Hallo, ich möchte PowerLEDs zum Leuchten bringen, dafür braucht es natürlich eine Konstantstromquelle. Naiv wie ich bin - und nimm immer das einfachste, auch wenn du keine Ahnung hast... :-( - habe ich das hier nachgebaut: http://www.instructables.com/id/Circuits-for-using-High-Power-LED-s/step8/a-little-micro-makes-all-the-difference/ Genauer die Nummer #5, da ich es dimmen möchte mit einem 5V-Arduino. Als MosFET einen IRLZ34N, dazu einen BC547C als Transistor (R3 mit 1 Ohm, R1 mit 80K Ohm). Als LED dienen zwei Cree XM-L RGBW, immerhin in Serie geschaltet. Mein Ziel ist eine Lampe, die ich dann beliebig steuern kann (also wie das Phillips Hue-System). Als Aufbau habe ich es erst mal ohne Arduino aufgebaut, also auf dem Steckbrett. Stromversorgung mittels Netzteil mit 20V, ein StepDown-Platinchen in Fertigbauweise auf Basis LM2596S (siehe Bild, so fertig gekauft) als Stromversorgung. Arduino ist nicht angeschlossen, erst mal ohne, also anstelle des Mikrokontrollers dient meine Hand... Nun killt es mir aber ständig die MosFETs, sie werden heiß und dann gehen die LEDs nicht mehr aus, wenn ich den MosFET dann durchprüfe, ist er hinüber. Ich habe viele Vermutungen, woran es liegen kann, aber kein Wissen :-( Schaltet der MosFET zu langsam und kann nicht mit dem Transistor und dessen Regelgeschwindigkeit mithalten? Killt das den MosFET, weil er dann einfach die Leistung verbrät? Oder gibt es Spannungsspitzen aufgrund der inneren Kapazität irgendwo, die ihn killen? Seltsam ist auch, dass die LED bereits leuchtet, wenn ich den Plus-Anschluss, der für den Arduino gedacht ist, auch nur mit der Hand berühre... Mich würde erstens interessieren, warum meine MosFETs durchbrennen, und zweitens, ob die Schaltung überhaupt zu gebrauchen ist (Änderungen? Meine Vermutung ist ja, die Schaltung taugt gar nix) und drittens, welche Schaltung es sonst sein soll. Mein Wissen bzgl. E-Technik ist sehr gering, ich kenne die Funktionsprinzipien und R=U/I, aber mehr auch nicht. Schulwissen eben. Ich hab ein altes Oszi herumliegen, falls das was nützt? vg, Martin
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Wie gross hast Du R1 und R3 gewählt? Was genau macht Deine Hand? Fragen über Fragen Hauspapa
700mA bei (20-3.6-3.6-0.7=)12V sind 8,5 Watt, natürlich wird der MOSFET heiss, das Loch in der Blechlasche am Transistor machen die schliesslich nicht dran weil der Hersteller blöd ist sondern weil du einen Kühlkörper dran schrauben sollst. Die zweite Schaltung funktioniert bei 5V schon, bei 3.3V eher nicht, die Theorie der Instructables Seite daß ein uC-Ausgang open collector sein kann und dann mehr als 4V verträgt wie in der ersten Schaltung ist Humbug. Bei 80k darf aber die PWM nicht zu schnell sein, eher 100Hz als 10kHz, nimm 1k.
@Martin ET (martin_et) >ich möchte PowerLEDs zum Leuchten bringen, Wer möchte das heutzutage nicht? > dafür braucht es natürlich >eine Konstantstromquelle. Schon mal gut. >http://www.instructables.com/id/Circuits-for-using... Die obere Zeichgung hat einen massiven Fehler! >Genauer die Nummer #5, da ich es dimmen möchte mit einem 5V-Arduino. Die geht schon eher. >Als MosFET einen IRLZ34N, dazu einen BC547C als Transistor (R3 mit 1 >Ohm, > R1 mit 80K Ohm). HMM. >Als Aufbau habe ich es erst mal ohne Arduino aufgebaut, also auf dem >Steckbrett. Stromversorgung mittels Netzteil mit 20V, ein >StepDown-Platinchen in Fertigbauweise auf Basis LM2596S (siehe Bild, so >fertig gekauft) als Stromversorgung. Ja was denn nun? Entweder die Schaltung aus deinem Link oder eine ANDERE Konstantstromquelle! Beides zusammen wird meisten Murks. >Arduino ist nicht angeschlossen, erst mal ohne, also anstelle des >Mikrokontrollers dient meine Hand... Ganz toll! Wie soll man sehen, was du WIRKLICH aufgebaut hast? Siehe Netiquette!!! >Ich habe viele Vermutungen, woran es liegen kann, aber kein Wissen :-( Immerhin die Einsicht, dass es so ist. Kommt in diesem Forum nicht so häufig vor. >Schaltet der MosFET zu langsam und kann nicht mit dem Transistor und >dessen Regelgeschwindigkeit mithalten? Killt das den MosFET, weil er >dann einfach die Leistung verbrät? Wahrscheinlich. Aber ohne einen VOLLSTÄNDIGEN Schaltplan DEINES Aufbaus ist das schwer zu sagen. > Oder gibt es Spannungsspitzen >aufgrund der inneren Kapazität irgendwo, die ihn killen? Eher nicht. Das ist Esotherik. >Seltsam ist auch, dass die LED bereits leuchtet, wenn ich den >Plus-Anschluss, der für den Arduino gedacht ist, auch nur mit der Hand >berühre... Welcher denn? Denkst du, jeder Mensch auf dieser Erde kennt DEIN Modul?
