Ich hab heute mal eine Frage bezüglich PWM. Ich hab bereits in einem Beispielaufbau eine LED (5v) mit einem Arduino langsam an/aus gehen lassen, dafür habe ich PWM verwendet. Nun habe ich PWM so verstanden, dass durch das verändern des Tastverhältnis ja die Spannung immer kurzzeitig anliegt und dann wieder entfernt wird, so jedoch aufgrund der Trägheit diese Phasen des Spannungsabfalls-/aufbaus genutzt werden um mittels einer konstanten 5V Spannung die LED beispielsweise mit einem Tastverhältnis (3 an, 1 aus) mit 3,75V zu versorgen und so zu dimmen. Nun habe ich mir folgende Frage gestellt. Angenommen ich hätte einen Microcontroller mit 200V Output und eine 5V-LED. Wenn ich nun das Tastverhätlnis auf (1:40 (an;aus)) einstellen würde, würden ja theoretisch ein Durchschnitt von 5V an der Diode anliegen. Jedoch immer kurzzeitig 200V an die Diode geschickt werden. Würde dies funktionieren oder die LED sofort zerstören? Ich hab bereits in einem anderen Topic gelesen, dass jemand mittels PWM einen ESP8266 (3.3V) mithilfe eines Arduino (5V-Output) versorgt hat und dazwischen einen ElKo eingebaut hat um die Spannungsspitzen/-tiefs zu glätten. PS: Keine Angst ich werde keine LED an 200V anschließen. Geht mir um die Theorie. Grüße
WWhite schrieb: > Nun habe ich mir folgende Frage gestellt. Angenommen ich hätte einen > Microcontroller mit 200V Output und eine 5V-LED. Wenn ich nun das > Tastverhätlnis auf (1:40 (an;aus)) einstellen würde, würden ja > theoretisch ein Durchschnitt von 5V an der Diode anliegen. Jedoch immer > kurzzeitig 200V an die Diode geschickt werden. Würde dies funktionieren > oder die LED sofort zerstören? Ja, auf jeden Fall. - Die LED wird nicht mit einer Spannung betrieben, sondern mit einem Strom. Sie geht also auch bei den 5V kaputt (immer vorausgesetzt, die Quelle sei ideal). - eine PWM in deiner vorgestellten Art müsste einen Vorwiderstand haben, so dass deren Maximalstrom für die LED bei 200V nicht überschritten wird. - Mit der PWM kannst du dann den mittleren Strom entsprechend reduzieren, das zeigt sich dann in einer Helligkeitsänderung.
WWhite schrieb: > genutzt werden um mittels einer konstanten 5V > Spannung die LED beispielsweise mit einem Tastverhältnis (3 an, 1 aus) > mit 3,75V zu versorgen und so zu dimmen. Genau das ist dein Denkfehler. Die RMS-Spannung ist dann vielleicht entsprechend geringer, aber eine LED ist schnell genug, als dass sie in den An-Phasen des PWMs vollständig eingeschaltet und in den Aus-Phasen vollständig ausgeschaltet ist. Das Dimmen erfolgt dabei nicht über die Regulierung der RMS-Spannung über die LED, sondern über die Trägheit des Auges, da die LED nur x% der Zeit eingeschaltet ist. Die LED ist dabei entweder vollständig eingeschaltet oder vollständig ausgeschaltet. Dementsprechend braucht es auch bei PWM einen entsprechenden Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle mit PWM-Eingang. Dein 200V-Beispiel würde die LED zerstören, da sie die kurz die vollständige Spannung sieht und dazu ziemlich viel Strom fließen lässt. Mit 5V an einer normalen LED mag es vielleicht gerade noch so funktionieren, da die Überlastung während der Einschaltdauer kurz genug ist, damit die Wärme in der AUsschaltphase abgeführt werden kann. Für optimalen Betrieb braucht es dennoch einen Vorwiderstand, der so dimensioniert ist, als sei die LED dauerhaft an 5V (was bei 100% PWM ja auch der Fall ist) Mit einem RC-Tiefpass kann man aus dem PWM eine echte, einstellbare Gleichspannung machen. Aber auch damit würde man eine LED nicht betreiben, da LEDs über den Strom und nicht über die Spannung geregelt werden.
