Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 12W LEDs über Smartphone/Fernbedienung Dimmen


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von J. F. (jeroy)


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Guten Tag,

ich suche schon seit länger Zeit nach einer Möglichkeit diverse LEDs in 
Haus und Flur über die Ferne, also Fernbedienung, Smartphone oder PC zu 
dimmen.
Ein kurzer Satz zu meiner Persönlichkeit. Ich interessiere mich für 
Elektronik, kenne mich aber nicht besonders gut aus, eine einfache 
Schaltung kann ich wohl lesen, was z. B. ein Widerstand, Quarz, 
Transistor, MOSFET, Optokoppler usw. werde ich wohl auch erkennen. 
Allerdings habe Beruflich nichts mit Elektronik am Hut.
Vor ca. 1 ½ Jahren habe ich mal im örtlichen Elektronik-Fachhandel C… 
nachgefragt, welche Möglichkeiten es gäbe 12V LEDs per Smartphone oder 
Fernbedienung zu Dimmen, der Kundenberater / Verkäufer sagte: ,,In 
Moment noch Leider keine.“ Er zeigte mir dann noch Funksteckdosen. 
Seitdem habe ich bisher schon diverse Dimmer, ähnlich diesem 
[https://www.amazon.de/Helligkeit-Dimmer-Regler-Controller-Remote/dp/B00ALNJFOI/ref=sr_1_109?ie=UTF8&qid=1481325302&sr=8-109&keywords=led+dimmer] 
gekauft, allerdings taugten sie nichts, entweder flackerte das Licht, es 
ging in der Nacht von alleine an oder die Fernbedienung reagierte nicht 
etc. pp.

Welche Möglichkeit gibt es eine z. B. 12V LED zu Dimmen?
Meine bisherigen Recherchen ergaben nicht viel. Meistens Chinaware.
Da ich hier noch einen Raspberry Pi habe der sich langweilt, würde ich 
diesen benutzen um mit Hilfe eines PWM Signales folgendes zu Regeln.

1. Einen Step-Down LED Driver der sich über PWM ansteuern lässt z. B. 
der Mean Well LDD-700H. Aber, so wie ich es sehe laut Datenblatt: Power 
ON with dimming: DIM ~ -Vin >2.5 ~ 6VDC or open circuit. Also benötigt 
der LDD-700H, eine PWM Spannung von 3 V. Dies kann der RPi nicht 
erfüllen, bei einem Duty Cycle von 80% und weniger, gibt der RPi ca. 
2,63 Volt ab. Das sind nicht gerade einmal 20% die gedimmt werden. Also 
müsste ich irgendwie das PWM Signal verstärken, aber wie?

2. Ein MOSFET (IRLZ34NPBF), dieser dient als „Dimmer“ bzw. Voltage 
Regulator. Meine Befürchtungen sind jedoch, dass wenn ich eine bis 
mehrere LEDs Dimme, die 6 bis 34 Watt verbrauchen, das dieser ziemlich 
der MOSFET erstens ziemlich viel verbraucht und verheizt, ähnlich wie 
ein Widerstand. Stimmt das, dass wenn ich z. B. den Duty Cycle auf 50% 
stelle, der MOSFET die Hälfte der sozusagen gedrosselten Energie 
verbraucht/verheizt, oder ist das ganze viel effektiver als ich glaube?

3. Mikrocontroller der über I2C angesprochen wird. Dieser 
Mikrocontroller z. B. PCA9685…

Wie kann man eine 12V/1A LED Effizient Dimmen?

Da ich nirgends eine Lösung gefunden habe, hoffe es war die richtige 
Entscheidung mich hier in diesem Forum anzumelden und mir kann jemand 
weiterhelfen.


Mit freundlichen Grüße
Jeroy

von W.A. (Gast)


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J. F. schrieb:
> ich suche schon seit länger Zeit nach einer Möglichkeit diverse LEDs in
> Haus und Flur über die Ferne, also Fernbedienung, Smartphone oder PC zu
> dimmen.

Lösungen dafür findest du fertig im Unterforum Haus & Smart Home, z.B. 
OpenHAB, WebIOPi o.ä.

