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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromregelung für LED ohne PWM


Autor: Giz (Gast)
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Hallo,

Ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit den Strom einer LED über 
einen µC zu steuern. Da das ganze als Beleuchtung für ein 
Bildaufnahmesystem gedacht ist, darf die LED nicht blinken (PWM) sondern 
es soll sich nur über die Änderung des Stroms die Helligkeit steuern 
lassen.

Leider habe ich bisher nur Lösungen gefunden, die als PWM arbeiten. 
Welche Lösung nimmt man für so was am besten? Am liebsten wäre mir ein 
fertiger TreiberIC für die LED die ich per SPI o.ä. ansteuern könnte.

Als Strombereich dachte ich an ca. 0mA bis 100mA.

Gruß
Giz

Autor: Christian (Gast)
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Du möchtest die Led nicht mithilfe einer UNGEGLÄTTETEN PWM betreiben. 
Bau einen klassischen Gleichspannungssteller auf mit LC zum Glätten. 
Dann sollte auch das Flackern gering sein ;-) Allerdings: Als 
PWM-Frequenz wären einige 10kHz sicherlich günstiger als die 100..200Hz 
bei ungeglätteter Pulsweitenmodulation!

Grüße
Christian

Autor: Patrick F. (Firma: AISLER B.V.) (helipaddi)
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Wenn dein Bildaufnahmesystem z.b. mit 25Hz arbeitet, kannst du doch eine 
PWM Frequenz benutzen die wehsentlich höher als die Belichtungszeit ist. 
Dann sollten kein Flackern oder Ähnliches zu sehen sein!

Autor: Jojo (Gast)
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Oder wie schon angedeutet wurde: bau dir einen Step-Down-Wandler. Der 
wird zwar idR. per PWM angesteuert, hinten kommt aber ne "relativ" 
glatte Spannung raus. Die kannst du dann in deine LED feuern, den Strom 
messen, und dann brauchst du nurnoch einen hübschen Regelalgorithmus aus 
dem Ärmel schütteln :) .
Es gibt auch fertige Treiber für den Strombereich, nur kenn ich da 
keinen, der via SPI angesteuert wird. Viele von denen kriegen vorn ne 
PWM rein, und Konstantstrom kommt hinten raus...

Gruß

Autor: Giz (Gast)
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Jojo schrieb:
> Es gibt auch fertige Treiber für den Strombereich, nur kenn ich da
> keinen, der via SPI angesteuert wird. Viele von denen kriegen vorn ne
> PWM rein, und Konstantstrom kommt hinten raus...


Und welche wären das? Preis ist nicht so wichtig, sollten nur ohne 
Probleme Verfügbar sein und noch handlötbar sein, also kein BGA oder so 
etwas :)

Autor: Felix K. (flxk)
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Was sind denn die kürzesten Belichtungszeiten deines Systems, und wie 
fein willst du die LED einstellen können? Bei Zeiten bis zu 1/2000s und 
grober Dimmung ist PWM für sowas durchaus tauglich, und mit jedem 
Billigst-Controller leicht zu realisieren.

Autor: Giz (Gast)
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Die Kamera bietet Belichtungszeiten bis 1/8000s an. Aber 1/1000s oder 
1/2000s sollten ausreichen.
Bei der Einstellungsmöglichkeit für den Strom dachte ich so an 10-12bit.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Giz (Gast)

>Die Kamera bietet Belichtungszeiten bis 1/8000s an. Aber 1/1000s oder
>1/2000s sollten ausreichen.
>Bei der Einstellungsmöglichkeit für den Strom dachte ich so an 10-12bit.

Dann bau eine klassische lineare Konstantstromquelle mit OPV und 
nachgeschaltetem Transistor. Wenn man 2V für die Quelle als "Luft" 
lässt, verbrät die bei 100mA läppische 200mW.
Da lohnt sich kein Schaltregler.
Angesteuert wird das per PWM und anschließender Filterung. Siehe

http://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweiten...

Als Bauteile reichen ein LM358 und eigentlich ein BC337, ängstliche 
Naturen nehmen einen Transistor mit TO220 Gehäuse, hab da aber im Moment 
keine Empfehlung parat.

MFG
Falk

P S Hoffentlich verschiebt sich die Farbe deiner LED nicht zu sehr mit 
dem Strom.

