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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromversorgung für 5V, mind. 6A


Autor: Henry Brennig (Gast)
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Servus!

Ich möchte mit nem AVR eine Farbwechsel-LED-Lampe (Moodlight als
Vorbild) selbst bauen. Da ich dafür 100 RGB-Superflux-LEDs verwende und
diese durch ihre gemeinsame Kathode nicht in Reihe schalten kann (sonst
könnte ich die einzelnen Farben nicht ansteuern), bekomme ich durch die
nötige Parallelschaltung einen maximalen Strom von

100 (Dioden) * 3 (RGB) * 20mA (Diodenstrom) = 6A

Das ist ganz schön heftig und es ist nicht einfach, eine geeignete und
kostengünstige (!!!) Stromversorgung dafür zu finden.
Bei Reichelt gibt es passende Schaltnetzteile (5V, 10A), aber die
kosten ja gleich mal satte 50€.

Kennt von jemand von Euch eine günstigere Alternative dazu? Vielleicht
ne passende Schaltug zum selbst Aufbauen? Wär echt spitze!

Gruß, Henry

Autor: Stefan Helmert (Gast)
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Hallo,

nimm doch ein Netzteil aus einem alten PC. Das schafft auch 20A am
5V-Anschluss.

Autor: Henry Brennig (Gast)
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Die Idee hatte ich auch schon. Allerdings hatte ich vor, die
Stromversorgung in das Lampengehäuse oder notfalls als kleines
eigenständiges Gerät in die Zuleitung vom Netz (ähnlich Laptop) zu
integrieren. Ein PC-Netzteil ist dafür dann doch etwas zu groß und
ungeeignet.

Trotzdem danke! :)

@all: andere Ideen?

Autor: Stefan Helmert (Gast)
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oder du baust selbst ein Netzteil z.B. aus den Bauteilen so eines
PC-Netzteils ;-#

Autor: Flo (Gast)
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evtl. findest du etwas bei pollin: http://www.pollin.de

Autor: Henry Brennig (Gast)
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@Stefan:
glaube nicht, dass ich das hinbekomme bzw. dass das Sinn macht... ;)

@Flo:
die haben leider nix was mich weiterbringt.

Autor: Florian (Gast)
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Wie wärs mit nem Trafo? 30Watt gibts auch als Printtrafo. Danach nen
Gleichrichter, nen schönen dicken Elko und that's it;)
mfg Flo

Autor: da_user (Gast)
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Autor: Thilo Wawrzik (Gast)
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Also wie ich das sehe brauchst Du ajF ein Schaltnetzteil,
sonst wirst Du mit Deinen Größenvorgaben nicht hinkommen.
Die meisten mir bekannten Schaltungen liefern allerdings
nur etwa 3-4A (siehe Anhang). Allerdings für kaum >5EUR.
Vielleicht könntest Du aber 2 davon zusammenschalten!?
Oder such' mal nach VIPer20 (Viper100 für 3A gibts bei
Reichelt für 3,70EUR). Oder mal nach SMPS suchen, da
gibts es Schaltpläne von z.B. PC-Netzteilen, die dann
auch >10A packen. Allerdings sind die alle etwas heftiger
vom Aufbau und Dir wahrscheinlich nicht klein genug ...

Grusz TW

Autor: Freak5 (Gast)
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Da hat irgendeine Firma wie Siemens oder Philipps(kann aber auch sony
gewesen sein) einen Chip entwickelt, der viel kleinere Netzteile für
Ladegeräte usw. ermöglichen soll->
Ich würde, als relativ unwissender, zum PC-netzteil raten.
Diese Barebones haben da doch auch externe, welche klein genug sein
müssten.
Auf alle fälle viel viel kleiner als ein AT/ATX NT.

Ein PC-NT müsste eigentlich immer 6A hinbekommen.

Autor: Henry Brennig (Gast)
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@Flo: Du hast Recht, Printtrafos sind auf jeden Fall auch sehr
interessant. Vor allem was Preis  Leistung  Aufwand angeht. Bei
Reichelt gibt es da passende (z.B. ERA-EI 66/23). Was verstehst du
konkret unter nem "dicken" Elko? Ich werde diese Lösung auf jeden
Fall im Hinterkopf behalten. Sie haben nur einen Nachteil: sie sind
trotzdem noch recht klobig und schwer.

@da_user: Sorry, aber der link führt bei mir nur auf die
Shop-Homepage...

@Thilo: Deshalb interessiere ich mich sehr für deine Schaltung. Leider
habe ich nicht ganz so die Ahnung von Trafos / Übertragern und kann mit
den Kennwerten von T1 nicht viel anfangen; Kannst du mir eventuell einen
passenden Übertrager empfehlen?
Am Eingang steht Vdc, ich nehme mal an ich muss dann noch einen
Gleichrichter vor die Schaltung hängen, der auch entsprechende Ströme
aushält? Du kannst mir nicht zufällig sagen, wie sich die Stromaufnahme
auf der "Primär"-Seite der Schaltung verhält, wenn sie unter Volllast
(3A) läuft? Wie siehst mit der Welligkeit der Ausgangsspannun aus? Kann
ich den AVR da gleich so dranhängen?

@Freak5: Es gibt externe Netzteile für Barebones? Hab ich noch nie
gesehen! Du hast nich zufällig nen Link zu einem?

Ich sach da gleich mal ein "Zwischen-Danke" für eure Antworten!

Autor: A.K. (Gast)
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LEDs sind nicht so pingelig - stabilisiert braucht's da nicht, nicht
mal geglättet. Trafo, Gleichrichter und fertig. Da ist dann auch der
Wirkungsgrad ok (wenn man davon absieht, dass das meiste eh in den
Widerständen landet).

Autor: JoeFire (Gast)
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Gibt's denn keinen AVR der mit 3,6V läuft?
Dann könntest du dir die Heizung sparen...

Autor: Alexander (Gast)
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Den L4970 kannste nehmen. Gibt da noch einige andere Typen um den Dreh
rum, die vielleicht passender sind.
Alles Schaltregler, die ab 5V am Ausgang (über deren Massepin) können.

Autor: mmerten (Gast)
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Ich würde von Reichelt nen SNT MW60-05 nehmen kostet 25,55 und spart ne
menge Arbeit. Zumal nen Standard-Teil was auch in 1 oder 2 Jahren noch
zu bekommen ist.

Autor: Skragan (Gast)
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schliesse mich mmerten an: so etwas kauft man fertig und erfindet nicht
das rad neu ! zumal alle fertigen schaltnetzteile von reichelt gleich
nen weitbereichtseingang haben. aber vorsicht, innerhalb der schaltung
würde ich (weil wir gerade mit eben einem solchen netzteil ärger
hatten) noch einen stabi (für die logik/uC) und ne supressordiode
vorsehen...

Autor: Nicky (Gast)
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Hallo,

hast du schon mal über ein multiplexen nachgedacht. das auge ist doch
viel zu träge. du kann wie beim fernsehen, die leds nacheinander
ansteuern (muss nur schnell genug sein.) da leidet zwar die helligkeit
drunter. aber wenn du 3 gruppen machst - r-g-b - brauchst du nur noch
2A. dieses verfahren ist gängig und wird sogar auf led großdisplays
verwendet.

mal drüber nachdenken!!!

Autor: Nicky (Gast)
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nachtrag:

bei nur 3 gruppen im multiplex, sieht man auch keinen
helligkeitsunterschied.

Autor: Thilo Wawrzik (Gast)
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Da war wohl wer schneller ;-)
Stimme Nicky zu, Du solltest wirklich mehrere
Gruppen machen und multiplexen. Wenn Du die
Schaltung noch nicht fertig hast, dürfte es
auch Deine Ansteurungselektronik auf 1/3
schrumpfen. Schließlich brauchst Du nicht
100 einzelne Leitungen sondern nur 34 + 3x
GruppenSelect-Ltg.

