Hallo ihr Lieben,
Ich möchte mir eine Nachttischlampe bauen.
Sie soll mehrere High-Power-LEDs antreiben, dimmbar über die Fast-PWM
des Atmega. Die Konstantstromquelle habe ich mit dem MC34063 aus
Konstantstromquelle fuer Power LED aufgebaut. Sie ist auf 600mA
eingestellt.
Gesteuert werden können 2 KSQs mit einem Atmega328p. Nutzereingaben
sollen über 2 QTouchADC-Taster und ein China-BLE-Modul (HM-10) erfolgen.
Das HM-10 kommuniziert über UART, daher der krumme Quarz.
Die Lampe wird nach einigen kleineren Basteleien mein erstes größeres
und vor allem standalone lauffähiges AVR-Projekt. Daher würde ich mich
freuen, wenn ihr einen Blick auf meinen Schaltplan werfen könntet und
mich auf grobe und feine Fehler hinweist.
Die Programmierung wird vermutlich weniger das Problem als eventuell
vergessene oder falsch dimensionierte Bauteile oder konzeptionelle
Denkfehler. Ich bin kein E-Techniker und würde mich als gefährlich
halbwissend einstufen ;)
Viele Grüße
Daniel
@ Daniel Grothe (thecamper)
Ich hätte in Reihe zu D1 einen Widerstand von 100 bis 200 Ohm geschaltet
damit er mit dem Eingangskondensator einen Tiefpass bildet und Störungen
aus vom Netzteil unterdrückt.
Er würde den Festspannungsregler etwas entlasten und im Fehlerfall (beim
basteln oder wenn du einen kleinen Fehler gemacht hast) deinen
Prototypen schützen.
Ein ATMEGA 328P-PU kostet bei Reichelt 2,65 Euro.
Für 2,47 Euro bekommst du eine fertige Platine mit 5V Spannungsregler,
16MHz Resonator und UART nach USB-Konverter.
"MINI-USB-Nano-V3-0-ATmega328P-CH340G-5V-16M"
http://www.ebay.de/itm/301292188973
Der eBay Anbieter gc hat bei mir immer recht schnell (1 bis 2 Wochen)
geliefert.
Bei diesem Board kann man bei Vin auch einen 100 Ohm Widerstand anlöten
und an die andere Seite des Widerstandes kann man dann das 12V Kabel
anlöten und beides mit einem Schrumpfschlauch ummanteln.
Wenn dann mal die Versorgungsspannung einbricht oder der Widerstand im
Schrumpfschlauch abbrennt weil zu viel Strom gezogen wird, dann ist
deine Schaltung immer noch ganz.
Die LED-Driver-Schaltung kannst du auf einer Lochrasterplatine
erstellen, aber vielleicht lässt du erst mal R3 weg, so dass der Strom
bei deinen ersten Tests etwas geringer ist.
Daniel Grothe schrieb:> dimmbar über die Fast-PWM des Atmega.> Die Konstantstromquelle habe ich mit dem MC34063
So fast sollte die PWM nicht sein, damit ein ca. 50kHz Schaltregler der
noch folgen kann.
Danke für eure Antworten.
Mike J. schrieb:> Ich hätte in Reihe zu D1 einen Widerstand von 100 bis 200 Ohm geschaltet> damit er mit dem Eingangskondensator einen Tiefpass bildet und Störungen> aus vom Netzteil unterdrückt.> Er würde den Festspannungsregler etwas entlasten und im Fehlerfall (beim> basteln oder wenn du einen kleinen Fehler gemacht hast) deinen> Prototypen schützen.
Danke für den Tipp, da hatte ich nicht dran gedacht.
Die fertige Atmega-Platine hört sich ok an, allerdings hab ich den µC
hier rumliegen, da kann ich den auch gleich verwenden.
R3/R4 der KSQ werden sowieso noch angepasst, je nach verwendeter LEDs
und gewünschter Helligkeit. Erstmal mit geringerem Strom zu testen ist
aber auch ein guter Input.
MaWin schrieb:> So fast sollte die PWM nicht sein, damit ein ca. 50kHz Schaltregler der> noch folgen kann.
Fast-PWM bezog sich auf die Hardware-PWM des Atmegas. Soweit ich das
richtig gesehen habe müsste ich mit nem Prescale von 256 auf
f=7.3728x10^6/(256*256)=112,5 Hz kommen. Das sollte ja eigentlich
reichen. Bei nem Prescale von 64 habe ich f=447,3 Hz. Wie hoch darf ich
mit meiner PWM denn ca. gehen, damit der Schaltregler noch
hinterherkommt?
@ Daniel Grothe (thecamper)
>richtig gesehen habe müsste ich mit nem Prescale von 256 auf>f=7.3728x10^6/(256*256)=112,5 Hz kommen. Das sollte ja eigentlich>reichen. Bei nem Prescale von 64 habe ich f=447,3 Hz.
Ist beides OK.
> Wie hoch darf ich>mit meiner PWM denn ca. gehen, damit der Schaltregler noch>hinterherkommt?
