Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Anschluss mehrerer LEDs an Arduino DUE


von Andre (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe heute den ganzen Tag nach einer passenden Lösung gesucht, aber 
noch keine gefunden. Ich hoffe, ihr könnt mir helfen.

Ich habe einen Arduino Due Controller und bestücke grade ein Modell von 
mir mit LEDs.
Ich bin noch nicht weit gekommen. Grade die erste Reihe, die alle 
zusammen leuchten sollen. Am Ende sollen aber ca. 18x 30 LEDs im 
Lauflicht blinken.
Jetzt meine Frage:
Wie muss ich es Schalten, das der Controller nicht kaputt geht und das 
trotzdem alle LEDs leuchten?
Ich habe an eine Relaissteuerung gedacht, doch mir wurde gesagt, das der 
Schaltstrom vom Controller zu wenig sei, für ein Relais.

Was habe ich noch für Möglichkeiten?
Zur Zeit betreibe ich die LEDs an 12V DC.

Vielen Dank im Voraus für Eure Hilfe.

LG
André

von Christian K. (christiankarle)


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MOSFET,Transistor etc.
kannst Du verwenden

Oder Treiber z.B. einen ULN

LG Christian :)

P.s: Falls Du die LED's noch nicht gekauft hast würde ich Dir zu Low 
Current LED's raten, diese leuchten schon bei 1-2mA/pro LED.

: Bearbeitet durch User
von Christian K. (christiankarle)


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In etwa so müsstest Du deine LED's anschließen. Die LED's schaltest du 
dann parallel.

Und vergiss die Vorwiderstände an den LED's nicht.

: Bearbeitet durch User
von Andre (Gast)


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Hallo,

vielen Dank für die schnelle Antwort.
Was ist MOSFET?
Ich habe ja schon 5x4 LEDs in Reihe geschaltet und schon passend 
geklebt. Kann man die nicht weiter verwenden? Muss ich die umlöten?

LG
André

von HildeK (Gast)


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Andre schrieb:
> Ich habe ja schon 5x4 LEDs in Reihe geschaltet und schon passend
> geklebt. Kann man die nicht weiter verwenden? Muss ich die umlöten?

Wie wäre es mit einem Plan, wie du was verschaltet hast?
Welche Leds, rot, grün, blau, orange, weiß?
Welcher Vorwiderstand?
Alle 20 in Reihe oder wie?

Vorher gibt es keine brauchbaren und zuverlässigen Antworten.

von Andre (Gast)


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Hi,

bis jetzt habe ich nur 5x 4 LEDs (SMD rot) in Reihe geschaltet und mit 
jeweils einem 180 Ohm Widerstand davor. Alle zusammen an eine 12V 
Stromquelle (Netzteil vom PC)
Ich weiss leider nicht, wie ich einen Schaltplan so hinbekomme, wie ihr 
hier ;)

Danke

LG
André

von Karl H. (kbuchegg)


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Andre schrieb:
> Hi,
>
> bis jetzt habe ich nur 5x 4 LEDs (SMD rot) in Reihe geschaltet und mit
> jeweils einem 180 Ohm Widerstand davor. Alle zusammen an eine 12V
> Stromquelle (Netzteil vom PC)
> Ich weiss leider nicht, wie ich einen Schaltplan so hinbekomme, wie ihr
> hier ;)

Muss gar nicht sein. Zur Not nimmst du Papier und Bleistift und malst 
ihn mit der Hand. 5 LED (oder sind es 4? Oder 5x4, also 20?) auf die Art 
hinzumalen geht mit der Hand schneller, als du ein Schaltplanprogramm 
gestartet hast.

Also: wieviele LED sind in einem Strang. 4 oder 5 (die 20 lass ich mal 
aussen vor). Sind es 4 Stränge zu je 5 LED oder 5 Stränge zu je 4 LED.

: Bearbeitet durch User
von Ratgeber (Gast)


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Andre schrieb:
> Was ist MOSFET?

Falls du Internet hast, läßt sich dazu leicht etwas finden.

Zur Einführung könntest du bei Wikipedia nachlesen, um einen Überblick 
zu bekommen. Wenn du dort nach MOSFET suchst, wirst du auf 
Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor verwiesen. Dort bist du 
richtig.
http://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor

Hier im Forum findest du den Artikel FET, wo u.a. auch MOSFETs 
beschrieben werden.

Und beliebig viel über MOSFET findet natürlich auch ...

... GOOGLE

von San L. (zwillingsfreunde)


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Christian Karle schrieb:
> In etwa so müsstest Du deine LED's anschließen. Die LED's schaltest du
> dann parallel.
>
> Und vergiss die Vorwiderstände an den LED's nicht.