Autor: Alexander Grah (Gast)
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jo, multiplexen sollte man. trotzdem fertiges netzteil kaufen ;o)

Autor: mmerten (Gast)
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Multiplexen ??? Ich vermute mal das Ganze ist zu Beleuchtungszwecken
(rgb farbwechsler ?) gedacht und nicht zu Anzeigezwecken. Da will man
schon die maximale erzielbare Helligkeit der LED ausnutzen.

Autor: Alexander Grah (Gast)
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deswegen kann man doch trotzdem multiplexen, allein schon, um die
schaltung zu vereinfachen ! die maximale helligkeit erreicht man auch
im pulsbetrieb.

Autor: Nicky (Gast)
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käse, mein text ist weg.

also schreibe ich nochnal.

habe versucht leds zu dimmen, und bin mit einer 8 bit pwm nicht weit
gekommen, erst 9 bzw. 10 bit pwm liesen die leds wirklich dunkel
werden.

das auge nimmt licht annähernd logarithmisch war, weshalb eine 1/3
einschaltzeit nicht wirklich störend ist. so weit mir bekannt ist, wird
gepullstes licht auch noch als heller empfunden als kontinuierliches.
(wenn dies jemand bestätigen kann, bitte mal kurz bescheid geben, bin
mir da nicht 100%-ig sicher)

und wenn es denn unbedingt die maximale Helligkeit sein soll, --> strom
durch die leds im pulsbetrieb höher treiben (aber verlustleistung
beachten)

Autor: Schoaschi (Gast)
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aja, du könntest doch auch etwas strom einsparen indem du für jedes LED
nur 10mA oder 15mA nimmst. Bei normalen LEDs haut das wunderbar hin und
sie leuchten gleich hell.

So nun zur lösung des netzteils ;-)

siehe anhang ( Steht im Datenblatt des LT1083 und bringt 5V und 7.5A)

einfacher gehts wohl nicht mehr ;-)

mfg schoasch

Autor: Thilo Wawrzik (Gast)
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Also der LT1083-5 bringt zwar 7.5A bei 5V.
Aber man muss schon ne "kleine" Spannung
reintun. Für ein komplettes Netzteil, ist
es dann nicht mehr ganz so einfach ...
(siehe Anhang, weiter unten im Datenblatt)
Das Teil heißt ja schon "Low Dropout" :-/

Autor: Nicky (Gast)
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och nö,

erst 100 leds gleichzeitig, und dann auch noch n standardlängsregler!

sorry! schon mal über nen eigenes kraftwerk nachgedacht, da ist der
kühlturm mit dabei. pure energieverschwendung.

wie wäre es denn mit schaltreglern? läuft nen µC mit, also auch die
leds. z.b. LM2576 (3A) ohne externe transistoren. wenn die schaltung
einfach bleiben soll wieder 2 oder 3 gruppen und jeder gruppe einen
regler zuweisen. teuer wird es auch nicht, spart platz durch nen
kleineren kühlkörper und somit geld fürs alu die durch die
reglerschaltung kompensiert wird.

wenn es denn unbedingt nen längsregler sein soll, dann reicht auch nen
10A npn-transistor mit z-diode und R für die leds. problem sehe ich nur
bei dem trafo, der sollte mit gleichrichtung nicht mehr als 2V über der
ausgangsspannung liegen. 2V x 6A = 12Watt verlust (also wärme) wird der
kühlkörper ziehmlich groß oder ne gute lüftung :-(

Autor: Henry Brennig (Gast)
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Ich danke euch für die zahlreichen Ideen.
Ich denke ich werde die ganze Sache über nen 6V-36VA-Printtrafo lösen.
Nen belastbaren Gleichrichter und nen Spannungsregler dahinter, ein
paar Kondis und fertig ist der Lack. Geringste Kosten, geringste
Verlustleistung, geringster Aufwand. Dann wird mein Gehäuse eben ein
klein wenig größer.

Autor: Skragan (Gast)
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was spricht denn nun gegen ein fertiges schaltnetzteil ?!
kopfschuettel der printtrafo ist sicherlich NICHT die günstigste
lösung mit geringsten verlusten... ausserdem kommt auch noch das
übliche netzeingangszubehör davor ? VDR, sicherung.... das ist alles im
steckernetzteil enthalten (reichelt psa 15W-050; EUR26,10; 5V 2,5A).
weiterhin enthalten: KEIN ärger, KEINE fehlerquelle, KEINE netzspannung
auf der leiterkarte!

Autor: Henry Brennig (Gast)
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Das problem dabei ist aber, dass ich davon dann gleich drei Stück
bräuchte, um meine stromhungrige Schaltung zu satt zu kriegen. und dann
wär ich bei dem siebenfachen Preis der Printtrafo-Lösung.

Autor: Skragan (Gast)
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äh... ich dachte, wir reden nu über multiplexen ? also nur 2A ?

Autor: mmerten (Gast)
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Warum ???
Schaltnetzeil SNT MW60-05 kostet bei Reichelt komplett nur 25,55 und
liefert 5V bis zu 12A.
Bei diesen thread ist ohnehin nicht ganz klar, wozu die LED überhaupt
gebraucht werden Anzeigezwecke (multiplex ok) oder Beleuchtung mit max.
Leistungsausbeute bei den LED da kommt Multiplex ja nicht in Betracht.
Da man ja hier nicht den Impulsstrom beliebig erhöhen kann.

Autor: Nicky (Gast)
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warum Schaltnetzteil?

weil da nicht so viel energie unsinnig in die luft geblasen wird!
kostet nur unnötig geld, Kühlkörperfläche (der selbst auch geld kostet)
oder andere Kühlungsvarianten (also meist nochmal strom)

multiplexen für maximale helligkeit - geht nicht?
doch, mit z.B. mit 30mA während des pulses ansteuern. ausserdem
gepulstes licht ... - siehe weiter oben

Autor: JoeFire (Gast)
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Wenn wir gerade beim Thema "unsinnig Energie in die Luft blasen" sind
nochmals:

Gibt's keinen AVR der mit 3,6V läuft???
Wenn du den ganzen ramsch mit 3,6V betreibst sparst du dir auch noch
einige Watt Wärme an den Vorwiderständen die dann hinfällig würden.

Solche Netzteile gibt's meiner Ansicht nach auch. Oder liege ich da
völlig falsch?

Gruss Joël

Autor: A.K. (Gast)
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Ach? LED ganz ohne Vorwiderstand? Das kostet dann aber nicht nur Strom,
gegen die Lebensdauer einer solcherart betriebenen LED werden
Glühlampen Methusalems.

Autor: Nicky (Gast)
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jo, mit nem Adj-typen einfach einstellbar. aber man bekommt keine
genauen infos, wie er es bauen möchte, je nach atmel kann er ja mit
3,6V arbeiten. er schafft dann nur nicht mehr die maximalen
taktfrequenzen. wenn er dies braucht...  weiss ja keiner.

Autor: Nicky (Gast)
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widerstand muss schon rein, aber joefire meint wohl, dass der
spannungsabfall kleiner ist und somit weniger wärme entsteht. geht ja
immernoch x 100LED's wenn mit multiplexen nichts ist.

Autor: mmerten (Gast)
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Eine Frage am Rande welcher Hersteller baut SuperFlux LED als RGB
Variante mit gemeinsamer Kathode ??? wobei die Betonung hier auf dem
Typ SuperFlux liegt.

