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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie mit Atmega32 vernünftig Cree-Leds steuern?


Autor: Moritz (Gast)
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Hallo, ich möchte mit einem Atmega32 insgesamt 4 Cree-Leds ansteuern. 
Dimmbar wäre praktisch, muss aber nicht zwangsweise sein. Das ganze soll 
für ein KFZ-Rücklicht gebaut werden. Wichtig ist für mich dass ich die 
Leds sehr schnell schalten kann (Bremslicht z.B.), aber auch Periodisch 
(wie z.B. Blinker).

Dimmbar wäre bei kombiniertem Rück/Bremslicht praktisch.
Ich hatte bereits mit einem Freund darüber gesprochen, der meinte ich 
solle am besten N-Kanal Mosfets benutzen (ein Mosfet eine LED).

Allerdings hat mich die Auswahl an Mosfets ein bisschen erschlagen, und 
ich weiß auch nicht genau wie ich den Mosfet direkt an den µC 
anschließen kann. Habe bis jetzt im Internet herumgesucht und nur 
beispiele gefunden wo Leute Strom im bis dreistelligen Amperebereich 
schalten müssen.

Ich muss pro Kanal 12V und maximal 1000mA schalten. Wollte die Spannung 
an der LED per Leistungsvorwiderstand auf ca 3,3V begrenzen.

Welcher Mosfet wäre für die Schaltung der richtige? Gibt es welche wo 
mit quasi die Helligkeit über den Strom regeln könnte (z.b. PWM an Gate) 
Das wäre sicher besser als über die Spannung zu gehen denke ich, da hat 
man einen größeren Bereich zum regeln. Oder kann ich maximal die 
Spannung an der LED reduzieren?

Danke für die Hilfe, falls jemand näheres zu der LED braucht, hier steht 
alles:
http://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Cree/CRE...

Autor: Chris (Gast)
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Du hast richtig erkannt, dass Du die Helligkeit der LED per PWM regeln 
kannst.

Du könntest als MOSFET z.B. einen IRLZ34N verwenden. Den kannst Du mit 
Logikpegeln am Gate ansteuern. Schau mal in die MOSFET-Übersicht:
http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3...
Und hier:


Vielleicht wäre auch ein fertiger LED-Treiber für dich interessant. TI 
hat hier interessante Produkte:
http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsea...

Wieviele LEDs möchtest Du denn überhaupt ansteuern und welche davon 
müssen dimmbar sein und welche nicht?

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Nur mal so zur Info:

Du verlierst die ABE (Allgemeine BetriebsErlaubnis) für Deinen PKW, wenn 
Du Dir solche selbstgebastelten Sachen einbaust, ohne eine entsprechende 
(teure) Abnahme beim TÜV durchlaufen zu haben.
Hier geht es schließlich um sicherheitsrelevante Dinge wie z.B. die 
Brems- und Rücklichter usw.

Prinzipiell habe ich nichts gegen solche 'Spielereien' (hätte ich sonst 
selbst schon gemacht) aber da versteht der TÜV, die Polizei und vor 
allem die Versicherung (wenn Du in einen Unfall verwickelt sein 
solltest) absolut keinen Spaß.

Autor: Moritz (Gast)
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Danke erstmal für die Beiträge, um TÜV / ABE etc. braucht sich hier 
keiner Gedanken machen da es sich hier um ein Showcar handelt was eh 
keinen TÜV bekommen wird.

Insgesamt habe ich drei µC, einen im Amaturenbrett zur Ansteuerung, und 
dann pro Rücklicht jeweils einen. Die werden dann per SPI durch den µC 
im Cockpit angesteuert.
So pro µC im Rücklicht kommen 4 LEDs, also insgesamt 8LEDs auf 2µC.
Denke deshalb nicht das sich ein LED Treiber lohnt, zumal bei dem 
starken Strom  bis 1A.

Der IRLZ34N sieht gut aus, danke! Kann ich den dann direkt an den AtMega 
anschließen? Einfach einen Widerstand von Gate an Ausgangspin vom µC und 
parallel dazu einen Widerstand gegen Masse? Wenn ja wie sollte ich diese 
Widerstände dimensionieren?
Weil das ein Logik-Level Mosfet ist könnte ich dann per PWM am Gate, die 
Helligkeit variabel steuern? Brauche das mit PWM nur beim Rücklicht, 
also nur bei einer von 4 Leds.

Achja, wäre es vielleicht besser vorher die Spannung (12V vom Auto) erst 
durch nen Spannungsregler (z.b. 7805) erst auf 5V zu begrenzen, da die 
Lichtmaschine und Autobatterie ja nicht konstant 12V liefert und das 
Rücklicht so mal heller und mal dunkler leuchten würde.

