Für die Strommessung von 5 V Solarmodulen wird eine einfache LED Anzeige benötigt. Da die Hersteller der Solarmodule immer die maximalen Ströme und Spannungen angeben, fehlen Erfahrungswerte, was das Modul in der dunklen Jahreszeit, im Innenraum am Fenster und bei Bewölkung vor Ort liefert. Für die ersten Messungen diente ein Messgerät Multizet, das für geringes Geld auf dem Amateurfunkmarkt erworben wurde. Das analoge Zeigermessgerät schaltet niemals während der Messung ab, aber für eine optimal Stromanzeige und maximalen Solarstrom musste der Messbereich immer umgeschaltet werden. Hier liegt der Verteil der LED-Anzeige, deren Farbumschlag bis zum hellen Leuchten auch aus der Entfernung gut sichtbar ist.

Bei einfarbigen LEDs ist die Vorwärtsspannung größer je kürzer die Wellenlänge ist. Diese entspricht der Reihenfolge der Regenbogenfarben. So hat zum Beispiel einee infrarote LED eine niedrige Spannung um die 1,1V, ist aber zur optischen Anzeige nicht verwendbar. Von den sichtbaren Farben hat die blaue LED die höchste Vorwärtsspannung von etwa 3,2 V. Die Eigenschaft der mit der Farbe aufsteigenden Vorwärtsspannungen wird in der Schaltung genutzt. Jedoch hängt auch die Vorwärtsspannung vom Halbleitermaterial ab und wie der Hersteller den Diodenübergang aufbaut. Die LED können mit verschiedenen Strömen betrieben werden, und in Reihe befindet sich der Bahnwiderstand. Durch die Reihenschaltung mit dem Bahnwiderstand hängt die Vorwärtsspannung bei hohen Strömen bis zum Grenzwert ab.
   

Für die Anzeige sollte die LED Diffus auch von der Seite zu sehen sein und einen größeren Durchmesser als 5 mm haben. Der Aufbau mit einer 10mm-LED war zu groß. Wegen der möglichen unterschiedlichen Eigenschaften wurden zuerst LEDs aus der Bastelkiste gemessen, und diese wiesen sehr unterschiedliche Vorwärtsspannungen bei gleicher Farbe und gleichem Strom auf. Daher wurde eine LED von einem einzigen Hersteller mit D=8mm und 60° Abstrahlwinkel ausgewählt. Der Betriebsstrom ist von unter 1 mA bis etwa 3 mA gewählt, natürlich unterhalb des maximalen Stromes. Der Distributor TME (www.tme.eu) bietet 8mm-Leds von mehreren Herstellern an, und es wurden gute Erfahrungen bei LED-Bestellungen gemacht, wobei schon mal eine LED-Farbe nicht lieferbar ist. Von dem Hersteller Luckylight waren alle Farben verfügbar:   

    Rot        803VD2C
    Orange  803AD2C
    Gelb      803YD2C
    Grün     804PGD2C
    Blau      804BD2C

Die Eigenschaft unterschiedlicher Vorwärtsspannungen wurde zuerst in einem Testaufbau genutzt. Die rote LED leuchtet zuerst mit einem geringsten Strom. Da die rote LED die kleinste Vorwärtsspannung hat, lassen die anderen LEDs noch keinen oder nur geringfügigen Strom fließen. Die nächst höhere Vorwärtsspannung hat die orange LED. Die Strombegrenzung wird zwischen der Vorwärtsspannung der roten und der orangen LED mit einem Widerstand eingestellt. Anschließend wird der Widerstand zwischen der orangen und gelben LED eingestellt und so weiter. Die Übergänge sind nicht scharf getrennt, aber es ist ein Verhalten einer Balkenanzeige. Die Übergänge von Rot, Orange und Gelb sind sehr fließend. Zwischen Gelb und Grün ist der Übergang deutlicher, da der Unterschied der Vorwärtsspannung größer ist. Damit ergibt sich ein einfacher Schaltplan ohne viele Steuertransistoren oder teure ICs.

Um einen größeren Unterschied zwischen den Farben zu erreichen, wurde die LED-Vorwärtsspannung um eine weitere Diodenspannung erhöht. Die Schottkydioden haben je nach LED-Strom eine Vorwärtsspannung von 0,2 V bis 0,5 V. Die bedrahtete Schottkydiode BAT46 war gerade von Pollin verfügbar. Alternative Dioden wie die 4148 oder 4001 bis 4007 haben eine höhere Vorwärtsspannung als Schottkydioden, sodass die Widerstandswerte dann angepasst werden müssten. Die Widerstandswerte wurden experimentell ermittelt, zwischendurch kann auch mal ein Widerstandswert  der E24 Reihe zum Einsatz. Zuerst wurde R2 zwischen der roten und der orangen LED eingemessen, dann R3 mit der gelben LED hinzugenommen, und so weiter bis zur blauen LED.

Damit bei maximalen Strom alle LEDs gleich hell erscheinen, wurde eine Strombegrenzung mit den Transistoren T80 und T81 hinzugefügt. Bei dem T80, BD140-16 wurde die höhere Stromverstärkung des Typ -16 vor dem Einbau gewählt. Über R80 fällt die Shuntspannung ab, welche bei Erreichen der Basis-Emitter-Spannung von etwa 0,54 V den Transistor T81 durchschaltet. Er sperrt dann den Transitsor T80 und begrenzt den Strom. Ein Verpolungsschutz, z.B. mit der BAT 46, wurde hier nicht eingebaut.

Nach einem Testaufbau auf einer Lochrasterplatine, wurden die Bauteile in dem Holzkästchen zusammengebaut. Aus einem Reststück wurden Sperrholzbretter von 76 mm x 26 mm, zwei Seitenteile 69 mm x 19 mm und zwei Endstücke von 26 mm x 19 mm gesägt, gebohrt und dann zusammengeleimt. Die 8 mm LEDs wurden auf der Rückseite großflächig verleimt. An den Drähten der LED-Anschlüsse wurde alle weiteren bedrahteten Bauteile angelötet. Somit ergibt sich ein fliegender Schaltungsuaufbau. Die offene Rückseite wurd mit einem Foto abgedeckt, worauf farbig die Kenndaten der Schaltung stehen.