Autor: Henry (Gast)
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Also hier noch einmal ein paar klärende Daten am Rande:

- LEDs: 100 Stk, RGB-SuperFlux, gemeinsame Kathode (www.dotlight.de)
--> sprich 300 * 20mA
- Multiplexen: NEIN, da Beleuchtungszweck
- 5V-AVR, da rot und blau sowieso 4V Vorwärtsspannung (also warum dann
3,6V-AVR nehmen?)
-starke Abwärme = schlecht -> keine Belüftung

Am Ende ist das ja auch alles wurst. Ich will bloß eine Stromversorgung
haben, die mind. 6A bei 5V (stabil für µC) schafft. Sie soll nich
übermäßig heiß werden, keinen Schaltschrank benötigen, einfach
aufzubauen sein und nach Möglichkeit unter 50 EUR kosten. Kann doch
nich so das Ding sein.

Autor: mmerten (Gast)
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@henry dann nimm doch das MEANWELL Teil von Reichelt für knappe 26
Euro.
Gibt`s bei anderen Lieferanten auch.

Autor: Henry (Gast)
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@mmertn:
jap... das ding gefällt mir... es also doch einfach... :)

@all: problem gelöst! dank euch für die hilfe!

Autor: Henry (Gast)
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hoppla... ich meinte "es GEHT also doch einfach..."

Autor: JoeFire (Gast)
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Scheint als hätte ich zu wenig Ahnung von LEDs.
Kann mir kurz jemand erklären, warum vor ner LED ein Widerstand sein
MUSS?

Ich hätte gedacht es macht keinen Unterschied ob ich die
Betriebsspannung der LED mit einem Spannungsteiler (Rv und LED) oder
mit einem Spannungsregler (LM...irgendwas) erzeuge.

Anfängerfrage oder Missverständnis???

Grüsse aus der Schweiz
Joël

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Also im Prinzip ist das ja so:

Legt man an einen Verbraucher eine Spannung an, fließt ein Strom.
Dieser Strom ist (meistens..) durch den Verbraucher und an die ihn
gelegte Spannung bestimmt.

Hat man zum Beispiel einen 100 Ohm Widerstand, legt 10V an, so
"verlangt" der Widerstand I = U/R = 10/100 = 0,1Ampere Strom.

Die LED verhält sich ähnlich. Sie ist aber eigentlich kein Ohmscher
Verbraucher (bzw Ohmscher Widerstand). Der Strom steigt nicht linear an
(wie genau weiß ich nicht).

Aber: Eins ist gleich. Legt man eine Spannung in Höhe der optimalen
Durchlassspannung an, fließt ein bestimmter Strom. Dieser Strom ist so
dimensioniert, dass er der LED nicht schadet.

Folglich: Kann man eine ganze Reihe von LEDs auch ganz einfach mit nem
LM317 oder Whatever und einer eingestellten Spannung betreiben.

Hat man jetzt aber nur eine LED, will man nicht direkt irgndwie nen
LM317 oder sowas einsetzen. Da benutzt man einen anderen "Trick":

Wenn man weiß, dass bei Ud(Durchlassspannung der LED) genau Id
(Durchlassstrom) fließt, kann man einen Widerstand in Reihe schalten
der die Spannung, die sonst zu Hoch für die LED wär, wegheizt.

kleines Beispiel:
5V Spannung Uges
Ud der LED ist 3,8V
Id der LED bei 3,8V ist 20mA

1. Regel: Bei Reihenschaltung von 2 Verbrauchern ist der Strom des
Zweiges an jedem Punkt gleich.
Fließt also durch die LED mal 20 mA, so fließt dieser Strom
ZWANGSLÄUFIG auch durch den, in Reihe geschalteten, Widerstand.
2. Regel: Die Spannung der Verbraucher in einer Reihenschaltung muss
addiert werden.
Da die LED 3,8V "brauch" (da dann 20mA fließen) Hat man nurn 1,2V
"über". Würde man die LED ohne Vorwiderstand anschließen, läge an ihr
5V an. Ein beachtlich höher Strom würde durch die LED fließen -> nich
gut.
Der Widerstand berechnet sich nach R = U/I = 1,2/0,02 = 60 Ohm.

Durch die LED und den Widerstand fließen jetzt 20mA. Dabei teilen sich
die Spannungen wie berechnet auf: U = R*I = 60*0,02 = 1,2V am
Widerstand und der Rest an der LED.

Das ganze muss man eher so als "selbstregelndes Konstrukt" ansehen.
Denn wär der Strom nich 20 mA, würde eine andere Spannung am Widerstand
(und auch an der LED abfallen). Gleichzeitig gilt aber auch: Fällt eine
andere Spannung am Widerstand ab, verändert sich der Gesamtstrom.


Hoffe ich hab nicht zuviel Unfug geschrieben :-)

Autor: Nicky (Gast)
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der lm ...(schlag micht tod) sollte die 5V für den µC bereitstellen.
gleichzeitig kann er auch noch die LED's versorgen. deshalb wird der
strom so groß.
da die led's je nach Farbe aber mit unterschiedlichen Spannungen
arbeiten (rot=2V, gelb=2,2V, grün=2,4V und weiß und blau zw. 3 und
3,6V) muss zur strombegrenzung nen widerstand davor. da die LED
innerhalb der o.g. Spannungen sehr steile kennlinien haben
(diodenkennlinie) führt eine minimale Spannungsänderung zu beachtlichen
Stromänderungen, die schnell die 20mA (oder je nach typ nen anderer
wert) überschreiten können.

ps: leds stuert man deshalb auch mit dem strom und nicht mit der
spannung.

An Henry:
hab gerade noch ne idee. überleg mal, ob du die leds über den
spannungsregler führen musst. vielleicht genügt nach dem trafo die
gleichrichtung (6A) und große kondensatoren zur glättung. den µC dann
an nen regler (die 10-50mA sind dann unkritisch wegen der Wärme)
guck aber erst mal wie sicht der Trafo bei laständerungen verhält.
sprich spannungsdifferenz unter volllast und leerlauf, und rechne mal
die passenden stromänderungen durch die leds aus, vielleicht ist dass
dann die einfachste variante. für die led's kommt es nicht auf 0,5
Spannungsschwankungen in der versorgung an, da ja immernoch der
vorwiderstand seinen senf dazugibt.

Autor: JoeFire (Gast)
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Das mit Strom und Spannung war mir schon klar. (Ich glaube das Ohm'sche
Gesetzt ist Grundlage wenn man sich in diesem Forum Rumtreibt :-) Mich
hat halt einfach verwirrt, dass A.K. so schockiert war über meinen
Vorschlag, die Versorgungsspannung der gesamten Schaltung gleich der
Betriebsspannung der LED's anzupassen...
In diesem Fall ist das Problem meines Vorschlags also, dass bei
RGB-LED's nicht alle Farben den selben Widerstand haben. und somit
auch unterschiedliche Betriebsspannungen verlangt werden. Richtig?

Gruss Joël

Autor: A.K. (Gast)
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> Aber: Eins ist gleich. Legt man eine Spannung in Höhe der
> optimalen Durchlassspannung an, fließt ein bestimmter Strom.
> Dieser Strom ist so dimensioniert, dass er der LED nicht schadet.

Nein, so ist es eben nicht.

Für LEDs gilt das gleiche wie für normale Dioden oder
Bipolartransistoren (nicht jedoch für MOSFETs):

Steigt die Temperatur, sinkt die Durchflussspannung. Sinkt nun die
Durchflussspannung, dann steigt der Strom. Dadurch steigt die
Temperatur. Dadurch sinkt die Durchflussspannung weiter. Wird diesem
Teufelskreis keine Grenze gesetzt, dann setzt er sich solange fort bis
das Bauteil überlastet wird und endgültig kurzschliesst.

