Hallo, ich habe vor kurzem eine kleine 16 Kanal Platine zum Ansteuern von LED Streifen gebaut, welche den PCA9685 nutzt. Da ich hauptsächlich RGB Streifen nutze, sind 16 Kanäle etwas ungünstig gewählt von der Anzahl. Ebenso ist – meines Wissens nach – das versetzte On/Off nicht brauchbar für LEDs, da beim setzen der On/Off Register unter bestimmten Umständen ein kompletter Cycle übersprungen wird (siehe S.20 im Datenblatt). In anderen Beiträgen wird allerdings dazu geraten, eine leichte Phasenverschiebung zwischen den Kanälen zu haben, um die Last am Netzteil gleichmäßiger zu verteilen. Meine Frage wäre jetzt: Gibt es gute Alternativen zum PCA9685 für LED Streifen? Ich habe gesehen, dass Texas Instruments einige anbietet, allerdings arbeiten diese meist mit Konstantstrom und ich bin mir – als ziemlicher Anfänger – nicht sicher, ob das eine gute Lösung fürs Ansteuern von den MOSFETs ist (insbesondere weil ja sowohl 12V als auch 24V Streifen möglich sind und sich somit ja auch der Strom am Gate ändern müsste, aber wie gesagt bin da absoluter Anfänger). Auch in den Application Notes habe ich nichts zum Ansteuern von Streifen gefunden. Aber vielleicht gibt es ja noch andere PWM ICs die sich anbieten würden. Vielen Dank schonmal!
nimm doch einfach einen PIC Microcontroller mit genug 16bit PWM Kanälen. Den kann man dann auch ganz ohne Klimmzüge am Brotkasten nach belieben in Assembler oder C Programmieren. mfG michael
Ich denke, dass die Konstantstromquelle nicht direkt ein Hindernis bei der Ansteuerung von MOSFET ist. Die SPannungspegel müssen natürlich passen (deutlich über und unter der Gate Threshold Voltage). Die Leichte Phasenverschiebung bekommst du relativ einfach, indem du unterschiedliche große Kondensatoren im einstelligen nF bereich parallel zu den Gates schaltest. Dadurch werden zudem die Flanken der Ströme flacher, so dass dein LED Streifen weniger HF Störungen abstrahlt. Der Nachteil bei der Aktion ist, dass die Verlustleistung an den Transistoren ansteigt. Sie brauchen mehr Kühlung. Ich würde mir den Luxus aber trotzdem gönnen, da ich schon genug mit schlecht funktionierenden Funkverbindungen zu kämpfen habe.
Thomas G. schrieb: > leichte Phasenverschiebung zwischen den Kanälen zu haben, um die > Last am Netzteil gleichmäßiger zu verteilen. Das stimmt. Die Pulse stochastisch zu verteilen indem man die PWM Hardware nicht benutzt, sondern das über Software PDM macht, hat bei einer größeren Installation den Spannungsabfall über ein 10m Segment von 7V auf 3V gesenkt. RGBW Leisten, die bei PWM lustige Farbeffekte hatten, konnte so nur durch Software PDM doch benutzt werden. Rot hat die geringste Vorwärtsspannung und bleibt noch lange bei 100% wenn, die anderen Farben bereits schwächeln. PDM ist nicht schwer umzusetzen, braucht wenig Ressourcen und liefert Dir fast beliebig viele Kanäle ohne dabei die Rechenzeit zu vervielfachen. 10bit reichen um keine sichtbaren Steps mehr beim fading zu sehen. Das wirst Du aber über eine MCU Deiner Wahl machen müssen. Fertige ICs dafür kenne ich nicht.
Michael_Ohl schrieb: > nimm doch einfach einen PIC Microcontroller mit genug 16bit PWM Kanälen. Finde leider nur welche mit max. 6 Kanälen. Besser wären genug für mindestens 4 Streifen, also mit mindestens 12 Kanälen. Müsste dann wohl also mehrere zusammen schließen. Stefan ⛄ F. schrieb: > Ich denke, dass die Konstantstromquelle nicht direkt ein Hindernis bei > der Ansteuerung von MOSFET ist. Die SPannungspegel müssen natürlich > passen (deutlich über und unter der Gate Threshold Voltage). Hättest du zufällig einen Schaltplan dafür? Hab nur diese Application Note gefunden, die aber auch nicht wirklich das Betreiben von LED Streifen beschreibt https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/app-notes/2/2197.html M. K. schrieb: > Das wirst Du aber über eine MCU Deiner Wahl machen müssen. > Fertige ICs dafür kenne ich nicht. Schade, hatte gehofft, dass es da schon fertige Lösungen gibt.
Thomas G. schrieb: > Hättest du zufällig einen Schaltplan dafür? Für einen Widerstand? nein. Hänge an die Ausgänge anstelle von LEDs einfache Widerstände. Daran sollte dann eine pulsierende Spannung abfallen, mit der du deine MOSFET ansteuern kannst. Grundschaltungen findest du in http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf Kapitel 2.2 und 3.4
Thomas G. schrieb: > da beim setzen der On/Off Register > unter bestimmten Umständen ein kompletter Cycle übersprungen wird (siehe > S.20 im Datenblatt) Wo steht das da genau, welches Datenblatt? Bei meinem von NXP Rev.4 von 2015 steht auf S.20 ein Timingdiagramm und nichts von übersprungenen Cycles. Der PCA9685 wurde ja genau für solche gedimmten LED Arrays entworfen. Ich würde da eher versuchen die 'bestimmten Umstände' zu vermeiden.
