Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Matrix mit UV-LED's


von Rob W. (devox91)


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Guten Tag Leute,

ich möchte eine LED Matrix 8x8 erstellen mit UV Leds. Eine LED benötigt 
3,4V und 500mA. Ich habe mit meiner Suche bis jetzt nur IC's gefunden 
die max. 500ma pro Ausgang liefern können. Bei 64 LED's mit 5V Spannung 
habe ich ja 32A Stromstärke was mir schon fast zuviel vorkommt für eine 
LED Matrix. Nun ist meine Frage ob es IC's gibt die für meinen Zweck 
passen oder eine alternativ Idee wie ich mein Vorhaben realisieren kann.

Freue mich über jede Art von Hilfe.

: Verschoben durch Moderator
von Falk B. (falk)


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@ Rob Wam (Firma: Herr) (devox91)

>ich möchte eine LED Matrix 8x8 erstellen mit UV Leds. Eine LED benötigt
>3,4V und 500mA.

Ordentlich.

> Ich habe mit meiner Suche bis jetzt nur IC's gefunden
>die max. 500ma pro Ausgang liefern können. Bei 64 LED's mit 5V Spannung
>habe ich ja 32A Stromstärke was mir schon fast zuviel vorkommt für eine
>LED Matrix.

Na wenn man solche Monster-LEDs mit 500mA nutzt (1,7W!) ist das ja auch 
kein Wunder. "Normale" LED-Matritzen haben eher 20mA LEDs drin.

>Nun ist meine Frage ob es IC's gibt die für meinen Zweck
>passen oder eine alternativ Idee wie ich mein Vorhaben realisieren kann.

Wenn die eine 8x8 Matrix mit Faktor 8 multiplexen willst, sind es halt 
8x0,5=4A Pulsstrom pro Spalte bzw. 32 A in Summe für den Zeilentreiber. 
Das schafft man nur mit externen MOSFETs, siehe LED-Matrix.

Aber Vorsicht. Solche HochleistungsLEDs sind meist nicht sonderlich gut 
für hohe Pulsströme geeignet, die muss man meist ohne Multiplexing 
ansteuern bzw. bestenfalls 2:1.

von dudley (Gast)


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überleg auch mal ob du die wirklich mit voller Leistung betreiben willst

was hast du damit vor, Beleuchtung/ Deko oder Platinen belichten?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Rob W. schrieb:
> Ich habe mit meiner Suche bis jetzt nur IC's gefunden die max. 500ma pro
> Ausgang liefern können.
Nach was hast du da denn gesucht?

> Nun ist meine Frage ob es IC's gibt die für meinen Zweck passen
Sicher.

> oder eine alternativ Idee wie ich mein Vorhaben realisieren kann.
Was ist denn eigentlich dein Vorhaben mit dieser Matrix?
Müssen z.B. die einzelnen LEDs mit unterschiedlich viel Strom 
angesteuert werden?

: Bearbeitet durch Moderator
von Rob W. (devox91)


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Hey erstmal danke für die schnellen Antworten.
Ich habe vor einen 3D Drucker zubauen der UV-empfindliches Harz 
aushärten lässt. Mithilfe der Matrix hätte ich den Vorteil das ich mir 
sozusagen Zonen gezielt aussuchen kann wo das LED-Panel dann an ist und 
wo nicht. Mein jetziger Stand ist das ich einfach physikalisch 3 Zonen 
baue die ich dann mit Relais schalte. Bei einer LED Matrix wäre ich aber 
viel flexibler was Regelung angeht. Der Drucker wird nämlich nur ein 
Prototyp um ein Gefühl dafür zu bekommen wie viel Licht am Ende benötigt 
wird um schnell und genau Drucken zu können. Wie viel Helligkeit ich am 
Ende benötige kann ich noch nicht sagen. Toll wäre es natürlich die 
Helligkeit über PWM Regeln zu können.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Rob W. schrieb:

> ich möchte eine LED Matrix 8x8 erstellen mit UV Leds. Eine LED benötigt
> 3,4V und 500mA.

