Ich hab vor Jahren schon mal ne Schaltung gebaut, um 12V-LED-Streifen mit PWM zu dimmen - die funktioniert soweit auch immer noch. Damals diente das ganze nur dazu, um Pattern bei Elektroparties zu schalten, heute will ich damit aber LEDs im Wohnraum dimmen :)
Deswegen wollte ich mich noch mal vergewissern, ob die Schaltung so Sinn ergibt, und ob man insbesondere im Hinblick auf "Entstörung" und so etwas Dinge beachten muss. Ich weiss, dass das schnelle Schalten von Strömen durchaus Probleme an den "Flanken" machen kann, aber da hört es aber auch auf.
Kurz zur Schaltung: ein PCA9685 (VCC 3,3V) schaltet qua TIP112-Transistoren die 12V der LED-Strips; ich rechne nicht mit Strömen >0,5A.
Der PCA9685 kann pro Kanal 25mA liefern, da sollten die 220Ohm bei 3,3V eigentlich passen.
Die PWM-Frequenz würde ich gerne "höher" wählen, da ich ab und an mit Kameras (Video-Konferenz) unterwegs bin; gleichzeitig will ich natürlich nicht wahnwitzige Störsignale versenden.
Grundsätzlich funktioniert das ganze wie gesagt, ich frage mich nur, ob beispielsweise die TIP112 überhaupt "sinnvoll" sind, oder ob ihr da was besseres empfehlen könnt.
Und halt die Frage, ob es noch weitere Bauelemente braucht, um irgendwelche schlechten Seiteneffekte wie Spannungsspitzen o.Ä. zu verhindern.
Bin immer noch nicht gut darin, Schaltpläne zu zeichnen, aber hab mich bemüht.
Grundsätzlich funktioniert das ganze wie gesagt, ich frage mich nur, ob
beispielsweise die TIP112 überhaupt "sinnvoll" sind, oder ob ihr da was
besseres empfehlen könnt.
Das ist eine klassische Anwendung für einen MOSFET, den IRLB 8721 z.B. kannst du 1:1 für deinen Darlington einsetzen.
Und halt die Frage, ob es noch weitere Bauelemente braucht, um
irgendwelche schlechten Seiteneffekte wie Spannungsspitzen o.Ä. zu
verhindern.
Bei MOSFETs sind noch Pull-Downs am Gate sinnvoll, ansonsten findet sich die Schaltung so ohne weiteres in Millionen von Geräten, die LED-Strips ansteuern.
ich frage mich nur, ob beispielsweise die TIP112 überhaupt "sinnvoll"
sind
Nein.
Zum schalten nimmt man MOSFETs. Das spart auch den 220Ohm Widerstand. Da du nur 3.3V hast, muss es ein bei 2.7V voll durchschaltender LowLogicLevel sein, da du nur 0.5A schalten willst tut es ein IRLML2502 locker.
Aber die Ausgänge sind nicht kurzschlusssicher. Es nützt auch nichts, wenn dein Netzteil nur 4A liefern könnte. Und eine Sicherung ist langsamer als der sterbende Transistor.
Wenn Platine und LED in einem Gehause sind sind Kurzschlüsse nicht zu erwarten. Liegt ein LED Strip hinterm Sofa, muss man eines Tages damit rechnen.
Was ist ein N!N1 ?
Warum braucht man eine RTC ?
Was ist U3 und warum kommt U3 ohne Abblockkondensatoren aus.
Warum gibt es ein Display aber keine Eingabemöglichkeit ?
Und letztlich: warum braucht man einen PCA9685, dein N!N1 hat 16 Ausgänge frei.
Da 16 einzelne Überstromüberwachungen aufwändig sind, smart low side switches wie BD8LD650 teuer, würde ich einen einzelnen Widerstand in alle zusammengefassten Transistormasseverbindungen einschleifen (z.B. 16 x 0.5A = 8A, 0.05 Ohm macht 0.4V) und den Spannungsabfall an ihm per Analogeingang des N!N1 auswerten. Da damit ein Überstrom einer einzelnen Leitung der 16 Ausgänge nicht erkennbar ist, würde ich vor jeder PWM Umprogrammierung eine neue zu erwartende Stromobergrenze errechnen und bei deren Überschreitung alle Transistoren sofort abschalten.
Der PCA macht das, auch wegen interleaved PWM, etwas schwieriger, aber nicht unmöglich.
Danke erstmal - das ein MOSFET sinnvoller ist, ist mir bekannt; ich hatte damals die TIP112 genommen, weil ich so ca. 64 Stück brauchte, und AliExpress noch kein Ding war... und die alternativen MOSFETs hätten damals an die 100€ gekostet.
Ein Preisbereich bis sagen wir mal 0,40€ pro Kanal wäre mir für dieses Projekt aber alles noch recht.
