10 x 25 W / 12V an uC

[sesam (Gast)]

Hallo zusammen,

ich möchte mir eine Lampe bauen aus Halogenleuchten (25W / 12V).

ich möchte diese 10 Leuchten alle separat steuern können.

jede dieser Leuchten möchte ich mit einer pwm ansteuern können.



Nun meine Frage:

1) kennt ihr ein Netzteil (12V 250W), welches klein ist?
2) da der uC nicht genügend I/o Port, kann ich da einen mux nehmen?
3) funktioniert 2) auch mit pwm??


Ich danke euch für eure Hilfe im Vorfeld

Viele Grüße,

Sesam

[Georg (Gast)]

sesam schrieb:
> 2) da der uC nicht genügend I/o Port, kann ich da einen mux nehmen?

Kein Mux, du musst die Ausgangswerte ja speichern. Sowas wie ein 
Schieberegister oder Latch.

sesam schrieb:
> 3) funktioniert 2) auch mit pwm??

Im Prinzip ja. Halogenleuchten sind träge, da brauchst du keine hohen 
PWM-Frequenzen.

Georg

[sesam (Gast)]

@ georg:

Danke für den Hinweis auf die Schieberegister bzw Latch. Ich schaue mir 
das mal an.

kann ich dann auch mit den i/o-Ports dimmen?

[Nickname (Gast)]

Wahrscheinlich wäre die Verwendung eines 16-Kanal LED-Treiber a'öa 
PCA9685 oder TLC5940 einfacher. Damit hast Du 16 autonom laufende 
PWM-Kanäle.

[sesam (Gast)]

wenn es die oben genannten 16-Kanal Led-Treiber oder Ähnliche im 
DIP-Package geben würde, wenn es optimal ;-).

[sesam (Gast)]

habe nun folgenden gefunden:
TLC5940NT

damit sollte mein Vorhaben doch realisierbar sein, oder?

Nun nur noch eine Frage:

1) kennt ihr ein Netzteil (12V 250W), welches klein ist?

[Conny G. (conny_g)]

Sehr viel kleiner also so
http://www.meanwell.com/search/hlg-320h/HLG-320H-spec.pdf
http://www.reichelt.de/MW-HLG-320H-12A/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=6553&ARTICLE=124074&OFFSET=16&;
geht's bei der Leistung nicht mehr.
Diese Meanwell sind nicht ganz billig, aber gute Qualität.

[sesam (Gast)]

Nickname schrieb:
> Wahrscheinlich wäre die Verwendung eines 16-Kanal LED-Treiber a'öa
> PCA9685 oder TLC5940 einfacher. Damit hast Du 16 autonom laufende
> PWM-Kanäle.

Hallo Nickname,
ich habe durch test ermittelt, dass ich eine frequenz zwischen 21 kHz 
und 35 kHz benötige.

bei beiden oben genannten Schieberegistern sind die Frequenzen leider zu 
niedrig ( beim PCA9685 nur 40Hz - 1kHz und beim TLC5940 ca 7kHz)

kennt jemand noch einen anderen Baustein der höhere Frequenzen bietet, 
oder der es ermöglcht die PWM auf dem MCU im Schieberegister zu nutzen 
(da funktioniert es ja ;-))?

Danke euch!

[Conny G. (conny_g)]

Weshalb diese Frequenz?

[Noch einer (Gast)]

Datenübertragung per Deckenleuchte.
http://www.laptopkarten.de/mobiles-internet/newsdetails/archive/2010/02/25/article/1720-datenuebertragung-per-deckenleuchte.html

[sesam (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Weshalb diese Frequenz?

ich steuer eine Glühlampe an, leider hört man im Bereich unter 20kHz ein 
recht lautes fiepen...

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

sesam schrieb:
> Conny G. schrieb:
> Weshalb diese Frequenz?
>
> ich steuer eine Glühlampe an, leider hört man im Bereich unter 20kHz ein
> recht lautes fiepen...
Dann steuerst du sie falsch an. Eine Glühbirne am 50Hz Netz brummt ja 
auch nicht andauernd.
Zeig mal deine Schaltung und ein Foto vom Aufbau.

