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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ATtiny15L + PWM + FET


Autor: Hans Müller (Gast)
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Hi

Ich möchte mir die TinyRGB-Schaltung vom Elektor-Sommerheft bauen
(http://www.floery.net/tobiscorner_new/index.php?op...).
Funktioniert gut, allerdings will ich mehr LEDs verwenden. Im Sourcecode
steht, dass man eine Single LED oder externe FET nehmen kann. Ich kenne
mich mit FETs leider überhaupt nicht aus. Welche soll ich nehmen und
wie sieht die Beschaltung aus?

Autor: Hagen Re (hagen)
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http://www.mikrocontroller.net/forum/read-4-94957.html#94957

da habe ich einen Source + Schaltplan gepostet. Man kann das auch so
umbauen das damit RGB LEDs angesteuert werden können.

Gruß Hagen

Autor: Hans Müller (Gast)
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Danke für die Antwort, aber das hilft mir leider nicht sehr weiter.
Das von mir gepostete Programm (bzw. der link, weil das Programm ist
nicht von mir) steuert die 3 RGB-LEDs abwechselnd durch, damit alle
Farben durchlaufen. Ich will lediglich mehr als 3 (nämlich ca. 30
RGB-LEDs = 30 LEDs pro Port bzw. 60 bei den Blauen, weil doppelt)
ansteuern und benötige dafür die Anschaltung mittels FET.

LG
Hans

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Nimm für jede Farbe einen N-Kanal-Logik-Level-FET und betreibe den
Tiny15 mit einer Betriebsspannung von 5V (nicht weniger). Dann steuern
die FETs auch sauber durch. Bei 60 LEDs an einem FET und 20mA je LED
kommst Du auf 1,2A. Um nicht "auf Kante zu nähen" solltest Du FETs
mit einer Belastbarkeit von 5..8A wählen.
Da die LEDs Deine Betriebsspannung (also Dein Netzteil) impulsmäßig
belasten, sollte die Stromversorgung des Tiny15 gut davon entkoppelt
werden, sonst spielt er verrückt (Reset).

Such mal nach IRF und schau Dir mal die Übersicht an. Da findest Du
auch Typen, die es bei Reichelt (oder einem Versender Deines
Vertrauens) gibt.
Oder schau mal ins Unterforum Markt, da hat jemand günstig geeignete
Logiklevel-FETs anzubieten:
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-3-332458.html
Natürlich musst Du Dir auch das Datenblatt dazu ansehen, damit Du
weißt, wie die angeschlossen werden müssen.

Ich hoffe, das beantwortet jetzt Deine Frage...
(auch wenn es neue Fragen aufwirft)

...

Autor: Hagen Re (hagen)
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Ok, du hast also ein Problem mit der hohen Leistung die der AVR schalten
muß.

Je nachdem wie du die LEDs ansteuerst benötigst du N-Channel-MOSFETs
oder P-Channel-MOSFETS.

Die erste Frage lautet also:

1.) Willst du alle RGB LEDs synchron mit der gleichen Farbe ansteuern,
also eine Lichtleiste bauen die in der gleichen Farbe leuchtet.
2.) Oder willst du jede RGB LED separat und einzeln ansteuern können.

Je nach Zielsetzung unterscheidet sich die Realisation.

1.) ist der einfachste Fall. Du benögst minimal 3 N-Channel-MOSFETS,
einen pro Farbe -> RGB. Alle gleichfarbigen LEDs könnten nun entweder
in Reihe geschaltet sein wobei du dann aber die LEDs mit höhere
Spannung betreiben musst. Oder sie sind parallel verschaltet und der
MOSFET muß mehr Strom abkönnen.

2.) benötigt ein aufwendigeres Multiplexing, also die Verschaltung der
LEDs in einer Matrix um Steuerleitungen=Pins einzusparen.

MOSFETs sind im Grunde sehr einfach zu benutzen. Wenn die Spannung mit
der du die Gates ansteuerst identisch ist mit der Source/Drain Spannung
wird die Sache nochmals einfacher (du benötigst dann zb. für die
Anseteuerng von P-Channel-MOSFETs keinen High-Side-Treiber mehr).
In diesem Falle kommt nur noch ein Widerstand zwischen Pin des AVRs und
dem Gate des MOSFET um den Schaltstrom zu begrenzen. Als MOSFETs
empfehlen sich dann sogenannte Logik Level MOSFETs, das sind MOSFETs
die zb. schon bei 1-2 Volt am Gate voll durchsteuern können. Das ist
aber bei der Ansteuerung von LEDs sowieso unkritischer als wenn man
einen Motor ansteuern möchte.

Hier im Forum wirst du zu alle deinen Fragen sehr ausführliche
Antworten finden. Die Ansteuerung von LEDs, LED-Matrix Schaltungen,
MOSFET Schaltungen all das wurde hier schon mehrfach beantwortet.

Am besten meldest du dich erstmal hier als registrierter Benutzer an.
Ab dem Moment hats du eine bessere Suchfunktion zu Verfügung mit der du
exakter in den Beiträgen suchen kannst.