> Meine bisherigen Recherchen ergaben nicht viel. Meistens Chinaware.
Meinst du, die ganzen LEDs, mit denen z.B. halb Shanghai beleuchtet ist, 
werden in Deutschland produziert?

> Wie kann man eine 12V/1A LED Effizient Dimmen?
Mit einer steuerbaren Konstantstromquelle in Form eines Schaltwandlers

von Sascha W. (sascha-w)


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J. F. schrieb:
> 1. Einen Step-Down LED Driver der sich über PWM ansteuern lässt z. B.
> der Mean Well LDD-700H. Aber, so wie ich es sehe laut Datenblatt: Power
> ON with dimming: DIM ~ -Vin >2.5 ~ 6VDC or open circuit. Also benötigt
> der LDD-700H, eine PWM Spannung von 3 V. Dies kann der RPi nicht
> erfüllen, bei einem Duty Cycle von 80% und weniger, gibt der RPi ca.
> 2,63 Volt ab. Das sind nicht gerade einmal 20% die gedimmt werden. Also
> müsste ich irgendwie das PWM Signal verstärken, aber wie?
Da bist du irgendwie auf dem Holzweg, wenn der Step-Down per PWM 
steuerbar ist, dann erkennt er den Sollwert anhand des Tastverhältnisses 
des PWM-Signals. Die Spannung am PWM-Ausgang des PI's ist entweder 3.3V 
oder 0V.
  Sollte also funktionieren.
Was du dir ausgerechnet hast währe eine analoge Ansteuerung, wobei das 
Analogsignal durch eine PWM erzeugt wird.

> 2. Ein MOSFET (IRLZ34NPBF), dieser dient als „Dimmer“ bzw. Voltage
> Regulator. Meine Befürchtungen sind jedoch, dass wenn ich eine bis
> mehrere LEDs Dimme, die 6 bis 34 Watt verbrauchen, das dieser ziemlich
> der MOSFET erstens ziemlich viel verbraucht und verheizt, ähnlich wie
> ein Widerstand. Stimmt das, dass wenn ich z. B. den Duty Cycle auf 50%
> stelle, der MOSFET die Hälfte der sozusagen gedrosselten Energie
> verbraucht/verheizt, oder ist das ganze viel effektiver als ich glaube?
Wenn du einen Transistor an einer PWM als Schalter betreibst, dann ist 
der entweder 100% AN (Verlustleistung durch Innenwiderstand des 
Transistors, bei Mosfets sehr gering) oder 100% AUS (kein Stromfluss, 
keine Verlustleistung).
Die Wandlung der PWM in eine analoge Größe (Helligkeit) findet, bei 
einer nackten LED, erst in deinem Auge stat, kurze Leuchtdauer, lange 
Pause => Dunkel, lange Leuchtdauer, kurze Pause => Hell.
Hat die LED-Lampe ein eingebautes Netzteil/Vorschaltgerät dann muss 
dieses auch für PWM Ansteuerung geeignet sein.

> 3. Mikrocontroller der über I2C angesprochen wird. Dieser
> Mikrocontroller z. B. PCA9685
der PCA ist kein MC, sondern ein IC der über I2C steuerbare PWM-Signale 
ausgibt. Den könntest du verwenden und auch mit dem Raspi ansteuern.
Zu bedenken:
I2C ist nicht gerade dafür gedacht größere Strecken zu überbrücken

> Wie kann man eine 12V/1A LED Effizient Dimmen?
s.o.

Sascha

von J. F. (jeroy)


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Sascha W. schrieb:
> steuerbar ist, dann erkennt er den Sollwert anhand des Tastverhältnisses
> des PWM-Signals. Die Spannung am PWM-Ausgang des PI's ist entweder 3.3V
> oder 0V.
>   Sollte also funktionieren.
> Was du dir ausgerechnet hast währe eine analoge Ansteuerung, wobei das
> Analogsignal durch eine PWM erzeugt wird.

Leider funktioniert dies nur bedingt. Mein Setup ein altes Labornetzteil 
und/oder ein 19V Laptop Netzteil. Das Problem ist das die LED zwar 
gedimmt wird, die LED aber ca. jede Sekunde aufblitzt.


