LED PWM Steuerung über Arduino

[domi&elsewhere (Gast)]

Hallo allerseits,

ich bin Neuling hier und habe direkt mal meine erste Frage. Habe heute 
nämlich den ganzen Tag das Internet durchsucht um schlauer zu werden. 
Dies ist nun aber nur bedingt der Fall.

Folgendes:

Ich habe vor in meinem Auto eine Art Innenraumbeleuchtung mit RGB-Leds 
zu installieren. Diese sollen in Abhängigkeit der Musik vom Radio 
angesteuert werden. Sprich die Spannungen am Radioausgang stellen die zu 
verarbeiteten Eingänge eines Arduinos dar. Am Ausgang wollte ich die 
drei Farben der RGB über drei verschiedene PWM fähige Ausgänge des 
Arduinos machen.

Zu Programmieren wäre die Farbe und das Fading (PWM) der LEDs in 
Abhängigkeit der Spannung (Musik) am Eingang.

Soweit so gut.. nun habe ich aber lediglich eine Ausgangsspannung von 
3,3V pro Zweig. Möchte jedoch nicht nur 10 LEDs auf diese Art und Weise 
betreiben.

Wie bekomme ich es nun hin, die einstellbare PWM-Spannung von 3,3V auf 
die Batteriespannung von 12-13V zu verstärken?

Meine Überlegungen waren über Transistoren. Aber somit hätte ich das PWM 
ja nur an der Basis des Transistors zum Steuern und nicht an 
Emitter/Kollektor wo man die 12V anschließen könnte. Versteh ich das 
richtig?


Wäre wirklich über ein bisschen Hilfe dankbar. Ich weiß.. eigentlich 
nichts nützliches. Aber somit hätte der Arduino endlich mal ein Nutzen 
für mich :D

Vielen Dank schonmal in Vorhinein. ;)

[Karl H. (kbuchegg)]

domi&elsewhere schrieb:

> Meine Überlegungen waren über Transistoren. Aber somit hätte ich das PWM
> ja nur an der Basis des Transistors zum Steuern und nicht an
> Emitter/Kollektor wo man die 12V anschließen könnte. Versteh ich das
> richtig?

ja.
Und da gehört sie auch hin.

Ein Transistor ist (hier) ein Schalter. Mit einem kleinen Strom an der 
Basis kann man einen großen Strom schalten, der über die 
Collector-Emitter Strecke rinnt.

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

anstelle des Relais stellst du dir einfach deine LED vor (natürlich plus 
Vorwiderstand für 12V gerechnet). Auf die bei induktiven Lasten 
notwendige Freilaufdiode kannst du hingegen verzichten.

[domi&elsewhere (Gast)]

OK.. schonmal vielen Dank!

so dachte ich es mir auch. Dann hab ich wohl doch nicht ganz falsch 
gelegen.

Soll heißen:

Basis: PWM-signal vom arduino über widerstand an Basis
Kollektor: 12V über Vorwiderstand an LED-Netzwerk einer der drei Farben 
an Kollektor (das ganze für jede RGB Farbe über einen eigenständigen 
Transistor)
Emitter: an Masse

Welchen Transistortyp wähle ich am besten dafür? NPN natürlich..

aber ich habe zum Beispiel in anderen Forum in der Verbindung was von 
einem IRLZ44N gehört.

Ich werde später nochmal einen vorläufigen Schaltplan hier reinstehen.



liebe Grüße, Dominik :)

[Karl H. (kbuchegg)]

domi&elsewhere schrieb:

> Welchen Transistortyp wähle ich am besten dafür? NPN natürlich..


Einen der den Strom kann, denn deine LED im Kollektor laufen lassen 
werden.

> aber ich habe zum Beispiel in anderen Forum in der Verbindung was von
> einem IRLZ44N gehört.

NImm das Datenblatt. Sieh nach, ob der I_CE Wert (der Strom, den der 
Transistor in Collector-Emitter Verbdindung ab kann) gross genug ist und 
ob der 'Verstärkungsfaktor' vom Transistor noch ausreicht um diesen 
Strom bei gegebenem Basisstrom von ein paar mA zu erreichen.

[domi&elsewhere (Gast)]

So.. ich habe mal einen kleinen Schaltplan angefangen.

drei Transistoren für die drei LED-Farben (R-G-B)

Als Transistor würde ich einen BC546 nehmen.

NPN
U-CE= 100mA

bei den Roten und Grünen LEDs habe ich in etwa 2,5V Spannung bei 20mA.. 
Macht in dem 9Dioden-netzwerk 7,5V bei 60mA. bei Blau habe ich 4,0V über 
die LED. macht somit 12V bei 60mA in der Gesamten Schaltung.

