Hallo zusammen, zum Thema "LEDs per PWM ansteuern" gibt es unzählige Artikel, aber zu folgendem Problem habe ich mir selbst eine Lösung überlegt. Es gibt z.B. von "HUEY JANN" High Power 1W LED-Module (z.B. Reichelt "LED H1WMD BL", "LED H1WMA GN" und "LED H1WMA RT". Um diese mit 350mA ohne "Heizung" (Vorwiderstand) zu betreiben, und in der Helligkeit dimmen zu können, habe ich mir eine Ansteuerung überlegt, siehe Bild. Die LEDs haben eine gewisse Serienstreuung und unterschiedliche Vorwärtsspannungen von 2,3 bis 4,0 Volt. Über den 1 Ohm Shunt (R14) kann ein µC den Strom messen und den gewünschten Strom konstant halten. Die LEDs können kurzfristig zwar 500mA ab, werden dann aber nicht merklich heller. Ein möglichst konstanter Strom ist daher nötig. Wenn die Induktivitäten nicht zu groß und zu teuer werden sollen (680..1000µH), komme ich auf rund 50KHz Schaltfrequenz, um die Welligkeit im Strom genügend zu glätten. Erste Frage: Ich bestelle zwar morgen die Teile um das auszuprobieren, aber vielleicht hat noch jemand einen Tipp, ob die Schaltung so geht oder noch irgendwas falsch ist. Zweite Frage: Woher bekomme ich möglichst viele PWM-Ausgänge mit einer Frequenz von mind. 50KHz? Bei 127 Stufen im PWM-Verhältnis müsste der Zähler mit mind. 5MHz getaktet werden. 255 Stufen wären besser, da je nach LED-Typ vielleicht nur der Bereich von 0% .. 40% genutzt werden kann. Für mein aktuelles Beleuchtungs-Problem würden mir 6 Kanäle reichen, aber eine skalierbare Lösung fände ich besser, auch zum nachbauen für andere Forumsmitglieder. Mikrocontroller mit mind. 6 unabhängigen Compare-Ausgängen habe ich bisher nur ab 8€ gefunden. Für Software-PWM ist die Frequenz zu hoch. Ich habe wenig Hoffnung, dass die PWM-Erzeugung für 6 Kanäle in ein CPLD für unter 3€ passt, aber das will ich noch prüfen. Was mir am CPLD gut gefallen würde, wäre die Skalierbarkeit: Einfach per SPI mehrere hintereinander hängen und immer 6 LED-Kanäle pro CPLD haben. :-)
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@Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite >der Helligkeit dimmen zu können, habe ich mir eine Ansteuerung überlegt, >siehe Bild. Im Prinzip geht das, praktisch wirst du damit viele Probleme haben. Mach es leiber richtig. Konstantstromquelle fuer Power LED. Oder such dir einen der Dutzenden, neuen IC für sowas aus, dann wird alles noch kleiner, der IC, die Drossel und der Rest. >Zweite Frage: Woher bekomme ich möglichst viele PWM-Ausgänge mit einer >Frequenz von mind. 50KHz? Bei 127 Stufen im PWM-Verhältnis müsste der >Zähler mit mind. 5MHz getaktet werden. 255 Stufen wären besser, da je >nach LED-Typ vielleicht nur der Bereich von 0% .. 40% genutzt werden >kann. Deine PWM macht eher 100-200 Hz, nicht 5 MHz. >Mikrocontroller mit mind. 6 unabhängigen Compare-Ausgängen habe ich >bisher nur ab 8€ gefunden. Für Software-PWM ist die Frequenz zu hoch. Soft-PWM, reicht für viele Kanäle und 100 Hz.
Falk Brunner schrieb: > Mach es leiber richtig. Konstantstromquelle fuer Power LED. Danke für den Tipp mit dem MC34063. 28 Cent sind ja noch ein erträglicher Preis. Wo ist eigentlich der Unterschied zwischen dem "MC34063A" und dem "MC34063AP" bei Reichelt? Nur der Hersteller? Falk Brunner schrieb: > Im Prinzip geht das, praktisch wirst du damit viele Probleme haben. Welche zum Beispiel? Falk Brunner schrieb: > Oder such dir einen der Dutzenden, neuen IC für sowas aus Ich habe bisher nur welche gefunden, die keine individuellen PWM-Verhältnisse pro LED können. Außerdem kann keiner 350mA. Bleibt dann von Deinem "Dutzend" noch einer übrig? Grundsätzlich sehe ich 2 Möglichkeiten: Der µC bzw. CPLD macht * niederfrequentes PWM (50 .. 200 Hz) oder * hochfrequentes PWM (50 .. 200 KHz) Falk Brunner schrieb: > Deine PWM macht eher 100-200 Hz, nicht 5 MHz. Die Induktivität ist auf die Variante "hochfrequentes PWM" ausgelegt. Wie meinst Du das? Falk Brunner schrieb: > Soft-PWM, reicht für viele Kanäle und 100 Hz. Genau das ist der Vorteil der Variante "niederfrequentes PWM", dazu ist dann aber ein MC34063 o.ä. nötig. Seine Frequenz der Stromregelung beträgt ca. 100kHz, also muss der µC bzw. CPLD nicht mehr so hohe Frequenzen machen. Ich dachte, vielleicht kann man sich den MC34063 sparen, wenn der µC oder ein CPLD das HF-Timing macht, falls das billiger wird.
@Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite >> Im Prinzip geht das, praktisch wirst du damit viele Probleme haben. >Welche zum Beispiel? Dass man so einen mehrkanaligen Schaltregler nicht einfach mal so nebenbei baut. Das geht schon damit los, dass deine MOSFET-Ansteuerung hoffnunglos zu langsam ist. ULN2001 ist nicht so schnell, Schaltzeiten im Bereich von 2us und mehr? Und 47k Pull Up ziehen das Gate im Schneckentempo auf VCC. Nene, vom Prinzip zur praktischen Schaltung ist es oft ein weiter Weg ;-) Wenn die Eingangsspannung halbwegs konstant ist und sich nicht schnell ändert, könnte man eine einfache Art der PWM-Regelung machen, indem man pro Kanal per Tiefpass den mittleren Strom misst und die PWM jeweils langsam nachführt. Richtige Schaltregler machen das für jeden PWM-Takt, das wird hier aber zu aufwändig, vor allem wegen der Geschwindigkeit. >Grundsätzlich sehe ich 2 Möglichkeiten: Der µC bzw. CPLD macht >* niederfrequentes PWM (50 .. 200 Hz) oder >* hochfrequentes PWM (50 .. 200 KHz) Beides. Lies mal den Artikel. Die hochfrequenzte PWM braucht man für die Schaltregler Funktion. Diese wird mittels niederfrequenter PWM ein- und aus geschaltet, sprich moduliert (neudeutsch ON OFF keying). >> Soft-PWM, reicht für viele Kanäle und 100 Hz. >Genau das ist der Vorteil der Variante "niederfrequentes PWM", dazu ist >dann aber ein MC34063 o.ä. nötig. Seine Frequenz der Stromregelung >beträgt ca. 100kHz, also muss der µC bzw. CPLD nicht mehr so hohe >Frequenzen machen. Genau so meine ich das. >Ich dachte, vielleicht kann man sich den MC34063 sparen, wenn der µC >oder ein CPLD das HF-Timing macht, falls das billiger wird. Nein. Du bekommst für deine 28 Cent nicht mal ansatzweise eine vergleichbare Funktion in deinem CPLD. Denn der MC34063 hat auch einen 1,5A Schalttransistor, Komparator etc. drin. Most bang for the buck, wie der Nordamerikaner so schön sagt ;-) Aber es gibt heute viele neue Schaltregler direkt für LEDs, welche wie der MC34063 funktionieren, nur halt mit 30 Jahre modernerem Design, sprich MOSFET statt Darlington als Leistungstransistor (weniger Verluste), niedrigere Spannung für den Stromshunt (höhere Ströme, weniger Verluste), höhere Taktfrequenz (-> kleinere Spule) etc. Musst du mal suchen, ich bin da nicht up to date.
Hallo Falk, ich denke, ich muss mich geschlagen geben. Ein IS31LT3360 kommt z.B. mit nur 47µH aus, das ist schon mal ein deutlicher Kostenvorteil gegenüber 1000µH. Der IC und die Drossel kosten zusammen weniger als 1€. Torsten C. schrieb: > Ich dachte, vielleicht kann man sich den MC34063 sparen, wenn der µC > oder ein CPLD das HF-Timing macht, falls das billiger wird. Ein diskreter Totem-Pole-Treiber + Mosfet kostet mindestens 0,29€ (3 x BC817 + 1 x IRLML2502) und das sind schon die billigsten Bauteile. Die Drossel fällt wegen der geringeren Freuenzen etwas größer aus und gibt mit über 1€ den Ausschlag. Jetzt muss ich "nur noch" die nächste Digikey-Sammelbestellung abwarten oder abwarten, ob Reichelt auf den IS31LT3360 in der Whishlist reagiert. ;-) Bis dahin werde ich mal den MC34063 ausprobieren. Es heißt immer: "Du hast doch einen µC, dann lass den doch die Arbeit machen." Aber in diesem Fall scheint etwas externe Elektronik sinnvoller zu sein. Danke für die Hinweise.
Geht recht simpel zB mit dem TS19377, wobei der 1) lieber niedrige PWM-Raten mag und 2) nicht sonderlich linear dimmt Was man aber durch höhere PWM Auflösung wieder behoben bekommt. Es kommt da halt sehr auf den Anwendungsfall an. http://www.reichelt.de/ICs-TLC-TSA-/TS-19377-CS/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=5480&ARTICLE=115920&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&;
Andreas Lang schrieb: > Geht recht simpel zB mit dem TS19377, Hallo Andreas, danke. Vielleicht ist der etwas "moderner" als der MC34063. Ich habe mir davon eben vier bestellt, für Lochraster-Aufbauten. Für geätzte Platinen würde ich aber lieber den IS31LT3360 (gerade in mikrocontroller.net/part ergänzt) nehmen, der kommt mit noch weniger externer Beschaltung aus. Beim TS19377 gefällt mir der Shunt gegen Masse, da kann ein µC gleich den Strom mitmessen und ggf. den PWM-Wert anpassen, so wie im Ursprungsposting.
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