RGB+W U-Profil Inlay-Controller

#7566999
Lesenswert?

Aloá,

nach langer Zeit mal wieder was gestrickt

einen RGB+W Controller auf Basis vom ATMEGA48, der Telegramme über UART in eben 4 PWM mit "quasi" 16 Bit umsetzt und diese Strips befeuert https://shop.led-studien.de/led-streifen-module/led-streifen-farbe/rgbww-fuer-akzentbeleuchtung-4in1-leds-72-leds-m-ip20/lk04-6mas

Am Ende ist die Wahl darauf und nicht auf Digital-LED gefallen, weil diese Strips einfach mit 12V laufen, was sie auch für Anwendungen einsetzbar macht, wo ich sie z.B. direkt aus einer Autobatterie füttere ohne 12V -> 5V Converter.

Die 16 Bit sind effektiv sicher nicht wahr, aber für meine Privatanwendung reicht das Ergebnis. Ich würde vermuten, dass bei kurzen Aussteuerungen vll. die Transistor-Aussteuerung das Signal doch verschleift.

Praktisch nutze ich Timer 0, 1 und 2 - alle in 8Bit Auflösung. Vom Timer 0 den Overflow-Interrupt um noch mal 255 der Zyklen hintereinander ablaufen zu lassen. Für jeden PWM-Kanal gibt es eine uint16_t Puffer-Variable, die bei jedem neuen Durchlauf neu geladen wird. Nach jedem Zyklus wird diese um 255 verringert, wenn sie größer 255 ist (dann wird 255 in das jeweilige Compare-Register geschrieben) oder um den Restwert (dann wird dieser Restwert in das Compare-Register geschrieben.

Ich habe 3 Timer benutzt, weil ich dann alle PWM Pins auf einer Seite des Chips nutzen konnte, was mir die Handarbeit erleichtert.

Die eigentliche Story Womit ich bei der eigentlichen Herausforderung bin

Die Strips habe ich in 2,5m U-Profile aus dem Baumarkt geklebt und bin auf die Idee gekommen, dass es doch nice währe, wenn der Controller direkt mit in dem Profil sitzen würde, statt als rumbaumelndes Dongle außen dran. Deswegen fiel für mich aus, kruzerhand ein kleines Arduino-Baord oder ähnliches zu verwenden. Ich war bereit, das erste 3´er Segment vom Streifen zu opfern, aber nicht mehr. Also muss der ganze Kram mit µController, Spannungsregler und Transistoren einigermaßen klein werden - daher fällt die DIP Variante des µC aus. Ich habe mich dazu durchgerungen und das Abenteuer mit einem Mega48 im TQFP zu wagen, den ich per Hand verlötet habe - ich brauche ja zum Glück nur eine sehr begrenzte Anzahl an Pins. Da ich auch bei der Größe der Transistoren begrenzt bin, habe ich etwas gesucht und am Ende auf FMMT 618 TA zurückgegriffen. Da ich die 5m Strips auf 2,5m halbiere, 3 LED´s immer auf 3 in Reihe verschaltet sind, sind es im Prinzip 50 LED´s auf 2,5 pro Farbe und bei 20mA dem entsprechend ~1A. Da schien mir der Transistor der richtige zu sein. Ein Kollege hat eine Thermal-Kamera für´s Handy - damit schaue ich bei Gelegenheit mal drauf.

Als Connectoren habe ich mich am Ende für simple Pfosten-Buchsen entschieden. Mit der Idee, das höchsten zwei Farben zur selben Zeit maximal ausgesteuert sind, nehme ich 2A maximale Stromaufnahme an und habe 4 Pins pro Pol vorgesehen. Habe auch in anderen Connectoren rumgestöbert, aber mich hat nichts so richtig überzeugt für die Anwendung.

Hat jemand vielleicht eine cleverer Idee.

Dazu gibt es noch UART RX und TX für die Telegramme. Ob ich TX mal brauche weiß ich nicht, aber besser haben, als brauchen.

Ich denke, die nächste Bonding-Aktion findet mit dünnem Silberdraht statt. Keine Ahnung, warum ich das nicht direkt damit gemacht habe.

