Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Helligkeit einer LED-Beleuchtung elektronisch steuern


von Jexx J. (jexx)


Lesenswert?

Hallo liebe Elkos ;D

Folgendes Szenario:

Ich will die Helligkeit einer LED-Beleuchtung elektronisch steuern.

Die LED-Beleuchtung besteht aus 18 jeweils mit Vorwiderstand parallel 
verbundenen Power Chip LEDs (momentan jeweils 3,2V @80mA). Diese LEDs 
hängen an einer stabilen Spannungsversorgung mit exakt 5,1V @1,44A.

Jetzt hab ich hier ne separate Steuerungselektronik, die mir auf einer 
Leitung folgende Spannungen wahlweise stabil raushauen kann (ca.): 3,11V 
/ 2,65V / 2,24V / 1,95V / 1,66V / 1,41V / 1,20V / 1,04V / 0,91V / 0,79V 
/ 0,66V

Damit will ich jetz die Helligkeit der LEDs steuern, und zwar sollen 
wenn die  Steuerungselektronik 3,11V ausgibt die LEDs maximale 
Helligkeit haben, also so wie es jetz schon is sollen da dann im 
LED-Kreislauf bei 5,1V 1,44A fließen, und wenn 0,66V ausgegeben werden 
soll die Spannung im LED-Kreislauf nur 2,7V groß sein, da haben die LEDs 
dann niedrigste Helligkeit. Die Spannungen zwischen 3,11V (max) und 
0,66V (min) von der Steuerung sollen die Helligkeit im LED-Kreislauf 
stufenweise verringern, den LEDs sollen also stufenweise insgesamt 2,4V 
weggenommen werden. Mir is bewusst dass die Helligkeitskurve bei LEDs 
nich linear is, aber das is egal, hauptsache ich kann die Helligkeit 
damit etwas reduzieren.

Auf einer weiteren Leitung gibts ein Signal für ne zeitlich einstellbare 
automatische Abschaltung. Da liegen standardmäßig 3V drauf und nach 
einer bestimmten Zeit gehts auf 0V.
Damit will ich den LED-Kreislauf ein- und auschalten können, und zwar 
sollen bei 3V die LEDs an sein und bei 0V sollen sie aus sein.

Wit welcher Schaltung und mit welchen Bauteilen ließe sich das am 
einfachsten und kompaktesten lösen? (ICs löten is für mich auch kein 
Problem solange es nich zuuu klein is)

High Voltage Grüße

von Marc N. (Gast)


Lesenswert?

Jexx J. schrieb:
> Hallo liebe Elkos ;D

Hallo lieber Tantal.

Jexx J. schrieb:
> Ich will die Helligkeit einer LED-Beleuchtung elektronisch steuern.

Das macht man mit PWM oder einer Konstanstromquelle .... ->

Jexx J. schrieb:
> Jetzt hab ich hier ne separate Steuerungselektronik, die mir auf einer
> Leitung folgende Spannungen wahlweise stabil raushauen kann (ca.): 3,11V
> / 2,65V / 2,24V / 1,95V / 1,66V / 1,41V / 1,20V / 1,04V / 0,91V / 0,79V
> / 0,66V

KEINESFALLS aber mit Spannung. LEDs brauchen einen Strom eingeprägt. Die 
Spannung passt sich dann gem. dem Ohmschen Gesetz dazu an. Also 
Konstantstromquelle (KSQ) oder PWM mit Vorwiderstand wählen.

Jexx J. schrieb:
> Wit welcher Schaltung und mit welchen Bauteilen ließe sich das am
> einfachsten und kompaktesten lösen? (ICs löten is für mich auch kein
> Problem solange es nich zuuu klein is)

Konstantstromquelle oder in "LED-Fachkreisen" auch LED-Controller 
genannt.

von Jexx J. (jexx)


Lesenswert?

:P
hmm also ich hatte hier mal einen Potentiometer dazwischen geschaltet, 
mit dem Ding konnte ich die Helligkeit wie gewünscht regeln, war halt 
leider nur sehr empfindlich, man musste sehr langsam drehen. diese 
Spannungsreduzierung von 5,1V auf 2,7V (0,13V pro LED) wollte ich jetz 
statt per Hand mit den Spannungen die ich da oben aufgelistet hab 
irgendwie bewerkstelligen.

und damit nich zuviel Strom fließt hab ich ja die Vorwiderstände 
eingebaut. reicht das ned aus?

von spess53 (Gast)


Lesenswert?

Hi

>hmm also ich hatte hier mal einen Potentiometer dazwischen geschaltet,
>mit dem Ding konnte ich die Helligkeit wie gewünscht regeln, war halt
>leider nur sehr empfindlich, man musste sehr langsam drehen.

Da hast du auch nur den Strom verstellt.

>momentan jeweils 3,2V @80mA

Was willst du dann mit Spannungen unter 3,2V?

MfG Spess

von panpeter (Gast)


Lesenswert?

...das steht doch in seinem Eingangspost! Die Helligkeit will er damit 
regeln...

von Jexx J. (jexx)


Lesenswert?

spess53 schrieb:
> Da hast du auch nur den Strom verstellt.

also mit Multimeter hab ich da am Potentiometer 2,4V gemessen und an den 
LEDs hab ich nur noch 2,7V gemessen, also is doch die Spannung an den 
LEDs inkl. Vorwiderstand kleiner geworden, von 5,1V auf 2,7V. Und weil 
die Spannung kleiner geworden is, lassen die LEDs dann weniger Strom 
durch, weswegen sie nicht mehr so hell leuchten, oder seh ich das 
falsch? grübel

>>momentan jeweils 3,2V @80mA
>
> Was willst du dann mit Spannungen unter 3,2V?