Vielen Dank für die schnellen Antworten. Ich hätte erwartet es wäre die Trägheit der LED, da ich dachte, dass wenn die LED immer vollständig an geht auch das für uns Menschen egal ob sie dann 1/3 an ist oder 2/3 an ist für uns die Helligkeit vollständig wahrgenommen wird und somit der Effekt des "dimmen" nicht ersichtlich wäre. Jedoch hab ich einfach mal kurz die "Slowmo"-Kamera meines Handys verwnedet und konnte da das an-/aus Schalten sehr eindeutig erkennen. Vielen Dank :)
WWhite schrieb: > Nun habe ich PWM so verstanden, dass durch das verändern des > Tastverhältnis ja die Spannung immer kurzzeitig anliegt und dann wieder > entfernt wird, Ja. WWhite schrieb: > so jedoch aufgrund der Trägheit diese Phasen des > Spannungsabfalls-/aufbaus genutzt werden um mittels einer konstanten 5V > Spannung die LED beispielsweise mit einem Tastverhältnis (3 an, 1 aus) > mit 3,75V zu versorgen Ein klares NEIN. Es liegen tatsächlich kurz 5V an, und wenn das wirklich eine 3.75V LED ist, geht sie kaputt. Merke: PWM spart nicht den Vorwiderstand. Merke2: Eine LED wird nicht mit einer festen Spannung versorgt. Bei der 5V LED an 200V fliesse kurz 10000A (wenn die 200V das hergeben) und die LED platzt. Der auf 3.3V befindliche Elko wenn er an 5V geklemmt wird lässt plötzlich sehr viel Strom in sich hinein fliessen, alles was der 5V Ausgang hergibt, es ist quasi ein Kurzschluss zwischen 5V und 3.3V, er lädt sich schnell auf, die Spannung steigt, der ESP geht kaputt selbst wenn DIE MITTLERE Spannung bei 3.3V liegt. PWM ist kein Weg, einen Spannungsreglrr zu umgehen.
WWhite schrieb: > Ich hätte erwartet es wäre die Trägheit der LED, LEDs sind nur nicht träge ;) Wenn du mal ne PWM-gedimmte LED-Taschenlampe oder ähnliches hast (Arduino mit LED,...), kannst du sie mal schnell hin und her bewegen, dann sieht dein Auge nicht einen kontinuierlichen Strich, sondern einzelne Punkte, an denen die LED an ist. Klappt auch bei LED-Rück/Bremsleuchten an Autos, wenn man die Augen schnell hin und her bewegt, sieht man das PWM.
MaWin schrieb: > Bei der 5V LED an 200V fliesse kurz 10000A Nein, noch viel mehr. Die Diodenkennlinie ist exponentiell. 29mA*exp((200-3,75)/0,025) ergeben was in der Größenordnung 10^3000A - auch wenn die Widerstände das natürlich begrenzen würden.
Es ist die Trägheit des Auges, die aus dem Flimmern eine gernigere Helligkeit macht. Oberhalb von ca. 500 Hz wird die Wahrnehmbarkeit des Flimmerns durch PWM realtiv gering, ab etwa 2 kHz kann man davon nichts mehr wahrnehmen.
> Angenommen ich hätte einen > Microcontroller mit 200V Output und eine 5V-LED. Wenn ich nun das > Tastverhätlnis auf (1:40 (an;aus)) einstellen würde, würden ja > theoretisch ein Durchschnitt von 5V an der Diode anliegen. Jedoch immer > kurzzeitig 200V an die Diode geschickt werden. Würde dies funktionieren > oder die LED sofort zerstören? Wie andere schon schrieben, wird dabei die LED zerstört. > Ich hab bereits in einem anderen Topic gelesen, dass jemand mittels PWM > einen ESP8266 (3.3V) mithilfe eines Arduino (5V-Output) versorgt hat und > dazwischen einen ElKo eingebaut hat um die Spannungsspitzen/-tiefs zu > glätten. Ja, mit einem Kondensator (parallel zur Last) kann man die Spannung glätten, und Konstantspannung ist auch das, was ein Mikrocontroller braucht. Wie andere schon schrieben, möchte eine LED einen konstanten Strom und Strom kann man mit einer Spule (in Serie zur Last) glätten. Damit könnte man tatsächlich ein 200V-PWM-Signal zum Betrieb einer 3V-LED benutzen. Vergleich es mal mit einem Abwärtswandler[1] (Bild oben). Das PWM-Signal ersetzt den Schalter S und die Diode D. [1] https://de.wikipedia.org/wiki/Buck_Converter
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