Hallo, zur Beleuchtung eines Automodells (das Modell ist eigentlich nur ein Drahtgittermodell an welchem viele LEDs befestigt sind), würde ich mich für eine LED Ansteuerung interessieren. Bei dem Modell sind jeweils ca. 200 LEDs parallel geschaltet und es stehen ca. 9,6V DC zur Verfügung. Nun würde ich also gerne mit einem Portpin auf einmal 200 LEDs einschalten (und das ganze 6mal, d.h. 6 zu schaltende Kreise = 1200 LEDs). Um die Ströme und die Akkulaufzeit mache ich mir dann später Sorgen ;=) Kein Problem wenn man verschwenderisch sein will: aus meinen ersten Tests hatte ich noch eine Ansteuerung durch einen MOSFET: den MOSFET durchgeschaltet, ein Haufen Leistung an X Widerständen verbraten (so dass halt die 9,6V auf "verträgliche" 2,5V reduziert wurden) und die LEDs dahintergehängt. Aber das muss doch auch besser gehen... Nur wie? Tipps, Tricks? Vielen Dank, Hans P.S: Mosfet Ansteuerung: Schottky Diode zum Schutz parallel GND ----------MOSFET--------Rs-----LEDs----- Vcc + Portpin---------|
Damit würdest du 170 Watt verbraten. Da würde sich ein Step-Downregler empfehlen, der aber statt Spannung- stromgeregelt ist.
Ja, ich pflichte Herrn Ganter bei. Ich verwende sehr gerne die sog. "Simple-Switcher" von National oder für AC/DC die Bausteine von Power Integrations. Auf jeden Fall solltest Du die stromsparenden LEDs verwenden, benötigen nur ca. 2mA. Die Simple-Switcher kann man auch in den stromregelnden Betrieb bringen, da sie auch gegen 1,27V regeln. Also, einfach einen Simple-Switcher am Eingang, von 9,6V herab auf die 1,8 /2,0 / 2,2V (je nach Farbe der LED); plus der sog. Drop-Down-Spannung des zweiten Simple-Switchers. Das müsste eine einwandfreie Schaltung ergeben. Viel Erfolg! Dirk.
LEDs haben eine Z-Dioden Charakteristik, d.h. eine realtiv konstante Brennspannung, die aber je nach Temperatur und Fertigungstoleranzen unterschiedlich ist. Deshalb schaltet man LEDs nie parallel, da es sonst zu einer sehr ungleichmäßigen Stromverteilung und Helligkeit kommt, selbst wenn die LEDs aus dem gleichen Fertigungslos sind. Also entweder schaltest Du die LEDs in Reihe oder Du brauchst für jede LED einen eigenen Vorwiderstand für die gleichmäßige Stromaufteilung. Peter
Vielen Dank für die Antworten. @Fritz Ganter: ich sagte ja bereits, dass die Ansteuerung durch einen einfachen Vorwiderstand Vernichtung pur ist, die ich ja auch abstellen möchte. Werde mir mal entsprechende Regler ansehen und vor allem was die kosten. Denn die Ströme sind ja nicht so ganz ohne, also wahrscheinlich eher teure Bauteile :=( @Dirk: Danke für die Tipps und Ratschläge. Allerdings "liegen die LEDs hier schon rum", leider keine (teuren) Low Current LEDs. Wäre sicher besser gewesen, vor allem auch wegen der (Akku-)Laufzeit... Wäre gewesen, argh... @Peter Dannegger: Und ich bin wieder etwas schlauer geworden. Bis jetzt habe ich es nur mit 10 LEDs und einer Halogenlampe (um auch ein wenig Strom fleißen zu lassen) probiert. Da war noch alles gleich hell. Die Erklärung leuchtet aber ein. Also wird wohl noch mal neu verdrahtet, diesmal aber in Reihe. Wie schnell gehen die LEDs kaputt (die Fehlersuche bei 200 Reihenschaltungen dürfte ja recht aufwendig sein)? Wenn alle LEDs in Reihe geschaltet sind, wie schalte ich dieses dann am Besten? Wenn an jeder LED ein paar V abfallen, bleibt von den 9,6V Vcc nichts mehr übrig. Noch ein schönes (Rest-)Wochenende, Hans
200 LEDs in Reihe würden 500V bedeuten, da bleibt wirklich nicht viel von den 9,6Volt. Das Problem der Parallelschaltung ist mir bewusst, ist halt die Frage wie störend der Helligkeitsunterschied ist. Ich würde vorschlagen für jede LED ein Widerstand mit 22 Ohm in Serie, und das ganze dann parallel schalten und das mit Stromgesteuertem Schaltregler betreiben. Den Strom von 24A kannst dann mit einem Stepdown schalten. Wennst eh einen µC verwendest, kann der das regeln, dann brauchst nur einen Mosfet und eine Spule die für den Strom geeignet ist. Bei 16kHz brauchst eine Spule mit 15µH und 3,2mm Drahtdurchmesser :-( Siehe http://henry.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/smps_e.asp
Hab ich vergessen: Der 22Ohm um die Toleranzen auszugleichen, die werden dann auch nicht warm.
