Hi, ich arbeite gerade an einem Fussball-Spielstands-Display für ein kleines regionales Fussballturnier. Es wird aus aus einem Raspberry Pi für das Webinterface, einer funkgesteuerten AVR-Schaltung und 30 Display-Segmenten aus LED-Stripes bestehen (4 Ziffern à 7 Segmente plus Doppelpunkte). Dazu eine Funkfernbedienung für den Schiri, die Tore +/- zu schalten. Wir nehmen vermutlich Doppelstripes mit 240 LEDs pro Meter, also 1.200 LEDs gesamt, Verbrauch 20W pro Meter 100W gesamt. Bevor ich mich bzgl. Stromversorgung in eine Fehlüberlegung verlaufe: - ich hätte berechnet, dass eine gute Autobatterie mit 70Ah das Ganze dann ca. 14h betreiben kann: 100W für die Stripes, nur die Hälfte leuchtet dauerhaft, ergibt 50W Dauerleistung bzw. <5A Strom im Durchschnitt. 70Ah / 5A = 14h. Ist das so richtig? - ist Autobatterie eine gute Idee? Kann ich mich da direkt an die 12V hängen und mit den 12V die LEDs betreiben und per 5V-Spannungsregler meine AVR-schaltung betreiben? Oder hat eine Autobatterie irgendwelche Besonderheiten, die ich berücksichtigen muss? Danke & Grüße, Konrad
MoinMoin Grundsätzlich hast du richtig gerechnet, das ganze sollte mit ner Autobatterie mit 70Ah in der Größenordnung 14 Stunden laufen. Mit nem 5V-Regler bekommst du da auch problemlos deine 5V für den µC raus. Worauf du achten musst ist, das ne Autobatterie brutal große Kurzschlussströme liefert. Also wenn du irgendwo n Kurzen reinbastelst, gehen dir da ganz locker mal 200A durch und deine Leiterbahnen lösen sich recht fix in Dampf und Wohlgefallen auf. MfG Chaos
Moin, wie Chaos schon sagte im großen und ganzen ok. Beachte bitte das bei vollem Akku der Strom bis zu 15% höher ist. (wegen der ca. 14V wenn voll), wenn deine LED Stripes da kein Problem mit haben, dann passt das so. Je nach 5V Regler den Du einsetzen willst ist eine Kühlfläche eine gute Idee ;-) Grüße Frank
@chaoskind: Danke! @Frank: Ja, das ist wichtig zu wissen. Da würde ich lieber auf 12V abregeln. Das Teil soll mehr als eine Saison halten.... Wie mache ich das bei der Leistung am Besten? Die klassischen (Schalt)Regler scheiden da wohl wg der Verlustleistung von 10W aus. Für jede Ziffer einen nehmen, dann hab ich nur noch 2.5W? Oder gibts Regler, die 5-10A bei 2V können? Allerdings brauche ich ja eine Dropspannung von 1-2V (je nach Regler) und wenn die Batterie sich leert dann habe ich die nicht mehr.
Bedenke dass eine Auto Batterie bei 12V schon fast leer ist. In geladenem Zustand liegt die Spannung zwischen 12 und 15 Volt.
