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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 5LEDs an PWM


Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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Hallo,

ich habe hier 5 sehr helle weiße LEDs vorhin beim elektronikladen um die 
ecke erstanden. Ich möchte diese gerne per PWM am ATmega dimmen. Und 
zwar alle gemeinsam.
die LEDs nehmen laut verkäufer 20-30mA, also nix besonderes.
mit 1k vorwiederstand leuchten sie auch ganz gut hell als maximalwert.
Passt das wenn ich jede LED mit der anode über 1k an +5V, mit der 
kathode an den collector eines BC337, den emitter an gnd und die basen 
aller 5 BC's über jeweils 220r zusammen an den PWM ausgang schalte, oder 
muss ich beim zusammenschalten irgendwas beachten?

Gruß

: Verschoben durch Admin
Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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was brauchen die LEDs denn für ne Spannung?
vielleicht kannst du ja ein paar in Reihe schalten, da sparst du etwas 
strom.

Edit:
warum 5 transistoren?
häng doch einen an den Port und schalt dahinter die LEDs parallel.
Oder kann der Transistor keine 100mA ab?

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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was die für ne spannung brauchen weis ich nicht so recht. Was ist denn 
bei solchen ultra hellen üblich? (sind keine Luxeon o.ä.)

Stimmt, der BC337 kann 800mA, da sollte einer reichen.
sind 220r als basiswiderstand okay?

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Ephraim Hahn schrieb:
> was die für ne spannung brauchen weis ich nicht so recht. Was ist denn
> bei solchen ultra hellen üblich? (sind keine Luxeon o.ä.)
kommt auf die Farbe der LEDs an.
http://www.bader-frankfurt.de/widerstandberechn.htm
hier ist ne Tabell emit üblichen Werten.
wenn du sowiso 1k davorhängst isses nicht so kritisch. Da wird der 
maximalstrim wohl auf keinen Fall überschritten.


> sind 220r als basiswiderstand okay?
keine Ahnung schau ins datenblatt, wieviel strom der braucht, damit er 
in die sättigung geht und dann rechne aus, welchem widerstand das 
entspricht und zieh noch ein paar ohm ab.
R = U/I

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Ephraim Hahn (ephi)

>was die für ne spannung brauchen weis ich nicht so recht. Was ist denn
>bei solchen ultra hellen üblich? (sind keine Luxeon o.ä.)

Weiss LEDs haben meist 3,3..4V, kann man ja leicht messen. LED per 
Vorwiderstand an 5V klemmen.

>sind 220r als basiswiderstand okay?

Ja. Aber bitte für jede LED einen eigenen Vorwiderstand. Wenn du 20 mA 
haben willst und die Dinger 3,5V Flußspannung haben, braucht du ca. 75 
Ohm, siehe LED.

MFG
Falk

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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>Weiss LEDs haben meist 3,3..4V, kann man ja leicht messen. LED per
>Vorwiderstand an 5V klemmen.
Messen kannst du das nicht, da der Spannungsabfall über der LED auch vom 
Vorwiderstand abhängt. Ist ja quasi eine Spannungsteilerschaltung

>Ja. Aber bitte für jede LED einen eigenen Vorwiderstand.
naja, wenn er eh nicht vor hat, die LEDs mit mehr als die Hälfte des 
Nennstroms zu betreiben, da solltes auch reichen nur einen zu nehmen und 
die LEDs zueinander parallel in serie zu dem transistor und dem 
Widerstand zu schalten.

wenn er wirklich 1k vorwiderstand nimmt, dann macht das ohne LEDs schon 
nur 5mA. Ich kann mir nicht vorstellen, das da eine noch leuchtet und 
erst recht nicht 5 parallel, da ja jede nur 1mA abbekommt

Autor: Fralla (Gast)
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dimm die 5 doch einzeln, dann kanst du gleich ein gefadetes Lauflicht 
(Knight Rider) bauen und üben...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Vlad Tepesch (vlad_tepesch)

>Messen kannst du das nicht, da der Spannungsabfall über der LED auch vom
>Vorwiderstand abhängt. Ist ja quasi eine Spannungsteilerschaltung

Käse. Die Flußspannung der LED ist annähernd konstant.

>naja, wenn er eh nicht vor hat, die LEDs mit mehr als die Hälfte des
>Nennstroms zu betreiben, da solltes auch reichen nur einen zu nehmen

NEIN!

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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nun gut.
erstmal zum transistor: laut datenblatt verträgt der 5V an der Basis, 
also sollte ich ihn auch direkt an den port des AVRs hängen können, 
oder? Oder in wie weit sind die 100mA die er zieht zu begrenzen?

LEDs:
also die flussspannung ist wirklich nur annähernd konstant. bei 220r bin 
ich jetzt bei 2,92V und es fließen nichtmal 10mA. kleinere Widerstände 
die noch groß genug wären hab ich grad keine da. aber ich denke mal ich 
mach das jetzt mit den 220r. je einen R an eine led natürlich, und dann 
alle gemainsam an den kollektor.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Falk Brunner schrieb:
> @  Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
>
>>Messen kannst du das nicht, da der Spannungsabfall über der LED auch vom
>>Vorwiderstand abhängt. Ist ja quasi eine Spannungsteilerschaltung
>
> Käse. Die Flußspannung der LED ist annähernd konstant.
annähernd

>
>>naja, wenn er eh nicht vor hat, die LEDs mit mehr als die Hälfte des
>>Nennstroms zu betreiben, da solltes auch reichen nur einen zu nehmen
>
> NEIN!

na dann erklär mal.

wenn im gesammten stromkreis weniger Strom fließt, als eine einzelne als 
typischen Forward Current hat, da kann deinen LEDs nichts passieren, 
wenn du die parallel hängst.
Es mag sein, dass sie nicht alle gleich hell sind, weil über bestimmte 
Zweige mehr strom fließt als über andere, aber es fließt nie genug um 
die LED zu beschädigen.

