Hallo zusammen,
zunächst einmal möchte ich erwähnen, dass ich ein ziemlicher Laie bin
was Elektronik und Mikrocontroller angeht, da ich eigentlich
Informatiker bin und ich mich nur hobbymäßig mit diesem Thema
auseinandersetze. Man möge mir deshalb verzeihen, wenn meine Fragen
möglicherweise für den einen oder anderen ziemlich lächerlich klingen
;-)
Ich plane, für eine Wortuhr ähnlich wie in dem
Beitrag "Minutengenaue 24 Stunden-Wortuhr - wer will mitbauen?" eine LED-Matrix mit
WS2812B-Streifen und einem Arduino Nano als Steuerung aufzubauen. Ich
bin mir noch nicht ganz sicher, wie ich die Stromversorgung realisieren
soll, da die LED-Streifen ja 5V benötigen und der Arduino am VIN
mindestens 6V oder mehr benötigt. Folgende Varianten schweben mir vor:
1. 5V Schaltnetzteil (z.B. http://www.ebay.de/itm/310895656590), welches
die LED-Streifen versorgt und den Arduino direkt über den 5V Pin mit
Strom versorgt. Bei dieser Variante bin ich mir nicht sicher, ob das
Netzteil eine genügend stabile Spannung für den Arduino liefert, da die
Spannung am 5V-Pin des Arduino ja geregelt sein muss.
2. Besagtes Netzteil für die LED-Streifen und ein Pull-Up Regler, um aus
den 5V z.B. 12V zu machen, die der Arduino problemlos am VIN-Pin
verarbeiten kann.
3. Besagtes Netzteil für die LED-Streifen und ein separates, kleineres
Netzteil mit 9V oder 12V für den VIN-Pin des Arduino.
4. Nur ein ausreichend dimensioniertes Netzteil mit 12V, welche für die
LED-Streifen über Spannungsregler auf 5V reduziert werden.
Welche dieser Varianten wäre die sinnvollste? Oder gibt es noch einen
völlig anderen Weg, um sowohl LED-Streifen als auch Arduino mit der
richtigen Spannung zu versorgen?
Außerdem stellt sich mir noch die Frage, ob ein externes Netzteil
(ähnlich Laptopnetzteil) oder ein internes wie in dem ebay-Link
sinnvoller wäre. Die Uhr soll wahrscheinlich in einem Ribba-Rahmen von
Ikea untergebracht werden.
Vielen Dank für Eure Hilfe! Tolles Forum übrigens :-)
Hallo,
> Alzeck schrieb:> da die LED-Streifen ja 5V benötigen und der Arduino am VIN> mindestens 6V oder mehr benötigt.
Ich kenne Arduino selbst nicht genau, aber du schreibst auch nicht,
welchen du nutzen willst. Gibt ja schließlich einige.
Die mind. 6V am Vin deuten darauf hin, dass da noch ein Spannungsregler
auf dem Board ist. Falls dieser auf 5V regelt, so kann der auch einfach
gebrückt werden und du nutzt dann eben nur ein stabiles 5V-Netzteil.
Falls da aber auf 3,3V geregelt wird, so wäre zu prüfen, ob der
Spannungsregler nicht auch mit 5V gerade noch zurecht kommt.
Falls nicht, sollte der Regler einfach durch einen LowDrop-Typ ersetzt
werden.
Alle andere Lösungen sind eher umständlich und Ernergieverschwendung.
Es gibt die Arduino auch mit Uin = 5V.
http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardYun
Wozu du allerdings ein NT mit 50W Belastbarkeit für so eine Uhr
brauchst, ist mir unklar. Falls das Teil so viel Leistung schluckt,
kostet es pro Jahr noch mal 100€ Stromkosten. Ich meine, ein
USB-Steckernetzteil mit 5W sollte auch reichen.
Gruß Öletronika
Variante 1 ist gut. Jedoch solltest du die Netzteile unnötig
überdimensionieren. Lege es darauf aus, dass alle Leds weiß leuchten
können.