Moin Konrad, ich denke jetzt mal einfach laut: a) die Stripes kann man meist auch gut mit 10V - 11V betreiben. b) wenn man einen einstellbaren Spannungsregler nimmt und den mit c) einem Leistungstransistor verheiratet... d) den Kühlkörper am Transistor nicht vergessen. e) bei dem ganzen dann irgendwas zwischen 10V und 11V einstellt. Ist jetzt nur mal eine Denkansatz, der sicherlich nicht Leistungsoptimiert ist ;-) Deine 14h würden sich damit wahrscheinlich was verkürzen (verbratene Leistung an der Spannungsregelung). Ich meine hier im Forum mal einen Vergleichbaren Schaltungsvorschalg gesehen zu haben. Grüße Frank
Konrad G. schrieb: > - ist Autobatterie eine gute Idee? Kann ich mich da direkt an die 12V > hängen und mit den 12V die LEDs betreiben und per 5V-Spannungsregler > meine AVR-schaltung betreiben? > Oder hat eine Autobatterie irgendwelche Besonderheiten, die ich > berücksichtigen muss? Grundsätzlich sind Autobatterien für einen Zyklus-Betrieb nicht geeignet. D.h. die Lebensdauer verkürzt sich. Da Du aber typisch wohl nur zwei Stunden belastest, düfte es trotzdem funktionieren. Du solltest sie allerdings direkt nach dem Spiel wieder aufladen und sie während des Ladens ab und zu bewegen, um Säureschichtung zu verhindern. Gruss Harald
Moin Konrad, während ich hier durch meine Butze schleiche fällt mir der DC/AC Wandler aus meinem Auto in die Hand. Der macht 200W und ich hatte damals einen PC daran betrieben ;-) Das wäre also eine 2. Idee: Sowas hier: http://www.conrad.de/ce/de/product/514913/e-ast-CL300-12-ClassicPower-Wechselrichter-Spannungswandler-300-W-12-VDC-11-15-V-230-VAC-Inverter und sowas hier: http://www.conrad.de/ce/de/product/919461/Jou-Jye-ST-A300-V3-300-Watt-Netzteil-300-W ergibt stabile 12V ;-) Das sind jetzt nur Beispiele das geht vermutlich preiswerter. Grüße Frank
@Frank: Regler und Transistor: wofür der Transistor? Ich brauche ja eh welche für meine 30 Segmente, hätte da entweder 30 BS170 verwendet oder eine 8 bit TI Driver der auch serial-parallel macht (Pins sparen durch Bus). Dc/Ac: das würde allerdings erheblich Leistung durch 2x konvertieren verbrutzeln.... Wahrscheinlich sogar 50%. @Harald: Gute Einwände. Nachdem es auch mit den 12V zwar lösbar aber nicht trivial ist stellt dann die Frage, ob eine Autobatterie wirklich eine gute Alternative zu 150m 220V Kabel sind. Denn bevor ich da lang Spannungsstabisierer entwickle und der Schiri alle paar Minuten Autobatterie wackeln muss.... (Achso beim Laden war's :-)
Moin Konrad, a) Transistor: Den dachte ich im "Hauptstrompfad". Quasi als vom Regler gesteuertes Arbeitstier. b) 50% Verluste: Kann ich (glaub ich) ausschließen, weil dann würde mein DC/AC Wandler wesentlich wärmer werden :D Habe meinen Baustellen PC damals mehrere Stunden (ohne Motor laufen lassen) daran betreiben können. (ich glaube in dem Auto war eine 45Ah Bakterie) c) Kabel Ist halt was arbeit mit dem auf und abrollen. Allerdings will die 70Ah Batterie auch hin und her getragen werden ;-) Grüße Frank
Konrad G. schrieb: > @Harald: > Gute Einwände. Nachdem es auch mit den 12V zwar lösbar aber nicht > trivial ist stellt dann die Frage, ob eine Autobatterie wirklich eine > gute Alternative zu 150m 220V Kabel sind. Vielleicht reicht ja auch eine 12V/17Ah-Batterie, so wie sie in den sog. Powerstationen verbaut ist. Die sollte man dann aber auch direkt nach dem Spiel wieder aufladen (Ohne rütteln). > Denn bevor ich da lang Spannungsstabisierer entwickle und der Schiri > alle paar Minuten Autobatterie wackeln muss.... (Achso beim Laden war's > :-) "Achtung, Achtung! Kurze Spielunterbrechung! Der Schiri muss an der Batterie wackeln!" :-) Gruss Harald
Moin Harald, wieso Spiel unterbrechen? meinst Du nicht das die Bakterie genug durchgeschüttelt wird wenn wir die dem Schiri auf den Rücken binden beim Spiel? Sorry den konnte ich nach der Vorlage einfach nicht liegen lassen (schämmichschon) Sobald ich das Bild mit dem Schiri und der Batterie aus dem Kopf habe bin ich auch wieder ordentlich und sachlich ;-) Grüße Frank
Frank Sander schrieb: > Sorry den konnte ich nach der Vorlage einfach nicht liegen lassen War das jetzt eine Steilvorlage oder ein Fallrückzieher? :-) Gruss Harald PS: Schon gehört? Gestern bei der Champions league in London hat Deutschland gewonnen!
