Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM für LED Dimmung


von Steffen (Gast)


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Hallo liebe Forumsmitglieder,

ich möchte per Pulsweitenmodulation LEDs dimmen,
das klappt bei mir auch soweit ganz gut bei einer einzelnen, nur nun 
möchte ich das ganze auf mehrere LEDs erweitern (20 Stück) und dafür 
dachte ich mir geh ich über einen TIP31 Transistor auf den ich 12 V für 
die LEDs gebe (das ganze steuer ich über einen RS-232 Port).
Ich habe dabei eine Frequenz von 1 KHz, nun bin ich mir aber nicht 
sicher ob dieser Transistor dafür wirklich geeignet ist bei diesen 
Frequenzen und Belastungen. (Gibt es eigentlich ernsthafte unterschiede 
zwschen TIP31 A, B, C usw. Transistoren?)

Dazu hab ich das Problem das bei mir die LED auch manchmal etwas 
"Flimmert", hat dabei jemand evtl. einen Tipp wie ich das etwas 
unterdrücken kann?
Ich dachte das ich evtl. einen Kondensator zwischen die LED Kontakte 
schalte um das etwas zu puffern, kann das funktionierenund wenn ja 
welche Kapazität und Bauart wäre dafür empfehlenswert?

Danke für jeden Tipp schon einmal vorab :-)
Steffen

von Michael M. (aesis)


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1kHz ist viel zu viel. 100Hz ist Standrad. Max. 200Hz empfohlen. LEDs 
sind nicht "schaltfreudig" und altern mit zunehmender Frequenz 
schneller.

von Steffen (Gast)


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Ok, danke für diesen Tipp hab ich angepasst nur die Grundfragen bleiben 
;-)

von Steffen (Gast)


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ok ic hmuss wohl bei 1 ms bleiben, denn wenn ich in meinem LabView 
Programm auf 10 ms gehe blinkt meine LED "sehr langsam" insofern scheint 
das timing dort eher etwas theoretisches zu sein :S

von dolf (Gast)


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Steffen schrieb:
> (Gibt es eigentlich ernsthafte unterschiede
> zwschen TIP31 A, B, C usw. Transistoren?)

ja das steht doch eindeutig im datenblatt.
1khz sind gar kein problem.
die transis können einige mhz verarbeiten.
flimmern bekommst du durch ne ausreichend hohe pwm frequenz weg.
1khz sind ok led´s sind recht schnell.
du schweigst dich über die led´s aus.
meine kristallkugel ist beim tüv....

von Steffen (Gast)


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ich möchte diese LEDs künftig verwenden um via PWM eine schöne Farbscala 
darstellen zu können

http://www.led1.de/shop/led-rainbow-rgb-ultrahell/48mm-rgb/led-48mm-strawhat-rgb-4pin-wedrgb01-cm.html

von ... (Gast)


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Michael M. schrieb:
> 1kHz ist viel zu viel. 100Hz ist Standrad. Max. 200Hz empfohlen. LEDs
> sind nicht "schaltfreudig" und altern mit zunehmender Frequenz
> schneller.

Was soll der Schwachsinn?
LEDs können problemlos schneller angesteuert werden.
Sie "altern" nur durch zu hohe Ströme, nicht aber durch zu schnelles 
Schalten.

von Steffen (Gast)


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Aber einen Tipp zum Unterdrücken des Flackerns hat keiner? (ausser 
schneller schalten was LabVIEW bedingt leider nicht möglich ist)

von Guido Körber (Gast)


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Also die Aussage zu der nicht vorhandenen "schaltfreudigkeit" von LEDs 
ist völliger Humbug.

Die PWM Frequenz sollte bei 300 Hz oder höher liegen, damit man den 
"string of pearls" Effekt los wird.

