Ich habe festgestellt das eine langsam pulsierende Hochstrom LED (zumindest für mich), nicht vernünftig Analog steuerbar ist (20 mF Unpolarisierter Kondensator in LTspice Simulation).
Nachdem ich überall nachlese das für sowas ein N-MOSFET grundsätzlich besser wäre, frage ich mich, kann ich meinen NPN-Transistor in dieser Schaltung einfach durch einen N-MOSFET ersetzen? Also einfach Basis, Kollektor und Emitter durch die Entsprechungen des N-MOSFETS ersetzen und... läuft?
P.S.:
Der Arduino Nano ist hier nur ein Platzhalter, ich schiele eher auf den RP2040-Zero, das Prinzip bleibt dabei aber gleich. Ich schleife die 5 V vom USB Stecker aus parallel durch die LED und nicht erst durch den Mikrocomputer, die da Beschränkungen wie z.B. 1 Ampere max haben.
Und ja: Da das Ding nur für mich ist nutze ich knallhart aus das fast alle Hersteller sich nicht an die USB-Standards halten und bis zu grob 2 A einfach soviel Leistung über den USB Port liefern wie das Gerät zieht. Ohne Probleme. Auch ohne Handshake für Battery-Charging und Power-Delivery. Habe ich hier gerade im Dauerbetrieb. Eine Lampe die sich auf Etsy gut verkauft und nur Top-Bewertungen hat. Würde ich wieder kaufen.
Ich habe festgestellt das eine langsam pulsierende Hochstrom LED
(zumindest für mich), nicht vernünftig Analog steuerbar ist (20 mF
Unpolarisierter Kondensator in LTspice Simulation).
In deinem Beispiel wird nichts analaog gesteuert, und einen Kondensator gibts da auch nicht. Murks ist sie allemal, da der Transistor gar nicht genügend Basisstrom bekommt.
Nachdem ich überall nachlese das für sowas ein N-MOSFET grundsätzlich
besser wäre, frage ich mich, kann ich meinen NPN-Transistor in dieser
Schaltung einfach durch einen N-MOSFET ersetzen? Also einfach Basis,
Kollektor und Emitter durch die Entsprechungen des N-MOSFETS ersetzen
und... läuft?
Sofern man einen geeigneten MOSFET verwendet geht das.
P.S.:
Der Arduino Nano ist hier nur ein Platzhalter, ich schiele eher auf den
RP2040-Zero, das Prinzip bleibt dabei aber gleich.
Nur liefert der RP2040 nur 3V fürs Gate, das Arduino wenigstens 5V. Und auch im lieferbaren Strom zum Umladen des Gates unterscheiden sich die beiden deutlich.
Nachdem ich überall nachlese das für sowas ein N-MOSFET grundsätzlich
besser wäre, frage ich mich, kann ich meinen NPN-Transistor in dieser
Schaltung einfach durch einen N-MOSFET ersetzen? Also einfach Basis,
Kollektor und Emitter durch die Entsprechungen des N-MOSFETS ersetzen
und... läuft?
Sofern man einen geeigneten MOSFET verwendet geht das.
das ungeniert zu schreiben und auch noch zu verteidigen imstande ist?
Wenn Dir das richtige Maß an entspannder Gelassenheit im Miteinander fehlt, ignorier doch einfach die verbale Spitze und versteh den (fachlichen) Kern der Aussage:
""Codierer"? Alles klar: Nicht den Hauch einer Andeutung einer Ahnung von
der Hardware...
... lerne die bitterböse Realität der Hardware kennen,"
Ganz abgesehen davon, das man es OK findet, das es TO offensichtlich nicht kümmert USB-Anschlüße der Gefahr des "Abrauchens" durch übermäßige Leistungsentnahme auszusetzen.
Jetzt bin ich aber gespannt wie Du mit einem digitalen Ausgang Analog steuern willst.
Ebenso wie bei 3,2V an der Diode, und einem 2R Vorwiderstand mit dem NPN auch nur annähernd 1,4A fließen sollen, inwiefern ein Mosfet 'besser' wäre usw.
nicht vernünftig Analog steuerbar ist (20 mF Unpolarisierter Kondensator
in LTspice Simulation).