Frank Sander schrieb: > als vom Regler gesteuertes Arbeitstier. Ach so, wie Darlington quasi, der Regler regelt, Transe leistet die 10A. Klaaaar, sowas kann man ja auch machen. Wie sieht die Schaltung für sowas aus? Braucht's da speziellen Regler oder beschaltet man da einen normalen lm317 oder so? > b) 50% Verluste: Da hab ich übertrieben, aber 20-30% sind's schon. Hab ja schon 10% am 12V Regler und der DC/AC frisst auch was.
Harald Wilhelms schrieb: > Vielleicht reicht ja auch eine 12V/17Ah-Batterie, so wie sie in den > sog. Powerstationen verbaut ist. Die sollte man dann aber auch direkt > nach dem Spiel wieder aufladen (Ohne rütteln). Reicht leider nicht, es ist ein Turnier das den ganzen Tag geht, muss also 10h halten. Brauch also 5A x 10h, mindestens 50Ah bei mind. 11V. > "Achtung, Achtung! Kurze Spielunterbrechung! Der Schiri muss an > der Batterie wackeln!" :-) Lol, ja das Bild fand ich auch superherrlich. Oder Ersatzbank neben der Batterie und wer grad nicht spielt muss Batterie wackeln.
>> b) 50% Verluste: > > Da hab ich übertrieben, aber 20-30% sind's schon. Hab ja schon 10% am > 12V Regler und der DC/AC frisst auch was. Trotzdem beginnt mir die Idee zu gefallen. Würde mir den 11V Regler ersparen, hab eh noch ein paar Tage mit Schaltung, LED Suche und Gehäuse zu tun - da brauche ich nicht unbedingt noch 2 Tage F&E für den Leistungsspannungsregler, sowas hab ich noch nicht gemacht.
Konrad G. schrieb: > Reicht leider nicht, es ist ein Turnier das den ganzen Tag geht, muss > also 10h halten. Da würde ich das 150m-Kabel vorziehen. Wenn es fest der Anzeige zugeordnet wird, z.B. durch einen Spezialstecker, braucht das auch keine 1,5 qmm haben. Aufgerollt auf eine Haspel ist das schnell verlegt und eingerollt. Gruss Harald
Das wäre auch eine Idee. Aber die werden doch 3 Kabeltrommeln auftreiben können... Summa summarum: Autobatterie nicht schwierig, aber aufwändig genug, dass man lieber doch Kabel verlegt.
Moin Konrad, die Autobatterie ist trotz dem nicht verschwendet: Mit einem alten Scheibenwischermotor and der Kabeltrommel wird das aufwickeln leichter ;-) Auch wenn ich gerade was traurig bin, weil hatte schon fast alles für die Regler Schaltung zusammen, bin ich irgendwie froh das es keine Berichte im Fernsehen über unzulässige Härte gegen Schiedsrichter gibt. :-D Grüße Frank
Gerne her mit dem Schaltungsvorschlag, vielleicht probier's ich's ja doch mit der Batterie :-) Ich bin kein Fan des einfachsten Wegs, gehe gerne lieber den spannenden :-)
Moin Konrad, oje der arme Schiedsrichter :-O Ich sortier das morgen mal zusammen, weil hier ist schon späääät. Ist aber eigentlich net schwierig: LM317 nen par Widerlinge und eben ein Leistungstransistor. Ich hab im Kopf das im Datenblatt vom LM317 die Schaltung drin ist, aber das schau ich morgen mal nach ;-) Grüße Frank
