Forum: Markt [V] LEDs auf LED-Strips (einzeln) dimmen


von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Hallo zusammen,

ich möchte die Helligkeiten von LEDs auf LED-Strips einzeln_oder_in
Gruppen einstellen. Einzeln geht das bei 12V-Strips nicht,
aber in 3er-, 6er- usw. -Gruppen.

Die Idee wurde im Beitrag "PS: Wie ist das bei Euren LED-strips?" 
und im Beitrag "Re: [V] Sammelbestellung IMS-Platinen für Cree XH-G/Nichia 757 + WS2812B (240x9mm, 24V)" bereits 
diskutiert, die Teile für einen Prototypen sind bestellt und mit dem 
Platinenlayout habe ich begonnen.

Ich hoffe, hier noch ein paar "Mitbesteller" zu finden, um die 
Platinchen in größeren Stückzahlen günstiger zu bekommen.

Ich rechne damit, dass ich in zwei bis vier Wochen die Platinen 
bestellen werde. Bis dahin können Interessenten gern noch 
Verbesserungsvorschläge machen.

Die LED-Strips werden auf ein Alu-Profil geklebt, damit die Wärme gut 
abgeführt wird. Da man die Strips alle paar Meter mit Strom versorgen 
muss, läuft - versteckt im Alu-Profil - ein zweiadriges 
"Lausprecherkabel" parallel zu den Strips.

Die Platinchen müssen so klein sein, dass sie in dem Alu-Profil neben 
dem Lausprecherkabel noch Platz haben.

Zu der Skizze "LED-Strip-steuern.png": Von dem Lausprecherkabel wird für 
jede Platine der Minuspol angezapft (1). Über eine Flachband-Leitung (2) 
wird die Platine mit ca. 5V versorgt und über SPI und ein GSCLK-Signal 
gesteuert. Ein geeigneter Baustein (3) stellt dann für 16 LED-Stränge 
Ströme von 0..80mA zur Verfügung, der per SPI einzeln einstellbar 
sind. Bei RGB-LED-Streifen können die Rot-, Grün- und Blau-Helligkeiten 
i.d.R. einzeln gesteuert werden.

Von den Lötlöchen (4) müssen 16 Kabel von hinten durch das U-Profil zu 
den Anschlusspunkten der LED-Strips laufen.

Alle 16 Stränge benötigt man eine neue Platine. Bei 60 RGB-LEDs pro 
Meter wäre das in einem Abstand von 25cm. Bei 60 einfarbigen LEDs pro 
Meter wäre der Abstand 80cm.

Jede weitere Platine wird über ein Flachbandkabel (5) mit der vorherigen 
verbunden. Die Platinchen sind also beliebig kaskadierbar.

In den o.g. Beiträgen wurde auch eine Alternative Umsetzung mit 
Spannungs-PWM diskutiert. Diese Alternative hat Vor- und Nachteile. Aber 
wenn sich für die i.g. Lösung genügend "Mitbesteller" finden, möchte ich 
gern diese mit hochfrequentem Strom-PWM umsetzten. Falls die Mehrheit 
nur bei Spannungs-PWM mit macht, lasse ich mich dazu breischlagen.

Die Preise ergeben sich aus den Warenkosten und den anteiligen 
Versandkosten. Verdienen möchte ich daran nicht.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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BLANK, XLAT und MODE müssen aber auchnoch mitgeführt werden.
Alle 4096 GSCLK Impulse brauchts nen BLANK Impuls, damit der interne PWM 
Zähler resettet wird.
XLAT darf nur HIGH sein, wenn BLANK dies auch ist.
MODE muss mitgeführt werden, weil die Latches zufällig initialisieren 
und somit auch die DOTcorrection eingestellt werden muss.
GSCLK hat dann komischerweise das 4096fache der PWM Freqenz.
Also bei Flimmerfreien 250Hz schon 1MHz ;)

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Torsten C. schrieb:
> Bis dahin können Interessenten gern noch
> Verbesserungsvorschläge machen.