Hast Du Dir denn schon Gedanken gemacht, wie Du die 100W Wärmeleistung
wegbekommst? Gegenüber diesem Problem dürfte die Ansteuerung eher
trivial sein. Passende Transistoren gibts seit über 50 Jahren.

von Stefan K. (stefan64)


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Bist Du sicher, dass eine Matrix dafür die richtige Lösung ist? Bei 
einer Matrix schaltest Du die einzelnen Spalten der Reihe nach durch. 
Jede Reihe wird also nur 1/8 der Zeit bestromt, dafür aber mit dem 
8-fachen Strom. Das geht aber in der Regel nicht mit Hochstromleds (der 
Pulsstrom in Deinem Beispiel wäre immerhin 4A).

Gruß, Stefan

von Michael B. (laberkopp)


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Rob W. schrieb:
> Nun ist meine Frage ob es IC's gibt die für meinen Zweck passen

Frag dich doch erst mal, ob deine 500mA UV-LEDs überhaupt den 8-fach 
höheren Spitzenstrom von 4A aushalten.

Normalerweise nicht, das kann man mit 20mA LEDs machen, aber nicht mit 
solchen high power Typen.

Rob W. schrieb:
> Ich habe vor einen 3D Drucker zubauen der UV-empfindliches Harz
> aushärten lässt. Mithilfe der Matrix hätte ich den Vorteil das ich mir
> sozusagen Zonen gezielt aussuchen kann wo das LED-Panel dann an ist und
> wo nicht. Mein jetziger Stand ist das ich einfach physikalisch 3 Zonen
> baue die ich dann mit Relais schalte. Bei einer LED Matrix wäre ich aber
> viel flexibler was Regelung angeht. Der Drucker wird nämlich nur ein
> Prototyp um ein Gefühl dafür zu bekommen wie viel Licht am Ende benötigt
> wird um schnell und genau Drucken zu können.

Was will man da mit einer Matrix ? Ja, eine Anordnung von UV-LEDs hat 
das Problem, daß die LEDs unterschiedlich hell sind und das die 
Aushärtezeit beeinflusst, die Lichtabgabe so einer Anordnung ist nicht 
gleichmässig genug wie man schon beim Belichten von Platinen feststellen 
kann. Aber dazu einzeln ansteuern, ohne dass man z.B. mit einer Kamera 
die reale Helligkeit erfasst und dann eben auch gleichmässige Helligkeit 
regelt, ist unsinnig.

von Falk B. (falk)


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@Rob Wam (Firma: Herr) (devox91)

>Ich habe vor einen 3D Drucker zubauen der UV-empfindliches Harz
>aushärten lässt.

Und das glaubst du mit einer 8x8 Matrix hinzukriegen? Was soll der für 
eine Auflösung haben? 5mm?

von cassini (Gast)


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Ich mal ein ähnliches Problem (allerdings mit 16 Kanälen) gelöst indem 
ich die 16 Ausgänge eines PCA9685 mit jeweils einem LED-Treiber vom Typ 
AL8805 kombiniert habe. Das hat den Vorteil, dass Du keine 20A oder mehr 
handeln musst, sondern bequem mit 24V 3-4A reingehst und der step down 
Konverter den Strom jeweils einzeln für jede LED bereitstellt. Die 
Treiber haben je nach Auslegung deutlich über 90% Wirkungsgrad. Da der 
9685 mit I2C gesteuert wird, verbrauchst Du bei 64Kanälen vier I2C 
Adressen.

Der AL9905 kann bis 1A (hängt vom current sense resistor ab, bei 500mA 
sind es 200mR) treiben, sollte also für Deine Zwecke locker reichen.

von cassini (Gast)


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Der LED-Treiber heisst AL8805 und nicht AL9905 (vertippt)

von Stefan K. (stefan64)


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Ich denke, das aufwändigste wird nicht einmal die Elektronik, sondern 
die Kühlung. Dein Array nimmt über 100W auf, wenn alle Leds gleichzeitig 
angesteuert sind, Deine Ansteuerelektronik immer noch 50W.

Überleg Dir mal, ob Du alle Leds gleichzeitig eingeschaltet haben musst 
bzw. welche Leds gleichzeitig an sein müssen. Ggf. kann danach die 
Ansteuerung wesentlich einfacher werden.