Moin Konrad, Hab die Schaltung im Datenblatt nicht gefunden.... aber irgendwie hatte ich auch im Kopf das das Datenblatt nicht nur 3 Seiten hatte (kopfkratz) . Also die Idee wäre diese Schaltung: http://www.ferromel.de/tro/lm317_u.gif Als Basis und da dann wie in dieser Schaltung: http://www.ferromel.de/tro/78xx_3_u.gif die 2 Transistoren dran zu basteln. Damit Du was zum Rechnen findest, hier noch die ganze Quelle ;-) http://www.ferromel.de/tronic_5.htm So jetzt gilt es dabei ein par Dinge zu beachten: 1. Die Transistoren müssen gut gekühlt werden 2. Der Widerstand R2 muss bei 10A ca. 6W verbraten!! 3. Um wenigstens etwas Temperaturschutz zu bekommen sollten die Ts und der LM (natürlich isoliert) auf dem gleichen Kühlkörper sitzen 4. Eine Überstromauslösung (Sicherung) im Ausgang würde ich als Hosenträger einsetzen. 5. Bitte baue in jedem Fall möglichst dicht an der Batterie eine Sicherung ein. Mit den Batterien ist im Kurzschlussfall nicht zu spassen!! Grüße Frank
>Wir nehmen vermutlich Doppelstripes mit 240 LEDs pro Meter, Hallo erstmal ;) Kannst Du sagen, wie groß denn nun ein Segment wird? Davon hängt ja ab, was man letztendlich mit der Stromversorgung macht. Denn eine LED hat ca 3.xVolt Flussspannung. 3 Stück in Reihe wären ja schonmal 10 Volt. Die Quersegmente sind sicher etwas kürzer, als die senkrechten. Die LEDs werden sicher mit 350mA betrieben. Sie also zu, das du soviele davon wie möglich in Reihe schalten kannst (Weihnachtsbaumkette). Bei 12-14V werden es nicht mehr als 3 Stück werden, wie gesagt... Die Doppelstrips müss(t)en an diesen Stellen getrennt werden können, sonst musst Du passend zur tatsächlich benötigten Länge noch einen 12->48V Regler einbauen. ( kann man mutigerweise aus einer alten Autoendstufe "gewinnen", Gehäuse lässt sich auch gleich verwenden ) Ich würde 350mA Konstantstromquellen pro Segment verwenden, alle LEDs pro Segment in Reihe schalten und die Spanungsquelle den sich daraus gegebenen Bedingungen anpassen oder gleich Step-Up Konstantstromregler verwenden (für jedes Segment einen)
Sie also zu ;) der war gut ->sieh zu
Moin Klaus, ich gehe anhand von Konrads Beschreibung davon aus, das er LED Streifen nutzt die auf 12V Versorgung ausgelegt sind. Wie genau der daraus die Segmente baut.... er wird es uns später verraten ;-) Die 12V Streifen sind meist o aufgebaut, das da eine Anzahl LED chips in Rehe geschaltet sind und ein Vorwiderstand die Strombegrenzung macht. Je nach Hersteller sind die Streifen in 5 - 30cm lange Abschnitte eingeteilt an deren Ende man jeweils abschneiden kann. Kurz zu deiner Berechnung: gehe ich von einer Flussspannung = 3V aus und von 350mA, dann wäre ich bei ca 1W pro LED Chip. Konrad spricht von 240 LEDs m und 20W m, das ergibt ca. 0,1W pro chip. Von daher gehe ich nicht von 350 mA aus. Grüße Frank
Mal allgemein gefragt, wurde schon mal ausgetüftelt, wie die Streifen optisch verbaut werden sollen und welche 'optische' Helligkeit man damit erreichen kann? Worauf ich hinaus will ist, wenn man einen 20W LED Strahler betrachtet, ist der Blick in selbigen schon recht schmerzhaft. Der Bauvorschlag will nun die fünfache Menge Leistung auf eine größere Fläche verteilen... Da ist es schwer abzuschätzen, ob man das gegen die Sonne noch ablesen kann, oder ob man allein für das Display eine Sonnenbrille braucht. Einen großen Gewinn