Also dann quasi so -> 12V(Batterie) an Spannungsregler. Dann 5V mit 
Vorwiderstand an Anode von LED die Kathode an Drain vom Mosfet und 
Source vom Mosfet an GND. Gate vom Mosfet dann mit eventuellem 
Vorwiderstand an den I/O Pin vom µC?

Gruß

Autor: docean (Gast)
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auch hier gilt:
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

und ja das ist alles nötig...

Autor: Moritz (Gast)
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danke für den link, dass ist echt hilfreich, nur leider ist die hälfte 
der bauteile nicht bei reichelt erhältlich :-(

Ich brauche ja nachher mindestens 1A Nutzstrom für die LED.
Könnte ich folgende Bauteile nutzen:
Spannungsregler: 78S05 (2A / 5V)
Schottky-Diode: SB340
Drossel: 55µH MESC ( http://tinyurl.com/ydkfzlr )
Dann die beschriebenen 220µF und 100nF Kondensatoren?

Mit welchem bei Reichelt verfügbaren Bauteil kann ich die Transil-Diode 
ersetzen?

Achja und in anbetracht der ganzen Bauteile (ich müsste die Schaltung 
wegen dem Strom ja PRO Led aufbauen, also insgesamt 4 mal pro 
Rücklicht!)
Gibt es da eine alternative womit ich die Schaltung nur einmal aufbauen 
bräuchte? Insgesamt brauch ich ja dann bei 5V ein bisschen mehr als 4A, 
also 5A oder min. 4,5A wäre denke ich schon vernünftig.

Kenne mich mit den Bauteilen leider noch garnicht aus, deshalb weiß ich 
nicht wirklich mit was für Ersatzbauteilen ich die Schaltung anpassen 
muss :-/

Am Besten wäre es für mich wirklich wenn ich quasi eine 
Eingangsschaltung hätte, die mir Konstant 5V liefert für µC, Mosfets und 
LEDs bei einem Gesamtstrom von wie gesagt ca. 5A.

Danke und Gruß.

Autor: Chris (Gast)
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Als Diode kannst Du z.B. auch eine 1,5KE22A verwenden. Die von dir 
ausgewählte Drossel ist nicht geeignet, da sie nur 0,7A verkraftet.

Anschluss Mosfet:
Gate mit Serienwiderstand (ca. 10 oder 20 Ohm) an Controller, Source 
direkt an GND und Drain an LED.

Ich würde dir statt des 7805 einen Schaltregler empfehlen. Der 
Linearregler verheizt bei 1A und 14,4V Bordspannung stolze 9,4W.
Suche am besten einfach mal noch nach "kfz schaltregler" hier im Forum. 
Da wirst Du einiges finden. Zum Beispiel auch das hier: 
Beitrag "5V KFZ-Netzteil mit Schaltregler"

Autor: Moritz (Gast)
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Okay danke, 9,4 Watt wäre ein bisschen viel, zumal ja eigentlich bis zu 
5A dadurch müssen :-/

Ich hab mich gerade mal ans Tablet gesetzt und mal drauf los gezeichnet 
wie ich das jetzt verstanden habe. Überall da wo ein blaues Fragezeichen 
ist, war ich mir bzgl. Bauteil oder Wert des Bauteils nicht sicher.

10 bis 20Ohm würde dann zwischen Gate und Controller reichen ja? Dann 
wäre das Fragezeichen schon mal gelöst.

Sollte es keinen Linearregler geben, der das vernünftig hin bekommt 5V 
und 5A ohne Mega Wärmeverlust zu liefern, würde ich dann wohl am besten 
das Beispiel KFZ Netzteil (zweite Dateianhang) nehmen. Jetzt habe ich 
aber gerade gesehen das der LM2576 aus der KFZ-Netzteil Schaltung auch 
nur 3A packt, ich brauch ja mehr, was bietet sich da an?

Ich weiß fragen über fragen, deshalb bin ich auch über jeden Tipp und 
jede Antwort sehr dankbar!

Autor: Moritz (Gast)
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Achja der Gedanke kam mir gerade erst. Am besten wäre es für mich 
natürlich wenn ich nur ein KFZ-Netzteil bauen müsste, für alle drei µC 
Schaltungen.
Damit würde ich auf einen maximal benötigten Gesamtstrom des Netzteiles 
von rund 11A kommen. Schön wären hier aber eigentlich eher 15A bis 20A 
damit man das Netzteil für eventuelle spätere Modifikationen gleich 
ausreichend groß dimensioniert hat.

Alles natürlich bei 5V.

Gruß

Autor: Chris (Gast)
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> Sollte es keinen Linearregler geben, der das vernünftig hin bekommt 5V
> und 5A ohne Mega Wärmeverlust zu liefern[...]
Es liegt in der "Natur" eines Linearreglers, dass das nicht geht.