Liege ich soweit richtig? Was muss ich noch beachten.
In welcher Form spielt die Leistungsaufnahme eine Rolle?


vielen lieben Dank. Schöne Grüße. Dominik :)

[Dietrich L. (dietrichl)]

domi&elsewhere schrieb:
> Liege ich soweit richtig? Was muss ich noch beachten.

- Du brauchst R4 3x: für jede Reihenschaltung der LEDs einen; sonst 
weist Du nicht, wie sich die 60mA auf die 3 Zweige verteilt.
- Blau: 3 x 4V = 12V, das reicht nicht. Denn Du brauchst noch etwas 
Spannung für die Vorwiderstände und U-CE_sat (Sättigungsspannung) des 
Transistors. Außerdem wird die 12V ja auch noch Toleranzen haben.
Du kannst unter diesen Bedingungen nur 2 LEDs in Reihe schalten. Dann 
wird der Strom aber etwas knapp für den Transistor: anderen Transistor 
oder weniger Strom für die Dioden nehmen (warum eigentlich 20mA? Wenn 
das der max. Wert ist, musst Du sowieso darunter bleiben wegen der 
Streuungen und Toleranzen).

Formale Fehler:
- Dein Schaltplan zeigt einen NMOS-FET und keinen bipolaren 
NPN-Transistor
- statt U-CE= 100mA muss es I-CE... heißen

Gruß Dietrich

[Florian K. (florian_k89)]

Hi,
Ein paar Anmerkungen. Die Schaltsymbole für deine Transistoren sind 
MOSFets und keine NPN Transistoren. Du schaltest die LEDs parallel, das 
ist keine gute Idee. Der Strom teilt sich am Konten unter R4 auf und 
geht in die 3 Zweige. Alle 3 Zweige sollen den gleichen Strom gekommen, 
das geht aber nur wenn der Widerstand der Zweige immer genau gleich ist. 
Aber das ist so gut wie nie der Fall. So bekommt ein Zweig mehr Strom 
als die Anderen was auf lange Sicht deine LEDs zerstört.
Leg den Zweig mit 3 LEDs parallel zu 12V und spendiere jedem Zweig einen 
Vorwiderstand.

gruss
Florian

[Florian K. (florian_k89)]

4V für eine Blaue LED ?
bist du dir sicher ?
Bis jetzt sind mir immer LEDs mit 2,5V für Rot, und 3,2V für Grün und 
Blau über den Weg gelaufen.

[domi&elsewhere (Gast)]

Oh.. entschuldigung für die paar kleinen Fehler. Habe das Ganze von der 
Arbeit aus mit einem 0815 online Schaltplan-editor gemacht. Natürlich 
meinte ich I-ce von 100mA

Ok, das mit den drei einzelnen Vorwiderständen klingt logisch.. Hätte 
ich eigentlich selbst drauf kommen müssen.. zumindest wenn ich das Ganze 
in ner ruhigeren Minute konstruiert hätte. -.-

Wie anders außer parallel soll ich die LEDs denn sonst schalten? Bei 
einer Versorgung von 12V DC könnte ich ja im Fall der blauen LED nur 2 
Stück betreiben. Das wäre mir wieder zu wenig. Und im Datenblatt einer 
willkürlich ausgewählten RGB LED stand die Angabe der Forward Voltage 
bei IF=20mA. Kann ich dann damit nicht pauschal das Netzwerk mit diesen 
Werten konstruieren? (Ausschnitte aus dem Datenblatt im Anhang) Maximum 
I-forward war 30mA und typ. 20mA

@Florian:
Die Zweige der LEDs liegen doch alle im Potential zw. 12V und Masse, 
oder nicht? Also müsste ich ja theoretisch nur auf 3 Vorwiderstände 
erweitern oder?

UceSAT beträgt laut Datenblatt bei Ic=100mA und einem Basisstrom IB von 
5mA= 0.2 bis 0.6V max.

Wäre dann eigentlich der letztendliche Basisstrom IB + IBsat?

Und gibt es jemand, der mir einen brauchbaren Typ RGB 5mm LED empfehlen 
kann, der eine gute Farbmischung erzeugt und sich für mein Vorhaben 
eignet?

Im Endeffekt beinhaltet mein Vorhaben zw. 9-12 RGB LEDs.. Diese dürften 
doch wohl mit 12V anständig zu betreiben sein, oder? :(

Trotzdem schonmal vielen vielen Dank euch!