Ich kann keine Schaltung einer LTSpice-Simulation sehen. Vermutlich sind die 20mF sowieso nur 20µF (oder bestenfalls 20uF, falls das verwendete Eingabegerät des µ nicht mächtig ist). Denn 20mF sind immerhin 20000µF, und die bekommst du eher nicht als unpolarisiertes Bauteil. Und natürlich dimmt man so eine LED mit 1,4A nicht analog, sondern per PWM.
und... läuft?
Probiers aus. Du wirst dabei sicher einiges lernen. Ein Stichwort für deine Suche nach dem richtigen Bauteil: Logic-Level-Mosfet.
das es TO offensichtlich nicht kümmert USB-Anschlüße der Gefahr des
"Abrauchens" durch übermäßige Leistungsentnahme auszusetzen.
Lass ihn doch machen, es sind seine Anschlüsse.
die verbale Spitze
Auf jeden Fall ist es völlig unnötig, jemandem für sowas den Tod zu wünschen (wenn auch in vermeintlichem Jugendslang). Das ist dann keine "verbale Spitze", sondern pure Gehässigkeit.
Was ist das hier nur für ein Forum.
Ich kenne mehrere - Inland und Ausland.
Aber so etwas von Gehässigkeit, verbaler Aggressivität und mangelndem Respekt vor dem/der Anderen ist wirklich einmalig.
Wirklich schade, denn es gibt hier erfahrene Prraktiker, die wertvolle Erfahrungen weitergeben können...aber es gibt eben auch andere....
Nachdem ich überall nachlese das für sowas ein N-MOSFET grundsätzlich
besser wäre, frage ich mich, kann ich meinen NPN-Transistor in dieser
Schaltung einfach durch einen N-MOSFET ersetzen?
Kann man, löst dein eigentliches Problem aber nicht. Eine LED, erst recht eine mit 1,4A / 5W muss mit einer Konstantstromquelle angesteuert werden. Deine 2 Ohm Vorwiderstand machen eine absolut miese Stromregelung.
Besorg dir eine passende Konstantstromquelle für 1,4A und 5V, die haben meist auch einen PWM-Eingang.
RP2040-Zero, das Prinzip bleibt dabei aber gleich. Ich schleife die 5 V
vom USB Stecker aus parallel durch die LED und nicht erst durch den
Mikrocomputer, die da Beschränkungen wie z.B. 1 Ampere max haben.
Und dein 5V USB liefert 1,4A? Das schaffen nur Netzteile aber keine USB-Ports an PCs. Oder USB 3.0
Genau! Laut dem aktuellen Datenblatt von 1984! sollten schon 20 Stück in
etwa ausreichen.
Genau deshalb stand ja "zB" bei der Typangabe. Es soll dem TO nicht unnötig Hausaufgaben weggenommen werden, wie zum Beispiel beim Distributor seiner Wahl zu schauen, ob da nicht welche mehr Strom können.
Ja, wieder ein klassisches uns-Dieter Beispiel. Technisch ungeeignet und völlig veraltet. Vlt solltest Du mal in das eine oder andere Datenbuch nach 2000 hineinschauen. Da hat sich inzwischen einiges getan.
Wir schreiben das Jahr 2025. Die erste CeBit, auf der SMD-Löten vorgeführt wurde, war vor fast 40 Jahren. Da war nun genug Zeit, sich grundlegende Fähigkeiten im Löten von SOT-23 anzueignen. Ein Hexenwerk ist das nun wahrlich nicht. Leute denen das zu klein ist, sollten vielleicht besser bei der E88CC bleiben.
Das "allerdings SMD" hat inzwischen sooo einen langen Bart ...
Im Prinzip gebe ich Dir ja Recht. Allerdings habe ich beim Reparieren viel mit 90-er Jahre Elektronik zu tun, und die ist doch noch ziemlich durchgemischt THT/SMD. Aber SOT-23 sollte auch für uns Boomer machbar sein mit Lupenbrille und einer ruhigen Hand.
So, komme gerade erst wieder an den PC und kann das mal durchgehen. Vielen dank für die Infos, da habe ich erstmal was zum Untersuchen.
Und ja: Mit dem Abstand von einem Tag sehe ich das der erste Satz ungeschickt formuliert ist. Sorry. Also ausführlich:
Das hier ist die digitale Lösung, da die Analoge Lösung nicht für mich funktioniert hat. Die Analoge Lösung habe ich hierher: https://www.youtube.com/watch?v=30wGujPnupw . Das pulsieren der LED dort gefällt mir auch ohne PWM ganz gut.