Gruß Hagen

Autor: Hans Müller (Gast)
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Es wäre die Version 1. Die RGB-LEDs haben eine gemeinsame Kathode,
werden dadurch also parallel betrieben. Die LEDs kommen ebenfalls an
die 5V Versorgung. Wie schalte ich die LEDs + Vorwiderstand? An Source
oder Drain? Vermutlich werde ich einen N-Type benötigen, wenn ich es
mit "normalen" Transistoren vergleiche? Ich habe bei ein paar
Schalt-Beispielen von FETs gesehen, dass manchmal ein Widerstand
zwischen Gate und Masse oder Plus ist, ist der notwendig, Größe? Auf
welchen Wert soll der Gatestrom begrenzt werden?

Der Logik-Level-FET aus obigem Link ist aber ein P-Type, oder?

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Bei Farb-LEDs mit gemeinsamer Kathode musst Du die Highside schalten,
also die Plus-Leitung.
Dazu brauchst Du PNP-Transistoren, falls Du bipolare Transistoren
verwenden willst, oder P-Kanal-Anreicherungstypen, falls Du MOSFETs
einsetzen willst. Vermutlich sind auch Highside-Smartswitches von
Infinion geeignet, die sind aber nicht übermäßig schnell und ich kenne
Deine PWM-Frequenz nicht.

Bei Bipolartransistoren musst Du den Basisstrom begrenzen.

Bei FETs gibt es keinen (dauernden) Gatestrom, nur einen Umladestrom im
Moment des Pegelwechsels. Mit einem Widerstand von 47 Ohm (geschätzt,
bzw. üblich) in der Gateleitung dämpfst Du die schlimmsten Spitzen.

Du solltest den FETs noch einen Widerstand (um die 10k) zwischen Gate
und Source spendieren, damit bei hochohmigen AVR-Ausgängen (z.B.
während des Programmupdates) die Gates nicht floaten und die LEDs halb
durchschalten, was unerwünschte Verlustleistung (Wärme) verursachen
könnte.

Der Link verweist auf einen N-Kanal-LL-FET, der für die Lowside
geeignet ist, also zum Schalten von GND gegen Plus. Er ist für Deinen
Zweck ungeeignet, was ich aber vorher nicht wusste, da ich Deine LEDs
nicht kenne (bin kein Casemodder).

Es wird aber auch ein P-Kanal-LL-FET angeboten:
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-3-340775.html

...

Autor: Hagen Re (hagen)
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"Mit einem Widerstand von 47 Ohm (geschätzt,
bzw. üblich) in der Gateleitung dämpfst Du die schlimmsten Spitzen."

Nimm lieber 250-220 Ohm, wir wollen ja die Pins am AVR nur mit 20mA
belasten ;)

Bei den LEDs musst du für jede Einzel LED einen Vorwiderstand vorsehen
!

So lange der AVR, P-MOSFETs und LEDs mit der gleichen Spannnung
betrieben werden (5V zb.) benötigst du zur Ansteuerung der MOSFETs
keine Treiber.

"Vermutlich sind auch Highside-Smartswitches von
Infinion geeignet, die sind aber nicht übermäßig schnell und ich kenne
Deine PWM-Frequenz nicht."

Da gebe ich Hannes recht. Zb. BTS428 1 Kanal oder BTS711/2 4 Kanal.
Vorteile sind dann integrierte Schutzschaltung gegen Kurzschlüssel,
Überstrom, Über/Unterspannung und der Punkt das du nun auch LEDs
seriell mit höherer Spannung betreiben könntest (in deinem Falle nicht
machbar da gemeinsamme Kathode). Um 3 Farben per PWM einzustellen
dürften die Teile noch schnell genug sein, 2.5KHz als Schaltfrequenz
sind mit den Teilen machbar, 100Hz in 25 Helligkeitsstufen.

Gruß Hagen

Autor: Hans Müller (Gast)
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Danke, werde das mal ausprobieren und dann berichten.

P.S.: Hat nix mit Case-Modding zu tun, es soll eine Farblichttherapie
für die Infrarotkabine werden, ich habe bei einem Thermenbesuch
gesehen, dass dies mit LEDs gemacht wurde.

Autor: Hans Müller (Gast)
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Bezüglich Frequenz:
In der Beschreibung steht: Timer0 is used to generate interrupts at
about 30kHz. This interrupts are used to build a 8bit PWM.

Autor: Hagen Re (hagen)
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30000 / 256 = 117 Hz Wiederholrate, dh. deine LEDs "flackern" so
schnell das man es mit den Augen nicht mehr wahrnimmt (wenn man nicht
gerade seitlich draufschaut :) Mit den Infineon Teilen geht das nicht
mehr, sie sind ja auch dafür nicht konstruiert worden.

Gruß Hagen

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hi,
wie wärs mit den IPS521TO220(G=SO8)? als HighSide Switch?
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ip...

Autor: Hans Müller (Gast)
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Hi

Wie wird ein Highside Switch angeschlossen (Widerstände)? Bleibt der
DG-Anschluß dann frei oder wofür wird der benötigt?
Oder ist dann doch ein "normaler" P-FET besser wegen der Frequenz?

Autor: Hans Müller (Gast)
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Bzw. habe ich gerade gesehen, dass der IPS521 bei RS-Comp. 3 Anschlüsse
(In, D und S), bei Farnell 5 Anschlüsse (In, Out, Vcc, GND und DG) hat.

Autor: Hans Müller (Gast)
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Hallo

Habe den IRL520N, jedoch wenn ich den einbaue (G mit Vorwiderstand an 
den Atmel und mit 2k2 an +5V, S an +5V und D an die LED), leuchten alle 
RGB-Chips und es tut sich nichts. Was mache ich falsch?

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