Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik welcher MOSFET (?) als Treiber für RGB-Stripes


von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Hallo,

ich wollte mir eine kleine Treiber-Platine für RGB-Stripes bauen. Bisher 
hab ich immer ULN2803 verbaut, was jedoch nicht die cleverste Variante 
ist (zu hoher Spannungsabfall).
Daher würde ich jetzt gerne einen MOSFET oder ähnliches verwenden, nur 
ich weiß nicht welchen.

Angesteuert wird das ganze über einen MBI5030. Widerstände ziehen den 
Pegel auf +5V, der MBI grounded bei Bedarf.
Der MOSFET sollte also ohne viel Schnickschnack mit TTL-Pegel klar 
kommen.
Geschaltet wird gegen GND, der angestrebte Strom sind recht angenehme 
1A.

24V -> RGB-Stripe -> MOSFET -> GND   (Strom: 1A)
                       ^
                       |
                       | TTL-Pegel (GND / 5V)
                       |
        5V --- R=1k ---|
                    MBI5030 (PWM: 200Hz)
                       |
                      GND

Das Problem ist nur das der MOSFET möglichst klein sein soll. Das schöne 
an den ULN2803 war das es sie sehr klein gibt und ein Chip ausreichend 
für einen kompletten Stripe (2x 3 Treiber zusammengeschaltet und 1x 2 
Treiber zusammengeschaltet) war. Bisher konnte ich nur 2 MOSFETs in 
einem SOIC8 Gehäuse finden. Gibt es auch Gehäuse in welchen 3 MOSFETs 
sind, die meinen Anforderungen gerecht werden? Leider konnte ich bisher 
nichts finden :(

Vielleicht hat einer von euch ja einen Tipp für mich ;)

Viele Grüße
Julian

: Verschoben durch Admin
von hinz (Gast)


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Gabs mal: µPA1600 ff., aber der Rds(on) ist nicht berauschend niedrig.

Nimm IRLU024, das wird auch schön klein.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Wirklich 24V und nicht 12V?
Bei 12V den IRLML2502
Der ist im SOT23 und passt somit unter die Schraubleiste für die Drähte.

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Jap sind 24V Stripes ;) Dann ist der Strom schon mal nur halb so groß :D

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Für 24V kenn ich jetz leider keine LL-FETs im SOT23 Gehäuse mit geringem 
RDSon.

von hinz (Gast)


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Martin Wende schrieb:
> Für 24V kenn ich jetz leider keine LL-FETs im SOT23 Gehäuse mit
> geringem
> RDSon.

TSM3404 gibts sogar bei Reichelt.

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Danke schon mal für die Tipps :D

Aber eine Chip mit mehreren MOSFETs in einem gibt es wohl nicht?
Ein paar Chips mit 2 eingebauten MOSFETs sind im Wiki aufgelistet aber 
das ganze mit 3?

von Konrad S. (maybee)


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IRF7413 30V/13A 18mΩ/4.5V/3.7A SO-8

Der MBI5030 hat da meiner Meinung nach nichts zu suchen.

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Konrad S. schrieb:
> Der MBI5030 hat da meiner Meinung nach nichts zu suchen.

Wollte nur den "vollständigen" Plan posten ;) Die 200Hz dürften wohl 
auch für keinen MOSFET ein ernsthaftes Problem sein, denk ich mal.
Ich dachte mir evtl. könntet ihr mir Tipps geben wie z.B. erhöhe die 
Spannung auf 7V und den Widerstand auf 2k dann kannst du den und den Typ 
einsetzten.

Konrad S. schrieb:
> IRF7413 30V/13A 18mΩ/4.5V/3.7A SO-8

Ich glaube der ist schon etwas overkill für das was ich vorhab, aber 
danke ;) Wenn ich was neues für die warmweißen Streifen baue sieht der 
ganz nett aus.


Mich wundert es nur das man nicht 3 MOSFETs in einem Gehäuse findet...

