Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Intelligente Spektrallampe


von Nico G. (ockerle)


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HI,

arbeite seit längerem an einer 140W Spektrallampe mit der es möglich ist 
durch Mischung des Farbspektrums alle möglichen Farben wiederzugeben. Da 
die Steuerung mit einem Arduino Mega verbunden ist kann sie intelligent 
programmiert werden. Ich habe niemals eine Ausbildung zum Elektroniker 
gemacht oder ähnliches um Erfahrung im Bereich Elektronik zu sammeln. 
Alles Wissen habe ich mir also selbstständig angeeignet. Da kann es 
schon einmal zu Fehlern kommen gerade wenn man keine Grundlagen 
vermittelt bekommen hat. Im Anhang befindet sich ein Schaltplan zu der 
Lampe, ich habe die Schaltung mit kiCAD entworfen deshalb muss man 
zoomen, bei PNG erkennt man leider wenig deshalb würde ich jpg oder pdf 
empfehlen(sorry das da alles so klein ist man muss zoomen um 
Beschriftungen zu erkennen).Ich habe etwas Probleme die GROUND 
Problematik zu verstehen. Muss ich bei mehreren verbundenen 
Schaltkreisen alle GND Leitungen in der Gesamtschaltung verbinden?? Und 
wie sieht das nochmals genau mit dem Bezugspotential aus in meiner 
Schaltung? Wäre über etwas Hilfe und Tipps was ich falsch gemacht habe 
echt dankbar :)
Und wie gesagt ich habe das alles Hobby mäßig gelernt also bitte röstet 
mich nicht gleich wenn ich was Grundlegend falsch gemacht habe. Danke 
schonmal für eure Antworten :)

von Frank (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Muss ich bei mehreren verbundenen
> Schaltkreisen alle GND Leitungen in der Gesamtschaltung verbinden??

Was du nicht machen musst: ganz lange Verbindungen ziehen, um alle GNDs 
zu verbinden. Es ist so, dass alles, was am GND Symbol angeschlossen 
ist, miteinander verbunden ist. Benutze das GND Symbol also an mehreren 
Stellen, um die langen Verbindungslinien zu vermeiden. Gleiches gilt 
auch für die Potentiale: Das Symbol +24V kannst du mehrmals benutzen und 
alle angeschlossenen Pins sind verbunden.
Du kannst auch Labels (rechte Symbolleiste) hinzufügen, mit der du 
gleiches machen kannst (diesmal mit selbst vergebenen Namen -> alle 
Labels mit gleichem Namen sind miteinander verbunden).

Dann sollte es auch möglich sein, die Zeichnung ein wenig 
übersichtlicher zu gestalten. Momentan verstehe ich sie nicht vom ganzen 
Zoomen und Scrollen ;-)

von MaWin (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Tipps was ich falsch gemacht habe

BUZ11 direkt aus einem Arduino steuern ? Wie kommt man darauf ? Warum 
gibt es wohl LogicLevelMOSFETs ?

von Nico G. (ockerle)


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MaWin schrieb:
> Nico G. schrieb:
>> Tipps was ich falsch gemacht habe
>
> BUZ11 direkt aus einem Arduino steuern ? Wie kommt man darauf ? Warum
> gibt es wohl LogicLevelMOSFETs ?

Der BUZ11 verträgt die Gatespannung von 5V auch, ich brauche also keine 
vorwiderstände...

von Walter (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Der BUZ11 verträgt die Gatespannung von 5V auch, ich brauche also keine
> vorwiderstände...

er verträgt sie sogar so gut dass er da noch nicht mal vernünftig 
schaltet

von MiWi (Gast)


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Nico G. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Nico G. schrieb:
>>> Tipps was ich falsch gemacht habe
>>
>> BUZ11 direkt aus einem Arduino steuern ? Wie kommt man darauf ? Warum
>> gibt es wohl LogicLevelMOSFETs ?
>
> Der BUZ11 verträgt die Gatespannung von 5V auch, ich brauche also keine
> vorwiderstände...

