Hallo,
ich lese hier schon länger im Forum mit und bin immer wieder überrascht,
was manche hier so auf die Beine stellen. Da ich mich schon länger mit
dem Thema µC auseinandersetzten wollte und demnächst im Studium
Microrechentechnik kommt,hab ich mir einen Arduino Mega 2560 gekauft und
auch schon einige Sachen zum laufen/blinken/leuchten bekommen.
Da die Pins am µC ja nur 40mA schaffen und ich es gern etwas heller
haben möchte, hab ich mich den RGB LEDs mit etwas mehr Leistung
zugewandt. Da der Arduino PWM unterstützt, will ich das zur
Leistungssteuerung benutzten. Ich hab mich bissel durch die Anleitungen
und das Inet gelesen und mit Eagle eine Schaltungzusammengefrickelt(Bild
im Anhang).
Die RGB LEDs besitzen je 3 Pins für die Anode und je 3 für die Kathode,
sodass alle 3 LEDs einzeln angesteuert werden können. Über je einen
n-MOSFET soll für jede Farbe das PWM Signal moduliert werden. Die
Signale für die MOSFETs kommen vom Arduino. Laut der Tabelle sollten das
LL ICs sein, sodass diese direkt angeschlossen werden können.
Grün und Blau werden mit 3,2V je LED und 350mA betrieben. Somit ergibt
sich für die Reihenschaltung 6*3,2V = 19,2V welche von einem
einstellbaren Spannungsregler bereitgestellt werden. Analog dazu für Rot
2,2V *6 = 13,2V bei 350mA aus einem zweiten Spannungsregler.
Die 3 Widerstände an den gates sollen beim Resetten des µC die Spannung
auf 0V ziehen.
Zu guter Letzt, die 24V Betriebsspannung sollen von einem Schaltnetzteil
mit 30W/60W je nach dem, ob nochmal 6 LEDs angeschlossen werden sollen,
geliefert.
Nun hab ich da ein paar Fragen zu:
1. Ist es vllt besser statt der Regler einfach
"Verbrennungsvorwiderstänge" zu benutzen und müsste ich dann die
Spannung separat stabilisieren? Wenn ich rechne komme ich auf eine
Verlustleistung der Vorwiderstände auf 3,36W für die G und B Leitung und
3,78W für die R Leitung.
2. Müssen die LEDs, bzw. das Gehäuse mit Kühlkörper gekühlt werden bei
einer Leistung von 3W?
3. Wie bewertet ihr generell den Schaltungsentwurf?
Für konstrutive Kritik bin ich gern offen.
Grüße Alex.
Du musst nicht die Spannung stabilisieren sondern den Strom.
Ob du es mit einer Konstantstromquelle machst oder mit Vorwiderstände
bleibt dir überlassen.
Daher solltest du deinen Schaltungsentwurf noch mal überdenken.
So in etwa? Nach der Formel in der Hilfeseite müsste dann ein Strom von
700mA bzw. 350mA fließen. Wie sieht das dann mit der Spannung aus? durch
den Stromfluss werden sich die LEDs ja erwärmen und der Widerstand
ändern. Muss dann noch eine Sicherheitsmaßnahme getroffen werden, damit
nicht mehr als 3.4V bzw.2,4V an den LEDs anliegen? Als Spannung über
allen LEDs sollten sich dann wieder die 19,2V einstellen oder?
Die Widerstände für die Stromquelle sollten dann wohl 1W vertragen.
Alex
Wenn du Q2 abschaltest fließen die 700mA durch den Strang an Q3, du hast
ja nun eine konstantstromquelle, die LEDs gehen kaputt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsche_Regeln
Jeder Strang braucht eine seperate KSQ da du die Stränge seperat
ein/aus-schalten willst.
Der Mosfet scheint kein Logic Level Mosfet zu sein.
http://www.sprut.de/electronic/switch/nkanal/nkanal.html
Bei den Spannungsreglern fehlen die Ein-/Ausgangskondesatoren.
Der Spannungsregler macht nichts anderes als ein Widerstand, die
überschüssige Energie verbraten, nur passte er seinen 'Widerstand' dem
Strom an, sodass ein konstanter Strom fließt, d.h. ja, muss gekühlt
werden.
Schau dir das mal noch an:
http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?f=31&t=7920
Du hast außerdem die beiden Stränge vertauscht, durch rot würden 700mA
fließen.
Wieviel Watt die Widerstände haben müssen und wieviel Watt die LM317
verheizen, kannst du dir ja leicht ausrechnen.
Jede LED-Serie braucht ihre eigene Strombegrenzung. Das kann ein
einfacher Leistungswiderstand sein oder eine Konstantstromquelle. Die
Konstantstromquelle ist von Vorteil, wenn die LEDs an der Grenzbelastung
betrieben werden sollen oder wenn der Strom einstellbar sein soll, zb um
bei Ansteuerung aller Farben ein gutes Weiß hinzubekommen. Es
funktioniert aber auch mit einfachen Widerständen.Bei den FETs ist
darauf zu achten, dass die Ansteuerspannung ausreicht.
