Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Treiber-IC für 3W-RGB-LED, seriell ansteuerbar gesucht


von Jan F. (jaifraic)


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Holerö,

ich bastle gerade an einem LED-Blinkeding zu Deko-Zwecken.
Das ganze ist dabei eher lern- als anwendungsorientiert :)
Lernen möchte ich dabei hauptsächlich µC-Progammierung, das kommt bei 
meinem Studium (technische Informatik) nämlich etwas zu kurz.

Ich möchte dazu gerne mehrere 3W RGB-LEDs (also mit 1W pro Farbe) 
seperat ansteuern können. Dabei sind es jetzt erstmal 5 LEDs, mehr habe 
ich nämlich gerade nicht da :D
Die LEDs möchte ich mit 300mA je Farbe betreiben.

Die Steuerung soll ein MSP430 übernehmen, habe da das 
Launchpad-Entwicklungsboard. µC dadrin sind entweder
MSP430G2452: http://www.ti.com/product/msp430g2452 oder
MSP430G2553: http://www.ti.com/product/msp430g2553
Der LED-Treiber sollte über ein serielles Protokoll ansteuerbar sein, am 
besten I2C oder SPI, halt etwas, was der Controller schon kann ;)

Im Grunde möchte ich dabei mit möglichst wenigen Bauteilen auskommen.
Ideal wäre also ein 15-Kanal Treiber-IC, der 300mA pro Ausgang liefern 
kann und z.B. per I2C ansteuerbar ist. Ich habe einige gefunden mit 
eigenen Protokollen, aber ich weiß gerade nicht wie man sowas 
implementiert, außerdem brauchten die alle 5V Logik-Pegel, ich bräuchte 
also noch einen Pegelwandler.

Wünsch-dir-was ist aber leider vorbei und sowas gibt es wohl nicht.
Wie komme ich aber möglichst nah dran?
Einen 'kleineren' Treiber (im Bezug aus Ausgangsstrom) nehmen und eine 
entsprechende KSQ hinterschalten?
Oder mehrere Treiber mit ausreichend Ausgangsstrom aber weniger Kanälen?
Oder 'ne ganz andere Idee?

Im idealfall ist das Ganze dann auch noch in einem nicht-SMD-Package, 
damit ich auf dem Steckbrett rumbasteln kann :)


Beste Grüße,
Jan

: Verschoben durch Admin
von Helge A. (besupreme)


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WS2803 läßt sich als 18-Kanal-PWM verwenden. Da du aber eh nur 3 LED 
ansteuern willst, reichen aush 3 Software-PWM aus deinem Prozessor 
direkt. Und dann die üblichen 1-Euro-KSQ aus der Bucht, die haben meist 
einen DIM-Eingang.

von Jan F. (jaifraic)


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WS2803 macht aber nur 30mA pro Kanal. Ich benötige 300mA.
Und ich möchte erstmal 5 LEDs ansteuern. Wäre mit dem größeren MSP430 
noch möglich, aber ich möchte ungern alle GPIOs verballen und auch nicht 
unbedingt 15 KSQ aufbauen/kaufen.

Edit: Gibt es vielleicht eine Möglichkeit, mit einer KSQ pro Farbe 
auszukommen? Netzteil mit ausreichend hoher Spannung ist vorhanden :)

: Bearbeitet durch User
von stefanus (Gast)


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> aber ich möchte ungern alle GPIOs verballen

Na dann benutze Scheiberegister und Soft-PWM.

> und auch nicht unbedingt 15 KSQ aufbauen/kaufen

Von nix kommt nix. Entweder baust du welche, oder du kaufst fertige. Wie 
soll das sonst gehen?