Ich denke Du unterliegst einem kleinen Mißverständnis:

Natürlich verträgt der BUZ11 die 5V. Nur - er wird nicht immer 
ausreichend leitend wenn er nur 5V bekommt, der fühlt sich mit 10V 
Gatespannung wohler. Und das kann der ATMEGA nicht.

Also nimm einen, der bei 5V auch sicher durchschaltet...

Und nun bitte zurück an den Zeichentisch und einen lesbaren Schaltplan 
machen.

MiWi

von Nico G. (ockerle)


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> Ich denke Du unterliegst einem kleinen Mißverständnis:
>
> Natürlich verträgt der BUZ11 die 5V. Nur - er wird nicht immer
> ausreichend leitend wenn er nur 5V bekommt, der fühlt sich mit 10V
> Gatespannung wohler. Und das kann der ATMEGA nicht.
>
> Also nimm einen, der bei 5V auch sicher durchschaltet...
>
> Und nun bitte zurück an den Zeichentisch und einen lesbaren Schaltplan
> machen.
>
> MiWi


Verstehe ich etwas falsch an Gate Threshold Voltage MIN 2.1V MAX 4 V ??
Gibt es denn ein Programm was du mir empfehlen kannst ?? Das hat zwar 
mit kiCAD gut funktioniert aber man erkennt halt leider recht wenig....

von Stefan M. (derwisch)


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Threshold heisst "Schwelle".
Ein schlechtes Exemplar fängt also evtl. Erst bei 4V an, überhaupt zu 
reagieren. Das ist nicht die Gatespannung bei der er voll aufgesteuert 
ist.

von Nico G. (ockerle)


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Stefan M. schrieb:
> Threshold heisst "Schwelle".
> Ein schlechtes Exemplar fängt also evtl. Erst bei 4V an, überhaupt zu
> reagieren. Das ist nicht die Gatespannung bei der er voll aufgesteuert
> ist.

Ach Schei**e!! Unter welchem englischen Begriff finde ich dann die 
Gatespannung bei der er voll aufgesteuert ist??

Und muss ich jetzt alle GND also Von Spannungsquellen,Stromquellen und 
Arduino GND port miteinander verbinden oderwie??

von Michael B. (laberkopp)


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Nico G. schrieb:
> Der BUZ11 verträgt die Gatespannung von 5V auch, ich brauche also keine
> vorwiderstände...

Abenteuerliche Wahnvorstellung.

Nico G. schrieb:
> Verstehe ich etwas falsch an Gate Threshold Voltage MIN 2.1V MAX 4 V ??

Natürlich.

Unterhalb der UGS(th) ist er sicher SPERREND.

Dadrüber kommt erst mal der analoge Bereich,
der geht bis zum doppelten der UGS(th).

Nico G. schrieb:
> Unter welchem englischen Begriff finde ich dann die
> Gatespannung bei der er voll aufgesteuert ist??

Bei RDS(on) steht, bei welcher Gate-Spannung er garantiert wird, beim 
BUZ11 also 10V.

: Bearbeitet durch User
von MiWi (Gast)


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Nico G. schrieb:


> Ach Schei**e!! Unter welchem englischen Begriff finde ich dann die
> Gatespannung bei der er voll aufgesteuert ist??

Schau Dir in zB. www.onsemi.com/pub/Collateral/BUZ11-D.PDF die Kurve 5 
an. Da steht ganz genau was Du wissen mußt

>
>Gibt es denn ein Programm was du mir empfehlen kannst ?? Das hat zwar
>mit kiCAD gut funktioniert aber man erkennt halt leider recht wenig....

Soweit ich weiß zeichnet man auch in KiCad immer noch manuel die 
Schaltpläne. Es liegt daher an Dir, die Pläne so zu zeichnen, Texte so 
zu schreiben und Symbole so anzuordnen das es auch lesbar ist.

Daher - ich würde Dir raten bei KiCad zu bleiben, es aber auch zu 
erlernen, denn planloses Programmhüpfen führt nicht automatisch zu 
besseren Schaltplänen.