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Was ist eigentlich mit dem IRF7313? Wäre der für mich geeignet? Der hält 
doch 30V aus und kann locker 1A leiten. Reichen dem 5V zum durchschalten 
aus? Vor allem kann ich den auch auf reichelt bestellen :D

von Konrad S. (maybee)


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Der IRF7313 ist OK.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Julian W. schrieb:
> Angesteuert wird das ganze über einen MBI5030. Widerstände ziehen den
> Pegel auf +5V, der MBI grounded bei Bedarf.
> Der MOSFET sollte also ohne viel Schnickschnack mit TTL-Pegel klar
> kommen.

Warum? Ein Pullup nach +5V und ein open drain Ausgang(?) ergibt keinen 
TTL-Pegel. Ernsthaft: nicht alles was Logikpegel und 5V beinhaltet, ist 
TTL.

Und was macht der MBI5030 da? Laut allwissender Müllhalde ist das ein 
LED-Driver mit Konstantstrom-Ausgängen. Der kommt also gegen einen 
Pullup nicht auf 0V. Nicht mal in die Nähe. Überdies ist der Ausgang 
invertiert. Hast du das bedacht?

Ansonsten tut es jeder LL-Fet, der deine Spannung & Strom abkann. Bemüh 
halt die parametrische Suche eines Herstellers deiner Wahl.

Das größere Problem dürfte die Wahl des Pullups sein. Damit der FET 
schnell einschaltet, muß der Pullup klein sein. Deine 1K halte ich für 
grenzwertig. Kommt natürlich auf den FET an, den du verbauen willst 
(genauer: auf dessen Gate-Kapazität). Andererseits verbrät so ein Pullup 
auch Energie, sollte also auch nicht zu klein sein.

Viel besser wäre ein Treiber mit CMOS-Logikpegel am Ausgang. Da paßt 
dann der FET (ggf. mit Angstwiderstand) direkt dran.


XL

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Der MBI5030 schaltet doch gegen GND. Wenn der Widerstand 1k ist, ist der 
max. Strom 1mA. Der MBI5030 hat zwar eine KSQ eingebaut, aber da nur 1mA 
fließt müsste der doch voll durchschalten.
Mit den ULN2803 hat dies zumindest funktioniert.

Axel Schwenke schrieb:
> Überdies ist der Ausgang invertiert. Hast du das
> bedacht?

Dies ist ja nur eine Software-Sache.


Was würdest du mir denn empfehlen? Zwischen MBI5030 und MOSFET noch ein 
zusätzliches Bauteil schalten?

von Konrad S. (maybee)


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Such dir was anderes anstelle des MBI5030.

Ein N-Kanal-MOSFET zur Ansteuerung von LEDs sollte am Gate einen 
Pull-down-Widerstand haben, damit die LEDs aus sind, wenn der MOSFET 
nicht aktiv angesteuert wird.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Julian W. schrieb:
> Was würdest du mir denn empfehlen? Zwischen MBI5030 und MOSFET noch ein
> zusätzliches Bauteil schalten?

Nein. Einen anderen IC als den MBI5030. Ich kenne mich mit dem Angebot 
nicht aus. Aber es erscheint mir nur logisch daß es außer 
LED-Controllern mit Konstantstromausgang (für den Direktanschluß der 
LEDs) auch welche geben muß, die einen Nachbrenner-MOSFET direkt 
ansteuern können. Die hätten dann einen Gegentakt-Ausgang a'la CMOS.


XL

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Was anderes wird schwierig... eigentlich haben alle einen 
Konstantstromausgang, wie z.B. die TLC5940 und Verwandten. Ich kenne 
eigentlich nur ICs mit KSQ. Forum-Suche half auch nicht weiter.

Der MBI5030 ist auch der einzigste IC, den ich finden konnte, der das 
kann was ich will (16bit Auflösung, ohne das der PWM-Bereich zerhackt 
wird, also ohne "S-PWM" oder "Advanced PWM"...)

