LEDs

Eine LED ist eine Leuchtdiode. LED steht dabei für Light Emitting Diode. Auf deutsch heißt es lichtemittierende Diode und bedeutet Licht aussendende Diode.

Die Funktionsweise einer LED ist uns bereits aus der Tierwelt bekannt. Denn überspitzt formuliert ist zum Beispiel das energiegeladene Glühwürmchen eine fliegende LED. Der Unterschied besteht einzig darin, wie die Atome im Inneren angeregt und somit zum Leuchten gebracht werden. Den Leuchtkäfern gelingt dies durch eine chemische Reaktion. Bei der LED passiert das mithilfe elektrischen Stroms – kurz: Elektrolumineszenz.
Eine Leuchtdiode besteht aus einer Anode und einer Kathode. Für den Stromfluss zwischen beiden Polen sorgt ein Draht, der sogenannte Bonddraht. Hierüber fließt die notwendige Energie für die gewünschte Elektrolumineszenz.
Auf der Kathode sitzt ein Chip, der umgeben ist von einer Kunststofflinse, die den Chip schützen und das Licht im Raum verteilen soll. Der zur Lichterzeugung verwendete Chip ist in eine sogenannte Reflektorwanne eingesetzt, durch die eine gute Lichtausbeute und ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird.
Beim Chip handelt es sich um einen Halbleiterkristall aus zwei verschiedenen Materialien, welche unterschiedlich dotiert sind. Das bedeutet, dass ein Überschuss an positiven oder negativen Ladungsträgern existiert. Fließt nun Strom, reagieren die Elektronen, und es wird Energie in Form von Photonen freigesetzt. Die LED leuchtet.

Neun Vorteile der LED auf einen Blick

1. Sehr geringer Stromverbrauch. LEDs sind äußerst effizient, wenn es darum geht Energie in Licht umzuwandeln.

2. Hohe Lichtausbeute. LED-Leuchtmittel können mit relativ wenig Strom viel Leuchtkraft entwickeln.

3. Lange Lebensdauer. LEDs müssen deutlich weniger oft ausgetauscht werden als herkömmliche Glühbirnen.

4. Leichter Austausch/Wechsel durch einheitliche Fassung.

5. Enthält keine gesundheitsgefährdenden Stoffe, wie beispielsweise Quecksilber. Eine beschädigte LED-Lampe ist nicht gefährlich.

6. Keine Einschaltverzögerungen. LEDs entfalten sofort nach dem Einschalten die gewünschte Leuchtkraft.

7. Keine UV-Strahlung. UV-Strahlung bedeutet Wärme, da LED-Lampen kein UV-Licht abstrahlen, eignen sie sich besonders gut für Orte, an denen eine Erwärmung ungünstig wäre.

8. Funktionieren auch bei extremen Temperaturen. LED-Lampen sind bei Temperaturen bis zu minus 60 Grad Celsius einsatzfähig.

9. LED-Lampen sind vielseitig einsetzbar. Ihre geringe Hitzeentwicklung und die vielen Möglichkeiten bezüglich Lichtintensität, Lichtfarbe und Form machen sie universell einsetzbar.

(Quelle: https://www.vattenfall.de/infowelt-energie/funktionsweise-einer-led-vorteile)

Wer etwas mehr zur Herstellung einer LED wissen möchte, kann sich das Video von der Sendung mit der Maus ansehen:

Kommen wir nun zu unserem Calli:Bot. Wir wollen die LEDs, die der Calli:Bot besitzt leuchten lassen. Der Calli:Bot besitzt auf der Unterseite seines Fahrgestells 4 RGB LEDs. Sie funktionieren wie die RGB-LED auf dem Calliope mini. 

Ein kleines Programm für das Einschalten der RGB-LED des Calliope Mini (in der Farbe rot) sieht wie folgt aus:

_R steht bei mir für die RGB-LED am Calliope mini. Öffnet man die Auswahlliste, sind auch alle RGB-LEDs des Calli:Bot verfügbar. Die Beschriftung der RGB-LEDs des Calli:Bot sind dabei die Gleichen, wie in der Konfiguration, was wir zu Beginn des Kurses bereits durchgenommen hatten. Die Beschriftung der RGB-LED des Calliope wird hingegen vom System festgelegt.

Wie du es vielleicht noch vom Calliope mini Kurs kennst, kannst du die RGB-LED mit einem Block einschalten und eine Farbe festlegen, in der die LED leuchten soll und mit einem weiteren Block wieder ausschalten. Damit wir festlegen können, wie lange eine LED leuchtet, nutzen wir den Warte-Block und geben die Zeit in Millisekunden ms an, bevor der nächste Block ausgeführt wird und in meinem Fall die LED ausgeschaltet wird.

Die Programmier-Blöcke für die RGB-LED befinden sich in der 1. Programmblock-Palette in der Kategorie Aktion. 

Der Warte-Block befindet sich in der Kategorie Kontrolle.

Eine kleine Besonderheit gibt es noch für die LEDs des Calli:Bot. Du kannst sie alle gleichzeitig ansteuern und programmieren. Wenn alle zur gleichen Zeit in der gleichen Farbe leuchten sollen, ist dies ganz nützlich und spart Programmieraufwand und Speicherplatz.

Der Calli:Bot besitzt noch 2 weitere LEDs. Dies befinden sich oben an der Vorderseite und sind rot. Sie können auch nur rot leuchten. Aufgrund ihrer Anordnung kann man sie zum Beispiel als Blinker verwenden.

Die Programmierung ist prinzipiell ähnlich der RGB-LED, jedoch wählen wir keine Farbe aus, sondern schalten die entsprechende LED ein oder aus. 

Das einzig "schwierige" dabei ist den Programmierblock zu finden. Dieser ist in der erweiterten Programmierpalette 2 (mit dem Stern) unter Aktion und dann Statusleuchte zu finden. Siehe dazu folgendes Bild:

Ausblick

Im nächsten Kursinhalt werden wir den Ultraschallsensor kennenlernen.