> Damit würde ich auf einen maximal benötigten Gesamtstrom des Netzteiles
> von rund 11A kommen.
Wie kommst Du eigentlich auf diesen Wert? Der typische Strom pro LED 
beträgt laut dem Link in deinem ersten Posting 0,35A. 8 x 0,35A = 2,8A

Ich würde dir jedoch empfehlen, jedes Modul mit einem eigenen 
Schaltregler zu versehen. Auf den langen Leitungen könntest Du sonst 
wieder Probleme mit eingekoppelten Störspitzen bekommen. Den Controller 
im Cockpit kannst Du ja auch mit einem 7805 versorgen. Soweit ich es 
verstanden habe hängen an dem ja keine leistungshungrigen Verbraucher 
dran.

Autor: Moritz (Gast)
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Das Problem ist dass die LEDs bei 350mA nicht genug Licht erzeugen. Für 
das Bremslicht und das Rückfahrlicht brauche die Spitzenwerte von 
1000mA.
Das Rücklicht an sich (jetzt mein ich nicht das gesamte, sondern nur das 
Rücklicht was mit dem Abblendlicht aufleuchtet) wird dauerhaft denke ich 
mit 350mA befeuert, da sollte die Leuchtkraft dann reichen.

Natürlich brauche ich jetzt nicht dauerhaft 1A pro LED, deshalb ja auch 
immer nur als maximal Angabe. Die Wahrscheinlichkeit, das Blinker, 
Rückfahrlicht, Rücklicht und Bremslicht gleichzeitig leuchten ist ja 
relativ gering, nur möchte ich trotzdem dass die Spannungsversorgung für 
den Fall ausreichend dimensioniert ist.

Von daher würde ein LM2576 wahrscheinlich ausreichen (mit 3A bei 5V für 
4LEDs + Mosfets + µC), nur was passiert wenn dieser kurz mit mehr als 3A 
belastet wird? Wenn einer nicht ausreicht, ist es möglich zwei davon 
parallel zu schalten?

Achja und noch was bzgl. des LM2576, wo liegt der unterschied zwischen
http://tinyurl.com/yamrrm6
und
http://tinyurl.com/yd9bu6d

Das ist doch das komplett identische Bauteil oder nicht? (wegen dem 
Preisunterschied) - und das wäre auch der Schaltungsregler den ich 
brauchen würde, richtig (weil der da nicht LM2576 heißt)?

Dann noch eine letzte Frage, was mach ich mit der 47µH Drossel? Die 
gibts bei Reichelt nicht, ich bräuchte ja dann was, was mindestens die 
3A von dem LM2576 aushält. Das gleiche für die 100µH und 20µH Drosseln 
(Bzgl. des KFZ-Netzteil Nachbaus aus deinem Link von oben)

Autor: Moritz (Gast)
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P.S. hast du mir gerade einen guten Gedanken Anstoß gegeben. Entnehme 
ich dem LED Datenblatt ( 
http://www.led-tech.de/produkt-pdf/cree/XLampXP-G.pdf ) richtig, dass 
die LED bei 3,0V 350mA fließen, und bei 3,3V 1000mA fließen?
Weil wenn nicht, wie bekomme ich überhaupt einen Strom von 1A hin? 
Konstantstromquellen würden da ein bisschen den Rahmen platzen lassen. 
(Habe jetzt schon knapp 100€ nur für 8 LEDs hingelegt)

gruß

Autor: Eike B. (eikor)
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Die beste Lösung wäre ein LED- Treiber (je LED) und ein kleiner 
Linearregler (10mA) für den Controller. Fast alle LED- Treiber haben 
einen Eingang für PWM (Einstellend er Lichtstärke über SPI) und viele 
noch einen zusätzlichen für den LED- Strom (Angleichen der Lichtstärke 
in einer Rückleuchte).

Bei Reichelt ist da nicht so viel zu finden, so dass du dann auf Farnell 
oder ähnliche zurückgreifen müsstest. Als Beispiel wäre der LT3475 zu 
nennen, der 2 LED mit je 0,5 A anteuern kann (~8€ je Stück bei Farnell).

Das PWM- Signal kommt dann aus einem kleine Controller (SPI nach 4 PWM), 
der auf 3-5V läuft.

Wenn du schon 100€ für die LED ausgegeben hast solltest du nicht an der 
Ansteuerungselektronik sparen ...