Ach ja. SINNVOLLERWEISE nimmt man für POWER-LEDs eine Konstantstromquelle auf Schaltreglerbasis. Da ist das Modul schon mal der richtige Weg. Wenn die Jungs mitgedacht haben, das das auch einen PWM-Eingang. Dann braucht man aber keinen zusätzlichen Transistor und anderen Käse.
Für Power-LEDs bietet sich auch der Konstantstrombausatz vom led-stübchen an. Auf PT4115 Basis. Der hat auch einen DIM Eingang der sowohl analog bedient werden kann, als auch per PWM.
@ Cyblord ---- (cyblord) >Für Power-LEDs bietet sich auch der Konstantstrombausatz vom >led-stübchen an. Auf PT4115 Basis. Er hat schon ein Modul mit Schaltregler!
Falk Brunner schrieb: > Da ist das Modul schon mal > der richtige Weg. Wenn die Jungs mitgedacht haben, das das auch einen > PWM-Eingang. das IC hat den PWM Eingang, ob der auf der Platine rausgeführt ist weiss ich nicht, notfalls kann man ans IC Bein und klar kann man das Modul benutzen, man schmeisst das Poti raus und vom FB Eingang nach GND den Fühlerwiderstand der dem maximalen LED Strom entspricht, dort wird dann LED - -> Kathode angeschlossen, aber das powert schon mal 1,2V FB Spannung x LED Strom weg, also I Led 0,7A * 1,2V mindestens 1W Widerstand R = U/I = 1,2V/0,7A = ca. 2 Ohm LED + Anode kommt am normalen Ausgang. Falk Brunner schrieb: > SINNVOLLERWEISE nimmt man für POWER-LEDs eine > Konstantstromquelle auf Schaltreglerbasis. genau weil echte LED Treiber eine viel kleinere FB Spannung haben (durch internen Verstärker) somit verringern sich die Verluste. man benötigt keine weiteren Power Fets für andere Ströme entsprechend neu rechnen
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Hallo Falk, Falk Brunner schrieb: [...] > @Martin ET (martin_et) >>Als Aufbau habe ich es erst mal ohne Arduino aufgebaut, also auf dem >>Steckbrett. Stromversorgung mittels Netzteil mit 20V, ein >>StepDown-Platinchen in Fertigbauweise auf Basis LM2596S (siehe Bild, so >>fertig gekauft) als Stromversorgung. > > Ja was denn nun? Entweder die Schaltung aus deinem Link oder eine ANDERE > Konstantstromquelle! Beides zusammen wird meisten Murks. Das Platinchen dient dazu, eine Konstant-Spannung zu liefern (ca 8 Volt), damit der MosFET nicht zu viel zu tun hat (so dachte ich...) und anschließend kommt meine nachgebaute Schaltung, um den konstanten Strom zu erzeugen. Also...ähm...beides nacheinander zusammen. Das wird nix? Murks? Und dieser "Spannungswandler" ist der hier: http://www.amazon.de/LM2596-Schaltreglermodul-DC-DC-verstellbarer-Abw%C3%A4rtswandler-Blau/dp/B009P04YTO/ref=pd_bxgy_computers_text_y Da das Ding so günstig ist, hab ich mir davon gleich 10 Stück gekauft...braucht man ja oft. >>Arduino ist nicht angeschlossen, erst mal ohne, also anstelle des >>Mikrokontrollers dient meine Hand... > > Ganz toll! Wie soll man sehen, was du WIRKLICH aufgebaut hast? Sry, aus meiner Sicht war es "hinreichend", jemand, der - wie ihr - Ahnung hat, sieht dagegen noch viel, viel Spielraum. Ich hab mal ein Bild gemalt, wie es aussieht (siehe Anhang). Mit der Hand lege ich also das Kabel mal auf GND, mal auf +5V. >>Seltsam ist auch, dass die LED bereits leuchtet, wenn ich den >>Plus-Anschluss, der für den Arduino gedacht ist, auch nur mit der Hand >>berühre... > > Welcher denn? Denkst du, jeder Mensch auf dieser Erde kennt DEIN Modul? Danke für deinen Beitrag, ich hoffe, mein Bild macht es klarer. Mich wundert, dass die verlinkte Schaltung von www.instructables.com tatsächlich als "gangbar" durchgeht...immerhin sehr einfach und günstig. vg, Martin