Zum Thema LED's Parallel:
http://www.hobby-bastelecke.de/halbleiter/led_mehrere.htm

Andre schrieb:
> Ich habe ja schon 5x4 LEDs in Reihe geschaltet und schon passend
> geklebt. Kann man die nicht weiter verwenden? Muss ich die umlöten?

Ja... Nein... Man weiss es nicht. Ich denke es wäre gut, wenn du uns 
noch einmal beschreiben kannst, was du GENAU vor hast. Im Startpost ist 
von 18x30 LED's die Rede, nun von Streifen mit 4 LED's. Kannst du uns 
mal erklären, wie du dir die 18x30 vorstellst?

Andre schrieb:
> Alle zusammen an eine 12V
> Stromquelle (Netzteil vom PC)

Tut zwar nichts zur Sache, aber das würde man dann Spannungsquelle 
nennen. Eine Stromquelle wäre eine Quelle, welche ihren Strom Konstant 
hält.
http://www.physikerboard.de/topic,9955,-stromquelle,-spannungsquelle.html
Hier eine ganz nette Beschreibung dazu.

Und nun generell noch zum Problem:
Ich weiss zwar nicht, wie gut deine Elektronik Kenntnisse sind (Beruhend 
auf der Frage "Was sind MOSFETS?" vermute ich mal nicht all zu gut) wird 
dir folgendes bestimmt nicht sonderlich weiterhelfen. Trotzdem, man 
weiss ja nie wie schnell du lernst und wie gross dein Interesse ist dich 
in die Materie zu vertiefen. Falls du aber irgendwann mal nach einer 
Lösung suchen solltest, all deine 540 LEDs (Gott behüte, Kopfrechnung am 
frühren morgen) einzeln ansteuern zu können und das nur mit deinen 54 
PIN's wird das hier irgendwann vielleicht die passende Lösung sein:
http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix
Solltest du dir aber noch nicht unbedingt jetzt schon anschauen, erst 
einmal die Basis lernen. Aber so hast du immerhin schon einmal was davon 
gehört. ;)

Gruss

von Andre (Gast)


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Hi zusammen,
Vielen Dank für die vielen Antworten. Dann habe ich ja jetzt einiges an 
Lesestoff ;)

Karl Heinz schrieb:
> Muss gar nicht sein. Zur Not nimmst du Papier und Bleistift und malst
> ihn mit der Hand. 5 LED (oder sind es 4? Oder 5x4, also 20?) auf die Art
> hinzumalen geht mit der Hand schneller, als du ein Schaltplanprogramm
> gestartet hast.

Habe das erste Bild mal angefertigt ;)

San Lue schrieb:
> Ja... Nein... Man weiss es nicht. Ich denke es wäre gut, wenn du uns
> noch einmal beschreiben kannst, was du GENAU vor hast. Im Startpost ist
> von 18x30 LED's die Rede, nun von Streifen mit 4 LED's. Kannst du uns
> mal erklären, wie du dir die 18x30 vorstellst?

Im zweiten Bild habe ich das Logo mal gegoogelt. Die Buchstaben sind in 
drei Farben. Ich möchte jede Farbe und jeden Buchstaben einzelnd 
ansteuern. Ich habe mich damals vertan; Es sind 21x30. 30 ist eine 
geschätzte Zahl die ich bei rot im Buchstaben F an LEDs benötige. 
Hoffentlich wird mein Vorhaben jetzt ein bisschen klarer.

Vielen Dank nochmals

LG
André

von Dennis K. (scarfaceno1)


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Das ist noch ein langer Weg...

von San L. (zwillingsfreunde)


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Andre schrieb:
> Im zweiten Bild habe ich das Logo mal gegoogelt. Die Buchstaben sind in
> drei Farben. Ich möchte jede Farbe und jeden Buchstaben einzelnd
> ansteuern. Ich habe mich damals vertan; Es sind 21x30. 30 ist eine
> geschätzte Zahl die ich bei rot im Buchstaben F an LEDs benötige.
> Hoffentlich wird mein Vorhaben jetzt ein bisschen klarer.

Erneut Ja und nein.. leider. Ist dein Vorhaben die gesamte Schrift 
darzustellen? Sprich, die 21x30 LED's wären nur ein "Bruchteil" deiner 
gesamten Anlage?

Falls dem so ist, wird das nicht so einfach funktionieren. Alleine aus 
dem Grund dass es bei der riesigen Anzahl an LED's schwierig wird den 
benötigen Strom zu kriegen. Zumindest so, wie du es bauen willst.

