LEDs richtig ansteuern: Grundlagen, Unterschiede & Tipps

8. May 2025
Elektroblog

LEDs, Ansteuerung und Unterschiede – dein Überblick für Praxis und Projekte

LEDs sind aus der Elektronik nicht mehr wegzudenken – ob als einfache Statusanzeige, dekorative RGB-Beleuchtung oder intelligente Matrixsteuerung. Doch hinter dem kleinen Leuchtpunkt steckt mehr Technik, als man zunächst denkt. In diesem Beitrag zeige ich dir, wie du LEDs richtig ansteuerst, welche Unterschiede es gibt, welche Bauformen verfügbar sind – und worauf du bei Projekten mit PWM, RGB oder WS2812 achten solltest.

Wie steuert man eine LED an?

1. Mit Vorwiderstand (klassisch)

Die einfachste und gängigste Art. Man begrenzt den Strom mit einem passenden Widerstand:

Formel:
R = (U_Versorgung – U_LED) / I_LED

Beispiel:
R = (5 V – 1,9 V) / 0,02 A = 155 Ω

Tipp: Nimm den nächsthöheren Standardwert (z. B. 180 Ω), um die LED zu schonen.

Besserer Tipp: Lass es einfach…. Der klassische Vorwiderstand ist halt einfach, billig und für eine einzelne Status-LED auch oft noch okay – aber:

Ineffizient (Strom wird verbraten)
Nicht temperaturkompensiert
Nicht dynamisch steuerbar
Ungeeignet bei Lastschwankung oder Spannungsvariation

Heutzutage gibt’s bessere Alternativen:

PWM über Mikrocontroller (ultraeffizient)
Konstantstromquellen (bei mehreren LEDs oder High-Power)
LED-Treiber-ICs (bei professionellen Anwendungen)

2. Per PWM (Pulsweitenmodulation)

Statt die Spannung zu begrenzen, regelt man die Leuchtdauer pro Zyklus. Der Mikrocontroller schaltet sehr schnell zwischen „an“ und „aus“. So entsteht ein dimmbarer Helligkeitseffekt.

Vorteile: energieeffizient, gut dimmbar

3. Mit einem LED-Treiber

Besonders bei mehreren LEDs oder höherem Strom (z. B. LED-Stripes, Beleuchtung). Treiber regeln konstanten Strom, unabhängig von Spannungsschwankungen. Typisch: LM317, PT4115, Constant-Current-Treiber für High-Power-LEDs.

4. An AC anschließen? Nur mit Zusatztechnik!

⚠️ Achtung: Die folgenden Infos dienen nur der Aufklärung. Bitte nicht nachbauen – das ist gefährlich und schlechte Praxis.:

LEDs sind Dioden – sie leiten in Durchlassrichtung und sperren in Sperrrichtung. Dadurch übernehmen sie bei direkter Wechselspannung automatisch eine Halbwellen-Gleichrichtung: Sie leuchten nur während jeder zweiten Halbwelle (bei 50 Hz → 50-mal pro Sekunde).
Ein Kondensator kann – abhängig von Frequenz, Kapazität und Last – als Blindwiderstand wirken und so den Strom begrenzen. Diese Technik kommt z. B. in kapazitiven Netzteilen zum Einsatz (oft in günstiger Nacht- oder Dekobeleuchtung).
Wenn man viele LEDs in Reihe schaltet (z. B. 60–80 Stück), kann man die Netzspannung aufteilen, sodass jede LED nur einen kleinen Teil der 230 V abbekommt. In der Theorie funktioniert das – in der Praxis gibt’s viele Probleme:

❌ Warum das keine gute Idee ist:

Keine vollständige Gleichrichtung:
Ohne Brückengleichrichter leuchtet die LED nur in jeder zweiten Halbwelle → flackert mit 50 Hz eventuell. Bei vielen LEDs oder in Reihe ist das weniger auffällig, aber technisch unsauber.
Sperrspannung der LED:
LEDs vertragen meist nur 5–6 V Rückwärtsspannung. 230 V AC (325 V Peak) würde die LED in der Sperrphase zerstören, wenn man sie ohne Schutzdioden betreibt.
Kapazitive Vorwiderstände sind tricky:
Ein Kondensator begrenzt Strom abhängig von Frequenz und Kapazität, aber ohne Strombegrenzung bei Einschaltimpulsen kann es zu hohen Anlaufströmen kommen → Lebensdauer leidet.
Sicherheitsrisiko:
Wer LEDs direkt an Netzspannung betreibt, ohne galvanische Trennung, baut eine potenziell gefährliche Schaltung – das Gehäuse (z. B. Metall) kann Netzpotential führen.

⚠️ Warnung: LEDs direkt an 230 V anschließen ist gefährlich – immer mit geeignetem Netzteil oder LED-Treiber!

Fazit: Nicht ohne Grund schlechte Praxis

LEDs sollten niemals direkt an 230 V AC betrieben werden – auch wenn es technisch funktioniert.
Besser:

Geeignetes LED-Netzteil oder Treiber verwenden
Galvanische Trennung sicherstellen
Nur mit Schutzbeschaltung arbeiten

Mit einem kleinen Netzteil oder einem Konstantstrom-LED-Treiber ist man sicher, effizient und langlebig unterwegs – und macht’s auch dem TÜV nicht unnötig schwer.

