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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RGB LED Treiber


Autor: Reneton Reneton (reneton)
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Hallo

Ich habe zum Thema "RGB Led Treiber" einiges im Forum gefunden, doch 
passte es nicht ganz zu dem was ich benötige; hoffe ihr könnt mir da 
weiter helfen.

Ich will 4 RGB LED's so ansteuern, dass es einen flüssigen Übergang 
zwischen den einzelnen Farben gibt. Dazu müsste ich die Störme der R, G, 
B Pins der Diode mit einem PWM von einem uC steuern.

Ich bin noch in der Konzept Phase und bin gerad auf der suche nach einem 
passenden RGB-LED Treiber. Kennt jemand einen passenden RGB LED Treiber, 
welcher die Ströme der R, G, B Farben steuern und somit die LED dimmen 
kann.

Klar ich könnte für jede einzelne Farbe selber eine Konstantstromquelle 
mit einem FET bauen, aber das ganze soll möglist Platzsparend sein.

RGB LED: I_F = 20mA, UF_R ~ 2.5V UF_G ~ 3V, UF_B ~ 3.4V
uC: noch offen (habe den Tiny13 gefunden, hat allerdings nur 2 PWM 
Ausgänge)

Danke euch
Gruss

Autor: Jan Schulz (Firma: GSG-Elektronik.de) (chopper925)
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Bei solchen kleinen Strömen, warum nimmst du nicht einfach 
Vorwiderstände und ein paar Transistoren um den Ausgang des µC zu 
verstärken?

Autor: jiro (Gast)
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tlc5940 oder so ähnlich.

Autor: Reneton Reneton (reneton)
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Danke für eure schnelle Antwort

Jan Schulz schrieb:
> Bei solchen kleinen Strömen, warum nimmst du nicht einfach
> Vorwiderstände und ein paar Transistoren um den Ausgang des µC zu
> verstärken?

Grundsätzlich ist die Idee nicht schlecht, allerdings müsste ich dann 
Schutzmassnahmen für den uC vorsehen (Clamping Dioden, Zender 
Diode....), so dass bei allfäligen Fehler, der uC nicht kaputt geht.

Ich bin ein Elektronik Neuling und kenne mich nich so gut aus... müsste 
schauen ob's Darlington-Transistoren für verhältnismässig kleine 
Verstärkungen gibt (K ~ 10)

Autor: Reneton Reneton (reneton)
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Der tlc5940 ist ein bisschen über Proportioniert für meine Anwendung.
Hab schnell geschaut obs den auch mit 3 channels gibt, leider nichts auf 
die schnelle gefunden....

Autor: Micha (Gast)
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Betriebsspannung? Gewünschte Effizienz?

Autor: Reneton Reneton (reneton)
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UB = 12V könnte aber auch 5V ausweichen, entweder oder ....
Bin nicht ganz sicher was du mit Effizienz meinst, aber bei 20mA sollten 
keine grossen Verlustleistungen im IC entstehen.

Autor: MaWin (Gast)
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> 4 RGB LED

D.h. nicht eine LED pro Farbe, sondern 4 LEDs pro Farbe.

Desweiteren heisst das vermutlich, daß die LEDs nicht jeweils 2 
Anschlüsse haben und beliebige verschaltet werden können, sondern einen 
gemeinsamen Anschluss haben

> mit 3 channels

Heisst dass alle 4 RGB LEDs dieselbe Farbe zeigen sollen.

Also musst du die LEDs parallel schalten. Und bei Parallelschaltungen 
bekommt jede einzelne LED einen passenden Vorwiderstand um sie vor 
Überlastung zu schützen, also für die vollen 20mA an 5V 130 Ohm bei rot, 
100 Ohm bei grün und 81 Ohm bei blau.
Geschaltet werden müssen 60mA, das darf offiziell ein einzelner AVR 
Ausgang nicht tun. Man kann nun einen externen Transistor nehmen der 
60mA/5V aushält, das tut praktisch jeder, ein BC547 reicht, der benötigt 
aber einen Vorwiderstand zwischen Basis und uC-Ausagng von ca. 1.5kOhm.

Oder man ist intelligent

> uC: noch offen (habe den Tiny13 gefunden)

und nimmt eben nicht einen ATtiny13, sondern einen uC mit mindestens 9 
Ausgängen und verwendet je einen Ausgang für eine LED oder 3 
parallelgeschaltetet für 3 parallelgeschaltete LED, denn 20mA dürfen die 
liefern. Das spart die externen Transistoren.

> hat allerdings nur 2 PWM Ausgänge

Das spielt ja wohl keine Rolle, die Ausgänge zu schalten ist eine 
softwaresache. Du kannst hoffentlich programmmieren.

> suche nach einem passenden RGB-LED Treiber.

