Hi zusammen,
ich bin relativ neu in der Thematik Mikrocontroller und elektronische
Schaltungen und dachte mir als erstes Projekt mal einen LED Controller
aus. Jedoch habe ich bei der zu sehenden Schaltung probleme mit dem
Output und dachte vielleicht kann mir hier jemand helfen oder einen wink
in eine Richtung geben?
Zum Problem:
Der IC wird beim Starten in die Mode 1 0x00 und Mode 2 0x68, alle PWM
Ausgänge werden 0 sowie auf PWM gessetzt. Jedoch liegen bereits hier
1,63 V genenüber der 12 V Leitung bereits an jedem ausgang an. Werden
jetzt z. B. einzelne LED's auf einen Wert 1-5 geschaltet so haben auf
einmal alle Ausgänge 6-7 V und leuchten bereits schwach. Das Phänomen
verschwindet wenn die Ausgänge über einen Wert von 5 gesteigert werden.
Habe ich eventuell den IC falsch Konfiguriert? Ich habe schon fast alles
ausprobiert nur irgendwie bekomme ich es nicht in den Griff.
Liebe Grüße
Tobi
@Tobi (Gast)
>ich bin relativ neu in der Thematik Mikrocontroller und elektronische>Schaltungen
Dann solltest du möglichst gleich JETZT anfangen, gescheite Schaltpläne
zu zeichnen. Die inflationäre Verwendnung von Labels anstatt von
normalen Signalleitungen ist MIST!
Schaltplan richtig zeichnen>Habe ich eventuell den IC falsch Konfiguriert?
Falsch benutzt. Das Ding ist nicht wirklich als MOSFET-Treiber gedacht,
sondern nur zum direkten Ansteuern von LEDs. Dort wird, warum auch
immer, mit 97kHz eine PWM generiert, um die LEDs zu dimmen. Wenn die
Ausgänge aber mit 97kHz einen MOSFET ansteuern sollen, können da da
komische Effekte rauskommen.
@crazyhorse
Danke für die Info habe anscheinend die Bitfolge falsch herum
interpretiert.
@falk
Super die Anleitung und auch der Beitrag für die Erstellung von
Schaltplänen. Dann werde ich zukünftige Pläne direkt mal daran versuchen
:)
Einfach mal dumm gefragt. Der Einsatzzweck von Labels ist also am
besten, wenn die Menge der Signalleitungen einen Grad erreicht hat an
dem es zu unübersichtlich werden würde?
Wäre es eventuell besser einen PCA9685 zu verwenden, auch wenn dieser
ebenfalls nur ein LED Treiber ist, aber hier die PWM Frequenz festgelegt
werden kann um die komischen Effekte einzudämmen. Bzw. welche
Lösungsoptionen würden sich hier bieten unter der Bedingung PWM per I2C
mit 1-2A Ausgangsstrom?
PCA9685 passt, Ausgang auch hier auf Totem-Pole/Push-Pull stellen, mit
der PWM-Frequenz langsam hochtasten bis du einen guten Kompromiss
zwischen Flackern und FET-Verlustleistung gefunden hast.
Muss die Schaltung mit 3.3V laufen? Bei 5V gibt's eine größere Auswahl
an Logic-Level-FETs. I²C-Bus ist ja schnell pegelgewandelt.
Bei 3.3V könnte z.B Knapp-auf-Kante ein IRLML2502 pro Kanal reichen.
<5cent/Stück, mit 3.3V am Gate schaltet der fast 4 Ampere.
Gate Charge mit 8nC relativ klein, lässt auf hohe PWM-Frequenz hoffen.
Verträgt nur 20V Vds und ist nicht Avalance-Rated, wenn du lange Kabel
zu den LEDs verwenden willst: Schnelle Freilaufdiode!
der IRLZ34N tut's mit 3.3V Gatespannung sicher auch, auch wenn das
Datenblatt das nicht explizit garantiert. (bei 4.0V Vgs: 14A steht in
den Characteristics). Overkill, auch ohne Freilauf schwerer
kaputtzukriegen und Bastelfreundlicher ist er, aber auch langsamer.
Falk B. schrieb:> NEIN, eben NICHT SICHER!