Falk Brunner schrieb: > @ Cyblord ---- (cyblord) > >>Für Power-LEDs bietet sich auch der Konstantstrombausatz vom >>led-stübchen an. Auf PT4115 Basis. > > Er hat schon ein Modul mit Schaltregler! Eine dumme Frage...ja, mein Modul ist ein Step-Down-Ding, aber ich dachte, es würde mir eine feste niedrigere "Spannung" ausgeben aus einer höheren Eingangsspannung und es hätte mit "Konstant-Strom" nix weiter zu tun? vg, Martin
@ Martin ET (martin_et) >Das Platinchen dient dazu, eine Konstant-Spannung zu liefern (ca 8 >Volt), damit der MosFET nicht zu viel zu tun hat (so dachte ich...) Gut! > und >anschließend kommt meine nachgebaute Schaltung, um den konstanten Strom >zu erzeugen. Ist OK. > Also...ähm...beides nacheinander zusammen. Das wird nix? >Murks? Nein, das ist OK. Ich dachte dein Modul wäre eine Konstantstromquelle. >Bild gemalt, wie es aussieht (siehe Anhang). Mit der Hand lege ich also >das Kabel mal auf GND, mal auf +5V. OK. Aber was heißt 2x CRE XM-L ? 2x in Reihe? Parallel? Aber 8V reichen nicht für drei LEDs in Reihe (ohne Deppenapostoph). Oder sind es doch nur zwei? >Mich wundert, dass die verlinkte Schaltung von www.instructables.com >tatsächlich als "gangbar" durchgeht...immerhin sehr einfach und günstig. Nur, wenn der Mikrocontroller einen Open Drain Ausgang hat. Das haben meist nur "alte" 8051. PIC, AVR & Co haben Push-Pull, da geht das schief. Ok, zu deinem eigentlichen Problem. 1.) Das Gate darf NIE offen bleiben. Ein frei rumfliegender Draht ist Mist. Dort muss entweder der Arduino dran oder ein Umschalter. 2.) R1 auf ca. 1K vermindern Abbrennen sollte der MOSFET nicht. Allerdings braucht er einen kleinen Kühlkörper, je nachdem, wieviel Spannung übrig bleibt von deiner LED-Versorgungsspannung.
Martin ET schrieb: > Eine dumme Frage...ja, mein Modul ist ein Step-Down-Ding, aber ich > dachte, es würde mir eine feste niedrigere "Spannung" ausgeben aus einer > höheren Eingangsspannung und es hätte mit "Konstant-Strom" nix weiter zu > tun? so gekauft ja, aber wie macht er das ? er teilt die Ausgangsspannung über das Poti so auf das der FB Eingang 1,2V bekommt wenn deine Wunschspannung am Poti eingestellt ist. Wenn der FB Eingang nun 1,2V bekommt durch deinen LED Strom ist er genauso glücklich. siehe Bild http://www.minikits.com.au/image/data/modules/Lm2596-psu-01-cct.jpg Poti fliegt raus R1 wird -> R fühler für LED mit folgenden Ohm: U FB (1,2V) / I LED (hast du bis jetzt immer verschwiegen) und an FB kommt die Kathode der LED und die Anode der LED an OUT dann muss der Strom von Out über die LED über den neuen R1 nach GND und am R1 stellt sich der gewünschte LED Strom ein der genau 1,2V ergibt zum FB. Und wenn du das Bein 5 vom LM anhebst kannst du dort PWM machen mit on / off vom Arduino mit einem OC Transistor.