Hi wieso nicht beide Welten kombinieren? Jeweils drei LED's in Reihe an einen gemeinsamen Vorwiderstand. Allerdings reagiert das ganze dann etwas empfindlich auf Spannungsschwankungen des Akkus. D.h. die LED's werden bei sinkender Akkuspannung relativ schnell dunkler. Der Vorteil ist natürlich das man keinen Schaltregler braucht. Bei 25A ist deren Konstruktion nämlich alles andere als trivial wenn der Regler effizient sein soll. Von Linear gibt es da z.B. http://www.linear.com/pdf/3729fas.pdf Matthias
Hallo, ich würde folgende schaltung empfehlen, falls das noch möglich ist. Wenn man für eine LED 2,4V vorsieht, kannst du jeweils 4 in reihe schalten, und dann 50 solche "Pakete" paralell. dann brauchst du keine Widerstände und Spannungsregler. Allerdings dürfen es keine weissen oder blauen, oder sonst irgendwelche "Superhellen" sein, denn die leuchten erst ab 3,6V mfg MasterD
Hallo, da hat sich das Forum ja (schon) wieder sehr gelohnt. Danke für die neuen Anregungen und Vorschläge. @Fritz Ganter: Ok, dann bräuchte ich also einen Atmel mit min. 6 PWM Ausgängen. Bleiben nur noch die "großen" über, aber meinetwegen darf es auch ein 128(L)er werden. HAbe ich zwar keine Erfahrung mit, aber das bekomme ich schon hin(gebastelt). Bin momentan mit Spaß und Eifer dabei (sofern es die Zeit zuläßt). Wozu noch extra den Widerstand? Könnte man nicht "einfach" die PWM Frequenz und den duty cycle so einstellen, dass effektiv 2,4|2,0|XV nach dem Mosfet anliegen? Dann könnte ich mir zum einen die Widerstände, zum anderen die extra Lötarbeiten an den LEDs (Vorwiderstände) sparen (freue mich eh schon auf den Lötkolben und ein ruhiges Wochenende), da ich nur einen "großen" Kondensator + Spule zur Glättung an zentraler Stelle benötige. Wenn das nicht geht, reichen 1/4W SMD Widerstände (z.B. 1206) aus (die könnte man noch "gut" an die LED Beinchen löten)? Danke für den Link, habe mal ein paar Werte durchgespielt und komme auch auf deine Induktivität. Aber warum gerade 16kHz und nichts anderes? @Matthias: Soweit ich das sehe, macht der Regler (ist ja "nur" ein Stück Draht/Spule das als Induktivität dient und ein MOSFET) mir keine Probleme. MOSFETs habe ich hier (IRFZ44N), bei den Spulen muss ich halt mal wickeln und testen. Dafür hätte ich dann auch keine Helligkeitsunterschiede (oder kaum). @MasterD: Ich habe nicht "so" die große Ahnung von der Theorie: aber müßte man den Strom nicht begrenzen? So würde ja mehr als 20mA fließen und die LEDs "blitzen" lassen, oder irre ich da? Für die superhellen und anderen Spannungen könnte man dann ja entsprechend weniger LEDs zusammenschalten und evtl. noch Dioden einfügen. Erst noch mal vielen Dank für die Tipps, muss jetzt erst mal weiter Datenblätter lesen und Theorie über PWM und LEDs nachholen. Da fehlt mir (glaube ich) ein großes Stück Wissen. Was ich letztendlich bauen werde, weiß ich immer noch nicht. Momentan tendiere ich aber zu der PWM Lösung, da ich da (evtl.?) später über die duty cycle auch noch dimmen/Helligkeit ändern könnte. Grüße, Hans
bringe sie doch mit einem step-up regler auf angeneme 120V (gem. VDE0100 / sichere Spannung) und dann mittels Vorwiderstand auf einen konstanten strom. Du kannst dir für diese arbeit ja ohne weiteres die LED Stränge selektieren und den Strom mittels poti begrenzen. selektieren würde ich die sowiso in jeder Ausführung dieser Art.