Es klappt zu 99.99%. Wenn du das eine Sonder-Montags-Modell gefunden
hast, das bei Extremtemperatur eben keine ganzen 2 Ampere bei 3.3V
Gatespannung mehr schafft, dann kauf dir einen Lottoschein.
Sieh dir Diagram 3 im Datenblatt an. Steht zwar "Typical Transfer
Characteristics" dran, ist aber eher ein Worst-case-Diagram (Schaut aus
wie für Ugsthr = 2V gezeichet). Der FET wird nur besser als das, denn er
ist als Ugstrh = 1.0 … 2.0V spezifiziert.
Also: für eine Hobby-LED-Bastelei völlig in Ordnung und ausreichend,
wenn man den FET-Typen eben grad in der Bastelkiste liegen hat.
Und jemand der sowas für die Serie entwickelt, wird sicher selber
Datenblätter lesen können, und einen billigeren, besser passenden FET
wählen.
Hallo,
ich habe genau das gleiche Anliegen wie der TO und finde es schade, dass
es nicht abschließend geklärt wurde.
Ich möchte die 97khz verwenden und habe aktuell das gleiche IC vor mir
nur mit 100mA Ausgang direkt um LEDs anzusteuern. Nun haben meine LEDS
allerdings 900mA und bräuchte dafür noch eine Treiberstufe.
Wäre die Version https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCA9624.pdf eine
Alternative? oder welchen Mosfet könnte man für den PCA9634 verwenden?
Thomas Keller schrieb:> Hallo,> ich habe genau das gleiche Anliegen wie der TO und finde es schade, dass> es nicht abschließend geklärt wurde.
Doch, man muss es nur lesen und vor allem verstehen.
Es ist NICHT sinnvoll, größere LEDs mit 97 kHz PWM-Frequenz anzusteuern.
Es ist doppelt NICHT sinnvoll, mit dem PCA9634 direkt MOSFETs
anzusteuern, erst recht nicht mit 97kHz!
> Ich möchte die 97khz verwenden und habe aktuell das gleiche IC vor mir> nur mit 100mA Ausgang direkt um LEDs anzusteuern. Nun haben meine LEDS> allerdings 900mA und bräuchte dafür noch eine Treiberstufe.
Eben. Du brauchst eine Konstantstromquelle mit 900mA, welche
meistens als Schaltregler gebaut ist. Die kann man dann mit 100-500Hz
mit PWM dimmen. Alles andere ist nicht sonderlich sinnvoll.
> Wäre die Version https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCA9624.pdf eine> Alternative? oder welchen Mosfet könnte man für den PCA9634 verwenden?
Hast du einen Fetisch bezüglich dieses ICs? Es gibt Dutzende, deutlich
besser geeignete ICs. Nutze diese!
>Es gibt Dutzende, deutlich besser geeignete ICs
Welche wären das mit hoher PWM und I2C? Habe die einige großen
Hersteller angeschrieben, es gäbe noch den LT3964, der mit 200kHz-2MHz
direkt Leds mit bis zu 50W ansteuern kann, aber der ist schwerer zu
verarbeiten
>Die kann man dann mit 100-500Hz mit PWM dimmen
Hat das dann den gleichen Effekt wie hier bei 100Hz?
https://www.youtube.com/watch?v=DdToSNgPnO8
Um es mal an dieser Stelle anzumerken:
es ist etwas grundlegend anderes, ohne jegliche Spule die LEDs 100mal in
der Sekunde mit flachen Flanken mehr oder weniger lang ganz hell und
ganz dunkel zu schalten und dem Auge eine mittlere Helligkeit
vorzugaukeln.
Oder aber stattdessen eine Versorgung (Konstantstromquelle) mit einem
steilflankigen Schaltregler mit 100kHz aufzubauen.
Die ungeignetste Lösung wäre aber, ohne Spule und ohne
Schaltreglerstruktur einfach LEDs mit 100kHz und steilen Flanken voll
ein und auszuschalten.
Hallo Lothar, danke für deinen Kommentar. Wie sind ja hier, weil wir
nach Hilfe fragen, um unser Wissen aufzubessern. Was würdest du da
konkret als Lösung vorschlagen?
>steilflankigen Schaltregler
wäre damit ein Gatetreiber gemeint?