Gibt's zu dem IRLML2502 eine Variante in Nicht-SMD? Es wurde ja auch der IRLB 8721 vorgeschlagen. Es reicht mir schon, dass ich den fummeligen PCA9685 löten muss; davon habe ich aber noch ein paar auf Huckepackplatinen, die ich recyclen kann.
Zu den Fragen:
N!N1: NiceNano bzw. SuperMicro, nen Board auf ProMicro nrf52840-Basis. Eigentlich zur Tastatursteuerung beliebt, aber sehr angenehm als BLE-Peripheral.
U3: son Stromversorgungschip der aus 12V 3.3V macht. Das ginge auch schöner, aber ich bin nen Noob und die Dinger funktionieren. Da ich nicht weiss was ein Abblockkondensator macht, und ob der auf der besagten Schaltung schon drauf ist: weiss ich nicht :)
RTC: ja ehm... für ne... Uhrzeit? Ist allerdings auch optional.
Eingabemöglichkeiten: man beachte die ausgeführten (und somit mitnichten unbeschalteten) I/Os. Da kann man je nach Programmierung Schalter/Rotary Encoder/was man mag anschließen. Und halt Steuerung per BLE :)
Warum ich nicht direkt den Microcontroller für PWM nehmen: das mit dem PCA9685 hat sich für mich ja bewährt. Natürlich gibt's da viel für und wieder, aber so ist man vor allem auch unabhängiger in der Controllerwahl. Da ich den gleichen Core Code für unterschiedliche Boards verwenden möchte, macht das den Teil der gesamten Infrastruktur einfacher. Man kann sich da unterschiedliche Konzepte überlegen, aber für mich passt das so.
Gibt's zu dem IRLML2502 eine Variante in Nicht-SMD?
Nein, aber in TO-252 oder SOT-223.
Ja, also das es genau den nicht gibt hatte ich selber herausgefunden - mit „Variante“ meinte ich eine Alternative mit ähnlichen Kenndaten bspw. als TO-220.
Ja, also das es genau den nicht gibt hatte ich selber herausgefunden -
mit „Variante“ meinte ich eine Alternative mit ähnlichen Kenndaten bspw.
als TO-220.
Du kommst ein paar Jahre zu spät, Infineon stellt den IRF3708 nicht mehr her. Die Nachbauten und Fälschungen taugen nicht.
Ja, also das es genau den nicht gibt hatte ich selber herausgefunden -
mit „Variante“ meinte ich eine Alternative mit ähnlichen Kenndaten bspw.
als TO-220.
Wieviel Platz auf der Platinen musst du denn füllen?
Die großen Gehäuse brauchst du, falls du viel Leistung los werden musst. Bei deinem TIP112 dürften das knapp 0,5W sein. Selbst dafür ist ein TO-220 größzügig. Mit dem IRLML2502 liegst du erheblich darunter. Da reich das SOT-23 locker aus. Die Wärme gibt er über die Kupferfläche der Leiterbahnen ab.
Ja ich stelle, nachdem ich gefühlt das halbe Forum hier durchgewühlt habe, auch fest: es gibt aktuell offenbar keine Alternative für das gesuchte Bauteil in TO-220. Glaubt man als Laie irgendwie erstmal nicht, so ungewöhnlich scheint die Anforderung auf den ersten Blick nicht zu sein; aber natürlich verbaut niemand mehr klassische Drahtbausteine in industrieller Fertigung, wo es nicht unbedingt nötig ist…
Je nun, dann muss ich halt fummeln, sind nicht die ersten SMDs die ich löte, und das Package geht ja noch halbwegs.
Dann bleibt aber die Frage, braucht man dann, beim IRLML2502, Pull-Down Widerstände am Gate? 10kOhm?
Dann bleibt aber die Frage, braucht man dann, beim IRLML2502, Pull-Down
Widerstände am Gate? 10kOhm?
Da die Ausgänge des PCA9685 The Power-On Reset (POR) default state of LEDn output pins is LOW in the case of
PCA9685, braucht man die nicht, es sind keine uC Eingänge die erst auf Ausgang geschaltet werden müssen.
Eine RTC nutzt man ja in der Regel vor allem dann, wenn man damit rechnet, dass die Elektronik ab und an zwischendurch stromlos wird, man aber eine korrekte Uhrzeit braucht wenn sie wieder Strom hat.
Ein Heimcomputer wäre ein solches Beispiel. Der kann auch zählen.
