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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gedankengang - RGB-Controller inkl. Stromregelung (ATmega 88)


Autor: Ak Tronik (aktronik)
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Hallo Leute,

bin gerade dabei einen RGB-Controller mit einer Strombegrenzung für 
High-Power-LEDs auszustatten.
Viele im Netz angebotene Lösungen benötigen dazu mindestens 2 
Transistoren und 2 Widerstände bis hin zum Schaltregler mit 
Induktivität.

Da ich die Strombegrenzungen bzw. Konstantstromquellen zu aufwendig 
finde, habe ich mir gedacht, es mit dem RGB-Controller zu erledigen. 
Dazu schließe ich den Source vom FET einfach über einen 0.5 Ohm 
Shunt-Widerstand. Dann messe ich den Spannungsabfall über ADC0-2. Den 
ADC-Wert teile ich durch 4, weil mir zur Zeit 8 Bit ADC-Ergebnis 
reichen. Wenn die LEDs "kalt" sind, ziehen sie 700mA. Erwärmen sie sich 
würden Sie mehr Strom ziehen, was ich über den Analogeingang erfasse und 
rechne das aus dem PWM-Wert raus.
Effektiv halte ich dann den Strom im Verhältnis zum aktuellen PWM-Wert 
konstant.

Beispiel wenn PWM-Ausgang high:

PWM-Verhältnis 80%
momentaner Strom 700mA
gemessener AD-Wert 90

Steigt jetzt der LED-Strom auf zB. 770mA und somit der AD-Wert auf zB. 
100

Dann kann ich den PWM-Wert wie folgt umrechnen.

PWM = (PWM * 90) / AD

Also: korrigierter PWM-Wert = (80*90) / 100 = 72

Der Hardwareaufwand wäre minimal.

Was haltet ihr davon?


MfG

Ak Tronik

Autor: Joachim K. (minifloat)
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Na dann nichts wie los!
Vergiss nicht, eine Glättung für den Strom einzubauen(RC-Glied).
Kannst ja noch mehr Reglertypen implementieren z.B. P, PI, PID usw.
mfg mf

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Ich würde die LEDs nicht direkt mit der PWM versorgen, sondern mit einem 
echten Buck-Konverter (FET, Spule, Schottky-Diode und Kondensator) 
versorgen. Das minimiert die Verluste und Du hast am Shunt dann einen 
einigermassen sauberen Gleichstrom. Bei einer direkten Versorgung der 
LEDs mit PWM kannst Du keinen Strom messen, da dieser ständig auf 100% 
oder 0% ist. Die Frequenz der PWM für den Buck-Konverter und die Messung 
des ADCs sollten ausserdem synchronisiert werden (Timerinterrupt oder 
Free-Running mit Timer-Interrupt-Trigger), um den Messfehler gering zu 
halten.

Autor: Ak Tronik (aktronik)
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Hallo zusammen,

@ Mini Float

wozu soll eine Glättung eingebaut werden?
Die Spannung am Shunt ist weitestgehend glatt.
OK, eine Mittelwertberechnung könnte man noch proggen.


@ Knut Ballhause
> Bei einer direkten Versorgung der LEDs mit PWM kannst Du keinen Strom
> messen, da dieser ständig auf 100% oder 0% ist.

Da irrst Du Dich. Die Messung kann zu jedem Zeitpunkt stattfinden.
Bei 0% messe ich einen Strom von 0mA
Bei 100% messe ich den augenblicklichen Strom den ich zur Regelung 
verwenden kann.


MfG

Ak Tronik

Autor: Sascha (Gast)
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Nur schaltet der MosFet nicht von jetzt auf gleich. In der Zeit des 
umschaltens wird durch den ohmschen Anteil des (derzeit linear 
arbeitenden) FETs ziemlicher Murks gemessen werden.

Autor: Ak Tronik (aktronik)
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Wieso Murks?

Die Schaltzeit vom FET ist 7µs. Das Signal ist dann stabil. Die 
PWM-Frquenz ist 200Hz aufgelöst in 256 Schritten. Macht pro Schritt 
19,53µs. Ich messe ab dem 2. Schritt. Wo soll da der Murks sein?

MfG

Ak Tronik

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