> Wenn du einen Transistor an einer PWM als Schalter betreibst, dann ist
> der entweder 100% AN (Verlustleistung durch Innenwiderstand des
> Transistors, bei Mosfets sehr gering) oder 100% AUS (kein Stromfluss,
> keine Verlustleistung).
> Die Wandlung der PWM in eine analoge Größe (Helligkeit) findet, bei
> einer nackten LED, erst in deinem Auge stat, kurze Leuchtdauer, lange
> Pause => Dunkel, lange Leuchtdauer, kurze Pause => Hell.
> Hat die LED-Lampe ein eingebautes Netzteil/Vorschaltgerät dann muss
> dieses auch für PWM Ansteuerung geeignet sein.

Heißt das, dass der MOSFET so schnell durchschalten kann(z. B. mit 400 
bis 600 Hz)?
Ich habe gerade mal in den Datenblatt geguckt, Rise Time von 100ns also 
10 MHz. Also ja. Ich habe zuvor falsch gedacht, dass z. B. ein 50% Duty 
Cycle, also eine zu niedrige Spannung den MOSFET nur zu 50% öffnet.

Danke für die hilfreichen Antworten.

Güße
Jeroy

von W.A. (Gast)


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J. F. schrieb:
> Heißt das, dass der MOSFET so schnell durchschalten kann(z. B. mit 400
> bis 600 Hz)?

Wenn man es richtig macht, schreckt der auch vor 400kHz nicht zurück. 
Aktuelle Schaltwandler verwenden durchaus 1MHz.

von Sascha W. (sascha-w)


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J. F. schrieb:
> Leider funktioniert dies nur bedingt. Mein Setup ein altes Labornetzteil
> und/oder ein 19V Laptop Netzteil. Das Problem ist das die LED zwar
> gedimmt wird, die LED aber ca. jede Sekunde aufblitzt.
Das Problem ist in dem Fall wohl eine Software-PWM, wenn die in einem 
nicht Echtzeitfähigem OS läuft dann kann's schon mal zu Störungen in der 
Ausgabe kommen. Entweder einen GPIO mit Hardware PWM verwenden oder halt 
extern und über I2C, SPI oder UART ansteuern.
Wenn du mehrere Lampen steuern willst schau mal nach DMX.

Sascha

von J. F. (jeroy)


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Ich verwende den GPIO 18 und habe testweise mal einen anderen(GPIO 25) 
verwendet, dies ändert jedoch leider nichts am Flackern. Als OS benutze 
ich Respbian. Das ganze führe ich dann mit Putty, SSH bzw. dann Python 
aus.

von volksvorg (Gast)


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Du bist schon auf dem richtigen Weg.
Man kann das Problem in 2 Teile zerlegen. Du brauchst erstens eine 
Schaltung die dir die PWM erzeugt. Diese Schaltung kann z.B auch ein 
Wifi Interface haben. Ich habe gute Erfahrung mit dem esp8266 gemacht. 
Das ist ein Wifi Modul. Der MC auf dem esp8266 kann auch PWM.
Zweitens brauchst du eine Schaltung an die du deine LEDs anschließt und 
die deine PWM "verarbeitet". Der einfache Weg ist, man nimmt einen 
NMOS-FET. Das geht aber nur bei LED-Stripes bzw. bei LEDs die nur 20mA 
Stromaufnahme haben. Bei High Power LEDs geht das nicht. Die brauchen 
eine sog. Konstantstromquelle. Das ist meistens ein Schaltregler. 
Stichwort hier Buck bzw Boost converter. Kann man sich selber bauen. ist 
aber nicht Einfach
led-treiber.de hat einige Schaltungsbeispiele.
Mein Tipp
der MW-LDD-700H + esp8266 + Spannungsversorgung für den esp8266. Du 
brauchst einen Spannungsregler der dir 3.3V ausgibt für den esp8266. z.B 
LM317T

der MW-LDD-700H 5.10€
der esp8266 um die 3.50€
LM317 plus Hünerfutter (Widerstände und Kondensatoren) 1.30€
Da hast du für um die 10€ eine Schaltung die dir eine High Power LED 
über Wifi dimmt.

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