Das ominöse „U3“ ist so nen Step Down-Converter basierend auf einem MP2315GJ-Z, bei den Chinesen bestimmt mit einer „Minimalbeschaltung“, hinten kommen laut Oszilloskop Laienhaft betrachtet aber ganz erträgliche 3.3V raus. Da meine Eingangsspannung irgendwo zwischen 12 und 14.3V liegt (Solar und so), und der NiceNano eigentlich gebaut ist um mit Batterie oder USB-C versorgt zu werden, braucht es eine taugliche Vorschaltung - und die ist halt verfügbar, und ggf. durch was anderes zu ersetzen falls sich das ändert.
aber natürlich verbaut niemand mehr klassische Drahtbausteine in
industrieller Fertigung, wo es nicht unbedingt nötig ist…
Es gibt auch SMD Gehäuse, die ähnlich groß wie TO-220 sind. Bei der geringen Verlustleistung, die bei Verwendung von MOSFETs an der Stelle in deiner Schaltung entsteht, sind diese riesen Gehäuse einfach nicht erforderlich. Die bräuchtest du erst bei erheblich höherem Strom.
Bedenke, dass die Leitungen zu den LED wie Antennen wirken und Störungen abstrahlen. Ich halte wenig davon, LEDs in diesem Umfang mit PWM zu dimmen. Besser Schaltwandler, deren DC Ausgangsstrom steuerbar ist.
Bedenke, dass die Leitungen zu den LED wie Antennen wirken und Störungen
abstrahlen. Ich halte wenig davon, LEDs in diesem Umfang mit PWM zu
dimmen. Besser Schaltwandler, deren DC Ausgangsstrom steuerbar ist.
Klingt spannend - kannst du das weiter ausführen, bspw. mit passenden Bauteilen?
Ist aber völlig unsinnig bei 12V Streifen, die dimmt man nicht durch 8V, sonst werden einige Abschnitter schneller dunkel als andere (auch noch je nach Aufbau mit Vorwiderstand oder Stromreglerchip), sondern mit PWM.
Dabei beachtet man dass EMI erst ab 9kHz gemessen wird und relevant ist.
Also, es geht um RGB LED Streifen, diese billigen klassischen Dinger, nicht adressierbar. Die sind hier auch schon in meiner Vitrine verbaut, aktuell hängt da son China-Fernbedienungsding dran, wie man sie zB bei eBay bekommt. Die Teile machen ja auch ne PWM-Dimmung.
Es ist hier also nicht damit zu rechnen, dass sich die Situation gegenüber der aktuellen Installation verschlechtert! Im Gegenteil gewinne ich, mindestens die Option die PWM-Frequenz zu beeinflussen.
Ich hab' wie gesagt auch selbst schon einige Erfahrung mit der Ansteuerung dieser LEDs mit dieser Schaltung, aber gerade bei so etwas wie Bauteilauswahl fehlt mir einfach die notwendige Kenntnis.
Die 0,5A/Kanal sind auch realistisch; offiziell sind 30LED/m-Strips in der Regel mit 0,6A/m (7,2W/m) angegeben, das ist aber die Angabe für alle drei Kanäle zusammen. Man könnte also bei 0,5A/Kanal fast 3m Strip an einen RGB-Ausgang hängen.
Bei mir sind die Abschnitte alle deutlich kürzer als das.
Mir ist gerade aber noch ein Anwendungsfall durch den Kopf gegangen:
Ich habe vor zwei Jahren oder so ne ähnliche Schaltung aufgebaut, die 12v/6W LED „Halogenstrahler“ dimmt.
Dazu hatte ich BDX53 hergenommen, die allerdings ziemlich viel Hitze produziert haben. Mir war damals nicht klar wieso (Aluminium regelt sowas ja dann), aber inzwischen ist mir klar, die schalten bei 3,3V einfach gar nicht ordentlich durch. :@
Nun dachte ich zunächst, dass diese Lampen für die kleinen SOT-23 MOSFETs zuviel wären, aber die Stromaufnahme ist gemessen so um 0.6A bei Dauerstrom an 12V - der Blick ins Datenblatt verrät aber Imax continuous ~ 1.3A.
Demnach sollte ich doch sogar diese Lampen ohne weiteres mit der gleichen Schaltung und den IRLML2502 schalten können, oder?
Das wäre famos.
Bei dem Packaging ist ja eine Kühlung nur durch die Pads auf der Platine möglich, ist das ausreichend bei der Last? Wie viel Fläche sollte man da vorsehen?
Dazu hatte ich BDX53 hergenommen, die allerdings ziemlich viel Hitze
produziert haben. Mir war damals nicht klar wieso (Aluminium regelt
sowas ja dann), aber inzwischen ist mir klar, die schalten bei 3,3V
einfach gar nicht ordentlich durch. :@
Dazu hatte ich BDX53 hergenommen, die allerdings ziemlich viel Hitze
produziert haben. Mir war damals nicht klar wieso (Aluminium regelt
sowas ja dann), aber inzwischen ist mir klar, die schalten bei 3,3V
einfach gar nicht ordentlich durch. :@
Nix ist klar.
Heiter bis wolkig, wenn ich so aus dem Fenster gucke.