Man kann also LEDs nicht mit einer konstanten Spannung betreiben und
man kann sie auch nicht ohne Kontrolle des Stroms jeder einzelnen LED
parallel schalten.

Im hier betrachteten Fall muss man auch noch berücksichtigen, dass
Exemplarstreuungen auftreten können. Ist der Serienwiderstand der
Dioden zu klein dimensioniert, führen diese Streuungen zu sichtbar
ungleicher Helligkeit des LED-Feldes.

Autor: mmerten (Gast)
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Die hier gewählte SuperfLux LED ist mir eh etwas suspekt, zumal es der
Händler in seinem "Datenblatt" geschickt vermeidet einen Hersteller
zu nennen. Ebenso werden hier Toleranzgruppen für Gruppenverwendung
nicht angegeben. Vor allem das Pinout mit gemeinsamer Kathode ist für
eine sinnvolle Flächenbeleuchtung schon übelst, wenn ich nicht gerade
jede led einzeln ansteuern will sondern nur eine rgb fläche steuern
möchte.
korrekterweise wäre ja hier 300 regelbare Konstantstromquellen nötig.

Autor: Henry (Gast)
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Also ich hatte mir das ja so vorgestellt: die einzelnen Grundfarben der
RGB-LEDs werden jeweils parallel zueinander verschaltet. Der jeweilige
"Farbkanal" wird dann über eine einfache Transistor-Treiberschaltung
und entsprechende Widerstände (die die der Farbe zugehörige
Vorwärtsspannung  "erzeugen") von je einem Ausgangspin des AVR durch
PWM in der Helligkeit regelbar angesteuert.

Ich habe schon einen Prototypen mit einer 3x3-RGB-SuperFlux-LED-Matrix
(wasn Wort!) und nem ATmega8 aufgebaut und was soll ich sagen... das
Farbspiel ist sogar durch das bisherige einfache Programm (Ein- und
Aus-Faden der einzelnen Grundfarben mit jeweils unterschiedlichen
Primzahlen als Geschwindigkeitskonstanten) schick anzusehen. Und mit
einer PWM-Grundfrequenz von 200Hz auch bei geringer Helligkeit
flimmerfrei. Leichten Helligkeitsunterschiede der einzelnen LEDs sind
durch die Milchplexi-Scheibe, die als "Mischpalette" dient, nicht
wirklich festzustellen. Ich hab die Schaltung auch schon länger als nur
10 Sekunden laufen lassen und es hat sich noch keine LED durch die
einfache Treiberschaltung verabschiedet.

Kommentare? :)

Autor: A.K. (Gast)
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Ich hatte die Version ohne Stabilisierung oben schon mal vorgeschlagen.
Nur würde ich noch etwas weiter gehen und den Kondensator evtl. auch
noch weglassen. Weil der, wenn er nicht recht heftig dimensioniert ist,
die Lastabhängigkeit der Effektivspannung deutlich vergrössert.

Ein halbwegs guter Trafo in dieser Leistungsklasse wird nicht mehr als
~120% Leerlaufspannung liefern, und sollte zu verkraften sein.

Eine LED für 20mA hat meist ein Limit vom 30mA. Man müsste das das
ganze wohl so dimensionieren können, dass man im Effektivwert bei 20mA
oder etwas darunter landet, ohne bei geringer Last und im Peak der
Halbwellen in die Nähe den Grenzwert vom 30mA zu kommen. Das Netzteil
selbst hat dann m.E. keine grösseren Verluste als ein normales
Schaltnetzeil. Und der Trafo kann in Spannung und Leistung deutlich
kleiner dimensioniert werden als bei einem vergleichbaren
Linearnetzteil.

Und um die Verluste durch die Serienwiderstände kommt man kaum herum.
Sie durch geregelte Stromquellen zu ersetzen spart zwar Abwärme, führt
aber zu abnorm hohem Bauteilaufwand.

Ergo: Licht mit ausschliesslich parallel geschalteten LEDs zu gewinnen
ist zwangsläufig ineffizient.

Autor: Henry (Gast)
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Ach ja, nur mal zur Veranschaulichung...

Autor: Nicky (Gast)
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hallo henry,

warum wenn du nur einfach ein farbenspiel machen möchtest, könntest du
doch z.B. 10 oder 11 LEDs je farbe in reiche schalten. dann mal von 99
led's ausgegangen, also 33 je farbe, würdest du je farbe 3 linien
erhalten. also insgesamt 9, macht nen strom von nur knapp 200mA mit ner
spannung von ca. 30-36V. ok, wenn du nur 12V oder 24V nehmen möchtest
machst du die ketten etwas kleiner, aber die stromersparnis ist doch
extrem, und vereinfacht dein netzteil.

(ich hab es so aufgebaut, bei einer Anzeige mit 60 smd leds als array,
mit ner 6x10 Matrix an 24V (LED's alle rot). funktioniert
hervorragend. hab dann nicht nur nen transistor als schalter sondern
mit ner z-diode das ganze als stromquelle verwendet. so kann ich
bedingt durch meinen schaltregler (für die 5v für den Atmel) bis 40V
Eingangsspannung arbeiten.

Autor: mmerten (Gast)
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@Nicky
Klar ist, daß man dieses Projekt eleganter lösen kann. Wenn du alles
mitgelesen hättest, die 100 RGB LED mit gemeinsamer Kathode sind
leider
Vorgabe und nicht mehr änderbar.

Autor: Nicky (Gast)
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ach käse,

sorry nicht mehr dran gedacht. hmm ...

Autor: JoeFire (Gast)
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Danke all denen die mich in Sachen LEDs etwas weitergebildet haben.

Gruss Joël

Autor: Patrick (Gast)
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Hallo Henry,

Die Logik "Multiplexen: NEIN, da Beleuchtungszweck" verstehe ich
nicht. Könntest du die bitte nocheinmal erläutern?

Gerade bei Beleuchtungszwecken sollte man die LED pulsen! Nicht nur das
man dabei die Helligkeit bis um den Faktor 15 erhöhen kann, man spart
auch noch Strom. Man muß ja nicht gerade bei den 100Hz der
Leuchtstoffröhren stehen bleiben, sondern kann z.B. auf 5kHz gehen. Das
'Flimmer' ist dann für Mensch und Tier nicht mehr wahrnehmbar. (das
einzige was man wahrnimmt, ist die geringere Wärme die deine Schaltung
abgibt)
Das Web ist voll mit guten Beispielen zu gepulsten LEDS. z.B:
http://www.stockeryale.com/i/leds/lit/app001.htm

Autor: Nicky (Gast)
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danke patrick,

stimmt also doch!

Autor: Henry (Gast)
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@Nicky:

Mein allererster Gedanke war auch, die Schaltung mit Einfarben-LEDs
aufzubauen. Hab das auch schon probiert. Allerdings war ich mit dem
Mischergebnis alles andere als zufrieden. Man konnte stets deutlich die
einzelnen Grundfarben erkennen, was nich Sinn und Zweck ist. Durch die
RGB-LEDs bekommt man die Farben halt super gemischt und das ist mir den
Merhaufwand durchaus wert. Allerdings wäre eine SuperFlux-RGB-LED mit 6
Pins auch mal ne geniale Erfindung... ;)

@Patrick:

Nun gut, wenn Ihr alle so vom Multiplexen schwärmt, dann werde ich mir
das mal zu Gemüte führen. Scheint ja doch was dran zu sein... ;)

Autor: Skragan (Gast)
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danke patrick.. ich wusste auch nicht mehr, wie man argumentieren
könnte... ;o)

Autor: mmerten (Gast)
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@patrick
Gerade SuperFlux LED sind nicht für Multiplex-Betrieb konzipiert. Man
kann bei diesen Teilen ja nicht den Impulsstrom beliebig erhöhen. Auch
ist die erzielbare Lichtausbeute und berücksichtigung von t (Zeit)
geringer. Gerade bei SuperFlux als auch Luxeon Emittern ist das
Verhältnis von Nennstrom / Pulsstrom wesentlich kleiner als bei
Standard LED.

