Hallo ich will mal wieder ein LED Projekt starten. Bisher habe ich das mit fester Spannung, Vorwiderstand und PWM gemacht. Das ist ja nicht gerade besonders Effektiv besonders bei einer RGB(Y) LED mit 700mA pro Farbe. aber wie Steuert man die Helligkeit wenn man eine Konstantstromquelle benutzt? Man müsste dann pro Farbe eine Quelle haben, sonst geht es gar nicht oder?
ja, zuerst benötigst du eine Konstantstromquelle pro Farbe. Die Helligkeit seber regelst du dann per PWM. Bezüglich Effektiv, eine Konstantstromquelle ist grundsätzlich erstmal ungefär genauso effektiv wie die widerstandslösung. erst wenn du das ganze mit einem Schaltwandler realisierst wird der Wirkungsgrad der Schaltung auch höher !
ok dann ist der Aufwand wohl doch höher als der Nutzen :-/ dann bleib ich wohl bei der alten Variante danke soweit
das ist Ansichtssache...was genau hast du denn für eine Applikation ? eine schaltwandler-konstantstromquelle mit einem wirkungsgrad von 70-80% ist einfacher realisiert als man denkt ;) wenn du natürlich nur 30 oder 40% im widerstand verbrätst ist sie sinnlos....
Aber eine Schaltwandler-Konstantstromquelle, die auch noch brauchbar PWM kann (min 1:1000 Kontrast, min 400 Hz) ist dann schon wieder recht anspruchsvoll...
Am einfachsten ist sowas als aufwärtswandler zu bauen. Da kann man die LED als Gleichrichterdiode verwenden. Den Strom kann man messen indem man zum schalttransistor einen widerstand in reihe schaltet und bei erreichen eines schwellwerts den transistor sperrt. Wenn man das alles im AVR macht sollte man als Beschaltung nur einen FET, eine Spule, einen Widerstand und die LED benötigen. Eine glättung ist nur für die Eingangsspannung notwendig. Damit braucht man dann auch keinen Schaltwandler mit einer PWM zu quälen (es gibt ja lösungen die benutzen ON/OFF eingänge von Schaltreglern um dort eine PWM drauf zu geben)
Ich habe erstmal nach einer geigneten Quelle gesucht die den nötigen Strom liefern kann. Da ich (erstmal) 2 dieser LEDs verwenden werde sprechen wir hier immerhin von max 23W. Bei Reichelt gibt es Schaltnetzteile mit 5V die ich ja für den AVR eh brauche (60W 20EUR). Damit hätte ich je nach Farbe max 50% die im Widerstand verbraten werden. rot 2.3V grün 3.9V gelb 3.5V blau 2.4V @Marius S. - dein beitrag übersteigt etwas mein Fachwissen im bereich Elektronik :D. Ich kann mir zumindest nicht all zu viel darunter vorstellen. Die "normale" Variante klingt für mich im moment wieder am einfachsten.