Wenn man den Gesammtstrom so auslegt, dass er n*I_f beträgt, dann darf 
man natürlich nicht ohne Widerstand parallel schalten, da 
Produkionsschwankungen dafür sorgen könnten dass über einen Zweig mehr 
fließt, als die LED verkraftet. Diese fällt dann aus und entweder der 
Strom fließt ungehindert durch die LED, oder der Zweig ist unterbrochen, 
so dass über die anderen LEDs mehr Strom fließt, so dass diese 
unweigerlich ausfallen.

Dies kann im zuerst geschilderten Fall aber nicht passieren.

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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nun, ich hab aber ja jetzt gemerkt, das 1k käse ist und ich da nixmehr 
zu dimmen hätte, deshalb jetzt die 220r pro zweig.

bleibt nurnoch die transistor basis zu klären...

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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>schau ins datenblatt, wieviel strom der braucht, damit er
>in die sättigung geht und dann rechne aus, welchem widerstand das
>entspricht und zieh noch ein paar ohm ab.
R = U/I

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Ephraim Hahn (ephi)

>erstmal zum transistor: laut datenblatt verträgt der 5V an der Basis,

Nöö, dass sind 5V Sperrspannung, als Basis negativ gegenüber dem 
Emitter. Dieser Fall tritt aber selten auf. Im Normalfall ist die Basis 
positiv gegenüber dem Emitter. Wenn du es dann schaffst, wirklich 5V 
zwischen Basis und Emitter abfallen zu lassen, verdampft dein Transistor 
binnen weniger Millisekunden ;-)

>also sollte ich ihn auch direkt an den port des AVRs hängen können,
>oder?

Nöö, der BC337 ist einen Bipolartransistor, die Basis-Emitter-Strecke 
hat eine Diodenkennline. Einen MOSFET könnte man direkt anschliessen, 
z.B. BS170. Aber der schafft nur ~150mA.

> Oder in wie weit sind die 100mA die er zieht zu begrenzen?

Das machen die Vorwiderstände der LEDs.

>ich jetzt bei 2,92V und es fließen nichtmal 10mA. kleinere Widerstände
>die noch groß genug wären hab ich grad keine da.

Parallelschaltung?

> aber ich denke mal ich mach das jetzt mit den 220r.

Macht ~10mA. Geht so, wenn gleich die LEDs noch Reserven haben.

> je einen R an eine led natürlich, und dann
> alle gemainsam an den kollektor.

Ja.

MfG
Falk

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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nun gut, ich habs jetzt aufm steckbrett stehen: 100r pro LED und 220r an 
der basis, funzt prima (erstmal noch mit draht nach 5v, controller kommt 
noch...)

An den LEDs hab ich jetzt eine flussspannung von 3,06V und es fließt ein 
Strom von 17,56mA. Das lass ich jetzt einfach so, ist hell genug um mein 
kleines modellhäuschen auszuleuchten und den LDR zu steuern.

Danke euch!

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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Nun, ich hab das jetzt am controller gehabt.
Das problem war die Nichtlinearität der Helligkeitswahrnehmung, also hat 
man nur eine geringe Helligkeitsänderung bemerkt. Ich habe mich dann an 
den Artikel http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Fading gehalten.

Alles funktioniert soweit wunderbar, die werte die ich aus der Tabelle 
auslese sind auch korrekt, aber die sichtbare Helligkeitsänderung ist 
noch geringer geworden. Ich nehme an, dass mit meiner PWM 
initialisierung etwas nicht stimmt. Wäre schön wenn mal jemand über 
meinen code schauen könnte.
Auf dem LCD bekomme ich die Werte vom LDR korrekt, die auf 6-bit 
verringerten PWM werte sind auch korrekt und die werte aus der LUT sehen 
auch OK aus. Nur die LEDs nicht. (Hardware ist immernoch die gleiche mit 
dem BC337 und 5 parallelen LEDs an PD5 des ATmega644).

Autor: JojoS (Gast)
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in dem org. Code ist noch eine Invertierung (define STK500) drin, die 
wirst du vermutlich brauchen weil die Treiberstufe invertiert. Wenn das 
fehlt geht der Schuss genau nach hinten los.

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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hm, ok, ich habs probiert, hilft aber nix.
Hätte mich auch gewundert, da ich die invertierung von LDRs testweise 
auch rausgenommen hatte.
Noch ne idee?

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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ich hab grad nochmal ein wenig getestet: schreibe ich manuell in OCR1A 0 
oder 1023 kann ich keinen ernsthaften helligkeitsunterschied 
feststellen.

Aber die PWM Tabelle liefert momentan auch astronomische werte, 
teilweise sogar negativ.

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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das mit der pwm tabelle ist geklärt, ich habe mehr messungen 
durchgeführt, aber vergessen den teiler zu erhöhen.

Ich beobachte die PWM hier gerad mal auf dem oszi, und da scheint soweit 
alles in ordnung. Aber sobald ich die LEDs anschließe bekomme ich völlig 
andere wandlungsergebnisse. Woran kann das liegen? pwm und adc benutzen 
ja unterschiedliche Ports...

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