Hallo Martin,

danke für die Hinweise zum TLC5945. Der auf dem Bild angegebene Chip hat 
sicher auch seine Nachteile.

Torsten C. schrieb:
> Ein geeigneter Baustein (3) stellt … Ströme … zur Verfügung

Vielleicht wäre der TLC59116 geeigneter, der hat für PWM den Oszillator 
schon "eingebaut", m.E. mit rund 380Hz-PWM.

Aber I²C kann man nicht so schön kaskadieren und die I²C-Signale lassen 
sich nicht so einfach alle paar Meter auffrischen, wie die SPI-Signale.

Im Texas Instruments "LED Drivers Catalog" habe ich keine "geeigneteren" 
ICs gefunden. Falls noch jemand einen Tipp hat, gerne. Noch ist das 
Layout nicht fertig.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Hab ja nich gesagt, dass der unbrauchbar ist.
Wenn man GSCLK und BLANK vor Ort erzeugt (Tiny25) und ein kleines 
Anpassungsnetzwerk erzeugt, dann geht das auch mit normalem SPI.

Allerdings statt den Transen etwas aus Gattern bauen (4x NAND sollte 
reichen).
MODE Umschaltung erfolgt durch längeres LOW halten der CS Leitung.
Das nur wegen Pinmangel am Hauptprozessor, MODE kann ja mitgeführt 
werden.

von Ein ganz gewöhnlicher (Gast)


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Was ich nicht verstehe, ist wo liegt der Vorteil gegenüber WS2811 
Strips? Vielleicht hab ich auch was grundlegendes nicht verstanden :(

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Danke für das schematic. :-)

Martin Wende schrieb:
> Wenn man GSCLK und BLANK vor Ort erzeugt (Tiny25) …

Ich wollte beim Prototypen möglichst auf einen µC auf den 
Mini-Platinchen verzichten und die Signale lieber per 74HC14 
auffrischen. Meinst Du, dass das keinen Zweck hat?

Kostenseitig macht das weniger als 40ct Unterschied, daher nehme Deinen 
Vorschlag mal genauer unter die Lupe.

Zum "geeigneten" ^^ IC: Bei einem TLC5940 mit DCPRG = L und VPRG = GND 
können wir m.E. auf den MODE-Pin verzichten. Im EEPROM steht der default 
value = 3Fh.

Ich prüfe gerade, ob man SCLK und GSCK nicht irgendwie zusammen legen 
kann. Vielleicht ist ein einziger ATTINY am Anfang der Kette als 
"Interface" besser, als auf jedem Platinchen einen zu verbauen.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Ein ganz gewöhnlicher schrieb:
> wo liegt der Vorteil gegenüber WS2811 Strips?

Mir geht es darum, weisse LEDs mit vernünftigem CRI zu dimmen.

Den Satz: "Bei 60 RGB-LEDs pro Meter wäre das in einem Abstand von 
25cm." hätte ich mir vielleicht sparen sollen. Es ist theoretisch mit 
passiven RGB-LEDs möglich, falls jemand "besondere" RGB-Streifen nutzen 
möchte, falls die z.B. Rot mit größerer Wellenlänge haben o.ä..

Bei RGB sehe ich für_mich keinen Vorteil gegenüber WS2812 Strips.

von Sean G. (atmega318)


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Danke für die info (war nich angemeldet), falls es mal so weit ist 
könnte ich bei den Platinen helfen, kenne einen PCB Hersteller / 
Bestücker aus CN.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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@Martin :

Ich schrieb:
> … daher nehme Deinen Vorschlag mal genauer unter die Lupe.

Kapitaler Schreibfehler: Daher nehme ich Deinen Vorschlag mal genauer 
unter die Lupe.

… so sollte es heißen. Sorry.