Marius S. wrote: > Am einfachsten ist sowas als aufwärtswandler zu bauen. Da kann man die > LED als Gleichrichterdiode verwenden. sorry, aber dass kann ich so nicht stehen lassen. es mag sicherlich mit standart-leds funktionieren. aber ordenltiche Hochleistungsleds (wie oben genannte z.B.) sind nicht dafür ausgelegt in Sperrrichtung betrieben zu werden. Im schlimmsten Fall ist die Led beim ersten Einschalten direkt defekt! Dann gibt es da spezielle bausteine zu mittlerweile, die das alles prima können. Also DCDC-Controlling sowie ne PWM dazu mit ein paar hundert bis wenige tausend HZ. Alternativ ist ne (Getaktete) Reglung mit Avr hier in dem beispiel wohl die einfachste. bei 1,1-2,7V Verlustspannung (entspricht 88-46% Wirkungsgrad) ist sie jedoch auch recht sinnlos, da der Wirkungsgrad der Avr-Reglung 70%-80%sicherlich kaum übertreffen wird. Für einen hohen Wirkungsgrad sollten es schon Spezialbausteine sein. Dabei wird die Platine komplexer, teurer, man muss viel mehr Dinge beachten und ist sich beim Aufbau nie 100% sicher obs so funktionieren wird wie man will oder obs doch ein kleinwenig anders wird, gerade als Anfänger. --> Eine Lösung mit Widerstand und PWM-Dimmung über einen Logic-Level-Mosfet ist am sinnvollsten
Paul Fay wrote: > Ich habe erstmal nach einer geigneten Quelle gesucht die den nötigen > Strom liefern kann. Da ich (erstmal) 2 dieser LEDs verwenden werde > sprechen wir hier immerhin von max 23W. Bei Reichelt gibt es > Schaltnetzteile mit 5V die ich ja für den AVR eh brauche (60W 20EUR). Du willst deinen µC aber nicht an dieselbe Spannungsquelle anschließen wie die getakteten starken LEDs? Das würde nur Probleme geben. Nimm lieber ein 12V Netzteil und häng nen 7805 für den µC dahinter. Aus den 12V kannst dann über eine getaktete Stromquelle den Konstantstrom für die RGB-LED bereitstellen. Eine getaktete Stromquelle ist leicht zu realisieren: Du nimmst einen Schaltregler (z.B. LM2576-90Cent oder MC34063). Dazu ne Spule, Schottky-Diode und nen Widerstand zum Strom messen. Anstatt der Rückführung der Ausgangsspannung, führst du die Spannung eines Widerstandes zurück, der im Stromkreis hängt. Der Spannungswandler arbeitet nun als Stromquelle. Mit Hilfe zweier Widerstände kannst du das Rückführsignal mit deinem tiefpassgefilterten PWM-Signal beeinflussen. Damit kannst du mit dem µC der Stromquelle einen Sollwert vorgeben. Das ganze brauchst für die RGB-LED dann drei mal. Wie schon gesagt wurde lohnt sich das Ganze, wenn du mit der linearen Methode zu viel Energie verbrätst. Natürlich kannst du die Stromquelle auch mit nem µC lösen. Allerdings musst du dann immer den Strom von jeder LED-Farbe messen und das PWM für die jeweilige Stromquelle verändern. Am besten einen digitalen Regler aufbauen. Das ganze ist aufgrund der langsamen digitalen Regelung weniger gut als ein richtiger Schaltregler. Außerdem brauchst du für die µC-Regelung noch einen externen Transistor (vielleicht MOSFET mit extra-Treiber = schon etwas aufwändiger. (Ein MOSFET-Treiber ist teurer als ein günstiger Schaltregler)).
Nee, das ist doof. Die Referenz der meisten Schaltregler liegt so bei 1.25 bis 2.5 V, damit fallen bei 1 A Diodenstrom bis 2.5 Watt am Shunt an, bei einer 3-Watt-Diode. Das ist nicht das, was ich unter Effizienz verstehe. Man bräuchte einen Schaltregler, der am Shunt so 100 mV bei 1 A braucht. Also OPV dazwischenschalten (verschlechtert aber die Regelung), oder was Spezielles (ist meist nur als Muster zu bekommen). Ausserdem ist es was anderes, ob ich eine Diode mit 10% PWM schalte oder mit 10% Strom betreibe (gefilterte PWM). Die meisten grünen und blauen und eigentlich alle weissen Power-LEDs ändern bei verringertem Strom die Farbe merklich.
