Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Regelung einer Led


von O. A. (sokrates1989)


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Hallo,
ich hoffe hier eine kleine Hilfestellung zu erhalten. Für ein kleines 
Projekt im Fach Regelungstechnik soll der Strom einer LED geregelt 
werden.

Aufgabenstellung:
Über einen Arduino soll der Strom durch eine Leuchtdiode geregelt 
werden.
Dabei soll der Strom in festen Zeitintervallen von 0A auf den maximalen 
Strom hochgeregelt
und dann wieder runtergeregelt werden.
Es stehen zur Verfügung:
- Arduino UNO
- Mosfet und Freilaufdiode
- Stromsensor
- Drähte und Platine
- Stromversorgung
- Sonstiges Zubehör und Werkzeuge

Ich verstehe zunächst nicht wie das gemeint ist..? Mir geht es erstmal 
nur ganz grundlegend um die Regelung, es gibt ja keine 
Störgrößen...oder? Soll die Led einfach an und wieder aus gehen??? Bis 
Imax..? Wie würdet ihr das verstehen.

Die Led ist so eine

http://www.farnell.com/datasheets/1636581.pdf

von J. S. (pbr85)


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O. A. schrieb:

>
> Ich verstehe zunächst nicht wie das gemeint ist..? Mir geht es erstmal
> nur ganz grundlegend um die Regelung, es gibt ja keine
> Störgrößen...oder? Soll die Led einfach an und wieder aus gehen??? Bis
> Imax..? Wie würdet ihr das verstehen.
>
> Die Led ist so eine
>
> http://www.farnell.com/datasheets/1636581.pdf

Scheint so, dass es sich um PWM handelt. Die mittlere Leistung der LED 
ist dann Tastgrad x Normalleistung (In diesem Fall der "Maximalstrom" x 
die Flußspannung).

von georg (Gast)


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O. A. schrieb:
> Mir geht es erstmal
> nur ganz grundlegend um die Regelung, es gibt ja keine
> Störgrößen...oder?

Das ist wörtlich zu nehmen, geregelt wird der Strom und nichts anderes. 
Der Istwert wird mit dem Stromsensor erfasst, Störgrössen sind 
Änderungen der Versorgungsspannung und des Lastwiderstands, resp. der 
Durchlassspannung der LED.

Georg

von Theor (Gast)


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Kann es sein, das Dir der Unterschied zwischen "steuern" und "regeln" 
noch unklar ist? Das scheint mir unplausibel, wenn man das Fach 
"Regelungstechnik" hört. Kannst Du das erklären? Was ist der angestrebte 
Abschluss?

Dann weisst Du für die Aufgabe, wie Du selbst implizit sagst, noch zu 
wenig über LEDs und deren Verhalten. Ich nehme an, Du studierst an einer 
Hochschule oder Universität. Ich würde erwarten, dass Du Dir notwendige 
Kenntnisse selbst aneignest. Wieso sollen wir Dir diese Kenntnisse 
vermitteln? Kannst Du das erklären?

Ich bin durchaus bereit, Dir beide Fragen zu beantworten. Aber ich lege 
Wert auf einen vernünftigen Grund dafür, warum Du das nicht selbst 
kannst.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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O. A. schrieb:
> es gibt ja keine Störgrößen...oder?
Bestenfalls die Versorgungsspannung und die Temperatur.

von Stefan F. (Gast)


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Ich denke, die LED soll immer abwechselnd langsam von 0 bis 100% hell 
und wieder von 100% bis 0 dunkel werden.

Das Material genügt so nicht. Du brauchst noch entweder einen 
Widerstand, der den Strom durch die LED begrenzt oder eine Spule, die 
den Strom aufgrund ihrer Induktivität langsam ansteigen lässt.

Ich nehme an, die Aufgabe zielt auf die Spule ab, ansonsten bräuchte man 
nämlich keine Freilaufdiode.

Schau Dir diese Schaltung an:
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/1/1c/Power-LED_Stromquelle.png

R1 ist hier der Strom-Sensor. Das IC misst die Spannung, die daran 
abfällt.

D1 ist die Freilaufdiode und der Schalt-Transistor befindet sich im IC 
zwischen zwischen Pin 1 SWC und Pin 2 SWE = GND.

von Wolfgang (Gast)


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Theor schrieb:
> Kann es sein, das Dir der Unterschied zwischen "steuern" und "regeln"
> noch unklar ist? Das scheint mir unplausibel, wenn man das Fach
> "Regelungstechnik" hört. Kannst Du das erklären? Was ist der angestrebte
> Abschluss?

Na, na - vielleicht ist das Studium gerade erst einig Tage alt.

Unplausibel wäre das erst, wenn man das Fach "Regelungstechnik" gehört 
hat.

von Stefan F. (Gast)


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Bist du ein Kollege von Tim Carlo?
Schau mal, der scheint gerade "zufällig" an fast der gleichen Aufgabe zu 
hängen: Beitrag "Konstantstromquelle fuer Power LED dimmen funktioniert nicht"

von MaWin (Gast)


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O. A. schrieb:
> Es stehen zur Verfügung

Alleine mit den Teilen kann man keine 350mA LED regeln. Man bräuchte 
zumindest einen Vorwiderstand von 4.3 Ohm, 1 Watt, in der Hoffnung dass 
der MOSFET zumindest ein Logic-Level-Typ ist bzw. man sich einen 
aussuchen kann.