Autor: Nicky (Gast)
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@henry

hast du schon mal probiert nen ENG angeordnetes array von standard 5mm
leds aufzubauen. leider haben die hellen geräte davon nur nen kleinen
abstrahlwinkel. wenn aber der platz zur verfügung stehen sollte, dann
versuch es doch nocheinmal damit und nimm die filterscheibe in etwas
größerem abstand. (die frage ist, ab die scheibe homogen oder die
projektionsfläche homogen leuchten soll?) zumal man die 5mm led bei
ebay kistenweise günstig bekommt. hab meine auch aus dem asiatischen
raum einreisen lassen.
das dies funktioniert weiss ich 100%-ig, da oft genug gebaut und
verbaut. nur der abstand und/oder die streuscheibe sind wichtig. gibt
ja auch genug hersteller die nach diesem prinzip led scheinwerfer
bauen. die haben die vorteil, aber berechnete optiken zu verfügung zu
haben. habe vor kurzen eine 12m wand mit led scheinwerfern beleuchtet
(wahren allerding 100 1Watt leds.) super homogene mischung.

Autor: Skragan (Gast)
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welches war denn da der lieferant, nicky ? neugier

Autor: Henry (Gast)
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@Nicky:

Ne, das mit den einzelnen LEDs wird nix, der Schrim soll homogen
ausgeleuchtet werden. Da hab ich schon genug rumprobiert, die Idee is
vom Tisch.

Autor: Nicky (Gast)
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guck mal bei
http://www.griven.com/thumb.php?lincod=02_architectural
wir hatten den "dune" wegen einbau in bodentanks.


mit dieser leiste war es richtig gut (der preis auch)
http://www.focon-showtechnic.net/produkte/index.ph...

Autor: Nicky (Gast)
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das problem ist, das richtig satiniertes acrylglas, die lichtintensität
in bezug auf eine richtung extrem verringert. aber homogen wirds.

wie groß ist der abstand zur projektionsfläche. und welche
grundhelligkeit ist dort vorhanden? Normales Zimmer mit nem Fenster,
oder nen Klubraum, mit dezenter beleuchtung?

Autor: Skragan (Gast)
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mich interessierte das nur mal so :) ich dachte, du hättest 100 1W leds
selber zusammengefiedelt :)

Autor: Nicky (Gast)
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Das Problem liegt nicht darin die Led's zusammen zu fiedeln :-),
sondern in der Optik - die dem Einsatzzweck angepasst ist. Deshalb habe
ich ja auch nach dem Abstand zur Projektionsfläche und der
Umgebungshelligkeit gefragt, obwohl wir vom Forum - Elektronik - weit
weg kommen. Aber das Ziel interessiert! Elektronikvorschläge sind ja
schon genug zusammen gekommen. Die Qual der Wahl hat Henry selbst!

Autor: Patrick (Gast)
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Hallo mmerten,

Könntest du deine Aussage "Gerade SuperFlux LED sind nicht für
Multiplex-Betrieb konzipiert" kurz begründen? (Multiplex-Betrieb ist
nicht wirklich die richtige Bezeichnung).
Natürlich kann man den Impulsstrom nicht beliebig erhöhen aber die
Datenblätter der SuperFlux LEDs geben in der Regel Beispiele für Pulse
Betrieb, an denen man sich orientieren kann.

Autor: Henry (Gast)
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@Nicky.

So professionell wollte ich es garnich betreiben. Es soll bloß ne
schöne Bereicherung für mein Zimmer werden und meine Loöststation aus
dem Dornröschenschlaf erwecken... ;)
Also die "Projektionsfläche" ist quasi die gegenüberliegende Wand
meines Zimmers... es geht mir nicht um Projektion, nur darum, dass die
Lampe (also der Plexiglas-Schirm) flächig-gleichmäßig ausgeleuchtet ist
und das Zimmer "chillig" beleuchtet wird. Deshalb maximal Helligkeit.
Das mit dem Multiplexen, oder wie auch immer es nun korrek heißt,
scheint dabei wirklich hilfreich zu sein. Über den AVR bzw über den PC
kann man dann auch noch ein paar verschiedne Programme ablaufen lassen,
je nach Stimmung. Moodlight eben...

Autor: Patrick (Gast)
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Henry,
Hm, das hätte schon was, wenn ich am Morgen nicht immer das grelle
Licht anmachen müsste, sondern das Aufwachen von einem angenehmen
(künstlichen) Sonnenaufgang begleitet würde. Passende Gelegenheiten für
einen Sonnenuntergang würden sich auch finden  fg 

Autor: Henry (Gast)
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Most definitely! :)

Autor: Henry (Gast)
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Über den AVR wäre auch ne Weckfunktion denkbar...

Autor: mmerten (Gast)
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@patrick
Schau dir mal die Datenblätter und App-Notes
bei Luxeon und Liteon zu SuperFlux LEDs an

Autor: Patrick (Gast)
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@mmerten heisst das, du weisst es nicht, oder willst du es mir nicht
verraten?

Autor: mmerten (Gast)
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Ich habe hier keine Lust seitenweise Datenblätter zu zitieren oder
Diagramme zu diskutieren. Bei SuperFlux LED liegen der zulässige LED
Dauerstrom als auch der maximale zulässige Impulsstrom wesentlich näher
beeinander als bei den Feld-Wald-Wiesen 3 oder 5 mm LED. Multiplexing
ist für maximale Lichtleistung bei Beleuchtungszwecken ungegeignet.
Ebenso wie PWM für Dimming im Studiobetrieb, da sind dann regelbaren
Konstantstromquellen angesagt.

Autor: Patrick (Gast)
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@mmerten,
Es geht nicht darum seitenweise Datenblätter zu zitieren, sondern
darauf hinzuweisen, wo die Info steht. Dein generelles "schau einfach
mal nach" zeigt jedenfalls, dass du selbst nicht weisst wo die Info
stehen könnten.

100mA bei einem duty cycle von 1/10 und Pulse Width 0.1ms ist alles
andere als übel und zum Stromsparen besetens geeignet. Und genau darum
geht es hier doch! Die Leistungsaufnahme kann auf die Weise
wirkungsvoll verringert werden.

Autor: Henry (Gast)
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Angehängte Dateien:

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Weiß nich ob noch jemand Lust hat, mit mir über dieses Thema zu
diskutieren.. der Thread is ja nun schon etwas älter. Aber ich probiers
trotzdem mal, bevor ich nen neuen aufmache.
 Wie gesagt, ist ja nun schon ein bissel bastelzeit ins Land gestrichen
und mein Prototyp sieht jetz so aus: (siehe Anhang)

Jetzt hängts an der PWM: ich bekomm sie einfach nicht flimmerfrei.
Allerdings scheint es nicht an der PWM-Frequenz selbst zu liegen (ca.
200Hz), sondern eine Art Interferenzproblem zu sein. Wenn ich nur eine
Farbe der LEDs leuchten lasse und dimme, ist kein Flimmern
wahrzunehmen. Sobald ich aber zwei Farben einer LED dimme (also nicht
volle Helligkeit) dann ist ein relativ langsames (ca 10Hz ?) "Pulsen"
(LEDs werden kurz dunkel) zu sehen.
Hat jemand eine Ahnung, wie ich das lösen könnte?