Wenn man im Forum nach "TLC5940 MOSFET" sucht (TLC5940 ist üblicher wie 
MBI5030) kann man ihn wohl auch direkt anschließen. Konkret wie das geht 
wurde aber leider nirgends gepostet :(

Es muss doch eine Möglichkeit geben... die ULN2803 funktionierten auch 
ohne Probleme an MBI5030 und TLC5940 mit dieser Schaltung. Nur leider 
bräuchte ich jetzt stärke ICs. Gibt es nicht speziell einen IC um den 
Pegel des Signals zu ändern und MOSFET tauglich zu machen?

von Konrad S. (maybee)


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Wieviele Kanäle hast du denn insgesamt? Wenn es nur drei sind, dann 
schau dir mal das an: http://www.zabex.de/site/sofabeleuchtung.html

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Ich brauch schon ein paar mehr ;) so 40 Stück also mehrere MBI5030

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Was soll denn schönes beleuchtet werden eigentlich?

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Das ganze soll später mal etliche RGB-Stripes auf Alu-Schienen 
ansteuern, für Party Keller,"Ambiente" Beleuchtung etc. Was sonst noch 
so geplant ist keine Ahnung. Daher so universell wie möglich und auch 
lieber alles auf 16bit PWM auslegen statt 12bit ;)

Nur leider hab ich keinen blassen Schimmer wie ich die MOSFETs richtig 
anschließe oder welcher IC mir helfen könnte MOSFET taugliche Pegel zu 
erzeugen :(
Die ULN2803 sind einfach zu schwach/ineffizient...

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Nimm doch ersmal nen Logiclevel FET blahkeks der bei dir iwo ind er Ecke 
gammelt und experimentier doch mal.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Julian W. schrieb:
> Ich brauch schon ein paar mehr ;) so 40 Stück also mehrere MBI5030

Julian W. schrieb:
> Das ganze soll später mal etliche RGB-Stripes auf Alu-Schienen
> ansteuern, für Party Keller,"Ambiente" Beleuchtung etc. Was sonst noch
> so geplant ist keine Ahnung. Daher so universell wie möglich und auch
> lieber alles auf 16bit PWM auslegen statt 12bit ;)

So so. 24V/1A LED-Stripes. Und 40 Kanäle. Also schlappe 1000W 
elektrische Leistung. Oder zu gut deutsch: ein Hirnfurz (sorry, das mag 
politisch inkorrekt sein, ist aber ehrlich).

Schrumpfe das einfach mal auf eine realistische Größe und deine Probleme 
lösen sich in Luft auf. Irgendwo hier kullert Falks ATMega-basierter 
DMX512-Controller rum. Der kann schon mal 20 Kanäle.

Überhaupt glaube ich, daß du das Steuerproblem unterschätzt. Ohne eine 
standardisierte Ansteuerung (lies: DMX) kriegst du da nix gerissen.


XL

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Wer sagt denn das alle Kanäle gleichzeitig benutzt werden und mit dem 
maximalen Strom belastet werden? Das würden die Buchsen für den Strom 
gar nicht mitmachen.

Konkret bau ich pro "Modul" 2 MBI5030 ein, macht 32 Kanäle. Davon werden 
27 für RGB-Stripe Anschlüsse benutzt. Die restlichen evtl. als einfacher 
Ausgang für warmweiße Streifen oder ähnliches.

Wenn also alle 9 Stripes in Benutzung sind, sind diese bestimmt nicht 2m 
lang sonder nur 30-50cm, die wesentlich weniger Strom brauchen. Evtl. 
will ich aber nur schnell für ne Party hinterm Haus Licht haben, dann 
Klemm ich einfach drei 2m RGB-Stripes an und einen mit nur warmweißen 
LEDs. Die kommen sicherlich an die 1A pro Kanal, aber natürlich mach ich 
das nicht auf allen Kanälen ;)

Und jetzt für jeden Kanal einen anderen MOSFET auszusuchen und dann 
hinterher aufzupassen wo darf ich was anschließen ist mir zu doof

von Konrad S. (maybee)