[sesam (Gast)]

Lothar Miller schrieb:
> und ein Foto vom Aufbau.

hab leider keine Kamerea grad da.

hier mal der c code, der könnte auch helfen...

int main(void)
{
    DDRB |= _BV(PB1);



   

TCCR1A= (1<<WGM11)| (1<<COM1A1);
TCCR1B= (1<<WGM13)|(1<<WGM12)|(1<<CS11);//|(1<<CS10);
ICR1=20;


     


    int a = 20; 
   

  int b = 500;

    while(1){  



        while(a>1){
            OCR1A = a;
            _delay_ms(b);
            a--;
        }   

        while(a<20){
            OCR1A = a;
            _delay_ms(b);
            a++;
        }
  
    }
  
   
    return 0;
}

[sesam (Gast)]

ich habe mit dem oben genannten Quellcode eine Frequenz von ca. 22 kHz 
eingestellt. Das funktioniert super!!

Nur wie steuer ich damit nun 10 oder gar 20 solcher Glühlampen an, am 
liebsten mit der PWM aus dem Controller?

[Conny G. (conny_g)]

Bist Du sicher, dass die Glühbirne fiept und nicht das Netzteil?
Bei mir wars seinerzeit das Netzteil und ich musste ein LC-Glied 
zwischen Schaltung und Netzteil packen.
Die harten Schaltflanken setzen dem Netzteil sehr zu, ich meine die 
wenigsten machen das ohne Fiepen mit.

[sesam (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Bist Du sicher, dass die Glühbirne fiept und nicht das Netzteil?

ja sehr sicher, da ich das Netzteil sogar zum test in einen anderen Raum 
gestellt haben

[Rufus Τ. F. (rufus)]

Glühlampen sind so träge, daß es völlig sinnlos ist, sie mit 
Schaltfrequenzen deutlich über 100 Hz anzusteuern.

[sesam (Gast)]

Hallo zusammen,

Ziel:
-----
mit einem PWM-Ausgang des MCU (ATMEGA 8) möchte ich bis zu 15 
PWM-Ausgänge separat steuern können mit einer Frequenz von 21-35 kHz.



Bisher:
-------
ich habe eine Glühlampe, die bei einer geringeren Frequenz laut fiept, 
daher die etwas höhere nich hörbare Frequenz. Bei noch höheren 
frequenzen wird der FET zu heiß.

Mein MCU läuft mit 3,6 MHz mit einem Prescaler von 8, also 450 kHz. Mit 
der PWM zähle ich bis zum Top-Value von 20, also ist die Frequenz ca 22 
kHz

Folgende Bausteine habe ich schon mir angesehen:
- PCA9685 --> nur 40Hz - 1kHz
- TLC5940 --> ca 7kHz



Frage:
------
gibt es einen Baustein, der es mir ermöglicht, aus einer PWM mind. 15 
macht mit ca 22 kHz - 35 kHz? vllt eine Art Schieberegister oder 
Portexpander?




Danke euch!

[sesam (Gast)]

Zusammenfassend habe ich den neuen Beitrag erstellt.

Beitrag "pwm schieberegister 20kHz"

Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Glühlampen sind so träge, daß es völlig sinnlos ist, sie mit
> Schaltfrequenzen deutlich über 100 Hz anzusteuern.

kleiner als 100 Hz habe ich es noch nicht probiert, werde es aber gleich 
mal machen, danke

[علي بابا‎ (Gast)]

sesam schrieb:
> ich habe eine Glühlampe, die bei einer geringeren Frequenz laut fiept,
> daher die etwas höhere nich hörbare Frequenz.

Und du bist sicher, dass das Fiepen von der Glühbirne kommt? Der 
Glühdraht kann doch schon einer 100Hz Modulation kaum folgen.

> Bei noch höheren frequenzen wird der FET zu heiß.
Könnte das an der Ansteuerung oder am Typ liegen?

[sesam (Gast)]

Beitrag "Re: 10 x 25 W / 12V an uC"
>Rufus Τ. Firefly schrieb:
>> Glühlampen sind so träge, daß es völlig sinnlos ist, sie mit
>> Schaltfrequenzen deutlich über 100 Hz anzusteuern.

>kleiner als 100 Hz habe ich es noch nicht probiert, werde es aber gleich
>mal machen, danke

wurde gestest mit einer Frequenz von 57 Hz,78 Hz und 117 HZ. Bei allen 
Frequenzen wurde lautes fiepen hörbar von der Glühlampe ausgesendet

Trotzdem danke ;-)

[sesam (Gast)]

علي بابا‎ schrieb:
> nd du bist sicher, dass das Fiepen von der Glühbirne kommt?

jap sehr sicher!