Und zum Pulsbetrieb mit den Daten aus dem SuperFlux-Datenblatt (100mA,
1/10 duty cycle, 0.1ms puls width) gibt es auch noch ein Problem: Der
ATmega8 mit 16MHz-Quarz ist zu langsam...

Dank euch für eure Hilfe!

Autor: Nicky (Gast)
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hallo,

wie machst du die pwm?

je nach dem wie du die pwm machst sind 16 mhz voll ausreichend! ich
habe an 16mhz ne 10 bit pwm auf 4 kanälen, ohne flimmern!

gruß

Autor: Henry (Gast)
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ich mach die pwm über nen timer-interrupt, der alle 80.000 takte die LED
entweder weiterleuchten lässt oder löscht. je nach PWM-stufe.

Autor: Nicky (Gast)
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ich verwende einen zähler der in der timer-interrupt routine immer um 1
incrementiert wird.
die interrupt routine arbeitet auf nen tov. in ihr werden nacheinander
ale kanäle abgearbeitet.

wie genau?

nimm nen register, in dem der schwellwert für die farbe steht. in der
irq vergleichst du den zählerwert mit dem schwellwert und schaltest die
led an oder aus. je nach dem ob größer oder kleiner. wierum liegt in
deiner entscheidung.

dann gleiches mit dem nächsten kanal. wenn rgb + w? durch ist ist die
timer irq beendet und wird mit neuen tov wieder angefahren.

Autor: Chris (Gast)
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Um mal endgültig mit diesem Missverständnis aufzuräumen:
http://members.misty.com/don/ledp.html

Wie man auf o.g. Seite sehr schön nachlesen kann, ist es ein
verbreiteter Irrglaube, dass durch Pulsen von LEDs der Stromverbrauch
verringert oder die Licht-Leistung erhöht werden kann.
Den besten Wirkungsgrad haben LEDs immer noch, wenn man sie konstant
mit dem Nennstrom betreibt, ungepulst. Alles andere wäre physikalisch
gesehen auch ein wenig unlogisch.

(außerdem:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-fa... )

Autor: Hagen (Gast)
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Ich stimme Nicky grundsätzlich zu, mit einem Unterschied.
Den Zähler den er meint nicht um +1 inkrementieren sondern um +7, +11
oder meinetwegen +37. D.h. man produziert Lücken, was aber durch die
dahinterliegende modulare Arithmetik die Leuchtphasen der einzelnen
LED's gleichmäßig über den gesammten einstellbaren PWM Bereich
verteilt.

Also: angenommen du möchtest die LED's in 256 Stufen dimmen können. Zu
jeder LED gibt also ein Helligkeitsregister. In deiner Timer ISR wird
ein Zählregister benutzt das nun in schritten von +37 erhöht wird.
Dieser Zählerwert erzeugt dann Werte wie 0,37,74,111,148,185,222, 259!
-256 = 3, 40,77 usw. usw. D.h. der Wert 259 passt nicht in ein Byte
sondern wird modulo 256 den Wert 3 ergeben. Wichtig ist nur das mit dem
Inkrement +37 alle möglichen Werte zwischen 0 bis 255 einmal reihum
drankommen.

So, eine einzelne LED leuchtet immer dann wenn dessen
Helligkeitregister < Zählregister ist. Die LED's pulsen nun nicht eine
gleichmäßige Zeitspanne von 0 bis Helligkeitswert -1 an einem Stück
sondern sie pulsen ungleichmäßig verteilt auf den kompletten
Zeitbereich von 256 PWM Zyklen.

Gruß Hagen

Autor: Hagen (Gast)
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@Chris: das stimmt schon aber bei Agilent gibt es AN's die was anderes
sagen. Wenn man mit einem Lux-meter die Lichtausbeute einer gepulsten
mit einerm ungepulsten LED vergleicht dann stimmt diese Aussage sehr
wohl. Aber unser AUGE ist kein objektives Lux-Meter sondern es hat die
Eigenschaft, nach Millionen Jahren Evolution, auf schnelle Lichtreflexe
besonders empfindlich reagieren zu müssen. Ergo: unser
Helligkeitsempfinden ist eben NICHT linear sondern logatihmisch, so wie
es auch unser akustischer Hörsinn macht. Und betrachtet man es aus
dieser Perspektive so erscheint uns eine gepulste LED genauso hell wie
eine ungelupste LED aber mit dem Unterschied das die gepulste LED
weniger Strom verbraucht.

Gruß Hagen

PS: muß nochmal bei Agilent suchen gehen um diese AN zu finden. Dort
waren auch schöne Kurvendiagramme enthalten an hand dere man den besten
bereich zum pulsen ermitteln konnte, bzw. eine Umrechnung von psychisch
empfundener helligkeit durchs Auge zur tatsächlichen Helligkeit=PWM
Dutycycle/Strom.

Autor: Nicky (Gast)
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hallo zusammen,

ich addiere schon mit 1, aber mein aufbau ist noch ein wenig anders.
--> Look up table

es ging ja nur um das prinzip.

im LUT hab ich die logarithmische Kennlinie implementiert. ausserden
hab ich ne pwm mit 1024 manchmal auch 2048 slots.

es funktioniert super, da die led nicht mit 100mA angesteuert werden
mußß und dabei noch die max. pulsdauer für diesen strom beachtet werden
muß. ich treibe die standard led's weiter mit 20mA. demm wenn ich meine
schaltschwelle an den anfang oder an das ende lege (je nach aufbau der
software), ist die led voll an -> also dauernd 20mA strom. somit fällt
auch die aussage weg, dass die led's durch mehr strom im pulse betrieb
nicht so lange halten.

Autor: mmerten (Gast)
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@hagen
Die gab`s auch von 2 oder 3 anderen led herstellern, da geht`s aber in
erster Linie um LED für Anzeige- und nicht Beleuchtungszwecke. Da
bringt   Pulsbetrieb (Multiplex) Vorteile. Hier wird eine
Multiplexanzeige bei gleicher Leistungsaufnahme als heller empfunden.
Auch ist der Unterschied zwischen zulässigem
Dauer-Nennstrom/Spitzenstrom Pulsbetrieb bei LED für Anzeigezwecke
erheblich grösser. Daher sollte man zwischen diesen beiden Anwendungen
klar unterscheiden.
Hier geht`s ja um RGB LED für Beleuchtungszwecke. Und da kommt`s ja auf
maximale Helligkeitsausbeute und die Abdeckung eines möglichst breiten
Farbspektrum an. Mit Pulsbetrieb (PWM) ist hier keine Verbesserung der
Lichtausbeute zu erzielen, PWM kann hier sogar recht störend sein,
Störstrahlung auf langen Zuleitungen und Synchronisationsprobleme beim
Einsatz mehrer Steuerungen.

Autor: Hagen (Gast)
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@mmerten, ja das könnte schon sein das sich die AN von Agilent darauf
bezogen hatte. Auf alle Fälle suchte ich damals nach solchen AN's für
Anzeigezwecke. Dunkel erinnere ich mich auch daran das dort stand das
im Pulsbetrieb die effiktive Leistungsausbeute der LED sinken würde.
Egal, so ganz klar war mir das auch nicht, wichtig waren für mich nur
die Diagramme zur ermittelung des besten PWM-DutyCycles im Verhältnis
zu benötigten Strom un maximal empfundener Intensität beim menschlichen
Auge.

