Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino mit 24V versorgen und High Power LEDs steuern


von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Hallo zusammen,

ich habe vor 10 Cree High Power LEDs (5W @ 1500mA, ~3,3V) an einem 
Arduino zu steuern. Dazu von Meanwell die LED Treiber LDD-700L und 
LDD-1000L [1].

Die LEDs werden in vorerst zwei Stränge aufgeteilt. Also 2 Treiber 
verwendet. Später kommt ein dritter hinzu.

Die Treiber werden mit 24V versorgt. Um damit auch den Arduino versorgen 
zu können nutze ich einen Traco TSR 1-2450 [2]. Der erzeugt 5V.

Die Pulldowns am PWM gegen Masse um die LEDs aus zu schalten wenn der 
Arduino aus ist.

Ich würde mich freuen, wenn ich eine kurze Bestätigung bekommen könnte, 
dass das so funktioniert. Ist der gemeinsame GND so in Ordnung oder kann 
es Probleme geben wenn der Arduino am GND des Schaltnetzteils hängt?

Danke :)
Grüße Julian

[1] 
https://www.reichelt.de/Treiber-fuer-Printmontage/MW-LDD-1000L/3/index.html?ACTION=3&LA=5&ARTICLE=147998&GROUPID=7258&artnr=MW+LDD-1000L

[2] 
https://www.reichelt.de/Wandler-bis-1-W/TSR-1-2450/3/index.html?ACTION=3&LA=5&ARTICLE=116850&GROUPID=7250&artnr=TSR+1-2450

von Falk B. (falk)


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@Julian Bauer (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)

>Ich würde mich freuen, wenn ich eine kurze Bestätigung bekommen könnte,
>dass das so funktioniert.

Ist OK.

> Ist der gemeinsame GND so in Ordnung

Das ist nicht nur in Ordnung, das ist ZWINGEND so nötig. Grundlagen der 
E-Technik und so.

von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Falk B. schrieb:
> @Julian Bauer (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)
>
>>Ich würde mich freuen, wenn ich eine kurze Bestätigung bekommen könnte,
>>dass das so funktioniert.
>
> Ist OK.
>
>> Ist der gemeinsame GND so in Ordnung
>
> Das ist nicht nur in Ordnung, das ist ZWINGEND so nötig. Grundlagen der
> E-Technik und so.


Ich danke dir. Ja ich habe das Zeug studiert. Möchte nun jedoch nicht 
100€ verheizen sondern lieber nochmal nachfragen. Ich habe einmal wo 
gelesen, dass das nicht so gut ist - aber ein etwas anderer 
Zusammenhang. Dann bin ich froh über deine kurze Rückmeldung.
Für Verbesserungs- und Erweiterungsvorschläge bin ich gerne offen :)

von Michael B. (laberkopp)


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Julian B. schrieb:
> ich habe vor 10 Cree High Power LEDs (5W @ 1500mA, ~3,3V)

10 pro LDD-700L LED-Treiber, oder ?

Das wird nichts, einerseits haben 10 '3.3V' LED in Reihe keine 33V, 
sondern (habe mal Cree angenommen, weil du NATÜRLICH nicht schreibst 
welche LEDs) je nach Laune 29V bis 36V und der LDD-700L schafft nur 32V. 
Ausserdem schafft er die 32V nur wenn er mit 36V versorgt wird und du 
gönnst ihm nur 24V. Er kann also maximal 5 LEDs in Reihe versorgen.

Julian B. schrieb:
> Ist der gemeinsame GND so in Ordnung

Der muss so sein. Da die Treiber entstört sind, sollte es sogar bei 
schlechter Verkabelung funktionieren.

Julian B. schrieb:
> Um damit auch den Arduino versorgen
> zu können nutze ich einen Traco TSR 1-2450 [2]. Der erzeugt 5V.

Ein Arduino Nano möchte 7V sehen. Man kann seinen internen 
Spannungsregler allerdings umgehen, dann reichen auch 5V. Du scheinst 
das so zu tun.

von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Michael B. schrieb:
> 10 pro LDD-700L LED-Treiber, oder ?

nein gesamt.
Habe doch geschrieben, dass es Cree LEDs sind?
Cree XP-G2 R5 und Cree XP-G2 R2 um genau zu sein [1].

