronen losfließen.
Das Potentiometer (Der Regler): Das ist der Drehknopf links. Mit ihm bestimmst du, wie hell deine Lampe leuchten soll. Er funktioniert wie ein veränderbarer Widerstand. - Der MOSFET IRLZ44N: Ein MOSFET ist wie ein Wasserhahn, der durch elektrische Spannung am Gate (G) aufgedreht wird. Die entscheidende Größe ist hier die Gate-Source Threshold Voltage, also die Spannung, ab der der Transistor überhaupt erst anfängt zu leiten. Warum F wichtig ist
- Unterschied zum Standard-MOSFET
- Standard-MOSFET (z. B. IRFZ44N): Er braucht oft 10V am Gate, um voll „aufzudrehen“. Wenn du nur ein 5V-Netzteil hast oder das Poti nur halb aufgedreht ist, öffnet er nur ein bisschen. Die Folge: Er wird kochend heiß und die LED bleibt dunkel.
- Logic-Level MOSFET (IRLZ44N): Er ist so konstruiert, dass er schon bei sehr niedrigen Spannungen (eben „Logic Levels“, wie sie Computerchips nutzen) voll leitet.
- Theoretisch könnte in die Schaltung noch ein Kondensator eingebaut werden, da die Schaltung aber ein stilisiertes Netzteil hat, ist dies nicht nötig.
Dunkle LED Schreibtischlampe mit IRLZ44N N-Kanal-MOSFET Dimmer als "Common drain"
- Der Aufbau: Die 5 V gehen in den Drain (Mitte), und die LED hängt an der Source (Rechts).
- Das Problem mit der Spannung: Damit ein N-Kanal-MOSFET leitet, muss das Gate immer ein Stück "positiver" sein als die Source. Man nennt das die Schwellenspannung.
- Warum nur ca 3,7 V? Wenn du das Poti auf Anschlag (5 V) drehst, "folgt" die Spannung an der Source der Gate-Spannung, bleibt aber immer um den Betrag der Schwellenspannung dahinter zurück.
- Helligkeit: Die LED leuchtet schwächer, weil sie nie die vollen 5 V sieht. Der MOSFET arbeitet hier wie ein linearer Widerstand, der den Rest der Spannung "verbrennt".
Helle LED Schreibtischlampe mit IRLZ44N N-Kanal-MOSFET Dimmer als "Common source"
Dies ist die klassische Art, einen MOSFET als Dimmer/Schalter zu benutzen, weil es nicht zu dem "Verlust"-Effekt kommt.
- Der Aufbau: Die Source (Rechts) liegt direkt auf Masse (0 V). Die LED hängt zwischen Plus und dem Drain (Mitte).
- Der Vorteil: Hier ist die Spannung an der Source fest auf 0 V. Wenn du das Poti auf 5 V drehst, hast du die vollen 5 V Differenz zwischen Gate und Source.
- Warum volle 5 V? Bei 5 V "Steuerspannung" macht der IRLZ44N (ein Logic-Level MOSFET) sperrangelweit auf. Er hat dann fast gar keinen Widerstand mehr.
- Helligkeit: Die LED bekommt fast die kompletten 5 V ab (minus ein paar Millivolt Verlust im MOSFET). Sie leuchtet also mit maximaler Helligkeit.
🚨Achtung bei dieser Schaltung wird vor allem die LED sehr warm/heiß, deshalb muss das LED Modul einen Kühlkörper bekommen. Dazu am besten eine große Unterlegscheibe zwischen Holz und LED verbauen.
Zwei schwere Muttern, als Gewichte, damit die Lampe nicht umfällt. Diese Lampe habe ich beim Kindergeburtstag meines Sohnes gebaut. Es sollte etwas nachhaltiges, wertiges und sinnvolles sein. So dass die Kinder mit einem Erfolgserlebnis und etwas wirklich brauchbarem nach hause gehen. Deshalb ist die Lampe auch nicht perfekt geworden :-)...
Aber wunderschön leuchtet tut sie auf jeden Fall.
Hier die von mir verwendeten Maße, nur die Montageplatte habe ich nachträglich noch geändert.