für die Erkennbarkeit ist auch der Kontrast zur Umgebung. Ich kann mir vorstellen, dass man das Ergebnis auch gut bei weniger Lichtleistung ablesen kann, wenn die Segmente in einer dunklen nicht spiegelnden Front untergebracht sind. Was aber möglicherweise einige Tricks bei der Kühlung erforderlich macht, wenn diese mattschwarze Front im Sommer auf freiem Feld steht. Letztendlich könnte man aber mit einer PWM Steuerung vielleicht einiges an Leistung einsparen und mit kleineren Akkus genausoweit kommen, bzw. abhängig vom Umgebungslicht die Anzeige dimmen. Man könnte für die einfachere Beherrschung von den oben angesprochenen Leistungen auch ein einzelbes Segment in kleinen Teilen via Multiplex ansteuern. Damit wären die Treiberstufen kleiner, die Segmente sind ja eh aus Teilen zusammen gesetzt, weil die Spannung mit 12..15V nicht sehr hoch ist. Das wäre dann aber mit Stangenware nicht machbar, denke ich. Das würde auf 'dumme' LED Strips mit eigener Ansteuerung hinaus laufen. Gruß, Ulrich
Anbei eine CAD-Zeichnung der Frontplatte hinter die die LED-Stripes geklebt werden. Hinter der Frontplatte sitzt noch eine klare Plexiplatte. Es sind 4 Ziffern à 7 Segmente plus 2 Punkte für den Doppelpunkt. Das Segment 15 oder 20cm lang, das ist die Länge des einzelnen LED-Streifen. 28x 15 = 420cm oder 28x20 = 560 cm LED-Streifen, also rund 1 Rolle à 5m. Es werden vermutlich diese LEDs werden: http://www.greenandco.de/beleuchtung/led-strips/5m-led-strip-mit-1200-smd3528-leds-in-doppelreihen-240-led-m-19w-m-kaltweiss-12v/a-385/ mit 19W pro Meter, also 100W oder 8,3A für das ganze Display. Das einzelne Segment wird demnach liegen bei: - 3W oder 250mA bei 15cm - 4W oder 333mA bei 20cm Die sind ja schon schön in Reihe geschaltet und alle 5cm teilbar. Insgesamt wird in der Praxis nur maximal die Hälfte des Display leuchten (Fussball hat meist einstellige Torergebnisse ;-), d.h. das Segment muss die vollen 250 oder 350mA bekommen, aber das gesamte Display wird nur max 4A benötigen. D.h. ich würde die Schaltung schon so bauen (damits ggf auch für Basketball geht ;-), dass 10A möglich sind, aber die Stromversorgung - wenn es denn eine Autobatterie würde - kann man auf 4A berechnen, also 70Ah = 14h Reichweite. Die Segmente hätte ich mit BS170, ULN28xx oder TPIC6B595 angesteuert. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpic6b595.pdf Letzteren fänd ich cool, dann kann ich mit wenigen Pins am AVR auskommen, sonst bräuchte ich ja 30 Pins für die 4 Segmente und Doppelpunkt. Ich will es ohne Multiplexing lösen, damit das Ganze maximale Leuchtkraft hat. LED-Stripes kann ich ja nicht so einfach hochpulsen, da müsste ich entweder die Vorwiderstände tauschen/entfernen (Mordsarbeit) oder mit höherer Spannung als 12V ran (auch ein bisschen gebastel).
Frank Sander schrieb: > http://www.ferromel.de/tronic_5.htm Das sieht gut aus. Bringt mich beim Transistor- und Spannungsregler-Wissen allerdings an meine Grenzen. Wie funktioniert das Ding denn?
Konrad G. schrieb: > Anbei eine CAD-Zeichnung der Frontplatte hinter die die LED-Stripes Anhang vergessen.