Autor: Simon Budig (nomis)
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Giz schrieb:
> Die Kamera bietet Belichtungszeiten bis 1/8000s an. Aber 1/1000s oder
> 1/2000s sollten ausreichen.
> Bei der Einstellungsmöglichkeit für den Strom dachte ich so an 10-12bit.

Das sollte sich durchaus mit einer PWM machen lassen, allerdings sollte 
man mit der Frequenz deutlich höher gehen als sich aus der 
Belichtungszeit ableitet.

Hintergrund: Angenommen Du hast eine Belichtungszeit von 1/2000s. Naiv 
leitet sich daraus eine PWM von 2000Hz ab. Wenn man jetzt eine 
Beleuchtungsfrequenz von dem 10-fachen annimmt, hat man in dieser Zeit 
10 Pulse oder gar - je nach Phasenlage - 11 Lichtpulse. Mit anderen 
Worten: Von Bild zu Bild kann sich die Belichtung um 10% ändern(!), je 
nachdem ob man nun 10 oder 11 Pulse mitnimmt. Selbst bei dem 100-fachen 
hat man noch potentielle Schwankungen von 1%. Da hängt es dann von den 
Genauigkeitsanforderungen ab.

Das nur nochmal so als Bedenkenswertes  :)

Autor: Felix K. (flxk)
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Mal grob überschlagen: Bei 20 MHz Grundtakt sind 10 Bit etwa 19,5kHz 
PWM, bei 2000Hz "Belichtungsfrequenz" bleiben also noch 9,7 PMW-Zyklen 
pro Belichtung, d.h. einen maximalen Helligkeitsunterschied zwischen 
zwei Bildern von 10%. Bei 8bit PWM und 1/2000s sinds ca 2,5%, bei 1/1000 
dementsprechend 1,3%. Kannst dir ja mal überlegen ob das für dich 
reicht, ansonsten hast du tatsächlich recht, dann kommst du mit reiner 
PWM nicht weit.

Autor: Testfall (Gast)
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ehm, ohne alles gelesen zu haben: nimm mehr leds und schalt nur einige 
an!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Testfall (Gast)

>ehm, ohne alles gelesen zu haben: nimm mehr leds und schalt nur einige
>an!

Macht bei der gewünschten 10-12Bit Auflösung 1024-4096 LEDs ;-)

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Testfall schrieb:
> ehm, ohne alles gelesen zu haben: nimm mehr leds und schalt nur einige
> an!

Um die unrealistischen 10 Bit zu erreichen braucht er auch nur 1024 
Leds...

PS: Mist, zu spät.

Autor: Testfall (Gast)
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Braucht er nicht. Bräuchte er. Er kann ja Wiederstände mit MOSFETS 
parallel schalten oder auch nicht... Ist aber Unsinn.

Autor: Sebastian M. (sebastian_m)
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such mal nach LED Treibern mit Analog Dimmimg
zb LTC3783
dort kannst du über einen DAC eine analoge Spannung zum dimmen anlegen.

Autor: sam (Gast)
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http://www.hy-line.de/firmengruppe/hy-line-power-c...

+digipoti und fertig...  kostenpunkt bestimmt 20euro  aber dafür bekommt 
man eine super lösung.

Autor: Giz (Gast)
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Danke für die Tipps soweit.

Damit ihr mal wisst worum es mir geht. Das ganze soll als 
Referenzlichtquelle dienen, daher ist das wichtigste die möglichst 
konstante Intensität. Am liebsten wäre mir <0,1% über einen Zeitraum von 
mindestens 30-60min, aber da weiß ich nicht ob das realisierbar wäre. 
Deswegen wollte ich die LED auch nachregeln, um z.B. 
Temperaturänderungen ausgleichen zu können, mithilfe der Messung über 
eine Photodiode.

Autor: sam (Gast)
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oho... schweres Thema ... irgendwo hatte sowas mal jemand mit einem 
Laserdiodentreiber und Referenzdiode gemacht.

du kannst aber auch aus einer anderen Richtung das angehen:  stabile 
Umgebung: Temperaturregelung mit Peltierelement z.B. + Stromquelle.
dann spielt wohl nur die Alterung der LED eine Rolle.

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