Sean Goff schrieb:
> kenne einen PCB Hersteller / Bestücker aus CN

Danke für das Angebot, ich melde mich dann. :-)

von Andre (Gast)


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Ich wuerde an Deiner Stelle z.B. den MY9221 (1) benutzen.
Hat 12 Kanaele, 16 Bit PWM (oder weniger bei Bedarf), und ~kHz 
Wiederholfrequenz (mehr bei weniger Farbtiefe).
Bereitstellen musst Du nur Daten auf zwei Leitungen (CLK, DAT), den Rest 
macht er selber. Schafft 60 mA pro Kanal...

Habe ihn schon oefters beutzt und mag ihn sehr :)

Viele Gruesse
  Andre





(1) http://www.my-semi.com/content/products/product_mean.aspx?id=4

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Andre schrieb:
> Ich wuerde an Deiner Stelle z.B. den MY9221 benutzen.

Natürlich. Den kenne ich doch vom Rainbowduino bzw. Colorduino, siehe
Beitrag "Re: Projektidee "RGB-LED-Matrix"".

Danke für den Denkanstoß! :-)

Torsten C. schrieb:
> Ich rechne damit, dass ich in zwei bis vier Wochen die Platinen
> bestellen werde.

Und schon die erste Verzögerung; mal sehen, wann die eintreffen:

http://www.aliexpress.com/snapshot/254523613.html

... und ob die problemlos durch den Zoll kommen, knapp über 22€. :-(

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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PS: Ist jamand der Meinung, 4 "Dimmer" pro Platine könne er besser 
gebrauchen? Dann könnten wir den hier nehmen, damit kann man noch_mehr 
Stränge parallel schalten:

http://www.aliexpress.com/item/Original-ic-my9291ss/907075490.html

Nur zur Vollständigkeit; ich denke, das will keiner und 12 "Dimmer" 
pro Platine mit max. 3 Strängen parallel sind OK.

... wobei das bei 3 Strängen mit dem "POWER RATING" knapp wird.

von Sean G. (atmega318)


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Ich merke, dass das jetzt alles wie mehr custom wird, deshalb schlage 
ich jetzt eine (vielleicht ausgeflippte) Idee vor: Im moment müssen alle 
3 LEDs 3 Widerstände gebrückt werden (sonst macht CC ja keinen Sinn) und 
3 Kabel gezogen werden. Zudem werden die LED Strips ja nicht mehr sehr 
flexibel sein (Aluprofil...) weshalb also LED Strips kaufen, an x 
Stellen bearbeiten, mit Kabeln an eine Platine verbinden, nur um dann 
ein System zu verwenden, bei dem man nicht beliebige 5050 LEDs nehmen 
kann?
Eigentlich könnte man das ganze ja von Grund auf neu designen 
(Platinenstreifen mit CC Treiber, LEDs)

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Sean Goff schrieb:
> Eigentlich könnte man das ganze ja von Grund auf neu designen

Langfristig ist das durchaus keine schlechte Idee. :-) In China gibt es 
einen Haufen geeignete Firmen dafür, die gerade mal etwas größer sind, 
als eine Garage. Ich bin laaangsam dabei, über Arbeitskollegen in 
China Kontakte zu knüpfen. In 1-2 Jahren kann ich mir das vorstellen. In 
Deutschland baue ich dafür nur Prototypen, erstelle eine Spezifikation 
und Testvorschriften und helfe vielleicht noch beim Prüfplatz. Mehr 
nicht!

BTW: Ich mache das als Hobby, nicht gewerblich. Wenn die Chinesen das 
billig bauen und über aliexpress verkloppen, soll's mir recht sein.

Aber ob das klappt, weiss ich frühestens in 1-2 Jahren. Bis dahin können 
die o.g. Platinchen (aber mit MY9221SS) gute Dienste leisten und zeigen, 
was man alles damit machen kann.

von Sean G. (atmega318)


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Es ging mir mehr darum, dass man sich die vielen Kabel sparen könnte 
damit. Und einige 5050 zusätzlich löten ist ja nicht die Welt. Die Frage 
ist mehr: Wäre es besser, wenn jede LED einzeln ansteuerbar wäre?

