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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mit 2 AAA-Baterien LEDs steuern


Autor: ich (Gast)
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Hallo erstmal. Ich habe vor eine kleine simple Schaltung zu machen. Es 
ist eine Schaltung betrieben mit 2 AAA-Batterien -> 2x1,5V. Beinhalten 
tut sie einen Hauptschalter (Schließer zwischen Batterie+ und Platine), 
einen kleinen PIC, 3 Taster und 2x10 SMD-LEDs (10x cyan (3V), 10x grün 
(2V)). Wenn ich den Hauptschalter umlege, soll eine Farbe leuchten. Wenn 
ich den Taster "heller" drücke, sollen die LEDs heller leuchten und mit 
dem Taster "dunkler" dementsprechend dunkler. Also Steuerung per PWM. 
Habe mir hierfür auch ein paar Werte ausgesucht. Der dritte Schalter 
"Farbe" soll beim drücken die Farbkombination durchwechseln: "cyan -> 
grün -> beide -> cyan.....".

Ansich vom eigentlichen Aufbau kein Problem. Nur Frage ich mich, wie ich 
die LEDs versorgen soll. Soll ich mit einem StepUp-Regler die 3V auf ca 
30V anheben, dass ich die jeweils 10 LEDs in Reihe an eine 
Konstantstromquelle hängen kann, oder soll ich sie garnicht anheben und 
alle LEDs parallel schalten? Aber was passiert dann mit den cyan-LEDs, 
wenn die Batterien leerer werden und zusammen keine 3V mehr liefern. Bei 
einem StepUp-Wandler, der bis 2V Vin runter geht, könnte man doch 
theoretisch noch die 30V rauskitzeln, oder?

Zur Spannungsüberwachung habe ich mir gedacht, die Vdd an einen 
AD-Wandler-Eingang zu hängen und dann eine Vref mit einer Z-Diode 2,4V 
zu benutzen.

Da es insgesammt Platzmäßig eng wird und die kleineren PICs (die ich 
bisher gesehen habe) nur ein PWM-Modul haben, wollte ich per 
Demultiplexer den PWM-Ausgang an die LEDs verteilen.

Wie würdet ihr denn 10 bzw. 20 LEDs an eine 3V Batteriespannung 
anschließen und dimmen?

Und für PIC-Hasser: Ich bin an die Dinger gewohnt also wollte ich es 
gerne damit machen, für den Fall, dass es kleine AVRs gibt, die 2 PWM 
Module haben. Es geht mir hier auch hauptsächlich um die Versorgung der 
LEDs.

Danke schonmal für jede Hilfe!

Autor: ich (Gast)
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Oh, vergessen habe ich, dass die beiden Batterien natürlich in Reihe 
sind und das jede LED 20mA zieht. Also die Standard-Dinger.

Autor: tt2t (Gast)
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wenn Du wenig Platz hast: nimm den 12F1822, der kann 4x PWM im enhanced 
Mode

Autor: MaWin (Gast)
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Du kannst die 1.8 bis 3V der Batterien erst mal
mit einem LT1302 auf konstante 5V anheben,
dann den passenden Vorwiderstand pro LED-Typ für
den maximal zulässigen Strom wählen,
und den dann per PWM prozentual reduzieren.

Wenn dir das mit den Vorwiderständen nicht effektiv
vorkommt, gäbe es die Möglichkeit des Stromschaltreglers,
der aus 1.8V dann 20-30V (oder besser 10-15V) macht,
wobei nicht die Spannung geregelt wird, sondern die
Spannung an einem Shunt-Widersatand zu Strommessung.
Bei einem Shunt von 10 Ohm, also 0.2V Sollspannung,
ist der Verlust minimal.
Allerdings kann der uC die 0.2V nicht messen.
Ein LT1073 kann das.
Obwohl er angegeben wird mit 30V würde ich nur 5 LEDs
in Reihe nehmen, das verbessert die Effektivität und
du musst nicht so extrem effektive (geringe
Windungskapazität) Spulen nehmen.