Ich habe insgesammt 3 LDDs, zwei mit 1000mA und einen mit 700mA. Laut 
Datenblatt sind aber bis zu 7 LEDs bei Input Voltage 24V möglich. 24VDC 
In = 21VDC out, da Vout = Vion-3V. Ich gebe zu mit 21V wird es etwas 
knapp 7 LEDs @ 3,2V anzuschließen. Da mein LDD jedoch nicht bis 1500mA 
geht sondern bei 1000mA Schluss ist ist auch der Spannungsabfall an der 
LED Vf < 3,0V laut Datenblatt. Somit sollten 5 LEDs problemlos 
funktionieren. Wenn zu dunkel sollten aber auch 7 Stück klappen laut 
meiner Denkweise :P

Michael B. schrieb:
>Ein Arduino Nano möchte 7V sehen. Man kann seinen internen
>Spannungsregler allerdings umgehen, dann reichen auch 5V. Du scheinst
>das so zu tun.

wäre mit 7V versorgen besser gewesen? 7V bzw 7-12V wäre der Vin am Nano 
und 5V ist der "5V-Pin" (PIN27) am Nano? Ist mein eingesetzter 
Spannungsregler ausreichend genau oder kann das zu einem Problem werden? 
PWM Signal ist bereits ab 3,5V "HIGH" also muss der Arduino nicht 
zwingend 5,0V am PWM liefern können falls das sein könnte, ein paar 
Milli darunter wäre ach iO.

[1] https://www.led-tech.de/produkt-pdf/cree/XLampXPG2.pdf

von jz23 (Gast)


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Julian B. schrieb:
> wäre mit 7V versorgen besser gewesen?

Nein, 5V ist schon ok. So hast du am wenigsten Verluste. Und solange du 
den 5V Pin benutzt, passt das ja auch.

Julian B. schrieb:
> Ist mein eingesetzter Spannungsregler ausreichend genau oder kann das zu
> einem Problem werden?

Das dürfte bei den Tracos absolut kein Problem sein. Ich hab hier eine 
Schaltung mit einem Atmega, die seit 6 Monaten ohne Störung oder Absturz 
an einem Traco läuft.

von Michael B. (laberkopp)


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Julian B. schrieb:
>> 10 pro LDD-700L LED-Treiber, oder ?
>
> nein gesamt.

Hmm, wie auch immer man das auf 3 Treiber aufteilen will.

> Ich gebe zu mit 21V wird es etwas knapp 7 LEDs @ 3,2V anzuschließen.

Du hast immer noch nicht verstanden, daß "3.2V" bei einer LED keine 
feste Grösse sind, sondern ein typischer Wert der auch je nach 
Exemplar deutlich nach oben oder unten abweichen kann, also von 2.9 bis 
3.6V LED Spannungsbedarf muss so eine Schaltung schon funktioneren.

Natürlich taugt der LED-Treiber für 7 LEDs an 21V - bei roten LEDs die 
nur 2.1V (1.9 bis 2.3) pro Stück benötigen.

Julian B. schrieb:
> Cree XP-G2 R5

Im Datenblatt stehen NUR typische Angaben, aber bei 350mA auch eine 
Maximalangabe, und an der sieht man, daß Maximum durchaus 12% übner 
typisch liegen kann, die LED bei 1.5A also 3-5V benötigen kann.
Auch das Diagramm Electrical Charac teristics (TJ = 85 °C) ist 
typisch.