Falls diese Frage mit JA zu beantworten ist, wäre es sehr einfach: 
1x10cm Platine (0.6mm --> bessere Wärmeleitfähigkeit) darauf: 1 Treiber 
(16 Channel, 15 davon genutzt), 5 LEDs (5050 --> 15 Chips)

Vorteile:
- Man kann JEDE 5050 LED benutzen
- Kein Nachträgliches Rumbasteln nötig: fertige Einheit

Falls die Antwort NEIN ist, macht es weniger Sinn (weil die Boardfläche 
für 3 LEDs in Reihe so gross ist, dass ein PCB 1x30 cm lang wäre, was 
teurer als fertige Strips wird.)

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Sean Goff schrieb:
> Wäre es besser, wenn jede LED einzeln ansteuerbar wäre?

Klar wäre es besser. Aber was meinst Du mit 5050-LEDs? Die gibt's in 
allen Farben und Kombinationen.

http://www.aliexpress.com/item/NO-Waterproof-5M-RGB-5050-SMD150-LED-Strips-Light-44-Key-IR-12V-2A-Power/635229214.html

Falls Du RGB meinst, nimm 'ne WS2812 ^^ oder die neue WS2812B. Die 
letzte Sammelbestellung ist gerade vorbei, aber es gibt bestimmt bald 
die nächste.

von Sean G. (atmega318)


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Was ich damit sagen will, ist dass Die normalen Strips auch 5050 
benutzen, also könnte man die ja gerade direkt einlöten (Nein nicht RGB, 
aber qualitativ gute weisse)

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Klar sollte man qualitativ gute weisse LEDs benutzen, ob die nun im 
5050-Gehäuse sind oder z.B. im 3528-Gehäuse, ist doch sekundär.

Acht Platinen (1x10cm mit 0.6mm) sind m.E. viel teurer als die Strips 
und alle 80cm eine Zusatzplatine. Aber ich rechne das die Tage nochmal 
genauer durch. Vielleicht hast Du ja Recht.

Sean Goff schrieb:
> Im moment müssen alle 3 LEDs 3 Widerstände gebrückt werden

Du meinst alle 3 LEDs 1 Widerstand?

Beim Aufwand heben sich die Vor- und Nachteile der beiden Lösundwege 
fast auf, zumindest wenn man in 3er-Gruppen dimmt ^^.

Sean Goff schrieb:
> sonst macht CC ja keinen Sinn

Stimmt. Bei mir wird wohl die Faulheit siegen. ;-) Das dass muss jeder 
selbst für_sich entscheiden. Man muss halt die Spannungsversorgung auf 
den richtigen Wert einstellen.

von Sean G. (atmega318)


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bei 3528 1 Widerstand, bei 5050 3

von Sean G. (atmega318)


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Auf was kommst du denn für die 8 PCBs?

von Sean G. (atmega318)


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Was würde bei deiner Version 1m kosten (Ansteuerung in 3er Gruppen) und 
wieviele Lumen gibt das?

Ich denke (falls sich ein paar Mitbesteller finden) sollte die custom 
Version für ca. 60 pro Meter möglich sein, das würde aber folgendes 
bedeuten: JEDE LED einzeln ansteuer / dimmbar, mindestens 2000 
Lumen/Meter...

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Sorry, dass ich mich erst jetzt melde, ich musste erstmal 'ne LED in 
eine Flasche einbauen, siehe 
Beitrag "Re: Miniplatinchen"

@Sean Goff: Ich verstehe nicht was Du meinst oder vorschlägst.
> Auf was kommst du denn für die 8 PCBs?
Wie kommst Du auf die Zahl 8?

> wieviele Lumen gibt das?
Die o.g. Platine hat keine "Lumen". Die versorgt LEDs nur mit geregeltem 
Strom zwischen 0..60mA. Du kannst in diesem Bereich jede beliebige LED 
nehmen.

Oder was meinst Du?

