Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED´s betreiben


von Marc K. (dergruenekobold)


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Hallo,

Ich hab da ein komisches Problem. Und zwar will ich viele LED´s µC 
gesteuert mit MOSFETs durchschalten. Als Spannungsversorgung benutze ich 
einen DC/DC Wandler der Firma Recom (RP15-123.3SA) mit 3,3V 
Ausgangsspannung und max 4A. Sind die LEDs aus, so ist die Spannung bei 
3,3V stabil. Dennoch wird der DC/DC Wandler extrem heiss. Das Netzteil 
am Wandlereingang liefert 12V mit 5A. Die LEDs brauchen pro Stück 30mA 
(insgesamt 63 LEDs). Sobald ich anfange die LEDs einzuschalten, sinkt 
die 3,3V Versorgungsspannung ab. Je mehr ich einschalte desto mehr sinkt 
sie ab. Wenn alle an sind, liegen auf der Versorgungsleitung noch 2,65V. 
Nun ist die Frage warum die Spannung absinkt.

Danke für eure Antworten.

von ttl (Gast)


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die Vorwiderstände sind viel zu klein, mess mal den Strom

von Marc K. (dergruenekobold)


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Eine LED braucht eine Spannung von 2,05V bei 30mA. Beie einer 
Versorgungsspannung von 3,3V bedeutet das einen Vorwiederstand von 
41,6667 Ohm. Gewählt hab ich also 39 Ohm. Deshalb denke ich, dass der 
Vorwiederstand nicht zu klein ist.

von rs (Gast)


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30mA pro LED kommt mir aber viel vor.

Vielleicht klappt es auch wenn du den Deppenapostroph bei den LEDs weg 
lässt. ;-)

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Marc Köcher schrieb:
> Sind die LEDs aus, so ist die Spannung bei 3,3V stabil. Dennoch wird
> der DC/DC Wandler extrem heiss.

Der Wandler wird heiß, wenn die Leds aus sind? Ist der Strom tatsächlich 
Null?

Hängen Kondensatoren am Ausgang des DC-DC-Wandlers?

von Marc K. (dergruenekobold)


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Das sind extra starke LEDs da sie für ein Großdiplay (7-Segment) gedacht 
sind. Wenn die LEDs aus sind zieht die Schaltung ca. 120mA und dennoch 
wird der DC/DC Wandler heiss. Am Ausgang sind keine Kondensatoren. Nur 
am Eingang ist ein 10µF Tantal.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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du mußt Widerstände einbauen, keine Wiederstände.

von Marc K. (dergruenekobold)


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What??

von Dietmar (Gast)


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Den Hinweis im Datenblatt beachtet?

1. The RP15 series requires a minimum of 10% loading on the output to 
maintain specified regulation. Operation under
no-load condition will not damage these devices, however they may not 
meet all listed specification.

Bei 4,4A wären das 440mA gewesen........

Gruß Dietmar

von Marc K. (dergruenekobold)


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Hier mal die Bildr der Steuerschaltung und der LED Platinen.

von holger (Gast)


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Rechts oben sind LEDs ohne Vorwiderstand! Aua;)

von Marc K. (dergruenekobold)


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die LEDs oben rechts brauchen 3,3V somit kein Vorwiederstand  nötig.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Marc Köcher schrieb:
> die LEDs oben rechts brauchen 3,3V somit kein Vorwiederstand  nötig.

Stümper!

(sorry... ist mir so rausgerutscht und meine Backspace-Taste geht grad 
ned)

von Marc K. (dergruenekobold)


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Ist das falsch mit den LEDs?

von Marc K. (dergruenekobold)


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Zu dem Datenblatt des Wndlers. Wenn ich die LEDs anschalte hab ich die 
10% locker erreicht. Dennoch sinkt die Versorgungsspannung ab.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Marc Köcher schrieb:
> Ausgangsspannung und max 4A. Sind die LEDs aus, so ist die Spannung bei
> 3,3V stabil. Dennoch wird der DC/DC Wandler extrem heiss. Das Netzteil
> am Wandlereingang liefert 12V mit 5A. Die LEDs brauchen pro Stück 30mA

Welchen Strom zieht deine Schaltung bei ausgeschalteten LEDs aus deinem 
12V Netzteil?

von Marc K. (dergruenekobold)


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Hab gerade bemerkt, dass sie bei ausgeschalteten LEDs doch ca. 1,2A 
zieht. Und das darf nicht sein.

von mhh (Gast)


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Marc Köcher schrieb:
> die LEDs oben rechts brauchen 3,3V somit kein Vorwiederstand  nötig.

Leds brauchen Strom. Spannung ergibt sich dann.

Und dann wundern wenns nicht so läuft wie gedacht...

Marc Köcher schrieb:
> Ist das falsch mit den LEDs?

Ja natürlich.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Marc Köcher schrieb:
> Hab gerade bemerkt, dass sie bei ausgeschalteten LEDs doch ca. 1,2A
> zieht. Und das darf nicht sein.

Damit habe ich gerechnet.

Was zieht dein Basisboard ohne die aufgesteckten Zusatzboards?

von Marc K. (dergruenekobold)


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Die 1,2A. die LEDs ohne die Vorwiederstande waren noch nie 
angeschlossen.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Mach mal dein Board Stromlos und miss den Widerstand zwischen GND und 
+3V3...

von Marc K. (dergruenekobold)


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18 KOhm.

von Marc K. (dergruenekobold)


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Ist wahrscheinlich der Innenwiederstand des DC/DC Wandlers.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Nimm dein Board noch mal in Betrieb, lass es ca. 1-2 Minuten laufen, und 
Taste dann nochmals alle Bauteile auf deinem Board mit dem Finger ab. 
Ausser dem DC/DC müsste noch irgend Etwas verdammt heiß werden...

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Dietmar schrieb:
> 1. The RP15 series requires a minimum of 10% loading on the output

Das gilt nur für die RP15-F Serie, nicht für die RP15-A die der OP hat. 
Bei letzteren ist als minimum-load 0% angegeben.

von Marc K. (dergruenekobold)


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Also hab bis jetzt laufen lassen und alles bleibt kalt bis auf den DC/DC 
Wandler.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Dann sieht es fast so aus als hätte dein DC/DC ne Macke weg.

Trenne mal den Ausgang deines DC/DC vom Rest der Schaltung und prüfe 
nochmals die Stromaufnahme bzw. die Eigenerwärmung desselben....

von Marc K. (dergruenekobold)


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Das hab ich mir auch schon gedacht das der was weg hat. Den muss ich 
erst auslöten. Werde das morgen mal testen. Und meld mich dann wieder. 
Auf jeden fall vielen Dank schonmal für die Hilfe.

von Kevin (Gast)


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es wurde schon einmal erwähnt:

Die Wiederstände sind falsch, du brauchst Widerstände. :-/

von Marc K. (dergruenekobold)


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Welche Wiederstände?

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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von Marc K. (dergruenekobold)


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Hier mal die Layouts zum besseren Verständniss.

von Marc K. (dergruenekobold)


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OMFG ok Widerstände. Verstanden.

von Christian L. (cyan)


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Liegt es jetzt nur an der Komprimierung oder sind einige Bauteile nicht 
angeschlossen?

LG Christian

von Marc K. (dergruenekobold)


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Das ist alles GND und da sind noch 2 Masseflächen die ich weg gelassen 
hab da die nur verwirren.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Marc Köcher schrieb:
> Hier mal die Layouts zum besseren Verständniss.

Das Layout deiner Basisplatine passt nicht zum gezeigten Schaltplan.

Am Controller sind viele benachbarte Pins miteinander verbunden, welche 
im Schaltplan getrennt sind.

Es sind disktete Bauteile zu sehen, welchen nur einseitig angeschlossen 
sind.

"-Vout" (Pin 4) des DC/DC ist gar nicht angeschlossen. Statt dessen 
wurde "+Vin" (Pin 1) mit den Pins 27, 28 und 29 des Controllers 
verbunden...

Weiter habe ich jetzt nimmer nachgesehen....

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Marc Köcher schrieb:
> Das ist alles GND und da sind noch 2 Masseflächen die ich weg gelassen
> hab da die nur verwirren.

Scherzkeks... Ohne die Masseflächen macht es keinen Sinn!

Poste mal dein Layout mit Masseflächen und in zwei Teilen (Top- und 
Bottom- Layer separat). Eine geringfügig höhere Auflösung wäre auch 
wünschenswert.

von Marc K. (dergruenekobold)


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Hier mit massefläche.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Marc Köcher schrieb:
> Hier mit massefläche.

Magnus Müller schrieb:
> und in zwei Teilen (Top- und Bottom- Layer separat). Eine
> geringfügig höhere Auflösung wäre auch wünschenswert.

von Marc K. (dergruenekobold)



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Nun Sorry.

von Marc K. (dergruenekobold)


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Also ich hab das Problem nun eingegrenzt. Es hängt mit dem Durchsteuern 
der Mosfets vom µC zusammen. Versonge ich die Basisleitungen der Mosfets 
direkt von der 3,3V Quelle ziehen sie den Strom den sie ziehen sollen 
und sind viel heller. Auch die Spannung bleibt stabil. Werden die 
Basisleitungen vom µC mit 3,3V versorgt, verbrauchen die LEDs nur ein 
drittel des Stroms, sind viel dunkler und die Versorgungsspannung bricht 
auf 2,5V ein. Da ich davon ausgehe, dass die Basis des Mosfets keine 
Leistung benötigt, bin ich überfragt, warum der µC das nicht schafft und 
warum die Versorgungsspannung einbricht.

von Alex22 (Alex Bürgel) (Gast)


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Hallo Marc,

zunächst heißt es bei einem FET Gate und nicht Basis, das aber nur 
am Rande.
Du könntest die Gate-Widerstände mal auf z.B. 100 Ohm reduzieren. 
4,7kOhm sind ein bisschen viel, da sich dann ein Spannungsteiler mit dem 
10kOhm Pull-Down Widerstand einstellt der dafür sorgt, dass die 
Gate-Spannung nur noch ca. zwei-drittel von 3,3V beträgt. Abzgl. des 
Spannungsabfalls am Ausgangstreiber des µC.

Das könnte dann erklären, warum die LEDs dann schwächer leuchten als 
wenn du das Gate direkt mit 3,3V verbindest. Warum die 
Spannungsversorgung dann jedoch einbricht kann ich dir nicht sagen...

Ist es denn so, dass die Spannung um so niedriger wird, je mehr LEDs du 
einschaltest, oder bricht sie schon bei nur einer LED auf die von dir 
beschriebenen 2,5V ein?

Gruß,
Alex

von Marc K. (dergruenekobold)


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Also ich hab mir das auch schon gedacht und hab die Vorwiderstände schon 
durch 100 Ohm ersetzt. Dadurch werden die LEDs heller aber nich so hell 
als wenn die Spannung direkt vom netzteil kommt. Auch bei der Versurgung 
direkt durch das Netzteil ist der Vorwiderstand vor dem Gate drin. Die 
Spannung fällt um so mehr ab, je mehr LEDs an sind. Sie sind jedoch alle 
parallel zueinander.

von Marc K. (dergruenekobold)


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Also das Problem ist gelöst. Die Abnahme der Versorgungsspannung hatte 
mit dem Leiterwiderstand zu tun. Der Leitungswiderstand beträgt ca. 1 
Ohm was für den Spannungsabfall bei 1,9A sorgt.

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