Gruß, Stefan

von Rob W. (devox91)


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Falk B. schrieb:
> @Rob Wam (Firma: Herr) (devox91)
>
>>Ich habe vor einen 3D Drucker zubauen der UV-empfindliches Harz
>>aushärten lässt.
>
> Und das glaubst du mit einer 8x8 Matrix hinzukriegen? Was soll der für
> eine Auflösung haben? 5mm?

Über dem LED Panel befindet sich noch ein 2K LCD Display über das ich 
den Layer anzeigen lasse. Bzgl der Wärme habe ich schon Lösungen gesehen 
die funktionieren(siehe Bild)

Ich frage mich gerade ob es überhaupt Sinn macht das Panel als Matrix zu 
betreiben oder die Idee zu verwerfen und einfach alle LED's als Paket zu 
steuern.

von Michael B. (laberkopp)


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Rob W. schrieb:
> Ich frage mich gerade ob es überhaupt Sinn macht das Panel als Matrix zu
> betreiben oder die Idee zu verwerfen und einfach alle LED's als Paket zu
> steuern.

Vor allem brauchst du ABSTAND damit das LCD gleichmässig beleuchtet 
wird, jede LED sollte das ganze Panel bestrahlen und alle sich mischen, 
also ein Tubus, 50cm lang mit mattem Alu ausgeschlagen.

Und dann noch die Frage, ob das LCD überhaupt UV durchlässt und dabei 
nicht blitzschnell altert.

von Rob W. (devox91)


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Michael B. schrieb:
> Rob W. schrieb:
>> Ich frage mich gerade ob es überhaupt Sinn macht das Panel als Matrix zu
>> betreiben oder die Idee zu verwerfen und einfach alle LED's als Paket zu
>> steuern.
>
> Vor allem brauchst du ABSTAND damit das LCD gleichmässig beleuchtet
> wird, jede LED sollte das ganze Panel bestrahlen und alle sich mischen,
> also ein Tubus, 50cm lang mit mattem Alu ausgeschlagen.
>
> Und dann noch die Frage, ob das LCD überhaupt UV durchlässt und dabei
> nicht blitzschnell altert.

Über dem Panel befindet sich noch eine Art Lupe die das Licht 
gleichmäßig verteilt. Beim LCD wurde das Backlight entfernt sowie alle 
Polarisationsfilter (siehe Bild)

von Benedikt S. (benedikt_s)


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Achtung!

Nur weil es mit der Optisch sichtbaren Komponente des UV-Leds Lichst 
funktioniert gilt dies nicht notwendigerweise auch für den echten UV 
Anteil!

Test die UV-Transparenz am besten noch mit einem Fluorenzensfarbstoff 
wie Fluorescein oder Chinin aus Tonic Water.

Ist das LCD tagslichttauglich? Wegen Alterung?

von Leroy M. (mayl)


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Mit ausreichend hoher Auflösung wäre das auch fein zum Belichten von 
Platinen. :)

von Joerg L. (Firma: 100nF 0603 X7R) (joergl)


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Rob W. schrieb:
> ...Beim LCD wurde das Backlight entfernt sowie alle
> Polarisationsfilter (siehe Bild)

Wie funktioniert denn ein LCD ohne Polfilter?
Der Kontrast entsteht doch durch das Drehen der Kristalle per E-Feld, so 
daß eine Polarisationen stark gedämpft wird, die um 90° versetzt aber 
passieren kann. Dies wird durch den externe Polfilter ausgewertet.

: Bearbeitet durch User
von Maik S. (yellowbird)


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Warum so kompliziert und nicht per UV-Laser, vgl. den 
Laser-Gravier-Geräten ?

von Rob W. (devox91)


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Maik S. schrieb:
> Warum so kompliziert und nicht per UV-Laser, vgl. den
> Laser-Gravier-Geräten ?

Der Wanhao D7 fuktioniert ja auch mit LCD. Habe gedacht das es einfacher 
zu bauen wäre als mit Laser...

Habe es aber getestet. Habe unter das Display die UV Led gehalten und 
auf das Display ein Tropfen von dem Harz gegeben. Nach ca. 10 Sekunden 
war das Harz erstarrt. Also UV Licht kommt 100% durch. Ob es genug ist 
und das Display dadurch sehr schnell altert wird sich erst in der Praxis 
zeigen.

: Bearbeitet durch User
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