Theroretisch so hoch, bis ein PWM-Schritt einem Schaltreglerpuls
entspricht.
Bei 450 Hz und 8 Bit Auflösung hat man 8,6us Zeitauflösung, das reicht
dann irgendwo.
Ein ähnliches Projekt hatte ich auch gemacht (Nachttischlampe, die
innerhalb 30 Minuten dimmt für das Kinderzimmer).
Es ergab sich ein Problem. Die Mindestansteuerung des Schaltreglers muss
länger als eine Taktperiode des Schaltreglers sein (ca 10us). Den
maximalen Abstand der Ansteuerimpulse legt man so fest, dass die Lampe
nicht flackert (10ms). Damit war die Lampe immer noch zu hell. Als LED
hatte ich eine 3*2W LEDs (eine E14 Kerzenlampe ohne das Vorschaltgerät).
Danke auch nochmal an euch für die Antwort.
Georg G. schrieb:> Die Mindestansteuerung des Schaltreglers muss> länger als eine Taktperiode des Schaltreglers sein (ca 10us). Den> maximalen Abstand der Ansteuerimpulse legt man so fest, dass die Lampe> nicht flackert (10ms).
Dann sind 450 Hz mit den 8,6µs zu wenig. 112,5 Hz entsprechen 34,7µs
Auflösung und sollte noch nicht flackern. Alternativ kann ich auch immer
noch von Fast-PWM auf Phase-Correct-PWM wechseln. Da hätte ich bei nem
Prescaler von 64 ein f=225,9 Hz und eine Auflösung von 17,3 µs.
Georg G. schrieb:> Damit war die Lampe immer noch zu hell. Als LED> hatte ich eine 3*2W LEDs (eine E14 Kerzenlampe ohne das Vorschaltgerät).
Die maximale Helligkeit würde ich dann über den maximalen Strom der KSQ
einstellen. Da kann ich ja durchaus mit den Widerstandswerten ein
bisschen herumspielen.
Rein interessehalber: Hast du die E14-Lampe aufgemacht und die LEDs
direkt angeschlossen?
Daniel Grothe schrieb:> 112,5 Hz (...) sollte noch nicht flackern.
Ähm, was? 100 Hz mit LEDs ist ziemlich extremes Flackern... Auch bei
1000 Hz ist noch flackern sichtbar, wenn man mit dem Tastverhältnis weit
herunter geht (1/500 und tiefer). Schnelle Bewegungen sehen auch unter
400 Hz immer noch sehr unnatürlich aus.
qwertzuiopü+ schrieb:> Ähm, was? 100 Hz mit LEDs ist ziemlich extremes Flackern... Auch bei> 1000 Hz ist noch flackern sichtbar, wenn man mit dem Tastverhältnis weit> herunter geht (1/500 und tiefer). Schnelle Bewegungen sehen auch unter> 400 Hz immer noch sehr unnatürlich aus.
Ich hatte irgendwoher im Kopf, dass 100 Hz so ungefähr die untere Grenze
seien. Hab allerdings ehrlich gesagt keine Erfahrungswerte und würde die
verschiedenen Frequenzen wohl einfach ausprobieren. Zumal ich bei einer
Nachttischlampe keine schnellen Bewegungen erwarte ;)
Daniel Grothe schrieb:> Hast du die E14-Lampe aufgemacht und die LEDs> direkt angeschlossen?
Das Gehäuse hat sich nach einigen Stunden Betrieb selbst geöffnet und
der magische Rauch ist entwichen. Die drei LEDs waren aber noch intakt.
Also die Fassung entfernt und den Leuchtkörper direkt auf den Lampenfuß
geklebt.
qwertzuiopü+ schrieb:> Auch bei 1000 Hz ist noch flackern sichtbar
Das mag vielleicht der Fall sein, wenn sich das Bild einer punktförmigen
Lichtquelle schnell über die Netzhaut bewegt, aber bestimmt nicht bei
diffuser Raumbeleuchtung.
qwertzuiopü+ schrieb:
> Auch bei 1000 Hz ist noch flackern sichtbar
Aber nur im peripherem Sichtfeld, das kann schon sein dass das einen
stört.
Meine LEDs betreibe ich deshalb mit Gleichstrom, damit gar nichts mehr
flackert.
Ich würde das (HM-10) Bluetooth-Modul erst mal weglassen und mich nur um
die Funktionalität des AVR + LED-Treibers kümmern.
Denk auch an die Kühlung der LEDs. du solltest einen ordentlichen
Kühlkörper vorsehen.
Wenn der Kühlkörper nicht so groß werden darf weil der Lampenkopf nicht
viel wiegen darf musst du einen sehr leisen Lüfter nutzen.
Ich nutze welche von Arctic Cooling die ich mit ca. 5V betreibe und die
kannst du nur wahrnehmen wenn du wenige Zentimeter mit dem Ohr an den
Lüfter gehst.
Der Lüfter spart mir viel Aluminium und damit Gewicht + Geld.
Die LED ist damit auch kühler als mit dem riesigen Kühler.
main_sch.png
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led_driver_sch.png
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