LEDs sind nämlich sehr schaltfreudig und folgen in ihrer 
Helligkeitsabgabe sehr schnell dem Vorwärtsstrom. Daher werden die bei 
PWM Dimmung auch schlagartig dunkel und wieder hell, was das Auge bei 
Bewegungen auch jenseits von 100 Hz noch auflösen kann.

von Chris (Gast)


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Michael M. schrieb:
> 1kHz ist viel zu viel. 100Hz ist Standrad. Max. 200Hz empfohlen. LEDs
> sind nicht "schaltfreudig" und altern mit zunehmender Frequenz
> schneller.

LEDs mit Glühbirnen verwechselt?

von Electronics'nStuff (Gast)


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Steffen schrieb:
> ausser schneller schalten was LabVIEW bedingt leider nicht möglich ist

Wohl kaum..

von e- T. (_t0m_)


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Die PWM-Frequenz, die notwenig ist, damit der Betrachter keine störenden 
Effekte wahrnimmt, hängt u.a. vom Abstand des Betrachters ab und ist 
auch von Person zu Person sehr unterschiedlich.
So nehmen viele das Flimmern PWM-gedimmter PKW-Rückleuchten nicht als 
störend war. Ich gehöre leider nicht zu der Gruppe und könnte verrückt 
werden, wenn ich lange hinter einem solchen Fzg. herfahre. Ähnlich 
subjektiv ist die Wahrnehmung bei DLP-Projektoren mit Farbrad. Die 
Technik empfinde ich als unzumutbar.

Ich habe mal von einer Versuchsreihe gelesen, dabei wurden eine LED mit 
Konstantstrom und der gleiche Typ bei doppeltem Strom und 50% Tastgrad 
im Abstand von 20 cm angeordnet. Betrachtungsabstand 3m (? unsicher). 
Testfrequenzen: hoch bis 10kHz mit log. Schrittweite.
Ohne die aktuelle Anordnung zu kennen, konnten Testpersonen mit 100% 
Trefferquote bis 5kHz durch den Flimmereffekt die PWM LED 
identifizieren.

Duch den Abstand zur LED und eine schnelle Bewegung des Augapfels ist 
die obere Frequenz durch die optische Auflösung des Auges gegeben, da im 
Grenzfall abwechsend ein "Pixel" die eingeschaltete und ein "Pixel" die 
ausgeschaltete LED sieht, dadurch entsteht der Eindruck einer 
Perlenkette. Das Auge hat eine optische Auflösung von ca. 0,016° und 
kann sich mit einer Geschwindigkeit von 600°/s bewegen. D.h. es werden 
37500 Sehzellen pro Sekunde durchlaufen.

Vermeidbar ist das nur durch eine höhere Frequenz oder einem kleineren 
Modulationsgrad.

Also bitte nicht nur die "Bildwiederholfrequenz" berücksichtigen. Dafür 
reichen auch die genannten 300Hz. Das alleine reicht aber nicht. 3kHz 
solltens schon sein.

von Wilhelm F. (Gast)


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Knapp über 20Hz reichen für den PWM-Test einer einzelnen LED ganz gut, 
hatte in letzter Zeit auch für eine Antwort hier im Forum noch mit der 
PWM am 80C517A herum gespielt, es ging um den in Teilen kompatiblen 
C515C von Infineon.

Ich hätte die Frequenz locker höher wählen können, aber die 20Hz 
reichten mir.

Bei den 20Hz sehe ich kein Flimmern mehr, wenn ich still vor der LED 
sitze. Sie dimmt schön auf und ab. Allerdings, wenn ich den Kopf bewege, 
oder dran vorbei gehe, sehe ich Strichpünktchen. Streng genommen könnte 
ich das PWM-Tastverhältnis leicht sichtbar machen, wenn ich die LED an 
einem Meter Anschlußkabel im Kreis herum schleudere. Bei Multiplexung 
muß man die Minimalfrequenz noch mit der Anzahl Zeilen bzw. Spalten 
multiplizieren.