"Aber warum gerade 16kHz und nichts anderes?" Wennst mehr nimmst, wird die Spule kleiner, aber die Verluste im MOSFET grösser. Du kannst mit einem ATmega, 16MHz und normales 8-bit PWM (also kein Fast-PWM) max. 32kHz PWM erzeugen. "Wozu noch extra den Widerstand?" Damit kannst du Fertigungstoleranzen der LED-Durchflussspannung ausgleichen. Der Wert ist nur geschätzt, aber ich denke 0.5V über den Widerstand sollte reichen. Wenn die LED-Durchflussspannung etwas anders ist, dann ändert sich der Strom nicht so sehr als wenn du mit konstant 2.5V drauffährst.
Hallo, hier auch noch eine sehr intressante Schaltung: http://home.t-online.de/home/520031454336-0001/Downloads/LED-Nachtflug.pdf viele Grüße Andi
So langsam werde ich immer schlauer (zumindest denke ich das ;=)) Von der Parallelschaltung bin ich weg, da die Ströme einfach zu groß werden und ich "nur" Wärmeverluste habe. Werde mich folglich mal mehr mit der Reihenschaltung befassen (müssen), so dass es letzendlich wohl ein Mix aus beiden wird. Habe mir einmal http://henry.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/aww_smps_e.html durchgelesen und denke noch ein wenig über die Theorie dahinter nach, vor allem auch über die Absicherung und Kurzschlussschutz. Wollte bis 60V gehen, dann müsste ich bei einem Fehler auch nicht zu lange suchen und hätte noch "kurze" LED-Ketten. @uli: Danke für den Tipp, so langsam merke ich: Parallelschaltung war ein großer Fehler... Dimmen wird bei der Reihenschaltung zwar stark eingeschränkt, bzw. ist gar nicht mehr mögich, aber egal. Das wäre eh nur ein "nice-to-have" feature gewesen. Selektieren: warum? Wenn "viele" LEDs in Reihe liegen, bekommt doch jede "ihre" Sapnnung, egal ob mal eine 1,7|2,35|2,4|1,8V braucht. Einzig der Strom muss bei den verschiedenen Farben gleich sein. Oder meinst du die (evtl.) leicht unterschiedliche Helligkeit in einer Serie (bei gleichem Strom)? @Fritz Ganter: Danke für die Erklärungen. Vor allem dein Link zu den Anwendungen mit MOSFETs ist klasse. Muss mir jetzt allerdings neue MOSFETs bestellen, da die ursprünglichen für große Ströme ausgelegt waren, aber nicht sonderlich Spannungsfest sind. Aber das bleibt ja auch noch im Rahmen des bezahlbaren. Für den PWM MOSFET muss ich wohl eh erst noch eine Ansteuerung/Treiber bauen, bzw. hier aus dem Forum abkupfern. @Andreas F: Danke für den Link. Nach ein wenig suche habe ich noch die Weiterentwicklung gefunden: http://www.flugmodellbau.de/download/LED-Scheinwerfer_doku_11.pdf Im Prinzip ist das was ich auch bauen möchte, bzw. suche. So, habe erst mal wieder genug auf der "to-do" Liste. Grüße, Hans
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