Die LED hat bei 3,2V die optimale Helligkeit, nicht zu hell und nicht zu 
dunkel. Die Vorwiderstände begrenzen den Strom auf max. 80mA. Wenn ich 
die Spannung kleiner mache, wird die LED dunkler.

das muss doch irgendwie gehen :D

von spess53 (Gast)


Lesenswert?

Hi

Sieh dir einfach mal den Zusammenhang zwischen Strom durch die Diode und 
Durchlaßspannung im Datenblatt an. Vielleicht wird es dann klarer.

MfG Spess

von Jexx J. (jexx)


Lesenswert?

Das exakte Datenblatt zu dieser Diode gibts zwar nicht im Netz, aber 
Dioden-Datenblätter hab ich schon gesehen.

Wie gesagt, die Spannung soll im LED-Kreislauf einfach nur von 5,1V 
(LEDs leuchten optimal) auf 2,7V (LEDs leuchten minimal) reduziert 
werden. Dabei reduziert sich jeweils die Spannung an der LED von 3,2V 
auf ca. 3,07V. Es fließen dann insgesamt statt 1,44A nur noch 0,45A (mit 
Multimeter gemessen)

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Marc N. schrieb:

> KEINESFALLS aber mit Spannung.

Diese Spannung kann man aber gut verwenden für eine
spannungsgesteuerte Stromquelle. Wie die aussieht,
steht auf den technischen Seiten von µc.net
Gruss
Harald

von A. S. (rava)


Lesenswert?

ich denke, du wirst auch mit einer spannungsgesteuerten PWM glücklich.

ein großer transistor schaltet die Versorgung deiner LEDs sehr schnell 
an und ab. Ich würde das vielleicht mit einem µC mit ADC-Eingang und 
PWM-Ausgang aufbauen.

Mit weniger frei vorgebbaren Randbedingungen lässt sich sicher auch 
etwas analog zaubern.

du könntest z.B. mit einer vorgegebenen Frequenz (Rechtecksignal) ein 
RC-Glied laden und dann mittels Komparator prüfen, wann dessen Spanung 
über deiner vorgegebenen Spannung liegt, um so das Tastverhältnis 
einzustellen.

mit der µC-Lösung kannst du aber alle Parameter frei wählen und auch 
nichtlinearitäten o.Ä. ausgleichen.
Leistung wird dabei noch weniger verschwendet als mit der KSQ

von Jexx J. (jexx)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> spannungsgesteuerte Stromquelle. Wie die aussieht,

Hört sich schonmal gut an, habe hier auch was gefunden, was dem was ich 
brauche zumindest schonmal näher kommt: 
Beitrag "Spannungsgesteuerte Stromquelle als LED-Dimmer"
allerdings will ich keinen Potentiometer drin haben, sondern den Strom 
irgendwie über diese Spannungen die ich da oben aufgelistet habe, 
steuern. Die Spannungen zu bekommen ist kein Problem, nur wie mach ich 
das, dass beispielsweise bei 3,11V Steuerspannung ein Strom von 1,45A 
fließt und bei stufenweiser Absenkung dieser Steuerspannung auf 0,66V 
nur noch 0,45A fließen?
Hier hab ich ne Schaltung zu einer spannungsgesteuerten Stromquelle 
gefunden
http://www.umnicom.de/Elektronik/Sonstiges/Messtechnik/tmKap2/tmKap212/Bild0214.gif
Nur wie und wo bau ich da jetzt meine Steuerspannungen ein, dass ein 
Strom zwischen 0,45A und 1,45A ausgegeben wird?

A. S. schrieb:
> ein großer transistor schaltet die Versorgung deiner LEDs sehr schnell
> an und ab. Ich würde das vielleicht mit einem µC mit ADC-Eingang und
> PWM-Ausgang aufbauen.

bin leider noch recht neu auf diesem Gebiet, musste mir die Begriffe 
erstmal ergooglen ;D
also du meinst ich soll den LED-Kreislauf per 3V/0V Schaltspannung über 
einen Analog/Digitalwandler-Eingang eines Mikrocontrollers ein- und 
ausschalten?

> mit der µC-Lösung kannst du aber alle Parameter frei wählen und auch
> nichtlinearitäten o.Ä. ausgleichen.
> Leistung wird dabei noch weniger verschwendet als mit der KSQ

Könntest du etwas genauer erläutern wie man das ganze aufbaut? Wie 
gesagt, ich bin absoluter Neuling. Der Mikrocontroller steuert den 
Strom? Welcher µC eignet sich denn? Es muss ja auch ein ziemlich großer 
Strom fließen (1,45A)

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Jexx J. schrieb:
> Welcher µC eignet sich denn? Es muss ja auch ein ziemlich großer
> Strom fließen (1,45A oder mehr)

Der Strom wird nicht direkt vom µC geliefert. Dazu braucht man z.B. 
einen separaten Logic-Level FET

von Jexx J. (jexx)


Lesenswert?

Michael schrieb:
> Der Strom wird nicht direkt vom µC geliefert. Dazu braucht man z.B.
> einen separaten Logic-Level FET

ah ok, hatte mich schon gewundert wie durch son kleinen Chip son großer 
Strom fließen soll ;D
hättest du ein Beispiel für einen geeigneten günstigen Microcontroller, 
der für meinen Zweck ausreicht?

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Jexx J. schrieb:
> hättest du ein Beispiel für einen geeigneten günstigen Microcontroller,
> der für meinen Zweck ausreicht?

Da kannst du hier einfach im Forum stöbern. Beispiele gibt es genug, z.B
Beitrag "ATtiny45 PWM mit MOSFET"

Geeignete N-Kanal MOSFETs findest du in der MOSFET-Übersicht, z.B. 
den IRLZ34N für 5V-Ansteuerung

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.