MiWi

von Nico G. (ockerle)


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Also ich habe das ganze nochmal gemacht, ich hoffe das es jetzt etwas 
besser zu erkennen ist. Wäre nett wenn mir jemand noch sagen könnte ob 
ich da etwas falsch gemacht habe :)

Achja anstatt der BUZ11 Transistoren werde ich andere verwenden.

von jz23 (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Also ich habe das ganze nochmal gemacht, ich hoffe das es jetzt etwas
> besser zu erkennen ist. Wäre nett wenn mir jemand noch sagen könnte ob
> ich da etwas falsch gemacht habe :)

Hast du eigentlich die Tipps gelesen? Trenn mal diese 
Riesen-GND-Leitungen auf und schließe die einzelnen Gruppen einfach an 
ein eigenes GND-Symbol an. Dasselbe für die Versorgungsspannung.

Und der Übersichtlichkeit halber noch zwei weitere Tipps: Wenn du eine 
Leitung löschst, die eine "Kreuzung" hatte, dann lösch auch noch den 
Punkt, der noch übrig ist. Und mach keine "Knicke" bzw. Treppenstufen in 
deine Leitungen, sondern so wenige Winkel wie möglich.

von Nico G. (ockerle)


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jz23 schrieb:
> Nico G. schrieb:
>> Also ich habe das ganze nochmal gemacht, ich hoffe das es jetzt etwas
>> besser zu erkennen ist. Wäre nett wenn mir jemand noch sagen könnte ob
>> ich da etwas falsch gemacht habe :)
>
> Hast du eigentlich die Tipps gelesen? Trenn mal diese
> Riesen-GND-Leitungen auf und schließe die einzelnen Gruppen einfach an
> ein eigenes GND-Symbol an. Dasselbe für die Versorgungsspannung.
>
> Und der Übersichtlichkeit halber noch zwei weitere Tipps: Wenn du eine
> Leitung löschst, die eine "Kreuzung" hatte, dann lösch auch noch den
> Punkt, der noch übrig ist. Und mach keine "Knicke" bzw. Treppenstufen in
> deine Leitungen, sondern so wenige Winkel wie möglich.


achso das war gemeint... ja gut dann mach ich das mal noch^^ kannst du 
mir sagen ob die Schaltung von der Funktionsweise her korrekt ist ??

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Z.B. den IRLZ34 bekommst Du günstig. Im Diagramm steht Id zu Ugs 
aufgetragen.

MfG

von Pandur S. (jetztnicht)


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Spektrale Lampe ... RGB. Denn LEDs haben kein kontinuierliches Spektrum. 
Mit verschiedenen LEDs kannst du ein kontinuierlich erscheinendes 
Spektrum erzeugen. Normalerweise verwendet man Rot Gruen Blau, dh 3 
Stueck.

Aber was willst du mit der aberwitzigen Leistung von 140W ? Hast du ein 
Kuehlkonzept ?

von sumo (Gast)


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Zitronen F. schrieb:
> Normalerweise verwendet man Rot Gruen Blau, dh 3 Stueck.

Und jetzt rate mal, wofür die Abkürzung "RGB" steht. :-D

von MaWin (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Wäre nett wenn mir jemand noch sagen könnte ob ich da etwas falsch
> gemacht habe :)

Deine 1.4A Konstantstromquellen vertragen das wenn sie immer wieder 
belastet/entlastet werden weil der MOSFET die LEDs zuschaltet/abschaltet 
?

von Sven J. (svenj)


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Moin,

die BUZ11 sind Dinosaurier einer anderen Zeit, direkt am Arduino ist das 
eher suboptimal. Bei den kleinen Strömen bekommt man die auch mit 5V 
noch "irgenwie" aufgesteuert, aber die Marge für Fehler ist klein. 
Sobald dein Layout "komisch" wird, läufst Du in Effekte wie ungleiche 
Ströme oder teilweise sperrende FETs.

Such dir doch einen "Logic-Level" FET, dann wird zumindest DAS 
übersichtlicher.