Keine Ahnung, warum Leute solche Probleme haben, Datenblätter zu lesen, 
P.I.S.A. Textverständnis ?

von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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jz23 schrieb:
> Das dürfte bei den Tracos absolut kein Problem sein. Ich hab hier eine
> Schaltung mit einem Atmega, die seit 6 Monaten ohne Störung oder Absturz
> an einem Traco läuft.

hast du ihn so angeschlossen wie ich auch? mit kondensator zwischen Vin+ 
und Vin- ? überlege ob ich den einbauen soll, da eh nur 24V anliegen. 
Mit Kondensator könnte ich aber auch auf 36V "aufrüsten" falls ich 
später mehr LEDs möchte. Sinnvoll oder nicht?

von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Michael B. schrieb:
> Hmm, wie auch immer man das auf 3 Treiber aufteilen will.

müssen die LEDs denn symetrisch auf die LDDs aufgeteilt werden? Wohl 
kaum, ich kann genauso gut 2 : 3 : 5 Leds auf die 3 LDDs verteilen. 
Außerdem schrieb ich eingangs, dass vorerst die 10 LEDs mit ZWEI 
Treibern betrieben werden. Das ist dann auch für dich harmonischer, wenn 
jeweils 5 pro LDD betrieben werden?

Michael B. schrieb:
>> [...] sondern ein typischer Wert [...]

genau, der bei 7 LEDs unterschiedlich ist. Bei der einen etwas höher, 
bei der einen etwas niedriger. Im Mittel wird jedoch trotzdem der 
"typische Wert" ungefähr erreicht. Mal davon abgesehen sehe ich bei 5 
LEDs kein Problem, dann dürfte jede LED 4,2V ziehen und das bei 700mA!

Keine Ahnung, warum Leute solche Probleme haben, anderen Leuten 
zuzuhören und darauf eine qualifizierte Antwort zu geben oder sich 
raushalten, wenn das nicht möglich ist,
höfliche Umgangsform ?

von Robert L. (lrlr)


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Michael B. schrieb:
> Keine Ahnung, warum Leute solche Probleme haben, Datenblätter zu lesen,
> P.I.S.A. Textverständnis ?

was wäre denn der "worst case" wenn man 7 LED verwendet?
dass anstelle der 1000mA nur mehr 850mA fließen?

oder wird was kaput?


nachdem dass kein Serienprodukt werden soll..?
hat man ja konkrete LED
in einer konkreten Einbausituation
ob DORT dann 5, 6 oder 7 funktionieren sagt dir das Datenblatt auch 
nicht

von jz23 (Gast)


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Schaden wird der Kondensator wohl eher nicht. Ansonsten würde ich noch 
eine Diode als Verpolschutz vor den Kondensator + Traco hängen.

von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Robert L. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Keine Ahnung, warum Leute solche Probleme haben, Datenblätter zu lesen,
>> P.I.S.A. Textverständnis ?
>
> was wäre denn der "worst case" wenn man 7 LED verwendet?
> dass anstelle der 1000mA nur mehr 850mA fließen?
>
> oder wird was kaput?
>
>
> nachdem dass kein Serienprodukt werden soll..?
> hat man ja konkrete LED
> in einer konkreten Einbausituation
> ob DORT dann 5, 6 oder 7 funktionieren sagt dir das Datenblatt auch
> nicht


mehr als 1000mA können nicht fließen. Eine höhere Spannung kann nicht an 
den LEDs abfallen. Also kann nichts kaputt gehen nach meinem 
Verständnis, nur nicht oder nur schwach leuchten.

eben also kein Problem. werde es mit weniger LED testen, dann 6 dann 7 
anschließen und den Strom messen, fertig. Dass die Spannung am Limit ist 
ist mir bewusst.

@ jz23: passt die diode so? muss der widerstand auch da hin? Welche 
Bauteile sollte ich hierfür nehmen?
Oder diode in Reihe? Dann habe ich aber einen ständig andauernden 
Spannungsabfall und der Traco bekommt nur schon noch ~23V statt 24V Vin?
Danke dir :)

: Bearbeitet durch User
von Robert L. (lrlr)


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die diode macht eine Kurzschluss, hätte ich gesagt..

von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Robert L. schrieb:
> die diode macht eine Kurzschluss, hätte ich gesagt..

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1206251.htm


da ich jedoch hohlstecker & buchen habe ist ein verpolen schwer möglich, 
außer ich verlöte es anfangs falsch :P

: Bearbeitet durch User
von Robert L. (lrlr)


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bezüglich link:
ja, nur ist dort eine Sicherung! die eben auslöst (bei dem Kurzschluss)
achso (dein R4 soll die Sicherung sein?)