علي بابا‎ schrieb:
> Könnte das an der Ansteuerung oder am Typ liegen?

benutze den IRLZ34N, Ansteuerung siehe Schaltplan oben.

[Ulrich F. (Gast)]

Also, meines Erachtens nach schießt du da mehrere Böcke!

Erster:
Du macht einen zweiten Thread auf!

Zweiter:
Du versuchst Glühbirnen mit 20-30kHz pwm zu versorgen....

Dritter:
Du baust einen massiven Störsender!!
Gnadenlos!



100Hz sollten dicke reichen.

Glätte die Flanlen mit einem LC Glied. Dann summen die Birnen nicht 
mehr, und deine Nachbarschaft kann wieder Radio hören!

Beispiel: (ka, ob für deine Anwendung angemessen....)
http://www.belektronig.de/index.php/de/produktliste/oem-peltier-temperaturregler/oem-lc-filter-pwm-signale-glaetten





Eigentlich würde eine Stromsteuerung für Glühlampen reichen. PWM ist 
nicht nötig.
Auch Phasenanschitt .....

[sesam (Gast)]

schaltplan hier ;-)

[Ulrich F. (Gast)]

sesam schrieb:
> Zusammenfassend habe ich den neuen Beitrag erstellt.

Watt is ...?
Haben dir die Antworten nicht gefallen?

[sesam (Gast)]

Ulrich F. schrieb:
> Du macht einen zweiten Thread auf!

ja, ich dachte, dass der Titel dann passender wäre. sry wenn es 
unangemessen ist...

Ulrich F. schrieb:
> Du baust einen massiven Störsender!!
> Gnadenlos!

kannst du mir das bitte erklären?  in demBereich kenne ich mich nicht so 
gut aus.

Ulrich F. schrieb:
> Glätte die Flanlen mit einem LC Glied. Dann summen die Birnen nicht
> mehr, und deine Nachbarschaft kann wieder Radio hören!
>
> Beispiel: (ka, ob für deine Anwendung angemessen....)
> 
http://www.belektronig.de/index.php/de/produktliste/oem-peltier-temperaturregler/oem-lc-filter-pwm-signale-glaetten

mhh kommt mir sehr groß vor.. könnte ich nicht für jeden Kanal (15) ein 
kleines LC-Glied nehmen? Die Lampe hat eine Leistung von 24W bei 2A/ 
12VDC

Danke Ulrich F. trotz des neues Threads!!

[علي بابا‎ (Gast)]

sesam schrieb:
> Ansteuerung siehe Schaltplan oben

sesam schrieb:
> schaltplan hier ;-)

ahhh.

R4 ist viel zu klein. Und ich würde einen kleiner Gate-Vorwiderstand 
einbauen. Welche Induktivität haben deine Zuleitungen zur Lampe und wie 
ist die Versorgungsspannung abgeblockt?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

sesam schrieb:
> Zusammenfassend habe ich den neuen Beitrag erstellt.
Ich habe die Threads wieder zusammengeführt. Es ist ja das selbe 
ungelöste Problem....

sesam schrieb:
> Ulrich F. schrieb:
>> Du baust einen massiven Störsender!!
>> Gnadenlos!
> kannst du mir das bitte erklären?
Wenn du deine 12V so schnell schaltest, dass sogar die Lampe pfeift, 
dann erzeugst du so hohe Frequenzen, dass die mit Sicherheit von der 
Leitung abgestrahlt werden.

Hast du ein Oszilloskop zur Hand?

[Ulrich F. (Gast)]

sesam schrieb:
> mhh kommt mir sehr groß vor.. könnte ich nicht für jeden Kanal (15) ein
> kleines LC-Glied nehmen? Die Lampe hat eine Leistung von 24W bei 2A/
> 12VDC

War ja auch nur das erste, was ich per Google gefunden habe.

Kann sicherlich leichter/kleiner gebaut werden.

[sesam (Gast)]

Lothar Miller schrieb:
> Hast du ein Oszilloskop zur Hand?

leider nicht, nur einen logic analyzer.