Den Schaltplan habe ich angehängt, mit entfernten Experimenten.
Auf dem Bild ist für die LED zwar keine hübsche positive Seite einer Sinuskurve (fürs pulsieren) zu sehen, aber auch kein Rechtecksignal. Für meine Zwecke hätte das erstmal gereicht. Aber: Ich konnte das nicht mit realistischen Werten für eine starke LED hinbekommen - nichtmal 900 mA oder sowas (bei 5 V). Ich glaube wir sind uns einig das ein 20 mF Kondensator (sogar unpolarisiert!) nicht realistisch ist (ich meinte wirklich "Milli"!). Außerdem ist der NE555 Chip für solche Leistungen nicht mal annähernd nutzbar, d.h. ich müsste ihn irgendwie isolieren und mit Verstärkern arbeiten.
Falls jemand eine realistische Lösung hat: Ich wäre begeistert.
Zur Stromversorgung: Die Werte habe ich nicht einfach gewürfelt.
Ich habe die 900 mA Lampe hier an einem USB 2 Hub mit Stromversorgung, der den Apple Fast Charging Standard unterstützt. Das bedeutet 5 V mit 1,2 A. Aktuelle Version: https://www.dlink.com/de/de/products/dub-h7-7-port-usb-2-0-hub.
Die "Battery Charging Specification 1.2" für USB 2 von 2012 sieht schon bis zu 1,5 A vor. Meines Wissens unterstützt das mein Mainboard. Ich würde meine Sachen aber sowieso an einen externen Stromversorgten Hub mit passenden Eigenschaften hängen, da ich mir nicht sicher bin ob sonstwelche Basteleien das Motherboard beschädigen könnten (Kurzschlüsse, etc.).
Laut den ganzen Standards dürften die Hosts die ganzen Werte nicht liefern ohne vorsichtige Handshakes, speziell geschaltete Widerstände, etc. Nach allem was ich finden konnte tun die Hosts aber in der Regel so oder so folgendes: Sie liefern. Linus fasst das ganz gut zusammen: https://youtu.be/hiwaxlttWow?si=nkKFkCactI4XQ6tg. Die Hersteller wollen die Kunden zufrieden stellen, die eher mit dem Finger auf den Mainboard / Hub Hersteller, etc. zeigen, als auf das Gerät das den Handshake vergeigt.
Nachdem ich überall nachlese das für sowas ein N-MOSFET grundsätzlich
besser wäre, frage ich mich, kann ich meinen NPN-Transistor in dieser
Schaltung einfach durch einen N-MOSFET ersetzen? Also einfach Basis,
Kollektor und Emitter durch die Entsprechungen des N-MOSFETS ersetzen
und... läuft?
Nein, man kann nicht pauschal einen Bipolar-Transistor durch einen Feldeffekt-Transistor austauschen.
Ein bipolar-Transistor wird als "Stromgesteuert" bezeichnet, während ein FET "Spannungsgesteuert" genannt wird. Lernt man jedenfalls so im Fach Schaltungstechnik.
Ein Feldeffekt-Transistor ist eher ein Schalter mit dem man mit geringen Aufwand Ströme ein/aus-schalten kann, während ein Bipolar-Transistor eher ein "steuerbarer Widerstand" ist.
Verkürzt dargestellt:
FET: Spannung an der Gate-Source Strecke (U_GS) schaltet den Strom I_D über die Drain-Source-Strecke
Bipolar-Transistor: Strom über die Basis-Strecke i_b verändert den elektrischen Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke.
Um die Helligkeit der LED zu ändern, könnte man jetzt zwischen zwei grundsätzlichen Methoden auswählen.
a) den Strom in einem gewissen Verhältniss ein/aus schalten (PWM)
b) den Strom konstant halten, aber seinen Wert ändern ((steuerbare) Konstantstromquelle)
Letzteres kann man eher als "analog" bezeichnen und das ist einfach in einem Expoeriment nachstellbar. Dazu später.