Gruß Hagen

Autor: Nicky (Gast)
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@mmerten

aber mit der geschilderten variante gelangt man doch für maximale
intesität auf 100% helligkeit, da dann der ausgang permanent 1 oder wie
auch immer ist. heller als bei dauerstrom geht es doch nur noch mit mehr
strom!? der die lebensdauer verringert.
die emv probleme bestehen auch in anderen schaltungen und mussen eh
abgeklärt werden. ob nun nen 1m kabel oder leiterbahn mit günstiger
masseführung aufgebaut wird. hm....

die treiber (transistoren) direkt an den led's, mit großen c's, dann
stört es auf der versorgung kaum noch, weil kurze leitung mit
stromänderungen. und die steuerleitungen geschirmt(kleine ströme ->
kleine störungen)
LAN Leitung (100MHz) und da kommt er nicht mal hin stört ja auch kaum.
aber wie gesagt, dass ist ne frage des designs, erst mal muss die pwm
laufen. übrigens die pwm ist bei led steuerungen auch im
vollfarbbereich durchaus üblich.

Autor: mmerten (Gast)
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Autor: Chris (Gast)
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@Hagen:
Lies bitte die o.g. Seite genauer:
> Human vision is nonlinear, but that nonlinearity is after a
> surprisingly accurate time-integration process. When a light
> is flashing rapidly enough to appear continuously on without
> flicker, what you see has a good correlation (although nonlinear)
> with average brightness and is surprisingly independent of
> peak brightness.

Weiter oben schreibt der Autor zudem, dass er nicht nur objektiv,
sondern auch subjektiv "gemessen" hat und keine signifikante
Helligkeitssteigerung gegenüber ungepulstem Licht wahrnehmen konnte.

Autor: Hagen (Gast)
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Ja, dies mag ja richtig sein, aber wie hoch ist der effektive
Stromverbrauch im Vergleich von ungepulsten und gepulsten LEDs bei
gleichem Helligkeitsempfinden ??
Desweiteren sollte man mit ca. 1KHz die LED's pulsen, 60Hz reichen
angeblich nicht aus (kann mir aber nicht vorstellen das das ne große
Rolle spielen wird).

Aber stimmt schon: erstens bin ich echt nicht der Experte, zweitens ist
es mir im Grunde egal, hauptsache es leuchtet hell genug und drittens
werde ich mich nur ungern darüber streiten. Für Beleuchtungszwecke ohne
Dimmung wäre es Blödsinn eine PWM zu benutzen, will man die Helligkeit
einregulieren hat man zwei Alternativen, eine relativ teure und
regelbare Konstantstromquelle oder eine digitale PWM mit'ner
preiswerten MCU. Ich bin da also pragmatisch.

Wundern tut es mich trotzdem, da selbst von renomierten LED Herstellern
widersprüchliche Aussagen kommen.

Gruß Hagen

Autor: Henry (Gast)
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@Hagen:

Klingt verdammt interessant, denn offensichtlich ist der Zusammenhang
zwischen Pulsweite und Helligkeit der LED nicht linear. Im unteren
Pulsweitenbereich reicht eine kleine Verlängerung des Pulses für einen
recht prägnanten Helligkeitszuwachs, während im oberen PW-Bereich sich
kaum noch was tut.

Allerdings habe ich nicht ganz verstanden, wie ein
Primzahlen-Inkrementwert das behebt. Klar ist: Damit wird der
zusammenhängende Puls einer bestimmten Weite "zerhackt" und über die
gesamte Periode verteilt. Aber das ändert doch nicht den Effektivwert
des "Eingschaltenseins" der LED. Ich verstehe also nicht ganz, was
der Sinn dieser Vorgehensweise ist...

Autor: Henry (Gast)
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@Hagen:

Entschuldige, hab dich scheinbar falsch verstanden: es ging dir nicht
um  eine nichtlineare Verteilung der Leuchtstufen, sondern um das Lösen
des Flacker-Problems. Ich hab meine PWM-ISR grad nach deinem Vorschlag
geändert und muss sagen...
ES FUNZT EINWANDFREI! Absolut kein Flackern mehr wahrnehmbar.

Aber trotzdem drängt sich ja nun noch die Frage nach der Lösung des
Nichtlinearitätsproblems auf;

@Nicky: Wo hast du dein LUT im Controller abgelegt? Im RAM?

Autor: Nicky (Gast)
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ja, die tabelle ist als .db generiert. programmiere bisher nur in
assembler.

ich habe mir wegen der 11 bit auflösung die quadratischen oder
logarithmischen werte berechnet (muss ich nochmal nachsehen)und auf die
2048 (11bit)scaliert. arbeite aber mit einer 8 bit ansteuerung und nem
LUT mit 256 byte. bis zu einem bestimmten steuerwert werden die LUT
werte größer. an einer bestimmten stelle ist der Wert wieder null und
beginnt wieder anzusteigen - nur das ich bei diesem schwellwert bit 9
von hand setzte und dann so weiter bis zur nächsten schwelle.
verwende 16 bit für den zähler und Vergleichswert.

das aufstellen und fein abgleichen des LUT und schwellwerte hat mich
eine nacht gekostet, weil die berechneten werte abweichen bzw sprünge
haben (ist halt beim quadrat oder logarithmus so).

Autor: Hagen (Gast)
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@Henry:

>Aber trotzdem drängt sich ja nun noch die Frage nach der Lösung des
>Nichtlinearitätsproblems auf;

Jo bleibt noch, aber ich mache es immer so das ich die 256 maximalen
Schritte der PMW's auf 128 runterrechne. D.h.man kann zwar nur 128
Helligkeiten einstellen, intern werden aber 256 PWM Schritte benutzt.
Nun kannst du eine Tabelle anlegen mit 128 Werten, jeweils einstellbare
Helligkeit zu PWM Schrittanzahl.

128 Helligkeiten sind schon eine Menge Holz, versuche mal deine LED's
langsam im Sekundentakt damit runter zu dimmen, und ob du die
Unterscheide in der Helligkeit pro Schritt noch wahrnehmen kannst.

Und ja, mein Vorschlag mit dem veränderten Inkrement zielte
ausschließlich darauf ab:
1. die ON Phasen der LED's immer auf den Schrittbereich von 256
gleichmäßig zu verteilen, das Auge bildet dann eh den
Durchschnittswert
2. du kannst so die Anzahl der gepulsten LED's erhöhen, oder den Timer
langsammer laufen lassen, da ja nun in den meisten Fällen weniger
Flackern auftritt
3. sollte das natürlich ohne viel Auwand in Software möglich sein,
meine Methode ist nämlich nicht ganz exakt, bzw. sie erreicht nicht die
perfekteste Verteilung von ON Phase zur eingestellten Helligkeiten.
4. Der Spitzen-Stromverbrauch sollte sich reduzieren, denn die
ON-Phasen verteilen sich je nach Helligkeit gleichmäßig über die 256
PWM Schritte, ergo statt wie bei dir das alle LED's am Anfang ON sind
und gegen Ende der 256 Schritte auf OFF gehen. Dies ergibt einen
schwankenden Strombedarf und das kann bei entsprechender
Stromversorgung und vielen LED's dazu führen das am Anfang der PWM
Phase die Spannung zusammenbricht, ergo ein zusätzliches "Flickern"
auftritt.