Ich habe keine WordClock, aber ausgehen von 100 WS2812B Leds solltest du
ein Netzteil mit 100*3*20mA = 6A einplanen. Das reicht, da eigentlich
die Leds nicht dauerhaft bei dir in weiß auf voller Helligkeit leuchten
werden. Wenn doch, solltest du dir auch um eine andere Befestigung oder
fertige PCBs kümmern. Die Teile geben dann eine ordentliche Wärme ab.
Den Arduino kannst du dann direkt über 5V speisen. Aber Achtung, wenn du
den Arduino Programmierst, sollte entweder das USB Kabel keine 5V
liefern oder aber die 5V vom Netzteil dürfen nicht in den Arduino
fließen.
Wenn du das ganze mit einem Atmel AVR mkII machst, kann alles so
bleiben.
Variante 2 ist möglich. Hier würde ein einfacher StepUP Regler reichen,
der aus 5V -> 7V macht. Dann hast du kein Problem mit der Programmierung
über USB.
Variante 3 überflüssig.
Variante 4 ineffizient.
Ein MeanWell Netzteil reicht hier vollkommen aus, 6A @5V
Ich habe mich nun doch für einen Arduino Pro Mini in der 5V Version
entschieden.
Das besagte Netzteil hatte ich ausgesucht, da eben bei 114 LEDs x 60mA =
6,84A doch einiges an Leistung benötigt wird. Da aber, wie bereits
erwähnt wurde, niemals alle LEDs gleichzeitg leuchten, werde ich wohl
doch nur ein einfaches Steckernetzteil mit maximal 3A nehmen, das sollte
für die Darstellung der aktuellen Uhrzeit bei maximaler Leuchtkraft
ausreichend sein.
Nun die nächste Frage: Ist ein solches Steckernetzteil eine "geregelte
Spannungsquelle"? Sprich, sind die 5V eines solchen Steckernetzteils
stabil genug, um diese direkt an den 5V-Pin des Arduino zu legen, also
ohne vorgeschalteten Spannungsregler? Ich könnte mir vorstellen, dass es
beim Wechsel zwischen den verschiedenen LEDs doch zu einigen
Spannungsschwankungen kommen könnte.
Sollte ich evtl. noch einen Pufferkondensator vor den Arduino schalten?
Wenn ja, welche Größenordnung wäre dann erforderlich?
Oder benötige ich bei einem solchen Netzteil unbedingt einen
Spannungsregler vor dem Arduino?
Ich hatte beispielsweise an ein Netzteil dieser Art gedacht:
http://www.reichelt.de/Festspannungsnetzteile/PSA-15R-050-V/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=111200&GROUPID=4946&artnr=PSA+15R-050-V
Hallo,
> Marcus K. schrieb:> ch habe mich nun doch für einen Arduino Pro Mini in der 5V Version> entschieden.> Das besagte Netzteil hatte ich ausgesucht, da eben bei 114 LEDs x 60mA => 6,84A doch einiges an Leistung benötigt wird.
Da frage ich mich, ob man 60mA pro LED braucht. Willst du die Uhr bei
direkter Sonneneinstrahlung ablesen?
LED mit hoher Effizienz, die paar Cent mehr kosten rentieren sich bald.
Selbst mit 10W mittlerer Leistung kostet die Uhr über Jahr ca. 20€
Energiekosten. Das wird über die Jahre eher noch mehr!
Ansonsten wird das im Dunkeln wohl eher blenden. Dimmung sollte man
allemal vorsehen.
> doch nur ein einfaches Steckernetzteil mit maximal 3A nehmen, das sollte> für die Darstellung der aktuellen Uhrzeit bei maximaler Leuchtkraft> ausreichend sein.
Mal ehrlich, solche Projekte, die auch Dauer erhebliche Unterhaltskosten
verursachen, sind nicht zeitgemäß.