Oder eine Spule, die aber kaum als Zubehör laufen wird.

von ... (Gast)


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MaWin schrieb:
> Oder eine Spule, die aber kaum als Zubehör laufen wird.

Drähte sind doch da ...

von Joachim B. (jar)


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... schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Oder eine Spule, die aber kaum als Zubehör laufen wird.
>
> Drähte sind doch da ...

ich hatte mal gehört das man Drähte wickeln kann........

von Ralph S. (jjflash)


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... oder einen Tiefpass, der von PWM gefüttert wird, der den MOS Fet 
ansteuert und der "Stromsensor" (Messwiderstand in Reihe zur LED) 
liefert eine stromproportionale Spannung die auf den Analogeingang des 
Controllers geht...

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> O. A. schrieb:
> ich hoffe hier eine kleine Hilfestellung zu erhalten. Für ein kleines
> Projekt im Fach Regelungstechnik soll der Strom einer LED geregelt
> werden.
> Aufgabenstellung:
> Über einen Arduino soll der Strom durch eine Leuchtdiode geregelt
> werden.
> Dabei soll der Strom in festen Zeitintervallen von 0A auf den maximalen
> Strom hochgeregelt
> und dann wieder runtergeregelt werden.
> Es stehen zur Verfügung:
> - Arduino UNO
> - Mosfet und Freilaufdiode
> - Stromsensor
> - Drähte und Platine
> - Stromversorgung
> - Sonstiges Zubehör und Werkzeuge
> Ich verstehe zunächst nicht wie das gemeint ist..? Mir geht es erstmal
> nur ganz grundlegend um die Regelung, es gibt ja keine
> Störgrößen...oder? Soll die Led einfach an und wieder aus gehen??? Bis
> Imax..? Wie würdet ihr das verstehen.
So wie es geschrieben steht.
Die abgestrahlte Lichtleistung einer LED in erster Näherung proportional 
zum LED-Strom. Der kann leicht mit einem Stromshunt gemessen werden.
Damit hast du eine Regelgröße, die du mit den uC erfassen und ausregeln 
kannst.
Für die Erfassung der Spannung über den Shunt gibt es ja ADC-Kanäle. 
Einer davon reicht ja.
Zum Steuern des Stromes auf einen Sollwert ist ein DAC hilfreich.
Direkt als Hardware ist wohl keiner im "Arduino UNO", aber PWM geht wohl 
allemal und wenn die auf einen Tiefpass gegeben wird, bekommt man damit 
eine steuerbare Gatespannung. Den Vergleich von Sollstrom zu Iststrom 
macht die Software.
Damit brauchst du im einfachsten Fall für die Schaltung einen 
n-Kanal-FET, einen Meßshunt sowie für den Tiefpass einen Widerstand und 
einen Kondensator. Ich hoffe, daß diese BE auch zulässig sind.
Gruß Öletronika

von O. A. (sokrates1989)


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Theor schrieb:
> Kann es sein, das Dir der Unterschied zwischen "steuern" und "regeln"
> noch unklar ist? Das scheint mir unplausibel, wenn man das Fach
> "Regelungstechnik" hört. Kannst Du das erklären? Was ist der angestrebte
> Abschluss?

Steuerung hat keine Rückführung der Regelgröße. Also keine Messung mit 
anschließendem Soll/Istwert Vergleich.

Abschluss  --> Etechnik.

von O. A. (sokrates1989)


Angehängte Dateien:

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Unser Dozent meinte wir sollten das als Tiefsetzsteller realisieren.

Also so etwas wie in der angehängten Grafik. Nur eben anscheinend ohne 
Spule?

Und anstelle des Transistor haben wir den Mosfet mit der PWM des 
Arduino.

Der Stromsensor wäre ein acs712.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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O. A. schrieb:
> Dabei soll der Strom in festen Zeitintervallen von 0A auf den maximalen
> Strom hochgeregelt
> und dann wieder runtergeregelt werden.

Wenn sonnst nichts gefordert ist, nimm den Mittelwert. Einfache PWM 
Regelung, der max. Strom wird durch den VR festgelegt.
Wie gehabt die Strommessung und diese als Regelgröße verwenden. Fettig.

von MaWin (Gast)


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O. A. schrieb:
> Nur eben anscheinend ohne Spule?

Nein, geht nicht.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Also ich würde mir das supereinfach machen, einen Widerstand auf den 
maximalen LED-Strom auslegen und Steuerung per einfacher PWM. Dann 
entsprechen 100% PWM-on-time dem Maximalstrom und das Ganze ist linear 
bis 0% (LED aus) steuerbar, ohne daß ich irgendwas messen oder einen 
Regelkreis bauen muß.

von Michael King (Gast)


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Dass man die Spannung in Ruhe lasen soll, davon steht nichts drin oder?

Mach doch einen Dimmer. Wenn die Spannung ansteigt oder absinkt, geht 
auch der Strom, den die LED verbraucht hoch oder runter.

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