Hat dich die Werbung der Halbleiterhersteller verwirrt ?
Geil, ne, wie die mit Werbung für unnötige Sachen, den Kindern so was 
aufschwatzen, was keiner braucht, aber Geld kostet. Da lässt sich 
richtig was dran verdienen.

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Reneton Reneton schrieb:
> Danke für eure schnelle Antwort
>
> Jan Schulz schrieb:
>> Bei solchen kleinen Strömen, warum nimmst du nicht einfach
>> Vorwiderstände und ein paar Transistoren um den Ausgang des µC zu
>> verstärken?
>
> Grundsätzlich ist die Idee nicht schlecht, allerdings müsste ich dann
> Schutzmassnahmen für den uC vorsehen (Clamping Dioden, Zener
> Diode....), so dass bei allfäligen Fehler, der uC nicht kaputt geht.

Hi,

wozu brauchst du da Schutzmassnahmen? Einfach ein Transi (z.B. BC846) in 
Emitterschaltung, 10k Basiswiderstand und daran über jeweils eigene 
Vorwiderstände deine einzelnen LEDs. Ich nehme an, du willst alle LEDs 
gleich ansteuern, also alle Rs, alle Gs und alle Bs "quasiparallel"? 
Damit brauchst du genau 3+3*4=15 Widerstände, drei Transistoren, den 
Mikrocontroller (mit entsprechender Aussenbeschaltung) und deine LEDs. 
Betriebsspannung wäre dann 5V (+/- 10%, sonst schwankt die Helligkeit 
evtl. zu stark).
Anstelle eines Vorwiderstandes könntest du natürlich auch eine 
Stromregeldiode verwenden, aber ob sich das hier lohnt?
PWM-Ausgänge brauchst du dafür auch nicht, das kann der uC bei drei 
Kanälen gut in Software erledigen (100Hz reichen da eigentlich).

Autor: Reneton Reneton (reneton)
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MaWin schrieb:
>> 4 RGB LED
>
> D.h. nicht eine LED pro Farbe, sondern 4 LEDs pro Farbe.
>
> Desweiteren heisst das vermutlich, daß die LEDs nicht jeweils 2
> Anschlüsse haben und beliebige verschaltet werden können, sondern einen
> gemeinsamen Anschluss haben
>

Nein, eine RGB-LED ist eine LED, die 4 Anschlüsse hat: Kathode, Rot, 
Grün, Blau. ES sind 4 LEDs und jede von ihnen kann Rot, Grün und Blau 
leuchten, je nachdem wie man sie ansteuert. Leuchten alle drei Farben 
hat man weiss --> RGB Würfel

Was den Tiny13 angeht: Falls die PWM's nicht fixen Kanälen zugeordnet 
sind, geht das Software-mässige switchen ohne Problem und 2 PWM's 
reichen, da hast du recht. Und mehr als drei Ausgänge braucht man nicht 
(Aber das kommt von deiner fehlinterpretation einer RGB-LED).

>
>> suche nach einem passenden RGB-LED Treiber.
>
> Hat dich die Werbung der Halbleiterhersteller verwirrt ?
> Geil, ne, wie die mit Werbung für unnötige Sachen, den Kindern so was
> aufschwatzen, was keiner braucht, aber Geld kostet. Da lässt sich
> richtig was dran verdienen.

Wie gesagt bin kein Elektroniker und schaue deshalb keine 
Halbleiter-Werbung :-)
Die Integrationsdichte eines IC's ist natürlich der Hauptvorteil. So 
viel dazu.
Zu dem gibt es IC Treiber im Bereich von 2 Euro (A6280 --> Leider hat 
den der Distributor nicht an Lager d.h. import aus USA, ergo teuer), die 
die komplette Funktionalität aufweisen, der tlc5940 ist natürlich 
Überdimensioniert für mein Vorhaben und auch viel zu teuer.

Autor: Martin Sch. (msch)
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Reneton Reneton schrieb:
>> Desweiteren heisst das vermutlich, daß die LEDs nicht jeweils 2
>> Anschlüsse haben und beliebige verschaltet werden können, sondern einen
>> gemeinsamen Anschluss haben
>>
>
> Nein, eine RGB-LED ist eine LED, die 4 Anschlüsse hat: Kathode, Rot,
> Grün, Blau. ES sind 4 LEDs und jede von ihnen kann Rot, Grün und Blau
> leuchten, je nachdem wie man sie ansteuert. Leuchten alle drei Farben
> hat man weiss --> RGB Würfel
>
> Was den Tiny13 angeht: Falls die PWM's nicht fixen Kanälen zugeordnet
> sind, geht das Software-mässige switchen ohne Problem und 2 PWM's
> reichen, da hast du recht. Und mehr als drei Ausgänge braucht man nicht
> (Aber das kommt von deiner fehlinterpretation einer RGB-LED).