Sven wrote: > Nee, das ist doof. Die Referenz der meisten Schaltregler liegt so bei > 1.25 bis 2.5 V, damit fallen bei 1 A Diodenstrom bis 2.5 Watt am Shunt > an, bei einer 3-Watt-Diode. Das ist nicht das, was ich unter Effizienz > verstehe. Nicht ganz. Bei einer Steuerspannung von 0-5V vom µC sind es bei 1A nur 1,6W. Das berechnet sich aus der Überlagerung. Zugegeben auch relativ hoch. > Man bräuchte einen Schaltregler, der am Shunt so 100 mV bei 1 A braucht. > Also OPV dazwischenschalten (verschlechtert aber die Regelung), oder was > Spezielles (ist meist nur als Muster zu bekommen). Ein OP ist für die Regelung zwar nicht vorteilhaft aber bei Weitem besser als eine digitale Regelung. > Ausserdem ist es was anderes, ob ich eine Diode mit 10% PWM schalte oder > mit 10% Strom betreibe (gefilterte PWM). Ja und? Die Helligkeit einer LED über Strom zu verändern ist linearer als über PWM-Pulse. > Die meisten grünen und blauen > und eigentlich alle weissen Power-LEDs ändern bei verringertem Strom die > Farbe merklich. Über PWM-Pulse ist das noch schlimmer! PS: Im Anhang hab ich mal die Sollwertvorgabe gepostet. Über I_Shunt sitzt der Verbraucher. Für eine Steuerspannung von 0..5V sind die Widerstände so zu wählen: R2=3k3 R1=10k Bei 5V Steuerspannung -> Strom = 0 Bei 0V Steuerspannung -> Strom = max. Der maximalstrom berechnet sich aus dem Shunt. Bei R_shunt = 1,6 Ohm fließt 1A. Das Ganze ist für eine Referenzspannung vom Regler von 1,23V/1,25V ausgelegt
@ Igor Metwet hör auf sonen Schwachsinn zu reden ! Eine LED per PWM zu reduzieren ist fast 100% Linear, über den Strom überhaupt nicht (z.B. liefert eine Ostam Ostar 55 lm/Watt bei 700mA und 65 lm/Watt bei 350mA, siehe Datenblatt). Zudem verändern sich DEFINITIV die Farbwerte da die Farbe von Strom und Temperatur abhängig ist, und die Temperatur in beiden Fällen fast gleich ist. (siehe gleiches Datenblatt, z.B.)
>Man bräuchte einen Schaltregler, der am Shunt so 100 mV bei 1 A braucht. Sehr richtig... >Also OPV dazwischenschalten (verschlechtert aber die Regelung), oder was >Spezielles (ist meist nur als Muster zu bekommen). Nö, gibt es auch in Serie: http://www.led-there-be-light.de
Marc Seiffert wrote: > hör auf sonen Schwachsinn zu reden ! Na na na, nicht ausfällig werden. Erst denken, dann schreiben! > Eine LED per PWM zu reduzieren ist fast 100% Linear, über den Strom > überhaupt nicht (z.B. liefert eine Ostam Ostar 55 lm/Watt bei 700mA und > 65 lm/Watt bei 350mA, siehe Datenblatt). Du weißt aber schon, dass das Auge die Helligkeit nicht linear sondern logarithmisch wahrnimmt? Bei 50% PWM sieht das Auge die LED nicht als "halb hell" an. Das Auge sieht die LED als fast komplett an. Hast du mal eine LED mit PWM durchgefahren? Die größte Änderung siehst du bei 0 bis 20%. Umso höher du gehst, desto weniger Untschied erkennst du zwischen den Schritten. Dass LEDs bei zunehmenden Strom an Wirkungsgrad verlieren ist allgemein bekannt. Darum gehts hier aber nicht. Aber man kann Argumentieren, dass bei Konstantstromquelle der Wirkungsgrad höher ist, da die LED bei niedrigem Strom einen besseren Wirkungsgrad hat, als bei vollem Strom (ist beim Pulsbetrieb während dem High-Pegel nunmal so).
Das ist korrekt, das Auge nimmt die Lichtstärke logarithmisch dar. Ist meist Problematisch in Verbindung mit digitalen Schaltungen da die PWM leider immer auf einem linearen Ansteuerungsraum basiert und somit sehr kleine Ansteuerungswerte nicht differenziert genug dargestellt werden können. Im Anhang mal ne Excel-Tabelle die ich vor ein paar Tagen für ne Hochleistungs-Ledlampe erstellt habe, stellt die Sache optisch ein wenig dar. Hat aber nix damit zu tun dass die Helligkeit der Led per PWM linearer geregelt werden kann. Objektiv gesehen. Vom Helligkeitsempfinden des Menschlichen Auges war nie die Rede ;) Tjoa, das ist halt der große Vorteil der Konstantstromquelle. Hat aber auch nix mit den beiden Kritikpunkten zu tun...
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