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Hm, die üblichen 12-V-RGB-Strips mit 30 LEDs pro Meter brauchen pro 
Farbe ca. 1A auf fünf Meter. 24-V-Strips werden wohl sechs statt drei 
LEDs in Reihe haben und der Strom halbiert sich bei gleichbleibender 
LED-Dichte oder ist gleich bei 60 LEDs pro Meter. Mit den oben genannten 
MOSFETs kannst du das eine Ampere pro Farbe (bei 5m) locker schalten. Du 
musst da nichts anpassen. Einfach Source an GND, Drain Richtung LEDs, 
einen 100kOhm-Pull-Down-Widerstand zwischen Source und Gate und das Gate 
an den Ausgang einer geeigneten PWM-Quelle - für Angsthasen über einen 
kleinen Gate-Widerstand, sonst direkt. Also kein LED-Treiber wie der 
MBI5030, sondern eher ein Mikrocontroller. Ein µC mit 24 
16-Bit-PWM-Kanälen wäre beispielsweise der ATxmega64A1, der ATxmega64A3 
hat nur unwesentlich weniger Kanäle.

Eine grundsätzliche Überlegung bei so einer Geschichte ist, ob man sich 
einen Gefallen tut, wenn man sich einen zentralen Controller mit vielen 
Kanälen hinstellt. Von da kann man eben nur mehr oder weniger 
sternförmig die Strips anschließen. Lange Leitungen vom Controller zu 
den Strips sind keine gute Idee. Aber für einen "LED-Kronleuchter" ist 
so ein vielkanaliger Controller schon OK.
Für verteilte - und insbesondere verteilbare - Beleuchtung ist es 
besser, wenn jeder Strip bzw. jede nahe beieinanderliegende Gruppe von 
Strips einen eigenen Controller erhält. Axel Schwenke hat schon DMX zur 
Steuerung genannt.

von Julian W. (julian-w) Benutzerseite


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Konrad S. schrieb:
> Ein µC mit 24
> 16-Bit-PWM-Kanälen wäre beispielsweise der ATxmega64A1, der ATxmega64A3
> hat nur unwesentlich weniger Kanäle.

Dafür einen 100 bzw. 64 Pinner aufzulöten finde ich etwas overkill, 
preislich sind die auch nicht ganz ohne...
Zudem habe ich noch nie mit ATXMegas gearbeitet.


Und die Fakten sind so schon sinnvoll:
 - 24V => Die meisten meiner Stripes sind 24V
 -  1A => Ich hab auch warmweiße LED Stripes (12V) mit teils 120 LEDs/m


Hier bin ich noch fündig geworden (der TLC5940 ist vom Ausgang her 
gleich wie der MBI5030 wenn ich mich nicht täusche)
http://www.adafruit.com/forums/viewtopic.php?f=8&t=35543

> If you want to stick with NPNs, you can run the TLC5940's output through an
> inverter.. the 74*04 and 74*14 come six to a package, are banned, and can
> provide enough current to drive a transistor.

Nur blick ich mit den Datenblätter der ICs noch nicht so ganz durch wie 
diese mir bei meinem MOSFET-Problem helfen könnten...

von Konrad S. (maybee)


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Julian W. schrieb:
> Dafür einen 100 bzw. 64 Pinner aufzulöten finde ich etwas overkill,

Ich bin auch noch auf der Suche nach einem Mikrocontroller mit höchstens 
einem Pin. ;-)

> preislich sind die auch nicht ganz ohne...

Was kostet dich denn der MBI5030?

Interessant ist doch, wie die Kosten des gesamten Systems sind. Die 
Kosten eines einzelnen Bauteils sind da oft nachrangig.

> Zudem habe ich noch nie mit ATXMegas gearbeitet.

Es gibt bestimmt auch andere Mikrocontroller mit vielen PWM-Ausgängen.

> Hier bin ich noch fündig geworden (der TLC5940 ist vom Ausgang her
> gleich wie der MBI5030 wenn ich mich nicht täusche)
> http://www.adafruit.com/forums/viewtopic.php?f=8&t=35543

Taugt hier genausoviel bzw. genausowenig wie der MBI5030.

> Nur blick ich mit den Datenblätter der ICs noch nicht so ganz durch wie
> diese mir bei meinem MOSFET-Problem helfen könnten...

Ganz einfach: garnicht!

An sowas wie den MBI5030 oder den TLC5940 schließt du LEDs an, direkt.

Einen MOSFET steuerst du mit einem CMOS-Ausgang an, z.B. mit einem 
PWM-Ausgang von einem Mikrocontroller.

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