Autor: Gast123 (Gast)
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Warum schaltet man eigentlich bei etwa 12V Betriebsspannung und 3,xV 
Flussspannung nicht wenigstens zwei Leds in Reihe, um die sinnlose 
Heizerei zumindest ein bisschen einzuschränken? Insgesamt ein eher 
zweifelhaftes Projekt, aber solange niemand anderem geschadet wird solls 
mir egal sein ;-)

Autor: Moritz (Gast)
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Danke Eike, aber ich brauche ja 1A pro LED und nicht nur 0,5A :-/
zumal ich eigentlich nicht unnötig viele Controller in die Schaltung 
aufnehmen möchte.  Wie gesagt PWM wäre nett ist aber nicht zwangsweise 
nötig.
Es reicht völlig wenn Blinker, Rückfahrlicht und Bremslicht immer mit 1A 
angesteuert werden und das Rücklicht selbst mit 0,35A.
PWM wäre dann auch nur für das Rücklicht sinnvoll um das von 0,35A auf 
1A regeln zu können, und dass ist denke ich mit PWM am Mosfet einfacher 
und günstiger zu realisieren. Oder im einfachsten Fall einfach mit einem 
Mosfet und Ausgangspin für 0,35A und einem Mosfet + Ausgangspin für 1A. 
Dann kann ich mir PWM komplett sparen.

An Gast123, bei meinem Rücklicht möchte ich nur ungern immer alle LEDs 
gleichzeitig laufen lassen ;)
Sicherlich wäre das von nutzen wenn ich jetzt z.B. immer 2 Bremslichter 
und 2 Rückfahrlichter ansteuern würde. Nur möchte ich (Showcar) jede LED 
einzeln ansteuern können.

Gruß

Autor: Moritz (Gast)
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hat denn jetzt noch jemand für mich einen Tipp was ich mit den drosseln 
machen kann? kann ich die 47µH quasi einfach in zwei mal 22µH in reihe 
ersetzen?

weil ich glaube dann hätte ich soweit alles :)

Autor: Chris (Gast)
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> hat denn jetzt noch jemand für mich einen Tipp was ich mit den drosseln
> machen kann? kann ich die 47µH quasi einfach in zwei mal 22µH in reihe
> ersetzen?

Das ist Murks. Kaufe dir lieber etwas, was passt.
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

Autor: Moritz (Gast)
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das ist nett gemeint, aber wenn ich das netzteil jetzt eventuell bis 6 
mal aufbauen muss, wird ein bisschen ins geld gehen. deshalb meine frage 
(ich kenn mich mit spulen nicht aus, aber denke dass die zu behandeln 
sind wie ein widerstand sprich in sich reihe verdoppeln)

sonst würd ich die auch dann lieber selber wickeln, wenn das geht


gruß

Autor: Arno H. (Gast)
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Du solltest dir viel mehr Gedanken um die Wärmeabfuhr machen!
In der Anzeige werden die LED mit 1W angegeben. Würden sie die von dir 
angestrebten 1A bei 3,3V längere Zeit schaffen, wären sie auch 
garantiert so beworben.
Eine Lüge sind die angegebenen 6K/W, die gelten laut Datenblatt für die 
Strecke Sperrschicht-Lötanschluß. Bis zur Montagefläche der Aluplatine 
kommt noch was dazu.
Den Netzteileingang würde ich passiv und mit Transil machen und 
anschliessend LED-Konstantstromquellen wie ZXLD1360 bzw die 
Diodes-Umsetzungen wie AP8802 für 2 LED in Reihe nutzen.

Arno

Autor: Moritz (Gast)
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Okay Danke! Könnte ich bei der ZXLD1360 auch mehrere LEDs in Reihe 
betreiben?
Um die Wärmeabfuhr habe ich mir schon Gedanken gemacht. Es wird ja nur 
eine LED dauerhaft betrieben, und die dann mit 350mA. Die anderen 
(Blinker, Bremslicht, Rückfahrlicht) ja nur sporadisch dann mit 1A. 
Wollte die LEDs auf kleine IC-Kühler mit Wärmeleitkleber kleben und das 
ganze dann zusätzlich mit 2 80mm Lüftern aktiv kühlen. Denke das sollte 
dann reichen oder?

Was meinst du mit "Den Netzteileingang würde ich passiv und mit Transil 
machen" Eine Sicherung in Reihe dann die Induktivität und dann parallel 
zur Transildiode die restliche Schaltung? Welche Transil wäre deine 
Empfehlung?

Gruß

Autor: Thomas Klima (rlyeh_drifter) Benutzerseite
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bei zwei Spulen in Serie hast leider nicht nur doppelte 
Hauptinduktivität, sondern auch doppelte Streuinduktivität, die Verluste 
im Mosfet werden steigen.

bzgl. Transil schau dir nochmal Post 5 an, in den Schaltungen dort wirst 
du finden was du suchst.

Autor: Kai O. (kaio)
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Der lm3404 müsste auch gehen (bis 1A). Siehe z.B. mein Treiber hier: 
Beitrag "LED Konstantstromquelle LM3404 - Erste Platine."

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