Du solltest also noch mit dem Wert des Inkrements experimentieren, es
muß nicht unbedingt eine Primzahl sein, es reicht eine teilerfremde
Zahl zur Anzahl der PWM Schritte -> bei dir 256. Mit'ner Primzahl kann
man also wirklich nichts verkehrt machen. Denn wichtig ist das nach
einer bestimmtem Anzhal von Überläufen die ganze Choose exakt wieder
von vorne beginnt ohne das einer der 256 Schritte ausgelassen wurde.
Ein Inkrement von 2,4,2^x wäre also die falscheste Wahl.
Ich hatte da sogar ne kleine Software geschrieben die das ausgerechnet
hat, sprich die beste Schrittweite errechnete so das sich die ON Phasen
der verschiedenen Helligkeiten am gleichmäßigsten verteilten. Tja den
Source wieder auffinden ist das eigentliche Problem :(

Gruß Hagen





Gruß Hagen

Autor: Hagen (Gast)
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Du kannst aber auch eine Helligkeitstabelle mit 256 Einträgen benutzen,
nur sind dann in weiten Bereichen deren Werte identisch. Wenn du ein
Helligkeitsregister einer LED laden willst so benutzt du einfach einen
Lookup in diese Tabelle und schwups hast du den real zu benutzenden
Helligekeitswert für die Zählervergleiche.
Du musst also nur einmalig pro LED Einstellung diesen Lookup
durchführen.

Im Endeffekt kommt dann das gleiche raus was bei Nicky auch rauskommt,
nur halt effizienter meiner Meinung nach.

Ergo: diese Lookup Tabelle stellt nichts anderes dar als eine
Umrechnungstabelle vom nicht linearen Helligkeitsempfinden des Auges
zur physikalischen Helligkeit der LEDs, bzw. umgekehrt.

Gruß Hagen

Autor: Hagen (Gast)
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Shit, hab ich ganz vergessen:
durch die Reduktion auf max. 128 einstellbare Helligkeiten sparst du
Speicherplatz im FLASH, klaro. Und diesen kannst du nun benutzen um für
jede Farbe separat eine solche Lookup Tabelle zu speichern. Es ist
nämlich so das das Auge unterschiedlich empfindlich auf die einzelnen
Farben reagiert und zusätzlich noch bei den meisten RGB LED's  die
Lichtleistung pro Farbe ebenfalls anders ist -> Stichwort mcd.

Die Tabelle selber kommt ins FLASH, im SRAM macht sie weniger Sinn. Das
Laden eines Bytes aus dem FLASH dauert nur 1 Taktzyklus länger als aus
dem SRAM. Und da du diesen Lookup ja nur bei Änderungen der
Helligkeiten aber nicht in der ISR selber machen musst, ist das
vernachlässigenbar. Wichtiger ist das der wenig vorhandene SRAM
geschont wird.

Gruß Hagen

Autor: Henry (Gast)
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@Nicky:

Ich denke ich werde weiterhin nur mit 8 Bit PWM-Auflösung arbeiten. Wie
Hagen schon sagt: die Unterschiede zwischen den Stufen sind teilweise
nur schwer oder garnicht wahrnehmbar. Ob ich sogar noch auf 128
Schritte reduziere überlege ich mir noch... :)

@Hagen:

Mich würde mal interessieren, wie du deinen Timer konfiguriert hast.
Ich  lasse ihn mit Prescaler 64 laufen und bis 256-4 zählen. Das sollte
dann  ca. 80.000 Takte (bei linearer Verteilung) pro PWM-Stufe ergeben
und damit bei einem Takt von 16 MHz eine Pulsfreuqenz von ca. 200 Hz.
Wobei die ja nun schwankt, denn die Pulse werden ja nun noch
aufgespalten. Mit dem Ergebnis bin ich bisher echt zufrieden. Würde nur
gern wissen, ob vielleicht jemand ne günstigere Variante gefunden hat.
;)

Autor: Henry (Gast)
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Ich glaube jetzt wirds gleich immer mehr off-topic...

Nach welcher Funktion habt ihr die neuen Helligkeitswerte für den LUT
berechnet?
Ich bin hier gerade ein wenig mit dem Grafiktaschenrechner am Probieren
und spiele dabei so lange mit den Funktionsparametern rum, bis die
Funktion einigermaßen vernünftig aussieht. Ein Ergenis das mir recht
annehmbar erscheint lautet so:

y = 255 * e^((x - 255) / 48)

wobei
x -> gewünschter Helligkeitswert
y -> neuer Wert im LUT

Der Graph überdeckt den Bereich einigermaßen ansehnlich. Aber zufrieden
bin ich damit immernoch nicht, denn im niedrigen x-Bereich ändert sich y
erst nach ca. 20 x-Stufen und im oberen x-Bereich überspringt y mal eben
ca. 10 Stufen. Durch die diskrete Verteilung der Werte ist dieser Effekt
ja ganz logisch. Aber es ist unschön (und irgendwie auch sinnlos) wenn
ich meinen gewünschten Helligkeitswert um eins anhebe und die LED
genauso hell leuchtet wie vorher.
Genaugenommen müsste man vielleicht den Timer beeinflussen, damit im
unteren Bereich eine differenziertere Abstufung möglich ist. Fällt
jemandem dazu was ein?

Autor: Nicky (Gast)
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@Henry:

ich habe die höhe auflösung verwendet, weil ich mit einer 8bit pwm
nicht weit genug herunterdimmen konnte. der sprung von aus zu 1. bit
der pwm gesetz war mir in der helligkeit zu groß. die probleme mit der
kurve und der angleichung hatte ich auh, deshalb habe ich ja die nacht
verbracht mein lut passend zu trimmen.

Autor: Hagen (Gast)
Datum:

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Auch ich hatte damit Probleme und ich meine es gibt keine perfekte
Lösung mit PWM. Als erstes pulse ich die LED's mit ca. 25 KHz statt
wie du mit nur 200Hz. Denn 25.000 / 256 = 100Hz falls die Helligkeit 1
ist, somit kein Flackern im gesammten Bereich. Willst du noch genauer
die unteren helligkeitsstufen einregeln so musst du mehr Slots in der
PWM unterbringen, 256 reichen dann nicht mehr aus. Angenommen 2^10 =
1024, dann dürfte die PWM mit ca. 100KHz laufen. Die Lookup Tabelle
selber kann wiederum mit 128 oder 256 Einträgen auskommen, benötigt
aber jetzt doppelt soviel Platz. Auf alle Fälle musst du die Frequenz
der PWM immer erhöhen da du ansonsten wieder ein Flickern bekommst.
Alle anderen Möglichkeiten die mir einfallen würde wieder eine
Teil-analoge Lösung darstellen, denn der LED-Strom für geringe
Helligekeiten muß reduziert werden.

Ich hatte versucht eine allgemeine Formel statt einer LUT zu benutzen.
leider ist das sehr schwierig da es im Grunde keine Formel dafür gibt.
Wie oben schon angedeutet muß es bei Agilent ein Datenblatt geben das
für die verschiedenen RGB LED's Diagramme zur Umrechnung der
phsychologischen Helligkeit in die real zu benutzende PWM enthalten.
Diese Diagramme stellten KEINE logarithmische Kurve dar, sondern
besonders bei den blauen LEDs hatten die in einem Bereich eine
"Delle".

Gruß Hagen

Autor: Henry (Gast)
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@Nicky:

Danke für die Mialmit deinem LUT. Aber warum hast du nur 50 Werte in
der Tabelle stehen? Was ist mit den Werten dazwischen?

Autor: Henry (Gast)
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@Hagen:

"Wie oben schon angedeutet muß es bei Agilent ein Datenblatt geben
das
für die verschiedenen RGB LED's Diagramme zur Umrechnung der
phsychologischen Helligkeit in die real zu benutzende PWM enthalten."

Hast du die zufällig vorrätig und kannst sie mir mailen bzw. den Link
posten?

Autor: Hagen (Gast)
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Ich habe gestern bei Agilent nach der AN gesucht.
Leider habe ich vor 1-2 Jahren meine AN's, Datenblätter noch nicht
lokal gespeichert, so "schlau" bin ich erst in letzterer Zeit mit der
größeren Festplatte.
Hm, könnte auch Rohm gewesen sein, ich schau dort noch mal nach.

Gruß Hagen

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