علي بابا‎ schrieb:
> R4 ist viel zu klein.

wie sollte man den denn dimensionieren? ist das nicht einfach ein 
Pulldown-R?

[sesam (Gast)]

Ulrich F. schrieb:
> Glätte die Flanlen mit einem LC Glied. Dann summen die Birnen nicht
> mehr, und deine Nachbarschaft kann wieder Radio hören!

kann mir da jemand bei der dimensionierung helfen? in dem Bereich bin 
ich nicht sooo fit ;-)

[sesam (Gast)]

kann mir da jemand helfen?

[Harald W. (wilhelms)]

sesam schrieb:

> kann mir da jemand bei der dimensionierung helfen?

Sowas dimensioniert man typisch durch Ausprobieren
mit Hilfe eines Oszis...

[Conny G. (conny_g)]

Oder mit LTSpice simulieren.

[Conny G. (conny_g)]

sesam schrieb:
> Lothar Miller schrieb:
>> Hast du ein Oszilloskop zur Hand?
>
> leider nicht, nur einen logic analyzer.
>
> علي بابا‎ schrieb:
>> R4 ist viel zu klein.
>
> wie sollte man den denn dimensionieren? ist das nicht einfach ein
> Pulldown-R?

Ja, das ist ein Pulldown. Ich habe die bisher bei Mosfets immer mit 100k 
gesehen. Google mal rum nach Pulldown Mosfet.
M.e. Sollte er wenigstens 10k sein.

[Gerald B. (gerald_b)]

Für die Leistung kann man auch ganz gut ein altes ATX-Netzteil 
missbrauchen. Googele mal, da brauchen nur 2 Pins kurzgeschlossen zu 
werden, dann startet es. Ganz nebenbei liefert es auch gleich 5V für den 
µC.
Wobei du wahrscheinlich sogar den µC mit den 5V Sleep betreiben kannst 
und das komplette Netzteil nur hochfährst, wenn du die 12V Power 
brauchst. Wirf sicherheitshalber einen Blick darauf, das es 20A auf der 
12V Rail verkraftet.

[Conny G. (conny_g)]

Versuche mal eine PWM Frequenz von 2,5 kHz, ein L von 220 oder 470uH und 
einen Kondensator von 470uF.
Dann kommt bei zB 50% Duty Cycle hinten eine Spannung von 6 Volt mit 250 
mV Ripple raus (mit 470 uH).
Es würde weniger Glättung aber ausreichen, 500mV bis 1 V sind sicher 
völlig ok.
Mit iCircuit simuliert.
Berechnen geht über die Grenzfrequenz des LC Tiefpasses, allerdings 
hilft Dir die Grenzfrequenz nicht, denn an der Stelle ist die Amolitude 
nur um 30% reduziert, Du willst sie aber fast wegbekommen.
Also ist entscheidend, dass die Grenzfrequenz des Tiefpasses sehr viel 
niedriger liegt als die PWM Frequenz. Dann ist das Filter so träge, dass 
hinten nur noch der Durchschnitt rauskommt - ganz lax ausgedrückt.

Die Grenzfrequenz eines Tiefpasses LC mit 470uH und 470uF C ist 338 
Herz. Vergleiche das mit den 2,5 KHz.
http://www.calculatoredge.com/new/resonance.htm

Bei 1k Frequenz hättest hier bereits ein Ripple von 2V, das würde bei 
einer 12V Birne auch noch gehen.

[Stefan V. (vollmars)]

Hi sesam,

also ich kenne das Pfeifen bei Halogenlampen.
Die Glühfäden haben da eine Resonanz.
Du schaltest den MOSFET hart, dadurch hast du steile Flanken mit 
entsprechend hohem Oberwellenanteil, diese regen den Glühwendel zum 
schwingen an. Ein Widerstand zwischen µController und MOSFET sollte das 
Problem lösen oder zumindest verringern. Ein guter Startwert sind 1kOhm, 
dann aber auch entsprechend niedrige Schaltfrequenz, da durch die 
langsamere Ansteuerung sich die Verluste pro Schaltvorgang erhöhen.

Der Wert von R4 ist völlig irrelevant, da der nur das Gate in nicht 
initialisiertem Zustand definiert auf 0V bringt. Das kann ruhig 
hochohmiger geschehen, >= 10kOhm.