Angehängte Dateien:
Moderator Persönliche Seite #7567065
Lesenswert?

Jasson J. schrieb:

Praktisch nutze ich Timer 0, 1 und 2 - alle in 8Bit Auflösung. Vom Timer 0 den Overflow-Interrupt um noch mal 255 der Zyklen hintereinander ablaufen zu lassen. Für jeden PWM-Kanal gibt es eine uint16_t Puffer-Variable, die bei jedem neuen Durchlauf neu geladen wird. Nach jedem Zyklus wird diese um 255 verringert, wenn sie größer 255 ist (dann wird 255 in das jeweilige Compare-Register geschrieben) oder um den Restwert (dann wird dieser Restwert in das Compare-Register geschrieben.

Wird statt der Prosa noch ein Programm folgen, damit der geschätzte Leser das auch nachbauen kann oder was genau ist die Intention dieses Threads?

Moderator Persönliche Seite #7570320
Lesenswert?

Jasson J. schrieb:

Wenn schon Moderatoren mit Unterton arbeiten wundert mich der Umgangston in diesem Forum nicht mehr.

Sorry, der Untertitel des Unterforums "Projekte und Code" lautet:

"Hier könnt ihr Projekte, Schaltungen oder Codeschnipsel vorstellen. Projekte bitte nur mit Code oder Schaltplan posten".

Ich sehe hier weder Code noch Schaltplan. Stattdessen nur ein paar nichtssagende Fotos, die leider niemandem weiterhelfen.

Eher sehe ich im Eröffnungsposting einen Link auf einen LED-Shop und dann noch eine vage Beschreibung in Prosaform, wie die PWM umgesetzt wurde. Knallharte Fakten wie der dazugehörige Code wären hier eine echte Bereicherung. So taugt Dein Eröffnungsbeitrag allenfalls für den "Zeigt her für den Kunstwerke" Thread - falls überhaupt. Ach, ich sehe gerade: Da hast Du bereits eine Kopie samt Fotos als Doppelpost reingeschickt. Dann ist ja alles in Ordnung.

#7570369
Lesenswert?

Frank M. schrieb:

Sorry, der Untertitel des Unterforums "Projekte und Code" lautet:

"Hier könnt ihr Projekte, Schaltungen oder Codeschnipsel vorstellen. Projekte bitte nur mit Code oder Schaltplan posten".

Ok, dass ist schon eher gehaltvolle Kritik. Ja stimmt, ich hatte auch etwas überlegt wohin damit. Tatsächlich ist das ganze auch noch in einem halb-fertigen Zustand. Deswegen habe ich mich auf eine Prinzipbeschreibung der PWM-Erzeugung zurückgezogen.

D.h. für sowas demnächst das genannte andere Unterforum.

Ich hatte das schon mal so gemacht, dass ich eine Kurzversion gepostet hatte in "Zeigt her für den Kunstwerke" und einen ausführlicheren Post dann hier. Dann kann man den kurzen als "Schaut mal was ich schickes gebastelt habe" als inhaltliches Fast-Food nehmen und hier vielleicht auch über die Zeit in die Tiefe gehen. Das fragmentiert dann weniger den Kunstwerke-Thread.

#7570555
Lesenswert?

Worin liegt der Vorteil gegenüber WLED? WLED läuft auf dem ESP8266 und dem ESP32, kann von einem Kanal mit Dimmung über 2 Kanäle (Farbtemperatur) bis zu 4 Kanälen RGBW umgehen. Sowohl mit analogen, als auch digitalen LEDs. Es bringt einen Webserver mit, kann über WLAN gesteuert werden, beherrscht verschiedene Protokolle der Homeautomatisierung, bringt Effekte mit, und, und und... Optimierungspotential sehe ich dort lediglich in Richtung an die Anwendung angepasster Platinen, wie Levelshifter, Bustreiber bestimmter Formfaktoren u.ä. Manchmal muß man das Fahrrad garnicht neu erfinden ;-)

Moderator Persönliche Seite #7570723
Lesenswert?