Moin Konrad, ok für die Erklärung mal ich mir besser mal das Endergebnis auf und scanne das ein. Da kann ich dann was drin markieren und mitschicken. Gib mir bitte etwas Zeit, weil vorher muss ich per Fernwartung meiner Mutter beibiegen wie man den Speicher im Notebook wechselt :-D Grüße Frank
Hi, ich lese das Datenblatt des TPIC6B595 etwas anders: 150mA Continuous Current per Pin und 500mA pulsed drain current, all outputs on. Für mich heißt das, dass der Chip max. 150mA pro Pin nach GND ziehen kann und in Summe über alle Pinne auch nur 500mA und das auch nur gepulst. Das wird also nix, wenn Deine LED Bänder 250mA..330mA ziehen. Gruß Ulrich
Oh, sorry, nicht der B, sondern der A: http://www.ti.com/product/tpic6a595 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpic6a595.pdf Parametrics TPIC6A595 VDS (Max) (V) 50 rDS(on) (Ohms) 1 ICC (uA) 500 IO(CONT) (A) 0.35 IO(PEAK) (A) 1.1 tPLH (ns) 125 EAS (mJ) 75 Wobei Du recht hast, dass der wahrscheinlich auch nur 1A gesamt kann, das wäre nur 3 Segmente von 7 oder 4 von 7, je nach Stripe-Länge. Das ist doof, dann scheidet der aus, wenn er nicht noch einen Bruder hat. Ist m.E. aber der grösste aus der Serie. Vielleicht deshalb besser Seriell/Parallel-Konverter und BS170, der ULN ist glaub ich auch zu schwach.
http://www.greenandco.de/images/produkte/i38/385-555.jpg ok - sieht man gut ;) immer drei in reihe und das doppelt parallel an einem 75 Ohm Widerstand. macht bei 12V im besten Fall 30mA... hmm Was soll das werden? Ok, bleiben wir bei den Leisten: 5 Stück hintereinander sind dann 150mA und kommt evtl. von der Länge hin. Ich dachte eher an so etwas: http://www.leds.de/LED-Leisten-Module/High-Power-LED-Leisten/LED-SmartArray-12x-Nichia-LED-6W.html# http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-und-Spannung/Constant-current-supply-200mA.html
Moin Konrad, nein ich habe Dich nicht vergessen, musste nur erst was Geld verdienen ;-) Nu hab ich extra ein hübsches Bildchen gemalt und dann streikt mein Scanner (grummel) also versuchen wir das mal ohne mein Bild und nehmen dafür dieses: http://www.ferromel.de/tro/78xx_2a_u.gif In dieser Schaltung ist der eigentliche "Stromverstärker" T1 was leichter zu sehen ;-) Neben T1 ist R1 unser 2. Hauptakteur. Sobald ein Strom durch den Spannungsregler fliest, fällt ein Spannung an R1 ab. Bei ca. 150mA (R1 = 4,7Ω) erreicht diese Spannung ca. 0,7V und T1 fängt an zu leiten. Der Gesammtstrom wird durch den Verbraucher bestimmt Der Strom durch T1 wird durch R1 bestimmt. Wieso habe ich dann keine Spannung > dem Spannungsreglerwert? Der Spannungsregler reagiert auf einen Spannungsanstieg am Ausgang dadurch das er den Strom der durch ihn fließt reduziert. Damit fliest weniger Strom durch R1 und damit weniger Strom durch T1 und damit haben wir die Ausgangsspannung auf dem Spannungsreglerwert. Blöd ist bei dieser Schaltung wenn es einen Kurzschluss am Ausgang gibt: Spannung am Reglerausgang sinkt gegen 0V, der Regler versucht durch Stromerhöhung das aus zu gleichen. Als Folge (hoher Strom durch R1) macht der Transistor gleich mit und stirbt den Heldentot. Um das zu verhindern habe ich die 2. Schaltung empfolen: http://www.ferromel.de/tro/78xx_3_u.gif Da hat uns der Author einen kleinen Streich gespielt: Was vorher T1 war ist jetzt T2, immerhin R1 ist immer noch R1 ;-) Die Funktion von T2 haben wir j schon erschlagen, deswegen konzentriere ich mich jetzt auf T1 und R2: Der (Last)Strom der durch T2 soll wird durch R2 geleitet. sobald über R2 ca 0,7V abfallen fängt T1 an zu leiten. Damit wird R1 quasi überbrückt. Da dadurch die Spannung über R1 sinkt, wird T2 weniger leitend. Schon haben wir eine Strombegrenzung gebaut. Da ich selber auch nur Autodidakt bin habe ich n dieser Stelle eine Frage an die Profis: Wieso wird bei der Berechnung für R2 mit 0,6V und nicht mit 0,7V gerechnet? Konrad ich hoffe das hilft Dir etwas weiter ;-) Grüße Frank
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