Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bauteil gesucht - Ansteuerung von LED Treiber über Analogsignal, PWM oder Widerstand?


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von Roland B. (rollob)


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Hallo zusammen,

ich habe 14 Lampen, die über einen LED Treiber verfügen, der über 0-10V, 
10V PWM mit 100Hz bis 3kHz oder einen Widerstand von ca. 10kOhm bis 
100kOhm gedimmt werden kann. Jede Lampe soll individuell gedimmt werden 
können.

Datenblatt zum Treiber:
https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=NPF-90D&mws=C1178C34763D017C

Grundsätzlich werde ich nicht genug IOs haben, so dass ich am liebsten 
Bauteile mit I²C oder SPI zum Dimmen einsetzen würde.

Nun frage ich mich, was am besten umzusetzen ist:

Variante 1: 0-10V Signale über DAC + OPV erzeugen -> Nachteil: 
Theoretisch ohne Abgleich leichte Unterschiede bedingt durch 
unterschiedliche Kabellängen. Da diese jedoch sehr kurz sind, eher egal.

Variante 2: 10V PWM Signale generieren, doch leider habe ich keinen Chip 
gefunden, der über SPI oder I²C ansteuerbar ist, möglichst viele 
Ausgänge hat und auch noch die Frequenz von bis zu 3 kHz schafft. Welche 
Chips kämen hier in Frage?

Variante 3: Einsatz von digitalen Potentiometern. Nachteil wie bei 
Variante 1.



Welche Variante würdet ihr bevorzugen und welche Chips würdet ihr 
einsetzen?

Vielen Dank! :-)

von Bauform B. (bauformb)


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Darf man die 14 Treiber parallel schalten? Ich fürchte, nicht.

von Christian B. (luckyfu)


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Roland B. schrieb:
> Variante 2: 10V PWM Signale generieren, doch leider habe ich keinen Chip
> gefunden, der über SPI oder I²C ansteuerbar ist, möglichst viele
> Ausgänge hat und auch noch die Frequenz von bis zu 3 kHz schafft. Welche
> Chips kämen hier in Frage?

PCA9685PW kann 16 PWM gleichzeitig ausgeben, außerdem hat er 6 
manipulierbare Adressleitungen, sodaß du 62 davon parallel schalten 
kannst. Mit I²C Multiplexer lässt sich das noch erweitern. Ich denke, da 
geht noch einiges :)

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Bauform B. schrieb:
> Darf man die 14 Treiber parallel schalten?

Das ist die erste wichtige Frage!
Du willst die Steuereingänge der Treiber alle mit einem oder zwei 
Baustein(en) steuern.
Das würde bedeuten daß du die Masse der Steuereingänge dazu parallel 
schaltest.
Das geht nur wenn die Steuereingänge der Treiber potentialfrei sind.
Hast du das geklärt?

von my2ct (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Darf man die 14 Treiber parallel schalten? Ich fürchte, nicht.

Auf der Netzseite sicher problemlos - ausgangsseitig wozu?

Roland B. schrieb:
> Jede Lampe soll individuell gedimmt werden können.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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my2ct schrieb:
> Bauform B. schrieb:
>> Darf man die 14 Treiber parallel schalten? Ich fürchte, nicht.
>
> Auf der Netzseite sicher problemlos - ausgangsseitig wozu?

Wenn man alle 14 Treiber mit einem Baustein steuern will (erstmal egal 
ob analog, PWM oder Widerstand) dann muß man die "DIM-" Anschlüsse 
aller Treiber miteinander verbinden. Das kann funktionieren, muß aber 
nicht.

Ich vermute, daß es funktioniert, wenn man die Ausgänge der Treiber 
nicht sonstig miteinander verbindet. An jedem Treiber darf 
ausgangsseitig also nur die jedweilige LED(-Gruppe) angeschlossen 
sein.

PWM wäre wohl am einfachsten umzusetzen. Die Frequenz darf 100Hz bis 
3kHz sein. Ab 200Hz wäre es sicher flimmerfrei; es gibt also keinen 
Grund, gleich auf 3kHz zu gehen. So eine PWM kann man ganz locker mit 
Software-PWM erzeugen. Man bräuchte also nur einen µC mit mindestens 14 
GPIO und einem Slave-Interface für I²C, SPI oder was auch immer. 
Persönlich würde ich mir ja DMX dafür mal ansehen. Dann kann man die 
Dimmer auch mit einem professionellen Steuergerät ansteuern.

von Roland B. (rollob)


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Christian B. schrieb:
> PCA9685PW kann 16 PWM gleichzeitig ausgeben,

Danke! Der Chip sieht sehr vielversprechend aus.