MaWin hat mit seiner Interpretation vollkommen recht.
Bei deinen LEDs handelt es sich um RGB-LEDs, die in einem Gehäuse 3 
einzelne LEDs (rot,grün und blau) vereinen.
Wenn man die LEDs beliebig verschalten möchte (z.B. alle in Reihe), 
benötigt man für jede interne LED zwei nach außen geführte Anschlüsse, 
das ist hier nicht der Fall, da die Kathoden nur gemeinsam nach Außen 
geführt sind.
Das hast du ja gerade bestätigt.
Und genau das hat MaWin oben geschrieben ;-)

Mehr als 3 Ausgänge braucht man nicht für die 3 PWM-Kanäle.
Das stimmt soweit, allerdings musst du deine LEDs ja parallel schalten 
(jeweils mit 3 Vorwiderständen pro LED) und kommst damit auf einen zu 
hohen Strom pro AVR Ausgang.
Also benötigt der Ausgang zur Verstärkung einen Transistor.
Den kann man sich sparen, wenn man einen µC mit mehr Ausgängen nimmt, 
und an jeden Ausgang nur eine LED hängt, da dann der Strom pro Ausgang 
innerhalb der zulässigen Werte liegt.

Am besten liest du dir nochmal genau durch, was MaWin oben geschrieben 
hat, er hat die Sache nämlich genau richtig interpretiert.

Autor: Reneton Reneton (reneton)
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> Hi,
>
> wozu brauchst du da Schutzmassnahmen? Einfach ein Transi (z.B. BC846) in
> Emitterschaltung, 10k Basiswiderstand und daran über jeweils eigene
> Vorwiderstände deine einzelnen LEDs.

Ok. hast recht.

> Ich nehme an, du willst alle LEDs
> gleich ansteuern, also alle Rs, alle Gs und alle Bs "quasiparallel"?

Jep

> Damit brauchst du genau 3+3*4=15 Widerstände, drei Transistoren, den
> Mikrocontroller (mit entsprechender Aussenbeschaltung) und deine LEDs.
> Betriebsspannung wäre dann 5V (+/- 10%, sonst schwankt die Helligkeit
> evtl. zu stark).

Das ist eine gute Lösung! Jedoch würde ich anstatt der Bipolaren 
Transistoren MOSFETs verwenden (FET = spannungsgesteuerte Stromquelle). 
Somit wird der uC nicht belastet (benötigt aber ein PWM).

Autor: Reneton Reneton (reneton)
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Hast recht Martin, habe den Beitrag von MaWin falsch verstanden, da hab 
ich was flasch interpretiert :-) sorry

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Reneton Reneton schrieb:
> tlc5940 ist natürlich
> Überdimensioniert für mein Vorhaben und auch viel zu teuer

Stimmt, der kostet 2,20€. Ab 25 Stück nur noch 1,77€.

Autor: Michael F. (jiro)
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Also 15 widerstände, 3 transistoren oder fet´s kosten auch Geld und 
Platz (hattest erwähnt das es Platzsparend sein sollte), aber warum ich 
den ic vorgeschlagen hatte, hat noch einen anderen Grund mit dem avr 
wirst du wenn du ne software pwm machst 8 oder 9 bit Auflösung 
hinbekommen Farbverläufe und besonders die helligkeit dimmen sieht bei 
12bit bestimmt einfach besser aus.

Autor: MaWin (Gast)
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Niemand zwingt dich, schlechte Software zu schreiben,
aber Chips muss man nehmen wie sie sind,
allerdings wurde vorgeschalgen, bene den 4 LEDs und
den 12 Vorwiderständen nur einen AVR zu nehmen.

Keine Transistoren, keine Treiber, keine Dioden,
keine FETs, keine Konstantstromquelle.
Ein AVR-Ausgang kann locker die 20mA liefern.

Autor: Reneton Reneton (reneton)
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Als ich den Preis des IC nachgeschaut hatte, sah ich 10 Euro, da wurde 
mir übel. Aber habe wohl eine andere Version dieses IC's angeschaut, es 
gibt den tlc5940 für 2 Euro.

Was MaWin vorschlägt ist wirklich platzsparend.
Aber es summiert sich auf 0.2A. Wie sieht es aus wenn der uC während 2h 
mit 0.2A belastet wird?

Autor: MaWin (Gast)
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> Wie sieht es aus wenn der uC während 2h mit 0.2A belastet wird?

Was soll sein ?

Die Verlustleistung liegt bei ca. 0.14 Watt. Peanuts.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Christian H. schrieb:
> Reneton Reneton schrieb:
>> tlc5940 ist natürlich
>> Überdimensioniert für mein Vorhaben und auch viel zu teuer
>
> Stimmt, der kostet 2,20€. Ab 25 Stück nur noch 1,77€.

Kannst du sagen, wo?
Ich hab den nur hier gefunden, oder noch teurer
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

gibts den auch als common cathode?

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