Ich habe hier noch jemand gefunden, der das Teil offenbar mit externen
Treiber am Laufen hat https://github.com/gordonthree/pca9633
Eine Spule sehe ich da allerdings nicht
Thomas Keller schrieb:>>Es gibt Dutzende, deutlich besser geeignete ICs> Welche wären das mit hoher PWM und I2C?
Was heißt denn hohe PWM? DU meinst hohe PWM-Frequenz. Warumm soll die
denn so hoch sein? Und vor allem, wie hoch denn? Zahlen!
Siehe Netiquette.
> Habe die einige großen> Hersteller angeschrieben, es gäbe noch den LT3964, der mit 200kHz-2MHz> direkt Leds mit bis zu 50W ansteuern kann, aber der ist schwerer zu> verarbeiten
Was soll der Unsinn?
>>Die kann man dann mit 100-500Hz mit PWM dimmen> Hat das dann den gleichen Effekt wie hier bei 100Hz?> https://www.youtube.com/watch?v=DdToSNgPnO8
Mensch Meier, sagt doch, was du im ENDERGEBNIS erreichen willst!
https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems
Du willst also eine Videoleuchte mit LED bauen, welche kein Flimmern auf
der Aufnahme erzeugt, welches durch eine niedrige PWM-Frequenz erzeugt
wird. Richtig?
Dazu nimmt man einen passenden Schaltregler, die haben heute um die
100-300kHz, mehr braucht man nicht unbedingt. Den dimmt man dann halt
NICHT per PWM, auch nicht mit 500 oder 1000Hz sondern linear, sprich,
der Stromsollwert wird linear vorgegeben. Mit einer ausreichend großen
Drossel wird auch der SEHR hochfrequente Stromripple ausreichend klein,
wenn es sein muss 10% vom Maximalwert oder weniger. Das ist dann nahezu
Gleichstrom und macht garantiert kein Flimmern auf dem Video. Fettig.
TPS92513https://www.ti.com/lit/gpn/tps92513
Das ist nur einer von Dutzenden mit linearem Steuereingang, der war halt
auf der Website als Werbung drauf.
Wenn man es noch ein Mü akademisch schöner machen will, nimmt man einen
normalen DC/DC Wandler, welcher nur knapp mehr Spannung ausspuckt, als
die LED bei vollem Strom an Spannung braucht, so ~1V mehr. Dann regelt
man den LED-Strom old school mit einer echten, linearen
Konstantstromquelle mit OPV + Transistor. Damit hat man 100%
flackerfreies Gleichlicht, sogar frei von hochfrequentem Flackern im
100kHz++ Bereich (Wenn der Ausgang des DC/DC Wandlers ausreichend
rippelarm gefiltert ist).
Thomas Keller schrieb:> Hat das dann den gleichen Effekt wie hier bei 100Hz?> https://www.youtube.com/watch?v=DdToSNgPnO8
Hmm, ich hab mir jetzt mal das Video komplett angesehen. Nett! Und
informativ. U.A., daß eine SYNCHRONE PWM kein Flimmern verursacht. Dumm
nur, daß die allermeisten Kameras keinen Sychronausgang haben 8-0
Falk B. schrieb:> Hmm, ich hab mir jetzt mal das Video komplett angesehen. Nett! Und> informativ. U.A., daß eine SYNCHRONE PWM kein Flimmern verursacht.
Das wusste früher jeder Autobastler, der mit Hilfe einer Stroboskoplampe
seinen Zündzeitpunkt eingestellt hat.
Und selbst in alten Westernfilmen sieht man an fahrenden Wagen manchmal
scheinbar stehende Räder.
Modern nennt sich das Aliasing - erscheint wie Gleichlicht, obwohl es
mit ein paar Kilohertz flackert.
Wolfgang schrieb:> Das wusste früher jeder Autobastler, der mit Hilfe einer Stroboskoplampe> seinen Zündzeitpunkt eingestellt hat.
Der Satz des Pythagoras ist auch 2500 Jahre alt, trotzdem wird er noch
in der Schule gelehrt (hoffe ich mal). Das ist KEIN Widerspruch.
>Was soll der Unsinn?
Was meinst du damit?
>die haben heute um die 100-300kHz, mehr braucht man nicht unbedingt.