Ein Display an einem gekauften Dart-Spiel, welches ich für meine Neffen 
kürzlich reparierte, hatte eine Umschaltfrequenz von 400Hz. Aufgeteilt 
auf 8 Segmente sieht man dort überhaupt kein Flimmern mehr. Das 
komplette Display schaltet also mit 50Hz ein mal komplett durch.

Aber Menschen und ihre Sinneswahrnehmung sind verschieden: Der eine hört 
keinen Elefanten mehr brüllen, während der andere noch die Flöhe nießen 
hört...



e- T0M schrieb:

> So nehmen viele das Flimmern PWM-gedimmter PKW-Rückleuchten nicht als
> störend war.

Einmal sah ich das als Fußgänger auch. Viele Fahrzeuge bremsten mit 
höherer Geschwindigkeit an einem Abhang vor einer Ampel stark ab. Nur 
der Golf 5 zog ein Strichpünktchensmuster nach sich. Häßlich.

von Falk B. (falk)


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@ Wilhelm Ferkes (ferkes-willem)

>Bei den 20Hz sehe ich kein Flimmern mehr, wenn ich still vor der LED
>sitze.

ZWANZIG? Fehlt da nicht eine Null? ZWANZIG Hz flimmern noch tierisch! 
Selbst bei 50 Hz einer LED an einer 50 Hz Einweggleichrichtung sieht man 
es noch flimmern, wenn gleich nur schwach.

von Wilhelm F. (Gast)


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Falk Brunner schrieb:

> ZWANZIG Hz flimmern noch tierisch!

Für dich persönlich vielleicht!

Ich hatte ab und zu mal Studienkommilitonen hier zum gemeinsamen Lernen. 
Einer wurde durch meinen PC-Monitor verrückt, ich hingegen bemerkte 
überhaupt nichts.

Ja, ich sehe das Flimmern an den 20Hz nur noch gerade eben so 
grenzwertig. Für den Test der PWM reichte es mir aber, wie schon gesagt. 
Man sieht auch dort deutlich den Dimm-Effekt, wenn man die 
Compare-Register hin und her rückt.

von Mr. Tom (Gast)


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Steffen schrieb:
> Aber einen Tipp zum Unterdrücken des Flackerns hat keiner?

Das wird wohl an der Art deiner Ansteuerung liegen. Ich rate jetzt mal 
so ins Blaue, dass du von der RS232-Schnittstelle die RTS-Leitung 
benutzt. Wenn du LabView eine vernünftige Ausgabe zur Verfügung stellst 
und das Timing vernünftig mit einer vom Windows-Betriebssystem 
unabhängigen Steuerung machst, bist du auch dein Flackern los. NI stellt 
da genug an ausreichend schneller Hardware zur Verfügung.

von e- T. (_t0m_)


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>> So nehmen viele das Flimmern PWM-gedimmter PKW-Rückleuchten nicht als
>> störend war.
>
> Einmal sah ich das als Fußgänger auch. Viele Fahrzeuge bremsten mit
> höherer Geschwindigkeit an einem Abhang vor einer Ampel stark ab. Nur
> der Golf 5 zog ein Strichpünktchensmuster nach sich. Häßlich.

Aber gerade beim Bremsen sollte der Effekt nicht oder kaum auftreten, da 
die LEDs gerade in dem Zustand nicht gedimmt sind. Richtig schlimm sind 
die Rückleuchten  beim Phaeton und alle Audi Tagfahrlichter, wenn sie 
während der Blinker betätigt ist gedimmt werden.

von Brater (Gast)


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In diesen Controller-Kästchen für LED-Streifen sind auch 3 
CMOS-Transistoren drin und es gibt keine Probleme dabei.

Zu der Sache mit dem Altern durch höhere PWM-Frequenzen habe ich hier 
aber auch schon gelesen... Da war die Empfehlung glaube ich für eine 
Frequenz zwischen 1 kHz und unter 10 kHz.

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