Dazu hatte ich BDX53 hergenommen, die allerdings ziemlich viel Hitze
produziert haben. Mir war damals nicht klar wieso (Aluminium regelt
sowas ja dann), aber inzwischen ist mir klar, die schalten bei 3,3V
einfach gar nicht ordentlich durch. :@
Da täuscht du dich. Das ist ein BJT. Der wird nicht mit Spannung angesteuert.
Außerdem bleiben an dem im durchgeschalteten Zustand, wenn es ungünstig läuft, 2V hängen (VCE(sat) max. 2V bei 12mA IB und 3A IC). Das heizt schon ganz gehörig.
Die Spannung an der Basis liegt dann bei maximal 2,5V.
RTFM
Ich hab vor Jahren schon mal ne Schaltung gebaut, um 12V-LED-Streifen
mit PWM zu dimmen - die funktioniert soweit auch immer noch. Damals
diente das ganze nur dazu, um Pattern bei Elektroparties zu schalten,
heute will ich damit aber LEDs im Wohnraum dimmen :)
Deswegen wollte ich mich noch mal vergewissern, ob die Schaltung so Sinn
ergibt,
Aus meiner Sicht nicht, da du doch offensichtlich was Neues bauen willst.
Wieso dann nicht WS2812b oder was in der Richtung? Da ist doch "dimmen" schon eingebaut.
Wieso dann nicht WS2812b oder was in der Richtung? Da ist doch "dimmen"
schon eingebaut.
Für einen Wohnraum möchte man i.d.R. einen vernünftigen CRI und nicht
irgendein RGB-Weiß, aber wer weiß schon, was für Streifen Lars steuern
möchte.
Ich schrub dazu ja oben:
"Also, es geht um RGB LED Streifen, diese billigen klassischen Dinger,
nicht adressierbar. Die sind hier auch schon in meiner Vitrine verbaut,
aktuell hängt da son China-Fernbedienungsding dran, wie man sie zB bei
eBay bekommt."
... und die sind natürlich nicht als Beleuchtung, sondern als knuffiges Effektlicht vorgesehen.
Einzeln ansteuerbare Strips sind auch nett, aber mir schlichtweg zu teuer und aufwendig für das bisschen an Licht was ich da reinbringen möchte. Trotzdem möchte ich das ganze aus Gründen mit dem besagten Mikrokontroller steuernn, und ich suche nur die Schaltung dazwischen; wie ich Eingangs schrieb:
"Kurz zur Schaltung: ein PCA9685 (VCC 3,3V) schaltet qua
TIP112-Transistoren die 12V der LED-Strips; ich rechne nicht mit Strömen
0,5A."
Man kann da natürlich auch statt fünf 3-Kanal-Strips 15 1-Kanal-Strips in Warm/Kaltweiss dranhängen, wenn man das gerne möchte, das ist aber nicht die Zielsetzung (und technisch glaube ich auch komplett unerheblich).
Soweit klingt das ja aber eigentlich auch schon ganz gangbar... ich schubs mal ne Platine zusammen die Tage.
Da 16 einzelne Überstromüberwachungen aufwändig sind, smart low side
switches wie BD8LD650 teuer, würde ich einen einzelnen Widerstand in
alle zusammengefassten Transistormasseverbindungen einschleifen (z.B. 16
x 0.5A = 8A, 0.05 Ohm macht 0.4V) und den Spannungsabfall an ihm per
Analogeingang des N!N1 auswerten.
Gerade grüble ich über diesen Vorschlag nach. Zuerst war ich auf dem Holzweg und glaubte hier einen Widerstand zu benötigen, der 100W Nennlast verträgt, weil 8A12V ~ 100W. Dann ist mir mein Denkfehler klar geworden, denn es sollten ja in der Schaltung nur 8A0,4V = 3,2W sein; die restliche Spannung fällt ja an den Verbrauchern ab.
Da 16 einzelne Überstromüberwachungen aufwändig sind, smart low side
switches wie BD8LD650 teuer, würde ich einen einzelnen Widerstand in
alle zusammengefassten Transistormasseverbindungen einschleifen (z.B. 16
x 0.5A = 8A, 0.05 Ohm macht 0.4V)
Was meinst du wohl, was passiert, wenn diese 8A über einen einzelnen der Kanäle fließen. Wenn der auf 0.5A ausgelegt ist, wird der ziemlich dicke Backen machen. Oder willst du nur das Netzteil schützen?
p.s.
Zu spät gesehen, von wem diese Vorschläge kamen - Nomen est omen.
Was meinst du wohl, was passiert, wenn diese 8A über einen einzelnen der
Kanäle fließen.
Ich meine, dass ein IRLML2502 mit 3V angesteuert und einem 0.05 Ohm Widerstand nach Masse an einem 12V Netzteil zumindest aus den Ausgangselkos des Netzteils bei ca. 2V UGS und ca. 1V am 0.05R etwa 20A fliessen lässt, deutlich unter den 33A peak des IRLML2502, und wenn man innerhalb von 20us abschaltet das laut SOA Diagramm bei 10V UDS übersteht. Da ein nrf52840 ca. 5us pro Wandlung benötigt, sollte das gut zu schaffen sein.