Udo S. schrieb:
> Du willst die Steuereingänge der Treiber alle mit einem oder zwei
> Baustein(en) steuern.
> Das würde bedeuten daß du die Masse der Steuereingänge dazu parallel
> schaltest.
> Das geht nur wenn die Steuereingänge der Treiber potentialfrei sind.
> Hast du das geklärt?


Ok, das habe ich bisher nicht bedacht.
Ich weiß nicht, ob die Dimmeingänge potentialfrei sind, denke jedoch, 
dass sie es sind, da ich vom Vertrieb dieses Datenblatt bekommen habe:
http://www.meanwell.eu/ExclusivePDF/DIMMER-NOTE.pdf

In diesem hängt ein Potentiometer an mehreren Dimmern. Dies wird 
ausdrücklich nicht empfohlen, scheint jedoch auch nicht zu einer 
Zerstörung zu führen.

von Michael B. (laberkopp)


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Roland B. schrieb:
> und auch noch die Frequenz von bis zu 3 kHz schafft

100Hz würden reichen laut deiner Bauteilspezifikation.

Aber 10V gibt kener direkt aus.

Es fragt ja uch keiner: "Mein Auto fährt 200km/h" "Wie soll ich denn da 
um die Kurve kommen?"

Auch kein DAC.

Also musst du so oder so 10 Pegelwandler nutzen.

Roland B. schrieb:
> Nachteil:
> Theoretisch ohne Abgleich leichte Unterschiede bedingt durch
> unterschiedliche Kabellängen. Da diese jedoch sehr kurz sind, eher egal

Blödsinn, der Spannungabfall ist bei fast 0 Strom vernachlässigbar, viel 
gewichtiger sind Helligkeitsunterschiede der Lampen selbst, bis 1:2, 
trotz gleichem Modell.

von Roland B. (rollob)


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Danke für den ganzen Input und auch die Korrektur zu PWM.

Selbstverständlich sind PWM Frequenz und Duty Cycle zwei verschiedene 
Dinge :-)

Bei PWM bin ich mir unsicher, ob die Frequenz auch auf die LEDs gelegt 
wird, oder ob die LEDs trotz PWM vom Treiber ein "glattes" Signal 
bekommen. Letzteres wäre schon sehr wünschenswert, auch wenn man hohe 
Frequenzen nicht mit dem Auge wahrnimmt.

Insofern würde ich momentan eher zu DAC + OPV tendieren.

von Christian B. (luckyfu)


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du weisst schon, daß man aus einer PWM mit einem einfachen Tiefpaß ein 
Analogsignal generieren kann? Wenn die Grenzfrequenz deutlich unter der 
PWM Frquenz liegt wird der auch ripplefrei.
Ausserdem ist die Frage, wie die LED angesteuert wird, normalerweise 
nimmt man eine Konstantstromquelle und taktet diese dann je nach 
Helligkeitswunsch (Stichwort: PWM). Man kann zwar auch den Strom 
variieren, aber damit gehen Farbänderungen einher, weshalb dies eher 
unüblich ist.

von Roland B. (rollob)


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Christian B. schrieb:
> du weisst schon, daß man aus einer PWM mit einem einfachen Tiefpaß ein
> Analogsignal generieren kann? Wenn die Grenzfrequenz deutlich unter der
> PWM Frquenz liegt wird der auch ripplefrei.
> Ausserdem ist die Frage, wie die LED angesteuert wird, normalerweise
> nimmt man eine Konstantstromquelle und taktet diese dann je nach
> Helligkeitswunsch (Stichwort: PWM). Man kann zwar auch den Strom
> variieren, aber damit gehen Farbänderungen einher, weshalb dies eher
> unüblich ist.

Danke!
Dass man aus einer PWM eine ripplefreie Spannung erzeugen kann, hab ich 
schon gewusst, doch einfach überhaupt nicht daran gedacht! :-)

Die LEDs werden durch den MeanWell-Treiber, den ich oben verlinkt habe 
angesteuert. Da habe ich keinen Einfluss.


Ich glaube, ich werde einfach mal ein bisschen in LTSpice 
herumprobieren!

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