Thomas G. schrieb: > Schade, hatte gehofft, dass es da schon fertige Lösungen gibt. Für PWM sicher. Für PDM nach meinem Wissen nicht. Zur PWM Ansteuerung von LEDs gibt es aber wirklich reichlich Kram ohne da basteln zu müssen. Mit Fernbedienung, mit Bedienelementen etc. pp. Einfach mal bei Ebay durchforsten. Es wird nicht so ganz klar, was Du Dir von einer eigenen Ansteuerung erwartest. Wenn Du das über einen eigenen Controller betütern willst, ist eine PDM Routine auch schnell geschrieben. Das englische Wikipedia ist hier mal wieder nützlicher als die kastrierte deutsche Version: https://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-density_modulation Der Vorteil bei PDM gegenüber PWM ist, das die high / low Wechseln nicht einmal während eines Zyklus geschehen, sondern stochastisch verteilt ständig während eines Zyklus. Damit kannst Du also mit viel geringerer Frequenz arbeiten ohne ein Flackern wahrzunehmen. PDM ist prädestiniert für viele PWM Ausgänge, weil jeder weitere Ausgang mit einem Vergleich und einer Portoperation erschlagen ist. Die PDM Routine legst Du in eine ISR die mit 100Hz aufgerufen wird und mit den Portpins wackelt. Nicht allzu kompliziert. Ich habe vor Jahren auf einem 12Mhz 8051 eine 4x10bit PDM geschrieben, der noch anderes zu tun hatte. Also kein Hexenwerk. Dedizierte PWM Hardware im Controller brauchst Du eigentlich nur für sehr schnelle Sachen.
das alles kann der PCA doch, programmierbare On/Off Zeiten mit 12 Bit Auflösung bei hohen Frequenzen. Kaskadierbar und 6 Bit I2C Adresse frei einstellbar, damit bekommt man auch große Arrays hin. M. K. schrieb: > Zur PWM Ansteuerung von LEDs gibt es aber wirklich reichlich Kram ohne > da basteln zu müssen. da ist viel Schrott dabei, die IR oder RF Empfänger reagieren gerne auf Signale die nicht für sie gedacht sind. Wenn die TV FB stört dann ist unbrauchbar, hatte ich schon.
Johannes S. schrieb: > Wo steht das da genau, welches Datenblatt? Bei meinem von NXP Rev.4 von > 2015 steht auf S.20 ein Timingdiagramm und nichts von übersprungenen > Cycles. Hab in der angehängten Datei mal eingezeichnet was genau ich meine. Auf S.19 werden die Outputs 'wie erwartet' im nächsten Cycle aktualisiert. Stefan ⛄ F. schrieb: > Grundschaltungen findest du in ... Top, vielen Dank! Werd ich mir anschauen. M. K. schrieb: > Es wird nicht so ganz klar, was Du Dir von einer eigenen Ansteuerung > erwartest. War bisher mit fertig gekauften eBay/Aliexpress Lösungen nicht zufrieden. Meist war die PWM Frequenz einfach zu gering und/oder es wurde linear gedimmt und nicht logarithmisch. M. K. schrieb: > Dedizierte PWM Hardware im Controller brauchst Du eigentlich nur für > sehr schnelle Sachen. Bin da vermutlich etwas geprägt von Softwareentwicklung für PCs, und versuch meist, so wenig Overhead wie möglich auf dem IC zu haben und möglichst viel "im Hintergrund" laufen zu lassen. Bin bei dem Projekt noch nicht sicher wie viel sonst auf dem Chip laufen muss und Software-PWM/PDM wäre ja doch recht zeitkritisch.
Thomas G. schrieb: > Hab in der angehängten Datei mal eingezeichnet was genau ich meine. Auf > S.19 werden die Outputs 'wie erwartet' im nächsten Cycle aktualisiert. ja, aber muss man tON > tOFF setzen? Wenn durch die versetzten Phasen eine Überlappung entsteht kann man ja wieder tON der 2. LED kleiner machen beim aufdimmen.
Johannes S. schrieb: > tON der 2. LED kleiner > machen beim aufdimmen Wie meinst du das? Welche 2. LED?
ich habe das mal mit 2 LED gemalt wie ich mir das denke. LED1 ist dabei erstmal immer mit 50%, LED2 mache ich in Stufen heller. Um die Last gleichmässiger zu verteilen, starte ich LED2 nach LED1. Das geht bis 50 %, dann gibt es eine Überlappung. Wenn diese jetzt in den nächsten Zyklus reingeht, also tOFF < tON wird, dann gibt es das Problem mit den Zyklen (Fall3). Wenn tON von LED2 in dem Fall kleiner gemacht wird, dann passt es wieder. Bei 16 und mehr LED wird das natürlich beliebig kompliziert. Ich weiss nicht ob man sich da solche Sorgen machen muss oder ob PDM da besser ist. Für eine Terassenbeleuchtung möchte ich auch 24x 3 Watt Spots ansteuern und wollte das mit den PCA9685 machen.
Die Idee von dir find ich mega! Ist auf jeden Fall schonmal besser als als gar kein Delay. Werde ich nächste Woche mal testen. Johannes S. schrieb: > Für eine Terassenbeleuchtung möchte ich auch 24x 3 Watt Spots > ansteuern und wollte das mit den PCA9685 machen. Also in meinem Prototypen habe ich aktuell noch keine Phasenverschiebung, lediglich einen 470uF Elko zwischen den +12V/+24V und GND, aber wie gesagt, bin absoluter Anfänger und keine Ahnung ob das wirklich so viel bringt. Es funktioniert allerdings einwandfrei mit ~50W (5x 24V RGB Streifen, je 10W, also 3.33W pro Kanal). Jedoch hätte ich gerne in der nächsten Version einen Chip hergenommen, der eben dieses Problem mit dem tOff < tON nicht hat.
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