Alternative Chips: LT1303 LT1932 LM2803

Steht alles in der
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8

Autor: ich (Gast)
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tt2t schrieb:
> wenn Du wenig Platz hast: nimm den 12F1822, der kann 4x PWM im enhanced
> Mode

oh, ich dachte, den Enhanced mode kann nur der 1823. Naja dann hab ich 
wohl nicht genau genug geguckt.

MaWin schrieb:
> Wenn dir das mit den Vorwiderständen nicht effektiv
> vorkommt...

Also wenn das eine gängige Methode ist, lass ich mich auch belehren. 
Dachte nur, je mehr Widerstände, desto höher ist die Warscheinlichkeit, 
dass "zu viel" Leistung an den Widerständen verloren geht. Und da ich 
die LEDs nicht auf der Platine habe, sondern per Kabel anschließen muss, 
wird die Methode, die LEDs in Reihe zu schalten denke ich besser sein. 
Wenn ich noch ein paar StepUp-Wandler habe, die aber eine 
Spannungsregelung haben und keine Stromregelung wie der LT1073, ist es 
da moralisch vertretbar, wenn ich mit meinem Regler 16V "erzeuge" und 
daran dann 2* 2 Stränge LEDs anschließe? Sozusagen eine Mischung aus 
deinem ersten und 2. Vorschlag.

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hi,

ich möchte dir dein Projekt ja nicht madig machen, aber bist du sicher, 
dass du die Schaltung so realisieren möchtest? Hast du dir mal 
ausgerechnet wie lange die AAA-Zellen das aushalten?

Deine LEDs haben zusammen eine Maximalleistung von:

Schaltest du die beiden Zellen in Reihe und erhältst so 1,8V < U < 3V 
(Spannungsbereich zwischen leeren und vollen Zellen) hast du bei dem 1W 
der LEDs und 100% Wirkungsgrad der Restschaltung vorausgesetzt einen 
Strom den die Zellen sehen zwischen:
und

Eine gute Zelle (NiMH-Akku) hat im Neuzustand und bei Raumtemperatur 
eine Kapazität von etwa 800mAh (und einen Innenwiderstand von etwa 
50mOhm). Damit könntest du die Schaltung dann immerhin ca. 2h (unter 
Idealbedingungen) betreiben (doch nicht so schlimm, wie ich erwartet 
hatte ;-)). Nur sollte dir bewusst sein, dass das die Schaltung nur mit 
wirklich guten Zellen (Primärzellen oder Akkus) überhaupt funktioniert 
und die erreichbare Betriebsdauer stark von der Temperatur der Zellen 
abhängig sein wird (bei 0°C hält das Ganze wahrscheinlich nur 10 
Minuten).

Schöne Grüße,
Alex

Autor: ich (Gast)
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Stimmt, so habe ich das noch garnicht gesehen. Meint ihr, es ist besser 
2xAA Batterien zu nehmen? Da gibt es ja auch erschwingliche Akku's mit 
2,2Ah. Evtl könnte ich auch auf eine oder 2 LEDs pro Farbe verzichten. 
Dann sollte das ja ansich gehen, denke ich. Aber danke für die 
Anregungen. Ich versuche mal von hier aus wieder alleine weiter zu 
kommen. Ansonsten melde ich mich nochmal.

Danke an alle!

Autor: Sebastian (Gast)
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"AA"-Akkus wären schon besser. 3V auf 5V per Spannungswandler ist der 
Weg, den ich auch gehen würde. Als Schaltregler kann auch der NCP1421 
(von OnSemi) eingesetzt werden, er ist auch platzsparend 
(Micro8-Gehäuse, ähnlich SSOP). Der LT1932 ist allerdings noch kleiner.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Ich würde keinen Spannungswandler nehmen (jedenfalls keinen, der eine 
Spannung erzeugt), sondern einen Wandler, der einen konstanten LED-Strom 
erzeugt (notfalls diese PR4404-Dinger).

Es gibt auch PICs mit eingebauter Spannungsreferenz (0,6V oder so), die 
man dann als Vergleich zu einer gemseenen Spannung nimmt und damit 
rechnet (Dreisatz).

Das PWM kann ja evtl. noch die Software schaffen, soviel ist da ja nicht 
zu tun.

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