... und wenn man innerhalb von 20us abschaltet das laut SOA Diagramm
bei 10V UDS übersteht.
Dafür sollte der Programmierer dann in der Tat sorgen. Echtzeitfähigkeit mit 20µs maximaler Antwortzeit (d.h. in allen Lebenslagen) auf dem N!N1 ist für den TO sicherlich kein Problem ;-)
Warum 2x2 besser als 4 ist, habe ich allerdings immer noch nicht verstanden.
Naja, mit der AD Wandlerfrequenz von 200kHz und nem CPU-Takt von 64Mhz besteht beim nrf52840 zumindest eine realistische Chance, rechtzeitig zu reagieren.
Im worst case geht halt nen Transistor flöten, ärgerlich - aber bei DIY verkraftbar.
Finde den Vorschlag den Strom auf diese Weise zu überwachen jedenfalls nicht blöd - wenn es ne bessere Alternative gibt, kann man die ja vorschlagen. Mir ist aber bisher auch nix besseres eingefallen, was im Aufwand angemessen ist. Die ganzen Chinacontroller für die Strips brutzeln auch einfach durch wenn man sie kurzschließt.
Die ganzen Chinacontroller für die Strips
brutzeln auch einfach durch wenn man sie kurzschließt.
Die, die das nicht tun, leben davon, dass die FETs DEUTLICH dicker als das Netzteil sind. Bei 16 Kanälen müssen die für Dauerkurzschlussfestigkeit dann eben ETWAS größer als ein IRLML2502 sein ;-)
Dabei beachtet man dass EMI erst ab 9kHz gemessen wird und relevant ist.
Dabei beachtet man aber auch, dass die relevanten hohen Frequenzen in den Flanken der PWM stecken. Oder andersrum: eine PWM mit 10 Hz kann mit der richtigen Schaltung ganz ohne Probleme Störungen im MHz-Bereich erzeugen.
wenn es ne bessere Alternative gibt, kann man die ja vorschlagen.
Ich halte einen winzigen SOT23-Transistor speziell dann für unterdminensioniert, wenn man für "wenig Sörausstrahlung" die Schaltflanken flacher macht. Denn dann muss man auf einmal auch Schaltverluste berücksichtigen.
Finde den Vorschlag den Strom auf diese Weise zu überwachen jedenfalls
nicht blöd - wenn es ne bessere Alternative gibt, kann man die ja
vorschlagen.
Ich würde den Strom nicht mit Shunts und Klimbim und Softwareabschaltung überwachen, sondern mit einem Stromsensor ACSxxx von Allegro, der dann bei zu hohem Strom einen Komparator mit Selbsthaltung umwirft, der alle Gates nach GND zieht und alle Kanäle abschaltet.
Man kann in eine solche Schaltung dann auch leicht auch einen Hiccup einbauen. Und weil es in der Baugröße dieses Komparators auch winzige µC gibt, kann man die Arbeit auch so einem aufhalsen. Dann kann man die ganze zeitliche Filterung in SW machen. Und weil dieser winzige µC nichts zu tun hat, als den Strom zu überwachen und ggfs die Mosfets abzuschalten, kommt dem auch kein Interrupt dazwischen und verzögert die Abschaltung unerwartet.
Nicht alles gelesen, aber auch mal im realen Betrieb testen.
Dimmen mit evtl. soften Übergängen ist was anderes als auf Parties schalten.
Für ein Nachtlicht mit Musik etc. hatte ich 250Hz angesetzt.
ESP kann 14 Bit (dann 0,25µs Auflösung), sollte also kein Thema sein
für einstellbare Grundhelligkeit gingen aber schon 2 Bit drauf
nochmal 3 Bit für variable Lampenschirme (Scherenschnitt, dunkles / helles Transparentpapier)
waren damit für Schummerlicht und mit hellem Lampenschirm nur noch 125µs Einschaltdauer
an sauberes Ausfaden aber nicht zu denken; unter 3 µs Einschaltdauer war durch die Sättigung und evtl. noch parasitäre Kapazitäten deutlich sichtbar verzerrt; und 1/40 an Lichtleistung ist noch grob 1/6 an empfundener Helligkeit und zu früh zum ganz ausschalten
Hab dann letztenendes nen 2. Schalttransistor (nur BC337-40 mit den kleinen Strömen) mit 30-fach höherem Vorwiderstand verwendet.
Der läuft bei vollem Licht zu 100% mit. Ruckelt damit auch nichts, wenn der große Transistor in den Bereich <4µs Einschaltdauer kommt. Da läuft ja nur noch 1/33 über den großen Transistor und ist damit unter der Wahrnehmungsschwelle.