Sean Goff schrieb:
> falls es mal so weit ist, könnte ich bei den Platinen helfen

Kann ich bei Dir mit ca. 10ct pro cm² rechnen?

Bei 10cm x 1cm wären das dann 1€ für die Platine.

Bei 80cm x 1cm wären das 8€. Für die Differenz (7€) kannst Du Dir 
LED-Strips kaufen. Acht Platinen (1x10cm) sind_teurer als Strips und 
alle 80cm eine Zusatzplatine. ^^

> …die custom Version…

Was meinst Du mit "custom Version"? Hier ist alles "kundenspezifisch", 
hauptsache, es kommen genügend Leute zusammen, die das gleiche wollen.

> …bei 3528 1 Widerstand…
Und? Soll das nun besser oder schlecher als im 5050-Gehäuse sein? 3528 
ist ein Gehäusetyp und hat erstmal nichts mit der Anzahl von 
Widerständen zu tun.
http://de.wikipedia.org/wiki/Surface-mounted_device#SMD-Bauformen_passiver_Bauelemente.2C_Dioden_und_Transistoren

Was ich verstehe: Ich muss mal was zu den Kosten sagen.

Ein MY9221SS kostet ca. 1€. Die Platine auch (s.o.). Drei Steckverbinder 
auch. Dann noch ein Blockkondensator, etwas Lötpaste, Flachbandkabel 
usw.

Ich schätze ca. 4 Euro pro Platinchen. Sparvorschläge, z.B. bei den 
"board-to-wire"-Verbindungen sind willkommen.

von Sean G. (atmega318)


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Ok, hast mich überzeugt, mir gefiel halt nur nicht, dass es viele Kabel 
geben wird, welche von der Platine zu verschiedenen Punkten im Strip 
gehen. Das mit den 8 PCBs war ein Senkfehler meinerseits. Wegen den 
Widerständen: Sie müssen gebrückt werden, weil CC ja sonst nicht 
funktioniert (ohne erhöhen der Spannung). Parallelschalten sollte man 
LEDs ja nicht deshalb:

3528:
+                             -
---|>|------|>|------|>|--⊏⊐---
Widerstand muss gebrückt werden, dann mit Kabel zur CC, + bleibt 
unverändert

5050:
+                             -
---|>|------|>|------|>|--⊏⊐--
---|>|------|>|--⊏⊐--|>|------
---|>|--⊏⊐--|>|------|>|------
Widerstände müssen gebrückt werden (ja es sind 3, weil 3 Chip LEDs...) 
dann vom - aus 3 seperate Kabel zur CC, + bleibt unverändert...

Zu den PCBs: Hängt sehr von Größe und menge ab, aber gründsätzlich JA

PS: Cool die Flasche

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Sean Goff schrieb:
> Ok, hast mich überzeugt, mir gefiel halt nur nicht, dass es viele Kabel
> geben wird, welche von der Platine zu verschiedenen Punkten im Strip
> gehen.

Das gefällt mir auch nicht. Daher an dieser Stelle die deutliche Frage 
an alle Interessierten:

1
Zusatzplatine oder Platinenstreifen?

Bei diesen Preisen:

http://www.pur-led.de/LED-1-CHIP-Band-Stripe-warmweiss-HighCRI-12Vdc-8W-m-660lm-m-120LEDs-m-Slim.html

http://ledkaiser.com/index.php?main_page=product_info&products_id=15

… können sich eigene Platinenstreifen schon wieder lohnen. Für LEDs mit 
einem CRI >90% läuft gerade 'ne Sammelbestellung:

Cree XHGAWT-00-0000-00000UVE8 für 23ct pro Stück.

Torsten C. schrieb:
> Für die Differenz (7€) kannst Du Dir LED-Strips kaufen.

Das ist genau die Frage!

Also: Sagt bitte, was Ihr wollt, damit wir auf Stückzahlen kommen.

Die MY9221-ICs für den Prototypen sind noch in China, es bleibt also 
noch Zeit.

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