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Hallo Falk, >>Bild gemalt, wie es aussieht (siehe Anhang). Mit der Hand lege ich also >>das Kabel mal auf GND, mal auf +5V. > > OK. Aber was heißt 2x CRE XM-L ? 2x in Reihe? Parallel? > > Aber 8V reichen nicht für drei LEDs in Reihe (ohne Deppenapostoph). Oder > sind es doch nur zwei? Es sind 2 LEDs, damit reicht die Spannung von 8V. Und sie sind seriell dran (so viel habe ich schon gelernt). Ich habe die minimal mögliche Spannung am Step-Down-Regler eingestellt, mit der die LEDs schön hell leuchten. >>Mich wundert, dass die verlinkte Schaltung von www.instructables.com >>tatsächlich als "gangbar" durchgeht...immerhin sehr einfach und günstig. > > Nur, wenn der Mikrocontroller einen Open Drain Ausgang hat. Das haben > meist nur "alte" 8051. PIC, AVR & Co haben Push-Pull, da geht das > schief. > > Ok, zu deinem eigentlichen Problem. > > 1.) Das Gate darf NIE offen bleiben. Ein frei rumfliegender Draht ist > Mist. Dort muss entweder der Arduino dran oder ein Umschalter. > > 2.) R1 auf ca. 1K vermindern > > Abbrennen sollte der MOSFET nicht. Allerdings braucht er einen kleinen > Kühlkörper, je nachdem, wieviel Spannung übrig bleibt von deiner > LED-Versorgungsspannung. Gemessen habe ich folgende Werte: Spannung 1.2V zwischen D und S, Strom an R3 600mA (bzw. Spannung mit 0.6V an R3 gemessen und dadurch Strom durch R3 bestimmt, da mein Multimeter bei Anschluss Mist misst, je nach eingestellter Skala). So gehe ich davon aus, dass zwischen Source und Drain eben auch ca 600mA fließen. Ok, Gate darf also nie offen bleiben. Daher auch das gedimmte LED-Leuchten (bzw. sichtbares flimmern), wenn der Draht offen liegt. Auch wenn ich es nicht ganz verstehe, denn dann dürfte doch zwischen G und S keine Spannung sein, somit zwischen S und D kein Strom, somit...warum leuchtet da was?? Kühlkörper...kein Problem, kann ich drankleben. Aber was machte ihn so heiß? vg, Martin
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Martin ET schrieb: > Kühlkörper...kein Problem, kann ich drankleben. Aber was machte ihn so > heiß? das Flattern und seine Schaltverluste, evtl. wird er auch nicht richtig angesteuert.... machs dir doch leichter und nutze den Transistor vom Regler....
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Joachim B. schrieb: > Martin ET schrieb: >> Kühlkörper...kein Problem, kann ich drankleben. Aber was machte ihn so >> heiß? > > das Flattern und seine Schaltverluste, evtl. wird er auch nicht richtig > angesteuert.... > > > machs dir doch leichter und nutze den Transistor vom Regler.... Ja, danke, hab deinen Beitrag mit Interesse gelesen. Datenblatt vom LM2596S geladen und die Komponenten identifiziert. Im DB ist ja auch das Beispiel für den variablen Spannungsregler drin, was ziemlich identisch ist mit dem Ding, was ich vor mir habe, ausser dass die Werte der Kondensatoren und Spule etc. anders sind. Ich probiere es dann auch damit. An die Pins vom IC kommt man leicht ran, wenn sie auch nicht rausgeführt sind. Dennoch will ich auch wissen, wie mein eigentliches Schaltdiagramm funktioniert bzw. warum es eben nicht funktioniert hat. vg, Martin
habe jetzt ganz ehrlich nichts gelesen was hier steht außer den ersten zwei sätzen.hoffe daher das ich hier auch richtig liege :-) Aber es gibt die gleiche Platine auch mit 3 Potis unr regelbarer Spannung/Strombegrenzung für 50cent mehr..
Arni schrieb: > Aber es gibt die gleiche Platine auch mit 3 Potis unr regelbarer > Spannung/Strombegrenzung für 50cent mehr.. ...und ebenso geschönten Leistungsangaben...
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Hallo Joachim, Joachim B. schrieb: > Martin ET schrieb: >> Kühlkörper...kein Problem, kann ich drankleben. Aber was machte ihn so >> heiß? > > das Flattern und seine Schaltverluste, evtl. wird er auch nicht richtig > angesteuert.... > > > machs dir doch leichter und nutze den Transistor vom Regler.... Ok, ich habe es nun mit dem Spannungsregler nach deiner Anleitung probiert. An sich funktioniert es, nur gibt es ein gewisses Problem, weil der LM2596 wohl für ein PWM an Pin5 nicht ganz gedacht ist, d.h. er reagiert zu langsam. Ich habe mal ein Bild gemacht, damit man es sieht. Das hardwareseitige PWM des Arduino ist deutlich zu schnell, künstlich nachgebaut sieht es so aus (siehe Anhang): Die blaue Linie ist das PWM-Signal vom Arduino, meist high mit +5V, dann für eine Zeit low auf 0V. Die gelbe Linie ist die Spannung am Widerstand (auf 1.8 Ohm gesetzt), der als Regler dient. Man sieht, das Einschalten geht halbwegs flott, das Ausschalten aber zäh. Die Ausschaltzeit des Arduino (also blaue Linie auf 0V) ist ungefähr 0.5 ms (460 Mikrosekunden), also der LM2596 braucht durchaus 1 ms, um wieder abzuschalten. Käme ggf. eine Zusatzschaltung in Betracht, also ein Transistor, der den 1.8Ohm-Widerstand quasi kurzschließt, wenn der Arduino auf 5V geht? Ok, so einfach natürlich nicht, das würde den Strom durch die LED erhöhen, also auch dort einen Ausweg finden. Oder...noch eine klasse Idee, wie man das Ein-/Auschalten des Reglers verbessern kann? vg, Martin
Natürlich reagieren Schaltregler langsam. Aber in deiner ursprünglichen Schaltung auf Karopapier schaltet ein extra Schalter nach dem Schaltregler den MOSFET. Es ist also kein Problem, daß dein Schaltregler langsam schaltet. Es war niemals die Rede davon, daß Pin5 zu irgendwas wie PWM taugen würde. Du hast doch jetzt nicht die Unsinnsschaltung von Joachim B. aufgebaut ?
MaWin schrieb: > Natürlich reagieren Schaltregler langsam. > > Aber in deiner ursprünglichen Schaltung auf Karopapier schaltet ein > extra Schalter nach dem Schaltregler den MOSFET. > > Es ist also kein Problem, daß dein Schaltregler langsam schaltet. > > Es war niemals die Rede davon, daß Pin5 zu irgendwas wie PWM taugen > würde. > > Du hast doch jetzt nicht die Unsinnsschaltung von Joachim B. aufgebaut ? Hallo MaWin, doch, ich habe diese Schaltung probiert - ist ja ziemlich einfach und schnell getestet. Und sie funktioniert durchaus "sehr gut" und liefert einen konstanten Strom. Das Problem ist nur das PWM. Meine Originalschaltung (auf Karopapier und per Bildbearbeitung aussen rum gemalt) wird trotz Kühlkörper heiß und funktioniert nicht. Irgendwas läuft da noch falsch, nur weiß ich nicht, was. vg, Martin
Theoretisch kann man an der Schaltung C2 weglassen. Praktisch will der Regler eine kleine Kapazität sehen damit die Regelstrecke stabil bleibt. Aber das Abklingen des Stromes durch L1 kannst du nicht weglassen. Macht man L1 zu klein, wird der Strom-Ripple zu gross. Bei 10% Stromripple muss man schon dutzende Taktzyklen waren, bis der Strom auf unter 10% fällt, die LED auf on/off also mit "AUS" reagiert. Natürlich kannst du theoretisch die LED (und nicht auch noch R1) per MOSFET kurzschliessen, wenn sie aus sein soll.
Ein wenig Verbesserung konnte ich durch einen "Kniff" schaffen: Der Arduino bzw. ATmega-Familie (ATmega328P) hat interne Features über die Prozessorregister, so dass man die PWM-Frequenz in gewissen Grenzen einstellen kann. Standardmässig wird PWM-Frequenz auf Clockcycle/64 gestellt. Man kann die Zahl "64" aber auch ändern in eine von 1,8,64,256,1024. Bei 1024 flackert es, da sich hierdurch ca 30Hz PWM ergeben, aber 256 ist ganz ok mit 122 Hz. Das Signal nach dem LM2596 ist zwar immer noch nicht sauber, aber es lässt dem LM2596 schon deutlich mehr Zeit, sieht nun oftmals einfach sägezahnförmig aus anstelle eines Verlaufs, der darauf schließen lässt, dass er partout dem Rechtecktverlauf nicht mehr hinterherkommt. Wenn noch wer einen Tipp hat, ich bin dankbar. Vielleicht ist in meiner Ursprungsschaltung der BC547C einfach ein gar zu billiges Teil? Vielleicht ein besseres Modell, das schneller und sauberer durchschaltet für den MosFET? Oder ist der MosFET das Problem? Immerhin schaltet er schon sauber bei 3 Volt durch, im Gegensatz zu meinen anderen TTL-MosFETs (mit denen hat es so gut wie gar nicht geklappt, schalteten nicht sauber durch, bzw. nicht hinreichend bei 4.5V). vg, Martin
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