Wenn ichs nochmal bauen würde: eher 50-facher Vorwiderstand und die Einschaltdauer der Transistoren um so 0.5-1µs kompensieren. Dann wäre Dimmen nochmal nen Faktor 2 an gefühlter Helligkeit weiter runter auch schön möglich. Dann grob Faktor 100.000 an Dynamik. Der Rest dann evtl. mit nem minimalen Kondensator parallel zur LED.
Kurzum: Faktor 1000 an Beleuchtungsstärke bekommt man noch ganz gut per PWM hin. Ist aber nur grob ein Faktor 30 an gefühlter Helligkeit.
Beim Einstellen auch kein Problem. Da ist ne direkte Response auch wünschenswert.
Um da dann gefühlig zu Faden ist aber evtl. nochmal ein Faktor 250-1000 an Beleuchtungsstärke wünschenswert. Und da wirds dann mit den Schaltzeiten reichlich sportlich.
Die Störungen die ich bisher so beobachtet habe lagen (logischerweise) eher nicht im MHz-Bereich - die merkt man ja eher durch sekundäre Effekte -sondern zumeist tatsächlich einfach bei der jeweiligen Schaltfrequenz, sofern die im hörbaren Bereich liegt.
Dieser Aufbau mit den BCX-Dingern brummt je nach gewählter PWM-Frequenz in der Audio-Entstufe daneben immens; da vermute ich aber die aktuell relativ langen Leitungen mit relativ hohen Strömen als den an sich problematischen Teil, nicht die Schaltung selbst. Habe das aber auch noch nicht so richtig "tief" getestet. Muss nächste Woche mal das Oszi von der Arbeit mitnehmen und ein bisschen messen was da überhaupt los ist.
Gerade mischen sich hier aber auch zwei Anwendungsfälle, weil ich mal wieder zu neugierig bin; einmal die wirklich mit geringen Strömen "befeuerten" LED-Streifen, und dann diese 6W-"Halogen"-Spots, die noch mal nen ganz anderer Schnack sind. Für die kann man ggf. auch ne eigene Schaltung mit angemessen großen MOSFETs bauen, vllt. sowas wie IRLZ34N.
Bei 15 MOSFETs für die RGB-Steuerung fände ich schon einen Einstiegspreis unter 20 Cent ... attraktiv. Daher würde ich für die Anwendung definitiv auf die
Ich halte einen winzigen SOT23-Transistor speziell dann für
unterdminensioniert, wenn man für "wenig Sörausstrahlung" die
Schaltflanken flacher macht. Denn dann muss man auf einmal auch
Schaltverluste berücksichtigen.
deswegen dachte ich an bestückte Adapterplatinen im TO220 Design was ja Platinenfertiger schon anbieten (für die Wärmeableitung bieten sich ja Durchkontaktierungen am richtigen Pin an) es soll auch für die TO220 Pins abgewinkelte Stiftleisten geben.
deswegen dachte ich an bestückte Adapterplatinen im TO220 Design was ja
Platinenfertiger schon anbieten (für die Wärmeableitung bieten sich ja
Durchkontaktierungen am richtigen Pin an) es soll auch für die TO220
Pins abgewinkelte Stiftleisten geben.
… das ergibt für mich aber auch wieder keinen Sinn. Ich hatte ja danach schon gefragt; da ich hier sowieso selbst eine Platine „designen“ werde, kann ich ja eine entsprechende Kühlfläche auch einfach auf der Platine integrieren, z.B. durchkontaktiert auf der Rückseite. Irgendwer meinte oben, das wäre nicht nötig… wenns der Sicherheit dient?
Die Störungen die ich bisher so beobachtet habe lagen (logischerweise)
eher nicht im MHz-Bereich - die merkt man ja eher durch sekundäre
Effekte -sondern zumeist tatsächlich einfach bei der jeweiligen
Schaltfrequenz, sofern die im hörbaren Bereich liegt.
Das kommt drauf an, ob man vielleicht eine DCF77-Uhr betreiben möchte oder einen KW-Empfänger. Der Mensch selbst kann elektromagnetische Störungen nur in einem extrem kleinen Spektralbereich wahrnehmen und ist im restlichen Bereich dafür ohne Hilfsmittel ziemlich blind.
Gerade mischen sich hier aber auch zwei Anwendungsfälle, weil ich mal
wieder zu neugierig bin; einmal die wirklich mit geringen Strömen
"befeuerten" LED-Streifen, und dann diese 6W-"Halogen"-Spots, die noch
mal nen ganz anderer Schnack sind. Für die kann man ggf. auch ne eigene
Schaltung mit angemessen großen MOSFETs bauen, vllt. sowas wie IRLZ34N.
Du kannst dir auch fertige H801-Module nehmen. Dann hast du vier Kanäle und kannst die direkt mit Tasmota per WLAN steuern.