Als Kühlung sind wohl die Lüfter gedacht die rechts im Schaltplan 
angedeutet sind... sieht nicht zu knapp aus.... :)

Etwas Sorge machen mir die grossen Konstantstromquellen.
1. Wie sind die aufgebaut: wenn da nur zwei LED dranhängen, wo bleibt 
die Verlustleistung?
2. Sobald der jeweilige FET sperrt, versuchen die KSQ den eingestellten 
Strom zu treiben. Geht natürlich nicht, also gehen die Endstufen in 
Sättigung. Wenn die FET dann wieder öffnen haben die KSQ u.U. Probleme 
den Strom wieder "konstant" zu regeln; die LED sehen mit Pech die vollen 
24V. Prüf mal die Daten der KSQ ob das so vorgesehen ist.

Die Ansteuerung der FET ist auch recht rustikal.
Natürlich kann der BUZ die 5V am Gate problemlos vertragen, der Arduino 
bekommt aber die ganze Last ab. Jeder Schaltvorgang sorgt für eine 
ordentliche Stromspitze da die Ausgänge immer hart an die Versorgung 
schalten. Würde ich mal nachrechnen, was da so zusammenkommt und ob der 
ATMega (?) damit zurecht kommt. Oder hat eine Arduino da Treiber 
verbaut?

--
 SJ

von Nico G. (ockerle)


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Also 140 W deshalb weil die LEDs sehr billig waren und ich mir dachte 
das ich dadurch die Lebenszeit erhöhen kann, wenn ich diese z.b. immer 
nur auf 50% laufen lasse. Gleichzeitig hätte ich aber die Möglichkeit 
auch mal auf voll zu gehen falls ich das will. Deshalb habe ich die 
Schaltung auch für das Maximum ausgelegt. Svenj du hast recht, das 
Problem könnte ich aber beheben in dem ich die Transistoren VOR die KSQs 
setzte oder??
Was du mit
"Jeder Schaltvorgang sorgt für eine
ordentliche Stromspitze da die Ausgänge immer hart an die Versorgung
schalten. Würde ich mal nachrechnen, was da so zusammenkommt und ob der
ATMega (?) damit zurecht kommt. Oder hat ein Arduino da Treiber
verbaut? "
meinst, verstehe ich nicht so ganz, der Arduino müsste doch aufgrund der 
Portanzahl auch auf die Summe der Ströme ausgelegt sein oder nicht ? Der 
Transistor würde in dem Fall dann besser passen oder ?
https://www.reichelt.de/?ARTICLE=216886&PROVID=2788&gclid=Cj0KCQjwhoLWBRD9ARIsADIRaxSBx-dEFKa2QAGR5B2sz2SPZZtTFrGDJGUFt7Zq_kro7SDchlemRmIaAsxBEALw_wcB

von Sven J. (svenj)


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Moin,

das Problem ist, dass bei jedem Schaltvorgang die Kapazitäten der FET 
komplett ge-/entladen werden müssen. Ohne Widerstand wird der Strom halt 
nur dadurch limitiert, was die Endstufe im ATMega so leistet. Es wird 
immer (fast) in einen Kurzschluss geschaltet und das erzeugt gut Wärme 
im Chip.

Übrigens können größere µC bei weitem nicht alle Pins gleichzeitig mit 
vollem Strom betreiben; ist hier aber auch nicht das erste Problem. Es 
gibt Limits pro Pin, oftmals pro Bank/Port und für den ganzen Chip.
Darum auch meine Vermutung, der Arduino könnte da Treiber haben => würde 
die Lage insgesamt entschärfen.

Wenn Du die KSQ auf der Eingangsseite schalten willst, solltest Du 
prüfen, wie lange die Teile zum Anlaufen brauchen (sind Buck-Wandler, 
vermutlich unkritisch) und wie die darauf reagieren, dass die Masse 
getrennt wird. Einige mögen das nicht, die Induktivitäten müssen ja auch 
ihre Energie loswerden.

--
 SJ

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