900ss schrieb:

Leider ist es scheinbar so, dass der Forenbetreiber die Bugs nicht beheben möchte

In der Mobilvariante wird der gepostete Text als Markdown-Text interpretiert. Dabei leitet ein oder mehrere allein auf einer Zeile stehende Minuszeichen eine Überschrift (Großschrift in Fett) ein. Der TO benutzt leider als Absatztrenner keine Leerzeilen wie üblich, sondern trennt Absätze mit diesen Minuszeichen. Dadurch entsteht beim ihm diese aufdringliche Großschreibung in Fett.

#7571507
Lesenswert?

Gerald B. schrieb:

Worin liegt der Vorteil gegenüber WLED? WLED läuft auf dem ESP8266 und dem ESP32, kann von einem Kanal mit

Erstmal - ich versteh nicht, warum dieser Beitrag Minusbewertuntgen hat - ist doch nur eine Frage. Können die Bewerter vll. was zu sagen.

Jedenfalls - Vorteil... das ist subjektiv. Ich wusste von dem WLED nichts - ist es das hier? https://kno.wled.ge/ Ich habe auch einige Tage hin und her überlegt, ob ich nicht doch Digital-LEDs nehme - Bitstream rein und fertig.

Ausschlaggebend waren am Ende zwei Überlegungen.

  • Abgesehen vom µC sollte das System nativ mit 12V laufen ohne einen leistungsfähigen DC/DC Converter. Dann brauch ich nicht so dicke Kabel und bei bestimmten Freizeitgestaltungen laufen die Strips direkt an ner Autobatterie.
  • Ich wollte ggf. die Möglichkeit haben, noch andere rote LED´s an zu bringen. Das werde ich wahrscheinlich auch noch machen, die enthaltenen bypassen und tiefrote auf den Streifen bringen.

Dynamische Bewegungseffekte kann ich mit meiner monolitischen Lösung natürlich nicht machen, aber das war für mich sekundär.

#7571566
Lesenswert?

Rene K. schrieb:

Jasson J. schrieb:

Abgesehen vom µC sollte das System nativ mit 12V laufen

12V gibt es mit dem WS2815 schon einige Zeit, mal so am Rande - genau wegen diesem Problem.

War mir tatsächlich nicht klar - aber hätte ich googlen können á la "WS2812 12V" oder z.B. hier fragen, ob es sowas gibt.

Wo wir dabei sind - kennt jemand eine Quelle, wo beschrieben wird, wie die Digital-LED´s aus der Vdd die jeweiligen LED-Spannungen machen?

#7571575
Lesenswert?

Jasson J. schrieb:

kennt jemand eine Quelle, wo beschrieben wird, wie die Digital-LED´s aus der Vdd die jeweiligen LED-Spannungen machen?

Ich würd' im Datenblatt nachsehen. Da es den in WS2812 verbauten Controller auch separat, d.h. ohne LEDs gibt, der heißt dann WS2811.

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/WS2811.pdf

Prinzipiell: Bei LED-Ansteuerung wird nicht mit der Spannung, sondern dem fließenden Strom gearbeitet, und die Helligkeit wird i.d.R. nicht mit dem Strom, sondern mit einer PWM gesteuert.

WS2811 arbeitet mit üblicherweise 18.5 mA, wie das bei verschiedenen Versorgungsspannungen gehandhabt wird, kannst Du im Datenblatt auf S. 5 sehen.

#7571601
Lesenswert?

Hm ja stimmt

gut, ich war unspezifisch. Ich hatte Ausschau gehalten, ob die LED-Spannungen oder Ströme linear oder "gestept" erzeugt werden.

Ich meine das steht nicht im Datenblatt vom WS2811, zudem kann ich mir nicht erklären, wo in dem kleinen Formfaktor eine Stepper-Topologie o.ä. sein soll und das drei oder vier mal.

Auf der anderen Seite steht im WS2815 Datenblatt "12V DC Power supply, can effectivly reduce the operating current" - das kann ja nur gehen, wenn die Stromquelle nicht linear ist.

Moderator Persönliche Seite #7571617
Lesenswert?

Jasson J. schrieb:

(immer noch große Fettschrift)

Kannst Du bitte mal damit aufhören, Absätze mit Minuszeichen zu trennen? Du erzeugst damit aufdringliche Fettschrift für Titelüberschriften, siehe Screenshot.