Die Störungen die ich bisher so beobachtet habe lagen (logischerweise)
eher nicht im MHz-Bereich - die merkt man ja eher durch sekundäre
Effekte -sondern zumeist tatsächlich einfach bei der jeweiligen
Schaltfrequenz, sofern die im hörbaren Bereich liegt.
Das kommt drauf an, ob man vielleicht eine DCF77-Uhr betreiben möchte
oder einen KW-Empfänger. Der Mensch selbst kann elektromagnetische
Störungen nur in einem extrem kleinen Spektralbereich wahrnehmen und ist
im restlichen Bereich dafür ohne Hilfsmittel ziemlich blind.
... aber das ist ja genau das, was ich mit "Sekundären Effekten" gemeint habe. :)
Nicht alles gelesen, aber auch mal im realen Betrieb testen.
Dimmen mit evtl. soften Übergängen ist was anderes als auf Parties
schalten.
Stephan, danke für den Input. Ich kenne die Effekte; gerade die LED-Strips fragwürdiger Bauteilherkunft sind da ja wirklich... wie soll man sagen, kreativ in ihrem Ansprechverhalten? Ich würde das erstmal als ersten Wurf sehen, und dann mal gucken welche Dimm-Ergebnisse/Fades so möglich sind.
Für einen ersten Wurf wäre ich zufrieden, wenn sich die Helligkeit statisch brauchbar justieren lässt. Die Idee mit dem zusätzlichen BCX finde ich interessant; mir ist aber noch nicht ganz klar, wie du das Ding beschaltet hast.
Könntest du noch mal genau die Beschaltung/Ansteuerung skizzieren... hattest du für den BCX nen zusätzlichen PWM-Kanal, oder wie muss man sich das vorstellen?
Die Störungen die ich bisher so beobachtet habe lagen (logischerweise)
eher nicht im MHz-Bereich - die merkt man ja eher durch sekundäre
Effekte -sondern zumeist tatsächlich einfach bei der jeweiligen
Schaltfrequenz, sofern die im hörbaren Bereich liegt.
Wie hast Du die beobachtet? Ich bin wegen solcher PWM-Dimmer schon durch die EMV-Prüfung eines Gerätes geflogen, und zwar leitungsgebundene Störungen bis 30Mhz. Wie kommst Du darauf, dass die PWM im Basisband bleibt? Lies mal Grundlagen über Fourier von trapezförmigen Größen nach. Da wunderst Du Dich vielleicht. Ein Summen des Gerätes stört im Labor dann am wenigsten!
P.S. Das sind dann Gleichtaktstörungen, die der Kleinspannungs-LED-Treiber durch das Netzteil ins Stromnetz "speist". Und was auf der einen Seite über Draht fließt, wird auf der anderen Seite ins Universum gestrahlt. Da ist dann die ganze Installation eine große (Funker mögen mir verzeihen!) Antenne.
Im vorliegenden Fall hat der mit 8kHz getaktet und etwa 5-10A in die LED gespeist. Die vier Farben RGBW waren blöderweise in Phase, also haben die Ströme sich aufsummiert. Das Netzteil ist damit permanent Lastsprünge am Ausregeln, die sich halt im Primärstrom widerspiegeln.
Naja, die hört man halt wenn man die Anlage aufdreht, konkret ergibt sich ein schönes Pfeifen - also je nach PWM-Frequenz.
Wie genau die da hin kommen muss ich noch rausfinden, denn all das hängt im Prinzip an einem großen 12V-Netz; es kann sich hier also um Störungen handeln, die vom Treiber zurück ins Netz laufen, und dann irgendwas von der Audio-Hardware stören (weil Stromversorgung unsauber) oder via Kabel abgestrahlt und wiederum "empfangen" werden.
Ich würde natürlich gerne beides vermeiden. Dazu wäre es schön, die PWM-Flanken etwas zu entschärfen - und vllt muss man auf der Versorungsseite noch mal sehen, ob ein Tiefpass Sinn macht?
Wie kommst Du darauf, dass die PWM im Basisband
bleibt? Lies mal Grundlagen über Fourier von trapezförmigen Größen nach.
Muss ich nicht nachlesen; bin da bewandert. Ich behaupte ja auch gar nicht, dass es keine anderen Störungen gibt. Ich sage lediglich, dass die von mir beobachteten Störungen die waren, die der PWM-Frequenz entsprechen.
Ich habe ja mit keinem Wort geschrieben, dass es keine anderen Störungen gibt, sondern sogar ganz explizit zum Ausdruck gebracht, dass die anderen Störungen im "Alltag" eben schwer zu beobachten sind, aka wenn man nicht gerade ne EMV-Prüfung eines Gerätes absolviert.