> Nun die nächste Frage: Ist ein solches Steckernetzteil eine "geregelte> Spannungsquelle"? Sprich, sind die 5V eines solchen Steckernetzteils> stabil genug, um diese direkt an den 5V-Pin des Arduino zu legen,
Allemal. Das ist gar kein Problem.
> Sollte ich evtl. noch einen Pufferkondensator vor den Arduino schalten?
Natürlich, das sogenannte Abblocken der Betriebsspannungen ist Grundlage
jeder stabilen Schaltung. Zuleitungen haben Impedanzen und
Regelschaltungen können nicht unendlich schnell ansprechen.
Da sollte es klar sein, das man durch einfügen von Kond. einen wirksamen
Zwischenspeicher mit Tiefpasseigenschaften erzeugen sollte.
Ich finde ich teilweise lustig, wie auf höchstem Niveau simuliert und
modeliert wird und man hochkomplexe System mit Mdr. Transitorfunktionen
programmiert, aber von solchen Trivialgrundlagen nix weiß.
> Wenn ja, welche Größenordnung wäre dann erforderlich?
Wenn wirklich bis zu 3A Strom fließen sollen, dann sind mind. 1000uF,
besser 2200uF und mehr anzuraten (Elkos).
Dazu parallel sogenannte Stützkondensatoren mit sehr viel niedrigerem
ESR (Keramik-C, MLCC)
http://de.wikipedia.org/wiki/Keramikkondensator#Keramikvielschicht-Chipkondensatoren_.28MLCC.29
mit z.B. 10...22uF und dicht an den aktiven Schaltungen 100nF....1uF.
Beitrag "Spannungsversorgung Blockkondensatoren"http://www.elektronikinfo.de/strom/kondensatoranwendung.htm> Oder benötige ich bei einem solchen Netzteil unbedingt einen> Spannungsregler vor dem Arduino?
Nein, wenn das NT stabilisiert ist, reicht das.
> Ich hatte beispielsweise an ein Netzteil dieser Art gedacht:> http://www.reichelt.de/Festspannungsnetzteile/PSA-15R-050-V/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=111200&GROUPID=4946&artnr=PSA+15R-050-V
Das wird schon ok sein.
Ich habe gute Erfahrungen mit den Steckernetzteilen von Dehner.
Die gibt es z.B. Bei Conrad
http://www.conrad.de/ce/de/product/512839/Stecker-Netzteil-Festspannung-Dehner-Elektronik-SYS-1357-1505-5-VDC-3000-mA?ref=searchDetail
Wenn du dich doch zu etwas Stromsparen entscheidest, dann reicht auch
das:
http://www.conrad.de/ce/de/product/512723/Stecker-Netzteil-Festspannung-Dehner-Elektronik-SYS-1381-1005-W2E-EURO-5-VDC-2000-mA?ref=searchDetail
Gruß Öletronika
Ich würde das Netzteil lieber für den maximalen Strombedarf auslegen,
denn es gibt ja keinen zuverlässigen Reset (außer Du baust einen
Schalter/Mosfet/Relais ein): Wenn die Kette einmal sehr helle Farben in
den Latches gespeichert hat kann die Spannung auf der Kette einbrechen
und es beginnt hinten zu flackern und neue Farben werden nicht mehr
richtig angenommen oder weitertransportiert. Das ist mir zumindest immer
dann passiert, wenn ich ein Testprogramm laufen lasse und zuviele LEDs
an sind und ich nicht an beiden Seiten des Strips 5V anlege. (Ich
experimentiere gerade etwas mit dem Spannungabfall auf "J-Y(ST)Y
4x2x0,8"-Leitung bei dem ich je 4 Adern verbinde, und mit höheren
Spannungen als 5v auf der Leitung und Schaltreglern von Aliexpress, die
leider zu heiß werden)
Ein Überlastschutz in einem kleinen Netzteil, das dann zuverlässig
abschaltet, würde natürlich nach ein paar Sekunden alle Latches löschen.