Neben der Entscheidungkeit welches Prinzip man realisiert, muss man auch sicherstellen, das die Schaltung/Transistor nicht während des Betriebes durch zuviel Strom/Leistungsabgabe zerstört wird. Dazu braucht man nicht mit Spice simulieren, dazu genügt ein Blick ins Datenblatt des Transistors auf die entsprechenden Bauteil-Grenzwerte (auch das lernt der Elektroniker im Fach Schaltungstechnik).
Bei einem FET mit PWM gesteuert orientiert man sich an den Widerstandswert r_ds_on der möglichst klein sein sollte. Und da gibt es jetzt Transistoren bei denen eine Spannung am Gate U-GS von 5V aus einem Arduino für einen geringen r_ds_on genügt, aber das kann man nicht pauschal sagen, das jeder FET das kann. Bei manchen muss man bspw. per Ladungspumpe die Spannung auf ca. 12 ... 20V erhöhen. Der oben genannte IRLML2502 sollte dahingehend passend sein, Stichwort "TTL-Level FET".
Aber hier ist wohl eine analoge und damit nicht-PWM Lösung gewünscht.
Das kann man schnell mit einem Poti ausreichend hoher Belkastbarkeit (ca. 10W) nachstellen. Also das zusammen mit einem Stromesser an eine (ausreichend starke) 5V Spannungsquelle und damit die erforderlichen Stromstärken für die gewünschte Helligkeit ermittelt. Jetzt gilt es eine Schaltung zu entwerfen, die das elektrisch steuerbar macht. Die klassische Bezeichnung für eine solche (in der Beleuchtungstechnik) ist "Dimmer" und eine google-suche liefert: https://www.electroschematics.com/led-dimmer-circuit/
Das ist jetzt sicher nicht die endgültige Lösung, schon weil darin keine Controller involviert sind. Die könnte man jetzt über einen diskreten Digital-Analogwandler bspw, R2R-Netzwerk ins Spiel bringen ...
oder man sucht sich "was fertiges", eben eine steuerbare Konstantstromquelle wie oben vorgeschlagen.
Aber persönlich ist hier meine Bereitschaft, einem Schaltungstechnisch Unkundigen diese seinem Kompetenzniveau entsprechend vorzukauen, erschöpft. Aber es ist erklärt, warum nicht BiPo durch FET ersetzen kann - wie angefragt.
Auf jeden Fall ist es völlig unnötig, jemandem für sowas den Tod zu
wünschen
Hier wird keinem "der Tod gewünscht", genausowenig wie man mit der Redewendung "Hals- und Beinbruch" jemanden ein Trauma der unteren Extremitäten oder gar Genickbruch wünscht.
Redewendungen wörtlich zu nehmen führt meist zu "kompletten Schiffbruch", und wenn man erst versucht die aus Persischen stammende poetische Zeile "ich werde Deine Leber essen" ( جیگرتو بخورم. ) ohne Kenntniss des kulturellen Hintergrund zu interpretieren ...
https://www.buzzfeed.de/buzz/lustig-klingen-internationale-sprichwoerter-die-wortwoertlich-uebersetzt-total-zr-91487496.html
Bei der überspitzten Formulierung hier verrät in Blick in ein Synonym-Wörterbuch, das es sich nicht um eine Aufforderung zum Suizid handelt, sondern lediglich, das man sich die Abwesenheit der Person wünscht: https://www.openthesaurus.de/synonyme/Geh%20sterben%21
Konsensfähig ist aber sicher, das diese fehldeutbare Formulierung hier "unnötig" ist. Aber eben genauso unnötig wie jemanden durch (?bewusste?) Fehlinterpretation/Übertreibung kriminelle/unlautere Absichten wie "Tötung" oder "Schikane" zu unterstellen/anzuhängen.
Konsensfähig ist aber sicher, das diese fehldeutbare Formulierung hier
"unnötig" ist.
Man braucht da keinen Konsens reindeuteln, der gesamte Ton des Beitrags war beleidigend und unter jeder Gürtellinie (jemandem Hals- und Beinbruch zu wünschen ist übrigens anerkannt positiv konnotiert). Wenn sich der Poster die Abwesenheit des TO wünscht, dann kann er seinen Thread einfach ignorieren. Und im gesamten Beitrag war zudem nichts, was der Lösung der Aufgabe dienlich ist.
Auf dem Bild ist für die LED zwar keine hübsche positive Seite einer
Sinuskurve (fürs pulsieren) zu sehen,
Eine Sinuskurve ist auch ungeeignet für eine schönes Pulsieren. Der Grund dafür ist, dass das Auge kein lineares sondern ein logarithmisches Helligkeitsempfinden hat.
Falls jemand eine realistische Lösung hat: Ich wäre begeistert.
Siehe Anhang. Der 555 muss ein CMOS-Typ (ICM7555, TLC555, ...) sein,
kein bipolarer wie NE555, und der 2SD882 braucht einen Kühlkörper
Wahnsinn. Ich bin begeistert. Das ist ja fantastisch!
Und das sind alles vollkommen gängige Bauteile. Tatsächlich hatte ich den TLC555 für meine Experimente schon für LTspice installiert, konnte also gleich loslegen und das nachbauen. Die Frequenz war mir zu hoch, also dachte ich mir ich könnte einfach den Widerstand nach OUT und DISC auf 30k erhöhen und... Voila. Perfekt. Mein Wunschintervall war ca. 3 s aufsteigend und 2 s absteigend. Das wurde damit gut erreicht.
Am Anfang habe ich dann einmalig 0,7 Sekunden über meinem Ziel von 1,5 A (1,9 A), dafür gäbe es dann zwar genug USB Charging Hubs mit 2,1 A, aber ich denke die LED (auch ca. 1,5 A max) würde dann sofort oder auf längere Sicht den Geist aufgeben. Aber einen Strombegrenzer wie hier https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204132.htm da einzubauen traue ich mir schon zu. Und selbst wenn nicht, wären sowas wie 1,1 A immer noch viel besser als meine Lösungen. Danke nochmal.
Wir schreiben das Jahr 2025. Die erste CeBit, auf der SMD-Löten
vorgeführt wurde, war vor fast 40 Jahren. Da war nun genug Zeit, sich
grundlegende Fähigkeiten im Löten von SOT-23 anzueignen. Ein Hexenwerk
ist das nun wahrlich nicht. Leute denen das zu klein ist, sollten
vielleicht besser bei der E88CC bleiben.
Weil die Technik so alt ist muss das zwangsläufig jeder können?
Das "allerdings SMD" hat inzwischen sooo einen langen Bart ...
Dann musst Du jetzt ganz stark sein..ich verwende die Formulierung auch zukünftig.
Die Frequenz war mir zu hoch,
also dachte ich mir ich könnte einfach den Widerstand nach OUT und DISC
auf 30k erhöhen und... Voila. Perfekt.
Perfekt würde ich nicht sagen. Das Tiefpassfilter zwischen TLC und BC54xC muss auf die veränderte Frequenz des Oszillators angepasst werden, um die Sinusform zu erhalten. Wenn du nur die Frequenz änderst, bekommst du einen deutlich verzerrten Stromverlauf.
Das Tiefpassfilter zwischen TLC und
BC54xC muss auf die veränderte Frequenz des Oszillators angepasst
werden, um die Sinusform zu erhalten. Wenn du nur die Frequenz änderst,
bekommst du einen deutlich verzerrten Stromverlauf.
Im Anhang rot der Stromverlauf bei deiner Änderung der Oszillatorfrequenz ohne das nachfolgende Filter anzupassen, und blau mit geänderten Kondensatorwerten. Die Frequenz wird dabei auch nochmal reduziert, weil das Filter den Oszillatorkondensator beeinflusst. Wenn dir das jetzt zu langsam ist, versuche mal 20k am Oszillator und 220µ und 22µ im Filter. Das sollte auch einen brauchbaren Verlauf ergeben.
Im Anhang rot der Stromverlauf bei deiner Änderung der
Oszillatorfrequenz ohne das nachfolgende Filter anzupassen, und blau mit
geänderten Kondensatorwerten. Die Frequenz wird dabei auch nochmal
reduziert, weil das Filter den Oszillatorkondensator beeinflusst. Wenn
dir das jetzt zu langsam ist, versuche mal 20k am Oszillator und 220µ
und 22µ im Filter. Das sollte auch einen brauchbaren Verlauf ergeben.
Vielen Dank. Ich werde die Varianten alle mal durchprobieren und dann das vom Breadboard auf eine dauerhafte Lösung übertragen was am Ende am besten aussieht.
StrongLED.png
(9,1 KB)
