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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 24V PWM für Led's sinvoll?


Autor: Max (Gast)
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Hallo,

ich möchte mir eine Hintergrundbeleuchtung für mein Zimmer bauen. Dazu 
möchte ich mir sog. LED-Streifen aufbauen.

Da ich hier schon einige Netzteile mit 24V habe möchte ich diese auch 
gerne verwenden. Jedoch bin ich mir nicht sicher ob die 
Spannungssteuerung  oder stromsteuerung für die LED's am besten ist.
Hier mal meine Überlegungen.

Ich möchte mir streifen mit jeweils 10 LEDs aufbauen. Diese sind RGB 
6-lead multiled's von Osram mit:

Rot: 2,1V
Grün: 3,2V
Blau: 3,2V

und max. 20mA pro LED

Der streifen hat folgende Anschlüsse:
GND_rot
GND_grün
GND_blau
+24V

Jetzt dachte ich ich nehme einen Mosfet und schalte die einzelnen Farben 
per PWM nach Ground.

Rot: 1 Strang a 10 Led's  (21V)
Grün: 2 Stränge a 5 Led's (16V)
Grün: 2 Stränge a 5 Led's (16V)

Da ich das ganze aber über mehrere Meter betreiben möchte weiß ich nicht 
so recht ob da die 24V PWM des mitmacht da ich ja auch Spannungsabfälle 
auf der Leitung habe.
Alternativ müsste jeder Streifen eine eigene Stromquelle bekommen.

Ist es überhaupt sinnvoll eine ganze Serie von LED's mit einer Spannung 
zu steuern (dimmen) oder kommt da nur  die Stromsteuerung in frage?

Würde mich über anregungen freuen

Gruß Max

Autor: Christoph Lechner (clechner)
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Hallo,

also ich würde auf jeden Fall Stromsteuerung machen. Die Flußspannung 
U_F der LEDs ist ja temperaturabhängig. Der Strom durch die LED ist aber 
eine e-Fkt., d.h. wenn du die Spannung nur ganz wenig veränderst, dann 
steigt der Strom sozusagen explosionsartig. Defekte der LEDs sind da 
nicht ausgeschlossen :)

Die Stromsteuerung hat diese Probleme eben nicht. Du könntest auch noch 
einen Schaltregler nehmen, z.B. einen Simple Switcher, oder du nimmst 
einen LM317 (viel einfacher), da ist im Datenblatt eine Schaltung drin, 
wie man den Strom einstellt.

Hoffe das hilft.
- cl

Autor: Max (Gast)
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Nun das mit der Stromsteurung stimmt schon.
Nur leider ist es dann ja kaum möglich das mit 4 anschlussleitungen zu 
realisieren.

da brächte ich ja quasi 5:

+24V
3 PWM Leitungen für die Stromregler
GND

oder gibts da ne bessere Lösung?
Gibt es einfache aber zugleich zuverlässige Stromquellen die ich per PWM 
ansteuern kann und Ströme bis 20 bzw 40mA treiben können.

Da ich bei den Farben grün und blau jeweils 2 stränge benötige wäre die 
frage ob ich das mit jeweils einer Stromquelle oder pro strang eine 
eigene Stromquelle benötige?

Hatte mir auch mal die fertigen Stromquellen-IC's von national oder 
Maxim angeschaut, allerdings werden dabei immer spulen und weitere 
externe Bauteile eingesetzt auf die ich gerne verzichten würde.

Gruß Max

Autor: Christoph Lechner (clechner)
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Hallo,

2 LED Stränge würde ich keinesfalls "einfach so" parallel schalten, weil 
wenn die Temperaturen auseinanderlaufen, dann ändert sich die 
Stromverteilung. Die Folge ist eine Art Kettenreaktion, weil ja dann die 
Kette mit mehr Strom wärmer wird, wodurch der Stromfluß noch höher wird.

Ich weis übrigens noch nicht so ganz, wie man die PWM am besten macht. 
Wenn wir z.B. eine PWM-Frequenz von 250Hz machen würden, dann wäre es 
kein Problem, die ganze Schaltung einfach mit einem Open-Collector 
Schalter ein- und auszuschalten.


Auch wenn wir dann von der Komplexität schon bei den Stromreglern von 
National angekommen sind: Du könntest auch alle Grünen LEDs in eine 
Kette von 10 Stück schalten (mit 32 Volt Flußspannung) und dann einen 
Step-Up-Regler dranbauen, der den Strom auf z.B. 20mA einregelt. So 
würde ich das ehrlich gesagt machen.

Eine Schaltung mit dem MC34063 (einem preiswerten, gut erhältlichen IC), 
die man nach Anpassen der Bauteilwerte übernehmen könnte wäre z.B. im 
Datenblatt http://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC34063A-D.PDF auf Seite 
5. Anstelle Pin  5 mit einem Spannungsteiler zu füttern, würde man halt 
den Spannungsabfall messen, den der Laststrom durch die LEDs an einem 
Shunt erzeugt. Der Strom würde sich dann so einstellen, dass 1.25V am 
Shunt abfallen.

- cl

Autor: Christoph Lechner (clechner)
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Da bräuchte man dann nicht einmal mehr 24V.
Ich habs mal für einen Eingangsspannungsbereich von 9V-12V gerechnet:
minimale Induktivität L=850uH, Spitzenstrom durch die Induktivität 
200mA. Das wäre ja einfach irgendeine SMD Spule.

- cl

Autor: Max (Gast)
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Nun prinzipiell würde dann eine Schaltung mit möglichst wenig externen 
bauteilen gesucht.
Diese sollte eingangsspannungen bis sag ich mal 30V vertragen und dann 
20mA ausgangsstrom und eben einen Pin zum dimmen.

Ich denke es sollte dann auch keine Stromquelle sein, die mehr als 3 
Euro kostet.

Gruß

Autor: Max (Gast)
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nun mir ist gerade noch gekommen,

würde es nicht auch pro strang ein lm317 mit Mosfet als Enable-Pin tun.
ich denke bei 20mA sind die Verluste so gering. Zudem ist diese 
kombination sehr günstig.

Was haltet Ihr davon und wenn ja was empfiehlt sich für ein Mosfet?

Gruß

Autor: Christoph Lechner (clechner)
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Was ist für dich ein "Enable-Pin"?

Ich würde es wie in der Skizze machen. Den Schalter kann man z.B. durch 
einen Transistor ersetzen. Hier bietet sich insbesondere der ULN2803 an, 
da hat man 8 Open-Collectors in einem DIP18.

Autor: Christoph Lechner (clechner)
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ah mein Browser war wohl nicht up-to-date, zweites Posting von 19:21 
übersehen :(

Ja, man den LM317 nehmen (genauer einen pro Strang), bei den Verlusten 
in der Größenordnung von 0.2 Watt würde ich ihn dann sogar im SO-8 
Gehäuse nehmen, das ist dann kleiner als das TO-92 oder gar das TO-220.
Man muß halt natürlich den Drop-Out von LM317, Widerstand und Transistor 
gegen Masse abziehen, da hat man dann schon einige Volts weniger.
Als Schalter ist wiegesagt ein MOSFET zu stark, da reichen die 
Open-Collectors im ULN2803 easy aus, die können nämlich bis zu 500mA 
pro Treiber.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Christoph Lechner (clechner)

>in der Größenordnung von 0.2 Watt würde ich ihn dann sogar im SO-8
>Gehäuse nehmen, das ist dann kleiner als das TO-92 oder gar das TO-220.
>Man muß halt natürlich den Drop-Out von LM317, Widerstand und Transistor
>gegen Masse abziehen, da hat man dann schon einige Volts weniger.

Konstantstromquelle

Mfg
Falk

Autor: Max (Gast)
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Nun werde trotzdem als Mosfet den BSS 138 einsetzten (SOT23) und macht 
220mA.
ein IC ist ungeschickt wegen der verdrahtung :)

Des weiteren ist es ein logic level Mosfet, der direkt von nem AVR 
gesteuert werden kann

Gruß

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