: Bearbeitet durch User
von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Robert L. schrieb:
> bezüglich link:
> ja, nur ist dort eine Sicherung! die eben auslöst (bei dem Kurzschluss)

du hast natürlich recht. also in Serie... danke :)

von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Hallo zusammen, ich habe noch einmal eine Frage zur Dimensionierung der 
Diode. Möchte nun doch eine Schottky diode einsetzen um auch unter 
maximalen Bedingungen (Max Vin=36V DC, max Iin < 3 A)einen 
Verpolungsschutz zu gewährleisten.

habe folgende Diode rausgesucht, da sie eine niedrige Durchflussspannung 
hat, die Sperrspannung ausreichend ist und einen Strom von 3A aushalten 
könnte.

SB 560 :: Schottky Diode, DO201, 60V, 5A

passt das so??? oder habe ich noch etwas nicht bedacht?

Was wäre funktional der Unterschied in dieser Anwendung wenn stattdessen 
eine

Gleichrichterdiode, DO201AD, 400V, 3A

eingesetzt werden würde? Außer dass eine höhere Spannung anliegt und 
dadurch mehr Verluste und mehr Wärme entsteht?

Falls Ihr eine Diode findet die besser geeignet ist und bei reichelt 
angeboten wird bitte auch empfehlen. danke

Danke und ein schönes Wochenende,
Grüße Julian

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Julian B. schrieb:
> genau, der bei 7 LEDs unterschiedlich ist. Bei der einen etwas höher,
> bei der einen etwas niedriger. Im Mittel wird jedoch trotzdem der
> "typische Wert" ungefähr erreicht.

Typischerweise ist die typische V_f im Datenblatt bei einem Strom und 
einer Temperatur angegeben. Bei einer anderen Temperatur sieht der 
Wert folglich schon anders aus und falls die LEDs ähnliche Temperaturen 
haben, ändert sich die V_f in die gleiche Richtung. Da hebt sich im 
Mittel nichts auf. Und wenn die LEDs aus einer Charge stammen, ist es 
auch eher wahrscheinlich, dass sie sich sehr ähnlich benehmen. Noch ein 
Grund, warum sich da nichts sonderlich gut wegmittelt.

Julian B. schrieb:
> Habe doch geschrieben, dass es Cree LEDs sind?
> Cree XP-G2 R5 und Cree XP-G2 R2 um genau zu sein [1].

Warum sagst du das nicht gleich. Cree bietet wahrlich mehr als einen 
High Power LED Typ an.

von Wolfgang (Gast)


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Julian B. schrieb:
> SB 560 :: Schottky Diode, DO201, 60V, 5A

Die XP-G2 können eine Rückwärtsspannung von 5V ab.

Eine SB560 hat bei 100°C einen Sperrstrom von 25mA, bei 25°C immer noch 
0.5mA

Da musst du die 24V durch Widerstände parallel zu den LEDs schon sehr 
gleichmäßig verteilen, damit du mit der zulässigen Rückwärtsspannung 
klar kommst. Irgendwo muss der Sperrstrom der Schottky-Diode hin.

von Julian B. (Firma: Hochschule Reutlingen) (julian-bauer)


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Wolfgang schrieb:
> Julian B. schrieb:
>> SB 560 :: Schottky Diode, DO201, 60V, 5A
>
> Die XP-G2 können eine Rückwärtsspannung von 5V ab.
>
> Eine SB560 hat bei 100°C einen Sperrstrom von 25mA, bei 25°C immer noch
> 0.5mA
>
> Da musst du die 24V durch Widerstände parallel zu den LEDs schon sehr
> gleichmäßig verteilen, damit du mit der zulässigen Rückwärtsspannung
> klar kommst. Irgendwo muss der Sperrstrom der Schottky-Diode hin.

welche Diode ist dann besser geeignet? Sorry hab da einfach keine Ahnung 
und es gibt einfach tausende solcher Dinger. Muss auch keine Schottky 
sein wenn bei denen der Durchlassstrom noch generell so hoch ist. Vom 
Netzteil können wie gesagt maximal eben 36V kommen, 100W

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