Ist doch ganz einfach. Prinzipschaltung:

[code]

                       LED1
+ 12V (?) o----------+--|>|--+
                     |       |
                     |       X L1
                     |       X
                     |       X
                     |  D1   |
                     +--|<|--+
                             |
         R1     ||-----------+
PWM o---[===]---||    T1
                ||--+
                    |
GND o---------------+
[code]

von Jan F. (jaifraic)


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stefanus schrieb:
>> aber ich möchte ungern alle GPIOs verballen
>
> Na dann benutze Scheiberegister und Soft-PWM.
>

Ha, das ist natürlich auch eine Möglichkeit :D

Könnte ich da nicht auch einfach ein Schieberegister nehmen, das genug 
Power auf den Ausgängen liefert?
Z.B. einen TPIC6A595: http://www.ti.com/product/tpic6a595 ([...]Eight 
350-mA DMOS Outputs)

Bräuchte dann ja nur noch einen Pegelwandler zwischen Schieberegister 
und µC und Vorwiderstände für die LEDs, oder?

von stefanus (Gast)


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Ja, geht auch.

von stefanus (Gast)


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Allerdings verheizt du dann je nach Spannung viel Energie in den 
Widerständen. Die Schaltungsvariante mit Spule könnte effektiver sein - 
je größer die Spannungsdifferenz zwischen LED und Stromversorgung, umso 
besser ist der Schaltregler mit Spule.

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Man kann LEDs auch in Reihe schalten, dann braucht man weniger 
Konstantstromquellen. Allerdings muss man LEDs im Strang dann irgendwie 
kurzschließen.

Kannst Dir ja mal meine Schaltung anschauen. Man könnte sich vielleicht 
für jede LED ein kleines Board mit Mikrocontroller+Transistoren+KSQ 
bauen und die seriell hintereinander hängen:
Beitrag "Moodlight mit Touchpad"

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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stefanus schrieb:
> Ist doch ganz einfach. Prinzipschaltung:

Und wie regelt man dort den Strom? Da fehlt ein ADC-Eingang, oder?

Habe auch schon darüber nachgedacht meine Schaltung durch eine vom Tiny 
geregelte KSQ zu erweitern, dann komme ich aber nicht mehr mit einem 
8-pinner aus.

von Jan F. (jaifraic)


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stefanus schrieb:
> Allerdings verheizt du dann je nach Spannung viel Energie in den
> Widerständen.

Hmm, das stimmt.
Das wäre bei 5 LEDs (R 2.2V, G 3V, B 3.6V) ja schon ne ganze Menge.

Ich hab gerade nochmal in der Bastelkiste gewühlt. Hab sogar 
Schieberegister gefunden: 74HC4094. Die sollte ich ja so mit 3.3V 
betreiben können, oder?

Ich werde dann erstmal ein paar KSQ aufbauen, mit Teilen die so 
rumfliegen.
Diese werde ich allerdings aus Transistoren aufbauen, ich habe noch ein 
paar Leistungstransistoren da.

Die Pinzipschaltung mit der Transistor und Spule verstehe ich übrigens 
nicht. Habe auch keine andere Stromquelle gefunden, die so aufgebaut 
ist. Hat dazu jemand einen Link od. eine kurze Erklärung?

Gruß
Jan

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Jan F. schrieb:
> Hat dazu jemand einen Link od. eine kurze Erklärung?

Ist ein Schaltregler. Im Grunde ein Step-Down Regler, bei dem der 
Schalttransistor gegen Masse sitzt. Die Erklärung zum "normalen" 
Step-Down gibt es u.A. hier:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Dadurch, dass der Transistor im gegen Masse schaltet, erzeugt man im 
Grunde eine Ausgangsspannung (über der LED) die gegenüber der 
Einspeisung negativ ist.

Der Strom ist in erster Näherung abhängig vom Tastverhältnis. Allerdings 
ist der auch stark abhängig von der Last und muss daher irgendwie 
geregelt werden.

von stefanus (Gast)


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>>stefanus schrieb:
>> Ist doch ganz einfach. Prinzipschaltung:
> Und wie regelt man dort den Strom?

Durch das Tastverhältnis des PWM Signals.

kurze Pulse -> wenig Strom
lange Pulse -> viel Strom
dauer-high -> Kurzschluss*

* Eine Sicherung wäre angebracht, damit dann nichts kaputt geht.

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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stefanus schrieb:
> Durch das Tastverhältnis des PWM Signals.
>
> kurze Pulse -> wenig Strom
> lange Pulse -> viel Strom
> dauer-high -> Kurzschluss*

Und wie regele ich auf 350mA?
Was du meinst ist steuern, nicht regeln ;-)

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