Vergleich: typische LED-Spannungen und Stromaufnahme

LED-Farbe	Durchlassspannung (V)	Strom (max)
Rot	ca. 1,8–2,2 V	20 mA
Gelb	ca. 1,9–2,2 V	20 mA
Grün	ca. 2,0–3,2 V	20 mA
Blau	ca. 2,8–3,4 V	20 mA
Weiß	ca. 3,0–3,4 V	20 mA

Bauformen: SMD vs. THT

Bauform	Beschreibung	Anwendung
THT (Through Hole)	Klassische LEDs mit langen Beinchen	Breadboard, Prototyping, einfache Montage
SMD (Surface Mount)	Kompakte Bauform für Platinen	Serienproduktion, platzsparende Projekte

👉 THT ist ideal für Einsteiger und schnelle Projekte.
👉 SMD ist ideal für fertige Baugruppen mit Lötpaste oder Reflow.

THT LEDs werden aber auch auf Platinen in fertigen Baugruppen oder Geräten verwendet, z.B. wenn man keinen „Lightguide“ verwenden will, und die LED durch eine Gehäuseöffnung sichtbar wird. Allerdings ist es Meiner meinung nach in vielen fällen schöner eine SMD-LED und einen Lightguide zu verwenden.

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RGB-LEDs: Farben mischen mit drei Signalen

Eine RGB-LED enthält 3 Dioden (rot, grün, blau) in einem Gehäuse. Durch unterschiedliche PWM-Signale lassen sich Millionen von Farben mischen.

Steuerung: 3 PWM-Kanäle nötig
Aufbau: 4 Pins (Kathode oder Anode gemeinsam)
Tipp: mit Transistoren oder Treiber-ICs arbeiten, wenn hohe Helligkeit gefragt ist

Smart-LEDs wie WS2812 und Co.

Diese LEDs enthalten einen integrierten Controller und lassen sich über einen einzigen Datenpin(meistens, es gibt welche mit extra Clock leitung) steuern – perfekt für LED-Streifen, -Ringe oder -Matrizen.

Vorteile:

Nur ein Datenpin (meistens)
Adressierbar: jede LED einzeln steuerbar
Steuerung über Bibliotheken (z. B. FastLED, Adafruit NeoPixel)

Beliebte Typen:

WS2812 / WS2812B: RGB, 5 V, sehr beliebt
SK6812: RGBW, mehr Farben, gleiche Steuerung
APA102: RGB mit separater Clock-Leitung (besser bei langen Strecken)

Was sind RGBW- oder WRGB-LEDs?

RGBW-LEDs (auch WRGB genannt) sind eine Erweiterung klassischer RGB-LEDs: Zusätzlich zu den roten, grünen und blauen Chips besitzen sie einen separaten weißen LED-Chip. Dadurch lassen sich echte, saubere Weißtöne erzeugen – im Gegensatz zum etwas farbstichigen „Mischweiß“ aus RGB. Außerdem kann man RGB-Farben mit weißem Licht kombinieren, z. B. für Pastelltöne oder stärkere Helligkeit.

Je nach LED-Typ gibt es:

RGBW (gemeinsame Anode oder Kathode) mit 4 Kanälen
Adressierbare RGBW-LEDs, z. B. SK6812, die ähnlich wie WS2812 über einen Datenpin gesteuert werden

RGBW-LEDs sind ideal, wenn du neben bunten Effekten auch brauchbares Weißlicht für Beleuchtung oder Anzeigen brauchst.

RGB-LED per PWM mit Arduino ansteuern

Voraussetzung:

RGB-LED (gemeinsame Kathode)
3 passende Vorwiderstände (je ca. 220–330 Ω)
Pins z. B. 9 (Rot), 10 (Grün), 11 (Blau)


const int redPin = 9;
const int greenPin = 10;
const int bluePin = 11;

void setup() {
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

void loop() {
  analogWrite(redPin, 255);   // Volle Helligkeit Rot
  analogWrite(greenPin, 0);   // Kein Grün
  analogWrite(bluePin, 0);    // Kein Blau
  delay(1000);

  analogWrite(redPin, 0);
  analogWrite(greenPin, 255); // Jetzt Grün
  delay(1000);

  analogWrite(greenPin, 0);
  analogWrite(bluePin, 255);  // Jetzt Blau
  delay(1000);
}

WS2812 / NeoPixel mit Arduino

Voraussetzung:

WS2812-LED oder LED-Streifen
Datenleitung an z. B. Pin 6
Bibliothek: Adafruit NeoPixel über Bibliotheksverwalter installieren


#include 

#define LED_PIN     6
#define LED_COUNT   8

Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  strip.begin();
  strip.show(); // Alle LEDs aus
}

void loop() {
  strip.setPixelColor(0, strip.Color(255, 0, 0)); // LED 0 Rot
  strip.setPixelColor(1, strip.Color(0, 255, 0)); // LED 1 Grün
  strip.setPixelColor(2, strip.Color(0, 0, 255)); // LED 2 Blau
  strip.show();
  delay(1000);
}

Fazit: LEDs bieten mehr als nur Licht

Ob als einfache Anzeige oder komplexe Lichtsteuerung – LEDs sind vielseitig, effizient und leicht zu integrieren. Wichtig ist die passende Ansteuerung:

Für einzelne LEDs reicht oft ein Vorwiderstand.
Für dimmbare Anwendungen empfiehlt sich PWM.
Für größere Installationen sind LED-Treiber oder intelligente LEDs wie WS2812 die erste Wahl.

Mit dem Wissen aus diesem Artikel kannst du künftig nicht nur LEDs korrekt ansteuern – sondern deine Projekte heller und professioneller gestalten.