Hilfreich wären neben solcher Anekdoten aber auch Tipps, wie sich so etwas vermeiden ließe :)
PS: nur um hier Verwirrungen zu vermeiden. Ich bin gelernter Tonfuzzi und wenn ich was kann, dann ist es die Frequenz von Audio-Schwingungen zu identifizieren. Deswegen weiss ich im übrigen auch was ne Fourier-Transformation ist, und wie Rechteckschwingungen und Frequenzen... yada yada.
Könntest du noch mal genau die Beschaltung/Ansteuerung skizzieren...
hattest du für den BCX nen zusätzlichen PWM-Kanal, oder wie muss man
sich das vorstellen?
Grad nix zur Hand, aber einfach 2 PWM-Kanäle > 2xBasiswiderstand > 2xBC337.
Emitter an GND. LED (geschlachteter 12V-Strahler) an ca. +8V.
Von der Kathode der LED dann einmal mit 15 Ohm und einmal mit 470 Ohm zu den 2 Kollektoren.
BC337 ist dafür nicht wirklich gut mit der Turn-Off-Zeit. Aber passenden kleinen Mosfet für 3.3V hatte ich keinen da.
Faktor 1000 an Beleuchtungsstärke bekommt man noch ganz gut per
PWM hin. Ist aber nur grob ein Faktor 30 an gefühlter Helligkeit. [...]
Um da dann gefühlig zu Faden ist aber evtl. nochmal ein Faktor
250-1000 an Beleuchtungsstärke wünschenswert. Und da wirds dann
mit den Schaltzeiten reichlich sportlich.
Kleine Leistungen wie hier funktionieren doch noch mit Konstantstromquellen. Da begrenzen nur Offsetspannung und Biasstrom das Dimm-Vergnügen.
Und man könnte wirklich regeln, mit einer Fotodiode, also die Helligkeit. Handlich verpackt mit Vorverstärker und Filter gibt es z.B. den SFH5711. Der liefert einen Strom proportional zur gefühlten Helligkeit (doppelt so hell = doppelter Strom). Wenn man darüber den LED-Strom regelt, kommt man wahrscheinlich mit 256 Stufen aus.
Meiner Simulation fehlen alle Feinheiten, die Bauteile sind völlig zufällig und die LED muss den SFH wohl direkt anleuchten. Aber man sieht das Prinzip: der LED-Strom ist nicht mehr linear vom Steuersignal abhängig.
Der liefert einen Strom proportional zur gefühlten
Helligkeit (doppelt so hell = doppelter Strom).
Da fehlt wohl noch ein Koeffizient.
Ausgehend von bspw. 10 lx ist bestimmt keine Verzehnfachung der Beleuchtungsstärke erforderlich, um die empfundene Helligkeit zu verdoppeln (Stromänderung 10 µA nach 20 µA, Beleuchtungsstärke 10 lx nach 100 lx lt. Datenblatt).
Faktor 1000 an Beleuchtungsstärke bekommt man noch ganz gut per
PWM hin. Ist aber nur grob ein Faktor 30 an gefühlter Helligkeit. [...]
Um da dann gefühlig zu Faden ist aber evtl. nochmal ein Faktor
250-1000 an Beleuchtungsstärke wünschenswert. Und da wirds dann
mit den Schaltzeiten reichlich sportlich.
Kleine Leistungen wie hier funktionieren doch noch mit
Konstantstromquellen. Da begrenzen nur Offsetspannung und Biasstrom das
Dimm-Vergnügen.
Und man könnte wirklich regeln, mit einer Fotodiode, also die
Helligkeit. Handlich verpackt mit Vorverstärker und Filter gibt es z.B.
den SFH5711. Der liefert einen Strom proportional zur gefühlten
Helligkeit (doppelt so hell = doppelter Strom). Wenn man darüber den
LED-Strom regelt, kommt man wahrscheinlich mit 256 Stufen aus.
Klar. Für PWM war halt alles da. Bestellen+Warten wollt ich net.
Für die schwache Stufe hätte ich aber wohl besser nen BC547 genommen. Der hat deutlich weniger Abschaltzeit aus der Sättigung und wäre auch da gewesen.
Aber hat auch so gepasst. Und ein BC547 alleine wäre vom Strom zumindest sehr knapp.
Aber war trotzdem interessant. Hätte ich so deutlich nicht erwartet.
War aber auch kaum was vorher überlegt. Nur schnell zusammengestöpselt.
Anleuchten kann ich mit meinen Streifen natürlich nichts.
Aber die Idee mit den zwei „Stufen“ finde ich nicht unattraktiv, ich hatte mir tatsächlich schon die Frage gestellt, ob man so nen Streifen auch richtig smooth dimmen könnte.
Mit den PCA9685 ist es ja easy die Anzahl der PWM-Kanäle real auf 30 zu erhöhen… muss ich mal als Test zusammenstecken, BC337-40 hab ich auch noch ne Tüte hier rumliegen.
Also einfach nur um ne Idee von Dynamik und Auflösung zu bekommen.
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