Gruß
Stefan

[sesam (Gast)]

Stefan V. schrieb:
> dann aber auch entsprechend niedrige Schaltfrequenz

mit welcher Frequenz sollte ich da rechnen? evt. mit 100 Hz?

[sesam (Gast)]

Danke @ Conny G. (conny_g)
sehr gute Erklärung. ich werde mir das mal aufbauen und testen!!! Top 
Kommentar von dir

[sesam (Gast)]

Gerald B. schrieb:
> Für die Leistung kann man auch ganz gut ein altes ATX-Netzteil
> missbrauchen.

würde aber gerne eines ohne Lüfter bevorzugen ;-)

[Gerald B. (gerald_b)]

sesam schrieb:
> Gerald B. schrieb:
>> Für die Leistung kann man auch ganz gut ein altes ATX-Netzteil
>> missbrauchen.
>
> würde aber gerne eines ohne Lüfter bevorzugen ;-)

Häng einen Temperaturfühler ins Netzteil. Den kann der µC, den du ja 
ohnehin verwendest, mit links auswerten und den Lüfter per PWM ansteuern 
:-)

[sesam (Gast)]

Stefan V. schrieb:
> Ein Widerstand zwischen µController und MOSFET sollte das
> Problem lösen

wie das? Damit begrenze ich doch nur den Schaltstrom, oder nicht??

[sesam (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Versuche mal eine PWM Frequenz von 2,5 kHz, ein L von 220 oder 470uH und
> einen Kondensator von 470uF.

warum denn ein Tiefpass 2. ordnung? reicht nicht eines 1. Ordnung sprich 
RC-Filter? (hab grad kein L da ;-))

soo hier mal der aktualisierte Schaltplan...  F_PWM = 100Hz --> lautes 
fiepen

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

sesam schrieb:
> soo hier mal der aktualisierte Schaltplan...
Du schließt mit einen Mosfet einen Kondensator kurz. Wo hast du diesen 
aussergewöhnlichen Schaltungstrick gefunden? Merken brauchst du ihn 
nicht, denn er ist nicht gut...


sesam schrieb:
> F_PWM = 100Hz --> lautes fiepen
Das dürfte bestenfalls ein Knattern sein. Probier mal ein anderes 
Netzteil...

[Conny G. (conny_g)]

sesam schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Versuche mal eine PWM Frequenz von 2,5 kHz, ein L von 220 oder 470uH und
>> einen Kondensator von 470uF.
>
> warum denn ein Tiefpass 2. ordnung? reicht nicht eines 1. Ordnung sprich
> RC-Filter? (hab grad kein L da ;-))
>
> soo hier mal der aktualisierte Schaltplan...  F_PWM = 100Hz --> lautes
> fiepen

Ein LC-Filter hat weniger ohmsche Verluste als ein RC-Filter. Der 
Widerstand von L ist ziemlich klein, ebenso der eines C.
Aber bei RC muss der R ja richtig Strom vertragen und dann generiert er 
viel höhere Verlustleistungen.
Ohne dass ich jetzt da Experte wäre, aber ich meine einen RC würdest Du 
wohl nur bei niedrigen Leistungen wie einem Audiosignal verwenden.

Übrigens ist das mit dem langsameren Schalten (flachere Schaltflanken) 
gegen das Fiepen der Birne ein guter Tipp.
Ich denke, ich hatte das Problem bei mir deshalb nicht so stark - hab 
auch schon eine Experimentsserie mit Halogenbirne hinter mehr - weil ich 
den Mosfet generell langsamer schalten lies.
Ich meine dass meine Birne auch mal gefiept hätte. Das war bei mir aber 
kein Problem, denn ich wollte die flacheren Flanken schon gegen die 
elektromagnetische Abstrahlung haben. Das löst also gleich zwei 
Probleme, wenn man den Mosfet langsamer schalten lässt.

Wie passt das mit dem LC-Filter und dem langsamen Schalten zusammen?
Du kannst entweder das eine oder das andere tun oder beides kombinieren.
bei 24W auf einem Mostfet hast noch kein größeres Problem die Wärme des 
langsamen Schaltvorgangs zu handeln, aber bei höheren Leistungen (12V / 
7-10A) wird's langsam schwieriger, dann möchte man vielleicht beides 
nutzen. Oder den Strom auf zwei Mosfets aufteilen.
Ich bevorzuge langsameres Schalten mit dem Mosfet.