Ich hatte oben den Sachverhalt schon erklärt, offenbar hast Du den überlesen. Absätze trennt man mit Leerzeilen, nicht mit Minuszeichen.

Danke.

Angehängte Dateien:
#7571618
Lesenswert?

Rene K. schrieb:

Harald K. schrieb:

warum im 12-V-Betrieb beim 2811 drei LEDs in Reihe geschaltet werden.

NOCHMAL: es geht hier um die 2815... FÜNFZEHN! Nicht 11!!!ELF... Die 2815 sind direkt für 12V spezifiziert.

Schreien hilft nicht weiter

Prinzipiell ist es recht wahrscheinlich, dass auch die verschiedenen Typen einen selben Ansatz zur Strom-Einstellung für die LED-Emitter haben. Was allerdings dagegen spricht beim 2815 ist, das das zu einer absurden Wärmeentwicklung führen würde, wenn von den 12V 8,4 bis 9,8V in ner linearen Konstantstromquelle verheizt würden. Und es würde auch der von mir genannten Line aus dem Datenblatt wiedersprechen. Trotzdem kann ich mir bei dem Formfaktor nicht vorstellen, wo da drei bis vier Topologien mit Speicherelement sein sollen.

#7571620
Lesenswert?

Rene K. schrieb:

NOCHMAL: es geht hier um die 2815... FÜNFZEHN! Nicht 11!!!ELF... Die 2815 sind direkt für 12V spezifiziert.

Ich habe ein Datenblatt des 2811 verlinkt und beziehe mich darauf. Das ist ein separater Controller, keine LED mit integriertem Controller. Und das habe ich ganz bewusst gemacht, weil nämlich die /prinzipielle/ Frage nach der Funktion gestellt wurde.

Und die kann man am separaten Controller deutlich einfacher und besser nachvollziehen, weil bei dem Dinge beschrieben werden müssen, die bei der Kombination von allem in ein Bauteil nicht beschrieben werden.

Du kannst ja gerne versuchen, dem Datenblatt des 2815 (https://www.led-stuebchen.de/download/WS2815.pdf) alles relevante zu entnehmen.

Wird's klarer?

Moderator Persönliche Seite #7571633
Lesenswert?

Jasson J. schrieb:

Prinzipiell ist es recht wahrscheinlich, dass auch die verschiedenen Typen einen selben Ansatz zur Strom-Einstellung für die LED-Emitter haben.

Die 2815 funktionieren anders als die 2811. Die 15er arbeiten mit einer Serienschaltung, siehe unten. So kommt es eben nicht zu einem Hitzekollaps.

Harald K. schrieb:

Ich habe ein Datenblatt des 2811 verlinkt und beziehe mich darauf.

Da wird weder erklärt, wie die LEDs mit 12V zurechtkommen noch gibt es dort eine Zeichnung von der inneren Schaltung.

Hier wird das näher erklärt:

Beitrag "Was bringen die WS2815 LEDs mit 12V?"

EDIT:

Ich habe hier mal einen Screnshot aus dem GS8208-Datenblatt angehängt, der das Prinzip auch durch ein Bild verdeutlicht. Der Trick: Die einzelnen LEDs in Reihenschaltung werden durch die 3 PWMs nicht getrieben, sondern mehr oder minder kurzgeschlossen.

Angehängte Dateien:
#7571641
Lesenswert?

Frank M. schrieb:

Da wird weder erklärt, wie die LEDs mit 12V zurechtkommen

Ach? Ich sehe zwei Beschaltungen, eine für 5V, mit je einer LED, und eine für 12V, bei der jeweils drei LEDs in Reihe zu schalten sind und auf dem Rot-Kanal noch ein zusätzlicher Serienwiderstand verwendet wird.

noch gibt es dort eine Zeichnung von der inneren Schaltung.

Ja, wo kämen wir denn da hin, wenn Datenblätter tatsächlich was taugen würden? (Das ist jetzt nicht als Widerspruch zu Deiner Aussage zu verstehen, sondern eher als Bekräftigung)

Hier wird das näher erklärt:

Danke für den Link.

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren