Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED - Leistenschaltung vom Laien


von Social Smoker (Gast)


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Hallo alle Miteinander
Ich bin Informatikstudent an der Uni Hannover und wollte mich ein wenig 
in Richtung Mikrocontrollerprogrammierung schlau machen, neben dem 
Studium als Hobby. Erste Idee war natürlich eine 
Eierlegende-Wollmilch-Schaltung, ich hab mich dann aber selbst 
runterdiskutiert und möchte nun auf lange Sicht eine LED Leiste bauen 
und ansteuern können.

Damit das Ganze nicht nach 2 Tagen im Sand verläuft mache ich das schön 
step-by-step, und damit unser Haus nicht in 2 Tagen abgebrannt ist würde 
ich meine Idee(n) und später wohl auch Schaltpläne hier kurz zur Schau 
stellen. Ein kurzes (möglichst konstruktives) Feedback wäre sehr nett :)

Zu meinem Wissensstand: Mit Elektrotechnik habe ich nie viel am Hut 
gehabt, ich habe einige Probleme mir das ganze anschaulich zu machen. 
Ich versuche das durch Lesen, Google und was mir so einfällt ein wenig 
auszugleichen.

Die Schaltung die ganz zum Schluss rauskommen soll: Wäre eine 
LED-Leiste, die per Controller (Arduino) ein paar Effekte darstellen 
könnte (nen Fade find ich ganz schön, vielleicht ein paar 
Wellenmuster... wird sich zeigen). Die Info nur, falls man bereits in 
diesem Stadium vielleicht eine Kleinigkeit vorbereitend einbauen/ändern 
kann.

So, ich stehe ja quasi am Anfang, das Mikrocontrollerzeugs und alles 
rückt in den Hintergrund, mein erstes Ziel wäre überhaupt eine 
LED-Leiste zu bauen. Dazu hab ich mir ein paar Gedanken gemacht, siehe 
angehängtes Bild. Das soll kein Schaltplan oder sowas in der Art sein, 
ich möchte eigentlich nur nachfragen ob das ganze so überhaupt 
funktionieren würde.

Erklärungen dazu: Als LED würde ich wohl die LRTB G6TG nehmen, auch wenn 
ich die ziemlich teuer für ne LED finde. Okay wenn man bedenkt das 
eigentlich 3 LEDs pro Gehäuse stecken ist das wohl in Ordnung. Ich würde 
nun gerne so 9 dieser LEDs pro Meter als LED-Leiste nutzen. Kann ich sie 
dafür so verdrahten wie in dem Bild angedeutet? Der Vorwiderstand lässt 
sich ja fast per URI berechnen, hinter jeden Vorwiderstand wollte ich 3 
LEDs packen (parallel oder in Reihe?). Und jetzt angenommen das 
funktioniert, dann würde ich gern die einzelnen "Farben" (also die 
einzelnen LEDs pro Gehäuse) unabhängig voneinander dimmen können. Dazu 
wären die PWMs am "Anfang" gedacht, pro Farbe einer.

Über die PWMs müsste ich mich noch schlau machen, einfach durch 
beispielsweise ein Arduino Board kann ich den Strom ja nicht schleifen 
(wird ja immer mehr pro LED) oder? Also vielleicht auch eine 
Selbstbaulösung, möglichst eine die man später per Controller 
beeinflussen kann.

Naja, nun bitte erstmal Eindrücke und Verbesserungen eurerseits :)

Gruß

von Adolf K. (tuxadi)


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Social Smoker schrieb:
> Controller (Arduino)

Sei mir nicht böse, aber ein Informatikstudent sollte doch wohl eher auf 
eine Programmiersprache wie C setzen können. Assembler sollte auch kein 
Problem sein.

Warum dann Arduino?

MfG

von Social Smoker (Gast)


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Weils so schön einfach ist ;) Ich würde mir durchaus auch zutrauen C zu 
verwenden, aber um einen Controller richtig einzubinden reichen meine 
E-Technik Kenntnisse denke ich nicht wirklich aus. Ich dachte ich 
arbeite mich Controllertechnisch von Oben nach Unten: Arduino, paar 
Kleinigkeiten damit machen und falls das Interesse bleibt tiefer 
einsteigen bis zu komplett selbst eingebundenen.

Übrigens wärst du erstaunt wieviele Informatikstudenten (zumindest beim 
Bachelor) nicht richtig Programmieren können...

von zagge (Gast)


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Warum nimmst du nicht einfacherweise "intelligente" Stripes mit WS2801 
oder TM180x

Damit kann das alles (fast) beliebig lang werden und du brauchst zur 
Ansteuerung nur einen Port, keine Vorwiderstände, KSQs etc. sondern nur 
ein normales Netzteil.

AFAIR gibt es auch für den Arduino bereits fertige Libs (ansonsten ist 
das Protokoll auch nicht so schwer).

Preislich dürfte das IMHO auch günstiger sein.

von thomas_l (Gast)


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Hallo!
Du wirst für die Led's Treiber brauchen, da der Controler nur max 40 mA 
ausgeben kann. Da die im Arduino verbauten Chips 6 pwm-Ausgänge haben 
kannst Du damit 2 solcher Leisten ansteuern. Einen Logic-Level FET 
kannst Du mit dem Controler direkt ansteuern.
Ach ja, das böse A-Wort hättest Du hier besser nichr erwähnen sollen, da 
einige Leute hier im Forum sich dann provoziert fühlen irgendwelchen 
Müll zu posten.

@Adolf Kreet Du hast natrlich völlig recht. Ein Iformatikstudent kann 
selbstverständlich kein C++ benutzen. Wo kämen wir denn da hin!

von dumdidumm (Gast)


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Hallo Social Smoker,

Wenn du wirklich neu bist, mach es lieber gleich 'richtig' mit C. Dann 
ärgerst du dich später nicht mehr. Wenn du dich etwas einarbeiten 
willst, probier mal, an das Pacman-Projekt-Skript vom IMS an deiner Uni 
zu kommen, da wird das ganze, auch PWM, sehr gurndlegend erklärt. Wenn 
du nett anfragst bekommst du vielleicht sogar noch ein Board, die kosten 
nicht viel.
Achso, das Labor ist eigentlich für Elektrotechniker ausgelegt, aber das 
ist bei Euch ja eh eine Fakultät.

Viel Spaß beim basteln ;-)

von SocialSmoker (Gast)


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Okay vielen Dank erstmal euch Allen. Sorry, ich habe nen turbolentes 
Wochenende hinter mir und konnte nicht eher antworten.

@zagge
Die Dinger kannte ich nicht, aber ziemlich genau einen solchen Streifen 
wollte ich mir letztenendes zusammenbauen. Von daher fänd ichs jetzt ein 
bisschen witzlos die einfach fertig zu kaufen. Der WS2801 sieht aber gut 
aus, ich glaube den merk ich mir erstmal. LEDs dimmen kann ich mit dem 
aber nicht oder? Danke dir ;)

@thomas_l
Das ich nicht einfach einen Controller zwischenschalten kann war mir 
schon klar, deswegen wollte ich eigenständige PWMs benutzen und die dann 
mit einem Controller "steuern". Bestimmt gibts einfachere und 
effektivere Möglichkeiten, aber wie gesagt: Ich bin blutiger Anfänger in 
der Hinsicht und kenne nicht viel.

@dumdidum
Danke für den Tipp, ich werd mal nachfragen :)

von zagge (Gast)


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Auch beim selbst Zusammenbauen würde ich auf 2801 oder ähnliche Chips 
setzen, da hast du defakto KSQ, PWM und Kaskadierung alles zusammen und 
brauchst dann neben diesen nur noch die LEDs und ein paar Widerstände 
und hängst die Teile an deinen Controller.
Ein WS2803 kann sogar 18 LEDs treiben (also 6 RGB LEDs) sofern der Strom 
nicht gar zu hoch ist.
Vor allem wenn du Wellenmuster o.ä. haben willst, musst du ja jede LED 
jeweils für RGB einzeln ansteuern, das wird ohne solche Teile relativ 
rasch aufwändig, weil ja jede LED  drei mal eigene Treiber und 
Ansteuerung braucht. Geht natürlich auch mit anderen Methoden (Multi-, 
Charlie-plexing, Software-PWM und/oder Latches, kommt auch immer auf die 
notwendige Refresh-Rate und gewünschte Helligkeit an), da könntest du 
ev. in den Aufbau auf der zahlreichen LED-Würfel hier reinschauen.

von Social Smoker (Gast)


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Das klingt ziemlich gut...
Aber ich kann durch solche ICs wie dem WS2801 doch nicht unendlich viel 
Strom durchschicken oder? Wenn ich die in Reihe schalte gibts doch ne 
Obergrenze ab wann die Controller nicht mehr mitkommen. Wo finde ich 
diesen Wert? Das Datenblatt hat mir da nicht sehr geholfen...

von Social Smoker (Gast)


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Da fällt mir grad ein - wenn ich vor jede RGB-LED einen Controller 
setzen will kann ich ja gar keine Standardplatine benutzen? Gibt es da 
bewährte Lösungen abseits von Eigenentwicklung (wie gesagt, Student...)?

von zagge (Gast)


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Die Stromversorgung geht an jeden WS280x. Durchgeschliffen wird nur 
Clock und Data. Ein simples serielles Datenformat siehe Fig. 10 im 
Datenblatt.
Jeder WS280x schneidet dabei seine Datenwerte ab und reicht die 
restlichen Daten weiter.
Wie das ganze verdrahtet wird, siehst du am einfachsten in Fig. 4
The typical application circuit of WS2801
Das (fast) einzige, was die Länge begrenzt ist der Querschnitt deiner 
Stromversorgungsleitung.
Das Signal selbst wird von jedem WS280x refreshed.
Ab einer bestimmten LED-Anzahl sinkt natürlich die Refreshrate bei 
abwechselnden Mustern, da ja in einer bestimmten Zeiteinheit nur eine 
bestimmte Anzahl an Bits über die Datenleitung gehen.
Aber das wird dann erst ab ein paar  100 LEDs zum Thema. Bis dahin 
lassen sich leicht 25 und mehr Frames/Sekunde erreichen.
Lässt sich aber natürlich auch anhand  Fig. 10 berechnen.
Das alles hat natürlich nichts mit PWM-Dimmung zu tun, das machen die 
WS280x selber mit höherer Frequenz.
Ich weiss nicht, was du mit Standardplatine meinst, "verkabeln" (bei 
Steckbrett, Lochraster) musst du ja bei jeder Lösung (abgesehen von 
fertigen Stripes, wo das Anschließen der Stripes an Stromversorgung und 
Mikrocontroller reicht).
Oder eben eine passende Platine layouten (nix für Einsteiger)

von Social Smoker (Gast)


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Also ich denke was und wie ich was benutze ist mir jetzt einigermaßen 
klar. Die letzte Frage für diesen Thread wäre eigentlich, worauf ich das 
am Besten aufbaue. Wie würdest du das denn am sinnvollsten aufbauen, 
also welche Platinen würdest du benutzen? Das Ganze würde ich später 
vielleicht in Kunststoffprofile "verpacken". Mir fehlt nur ein Ansatz 
worauf ich LEDs und Chips am Besten befestige.

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Lochrasterplatine. Aber KEIN Streifenraster!

von Social Smoker (Gast)


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Okay. Ich danke euch allen wirklich für die Starthilfe. Darf ich noch 
kurz interessenhalber nachfragen wieso kein Streifenraster? :)

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