Das mit den fertigen treibern sieht vielversprechned aus. bei 24v und 6
LEDs sind das fast 95% Wirkleistung. um die Kühlung muss ma sich da ja
scheinbar keine gedanken machen, solange ma das ding nicht in styropur
packt.
"QUIESCENT INPUT IN SHUTDOWN MODE(max.)CURRENT : 1mA at PWM dimming OFF
and 24VDC input" kann ich daraus schließen, dass zwischen arduino und
treiber ein einen Widerstand zur strombegrenzung schalten muss?
Hi,
Ich würde die Ausgänge der Regler doch etwas besser puffern, wenn du die
LED´s mit entsprechend hoher PWM betreibst, dann wird dein Regler
wahrscheinlich ncith viel davon sehen und kann das nicht nachregeln.
Deshalb etwas bisschen mehr als 1µF an den Regler, damit die Steilen
Flanken erstmal vom Kondensator gepuffert werden und der Regler genügend
Zeit hat zum nachregeln. Kommt auch der EMV zugute.
Grüße Thomas
Mit dem Ruhestrom ist, meine ich, die Stromaufnahme des Reglers aus der
Versorgungsspannung gemeint wenn die LED's aus sind. Selbst wenn das der
Strom ist, der in den PWM-Pin fließt schafft das der Arduino locker, da
brauchtst Du keinen Vorwiderstand.
Die PWM Frequenz soll zwischen 100Hz und 1kHz liegen, so schnell ist da
ja nicht. Wenn ich das Datenblatt richtig verstehe, wird beim Dimmen der
Strom durch die LEDs entsprechend heruntergeregelt und die LEDs nicht
ständig ein-/ausgeschaltet. Sie sollten also nicht mit der PWM-Frequenz
"flackern".
Aber gegen Puffer-Kondensatoren auf der Eingangsseite spricht ja nichts.
Grüße,
Jörg
ich hab das mit dem Strom so verstanden, dass das der maximale
Eingangstrom ist, wenn der Treiber die LEDs ausschalet. deshalb die
Frage, wenn am Dimmereingang Low anliegt sollte ja kein Strom vom
Arduino zum Treiber fließen, was ist aber, wenn Low nicht 0V sondern 0V
<= Udim <= 0,5V dann könnte ja was fließen, wenn der Eingang vom Dimmer
nicht hochohmig ist.
Ich habe mir den Artikel zum LED Fading durchgelesen. Wenn ich also bei
70% Duty cycle bin, hab ich zwar 70% Leistung aber kann bei einer
Erhöhung auf 80% die empfundene Helligkeit nicht um 10% steigern,
sondern weitaus weniger. Sollte man dann die Exponentialfunktion im µC
hinterlegen und somit eine Linearisierung vornehmen? Wie sieht das
Helligkeitsempfinden bei verschiedenen Farben aus, ich habe immer den
Eindruck, Blau sei viel stärker als Grün oder Rot.
Alex
Alex schrieb:> ich hab das mit dem Strom so verstanden, dass das der maximale> Eingangstrom ist, wenn der Treiber die LEDs ausschalet.
Um das aufzuklären hilft nur, die jeweiligen Ströme (Eingang und
PWM-Pin) zu messen.
> deshalb die Frage, wenn am Dimmereingang Low anliegt sollte ja kein Strom vom> Arduino zum Treiber fließen,
Würde ich auch so sehen, aber s.o.
was ist aber, wenn Low nicht 0V sondern 0V
> <= Udim <= 0,5V dann könnte ja was fließen, wenn der Eingang vom Dimmer> nicht hochohmig ist.
Dann sind das lt. Datenblatt immer nur noch 1mA und das ist kein Problem
für den AVR auf Deinem Arduino.
> Ich habe mir den Artikel zum LED Fading durchgelesen. Wenn ich also bei> 70% Duty cycle bin, hab ich zwar 70% Leistung aber kann bei einer> Erhöhung auf 80% die empfundene Helligkeit nicht um 10% steigern,> sondern weitaus weniger. Sollte man dann die Exponentialfunktion im µC> hinterlegen und somit eine Linearisierung vornehmen? Wie sieht das> Helligkeitsempfinden bei verschiedenen Farben aus, ich habe immer den> Eindruck, Blau sei viel stärker als Grün oder Rot.
Da hilft nur probieren und dann entsprechend Deinen Bedürfnissen
anpassen. Jobst Quis hat ja schon geschrieben dass Du um weiss zu
bekommen, die Helligkeiten unterschiedlich anpassen musst, siehe auch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Farbwahrnehmung
Ausprobieren erscheint mir allerdings viel einfacher...
Wenn Du einer Tabelle über die Einstellwerte die PWM Werte entnimmst,
bist Du ja sehr flexibel.
Grüße,
Jörg
schaltplan.PNG
(7,5 KB)