Ja mein Test mit dem PCA9624 und 97kHz sah sehr gut aus..ich bräuchte
eben nur mehr Leistung. Die Ansteuerung per i2c funktioniert auch
problemlos damit.
>Dann regelt man den LED-Strom old school
Hier hatte ich bisher immer eine Änderung der Farbtemperatur, das würde
ich gerne vermeiden. Zudem ist pwm effizienter, wenn ich das richtig
verstanden habe.
Thomas Keller schrieb:> Zudem ist pwm effizienter, wenn ich das richtig> verstanden habe.
Nicht ganz, denn eine LED, z.B. gepulst mit 1A 60% ist heller als 2A
30%. Der Wirkungsgrad nimmt leicht ab zu höheren Strömen.
a) Die Prozent sind das Taktverhältnis. Das obige gilt für die
klassische reine PWM, dh Widerstand, Schalttransistor und LED.
b) Ist vor der LED noch ein Glättungskondensator, dann sind die
Verhältnisse natürlich anders.
c) Ein Schaltwandler, d.h. DCDC-Wandler, hat eine Speicherdrossel und
der Schalttransistor macht natürlich auch PWM. Da sind die Verhältnisse
natürlich anders. Zusätzlich ist meist vor der LED noch ein
Glättungskondensator.
Obiges "Nicht ganz" bezieht sich nur auf den Fall a).
Im Fall b) und c) stimmt, dass es mit PWM effizienter sei.
Thomas Keller schrieb:>>Was soll der Unsinn?> Was meinst du damit?>>> Habe die einige großen>>> Hersteller angeschrieben, es gäbe noch den LT3964, der mit 200kHz-2MHz>>> direkt Leds mit bis zu 50W ansteuern kann, aber der ist schwerer zu>>> verarbeiten
Du braucht nicht den superdollsten High End Schaltregler.
>>die haben heute um die 100-300kHz, mehr braucht man nicht unbedingt.> Ja mein Test mit dem PCA9624 und 97kHz sah sehr gut aus..ich bräuchte> eben nur mehr Leistung.
Ich schrieb, wie man das sinnvoll machen kann.
> Die Ansteuerung per i2c funktioniert auch> problemlos damit.>>>Dann regelt man den LED-Strom old school> Hier hatte ich bisher immer eine Änderung der Farbtemperatur,
Ach ja? Wie hast du das gemessen? Wie stark war die? Ist das WIRKLICH
praxisrelevant?
> das würde> ich gerne vermeiden. Zudem ist pwm effizienter, wenn ich das richtig> verstanden habe.
Hast du nicht. Eine lineare Konstantstromquelle mit minimalem
Spannungsabfall ist nur unwesentlich ineffizienter als reine PWM.
Außerdem kann man nicht alles auf einmal haben!
>Du braucht nicht den superdollsten High End Schaltregler.
Ja muss nicht unbedingt sein, soll halt ordentlich funktionieren. Muss
jetzt aber auch nicht das älteste Design sein, wenn es mittlerweile ggf
etwas besseres gibt.
zur Farbtemperatur: ja das hat man deutlich im Schnittprogramm im
Histogramm gesehen.
Danke auch an Dieter für die Erklärung!
Wenn man jetzt den TPS92513 nehmen würde. Könnte man da direkt einen DAC
zB https://www.ti.com/lit/ds/symlink/dac7571.pdf anschließen und somit
dimmen?
Dieter schrieb:> Am IADJ-Eingng des TPS. Von 0-1.8V.
Das Datenblatt sagt 180-1800mV, warum die auch immer keine Werte unter
180mV spezifizieren. Vermutlich weil dann die Parameter ein wenig weiter
weg laufen. Praktisch sollte es funktionieren.
Falk B. schrieb:> 180mV
Damit es zuverlaessig auch die untere Schwelle erreicht, auch wenn ein
paar mV Stoerungen auf der Leitung waeren oder eine CE-Strecke eine
Transistors da dran haengt.
Hallo,
interessant, da werde ich mal einen Schaltplan erstellen.
Könnte man auch den https://www.ti.com/lit/ds/slusbz6a/slusbz6a.pdf
nehmen, oder? Er hat Iadj bis 2.2V und ist dann feiner in der
Abstimmung.
Soweit ich das verstanden habe, sollte er die gleiche Funktion haben
ansonsten?