Da müsstest du dann wohl doch auf eine Matrix setzen und da eine Zeile 
nach der anderen kurz ein und wieder ausschalten. So dass immer nur eine 
Reihe auf einmal leuchtet. Der wechsel von Reihe du Reihe läuft dann so 
schnell ab, dass für das Menschliche Auge ein flüssiges Bild entsteht. 
Man hat den eindruck, alle LED's leuchten gleichzeitig.

Wäre wohl auch rein Leistungstechnisch etwas einfacher umzusetzen.

: Bearbeitet durch User
von Route_66 H. (route_66)


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San Lue schrieb:
> dass es bei der riesigen Anzahl an LED's schwierig wird den
> benötigen Strom zu kriegen.

> Wäre wohl auch rein Leistungstechnisch etwas einfacher umzusetzen.

Hallo!
Kommt hier wieder der Irrtum durch, dass Multiplexing Strom spart?

von San L. (zwillingsfreunde)


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Route 66 schrieb:
> Hallo!
> Kommt hier wieder der Irrtum durch, dass Multiplexing Strom spart?

Ich kann mich beim besten willen nicht daran erinnern irgendwo etwas von 
Strom sparen geschrieben zu haben. Pulsstrom usw. ist mir durchaus ein 
Begriff.

Was ich damit sagen will: Finde erst einmal eine Versorgung welche dir 
genug Strom liefert um die ganzen LED's gleichzeitig dauerhaft leuchten 
zu lassen. Auch wenn ein einer Matrix der Strom durch eine LED schnell 
mal um einen Faktor von bis zu 10 grösser wird, würde man keine Quelle 
benötigen, welche einen so riesigen Strom treiben kann. Oder irre ich 
mich da?

Beispiel:
Nehemn wir an, eine LED frisst 10mA (Geht grad gut zum rechnen). Sagen 
wir, wir verbauen 5'000 LED's, pro Streifen nehmen wir nun einfach mal 
25. (Alles frei erfundene Werte, mir durchaus bewusst dass es so wohl 
nicht passen würde).
Für die Matrix rechne ich mal mit einem Pulsstrom von Faktor 10, also 
100mA.

Strom für alle 5'000 LED's = 50A
Strom für einen Strang = 25 * 100mA = 2,5A

Mir nun durchaus klar, um ein flüssiges Bild zu erhalten müsste man:
5000 / 25 = 200
Also 200 * 2,5A = 500A

Verbrauch um den Faktor 10 höher. Allerdings ist es auch nicht unbedingt 
einfach ein Netzgerät für 50A zu erhalten. (Alles nur ein Beispiel).

Auch gut möglich, dass ich mich da komplett irre. Will hier nichts 
falsches behaupten, aber so wie ich das hier aufgeschrieben habe, habe 
ich es zumindest verstanden. Falls es falsch ist, darf ich wohl noch 
einmal hinter die Bücher. ;)

von Route_66 H. (route_66)


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San Lue schrieb:
> Verbrauch um den Faktor 10 höher.

Hier liegt doch auch ein Irrtum vor: wenn Du 1:10 multiplext, hast Du 
für den einzelnen Streifen zwar den zehnfachen Strom, dafür sind aber 
die neun Streifen, die bei Dauelicht mitleuchten würden, dunkel. In 
Summe also gleich!

von Andre (Gast)


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Ich habe noch ein anderes Beispiel gefunden:

http://www.kirmesforum.de/topic/21638-baubericht-faller-fun-schiff/?hl=smds#entry213665

Dort sieht man am Anfang schon ein Lauflicht mit 60 SMD´s.
Das wäre bei mir ein Buchstabe.
Was man weiter hinten auch sehen kann, ist das der Modellbaukollege es 
nicht bei den 60 LEDs belässt ;)

Er benutzt zwar eine andere Ansteuerung, aber die Stromaufnahme müsste 
ja die selbe sein.

von San L. (zwillingsfreunde)


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Route 66 schrieb:
> Hier liegt doch auch ein Irrtum vor: wenn Du 1:10 multiplext, hast Du
> für den einzelnen Streifen zwar den zehnfachen Strom, dafür sind aber
> die neun Streifen, die bei Dauelicht mitleuchten würden, dunkel. In
> Summe also gleich!

Ja, im Mittel der Zeit bleibt der Verbrauch bei diesem Beispiel 
schlussendlich genau gleich.
Geht aber darum, dass du dir damit das Geld sparen kannst um irgendein 
Netzteil zu kaufen, welches den Strom treiben kann um alle LED's 
gleichzeitig leuchten zu lassen.

Würde der TO uns mal verraten wieviele LED's schlussendlich gesamt im 
Einsatz sein werden, könnte man wohl auch drüber diskutieren ob dieser 
Gedanke überhaupt nötig war oder ob sich die Anzahl der LED's genug in 
Grenzen hält, um das auch mit einem ganz normalen Netzgerät zu 
versorgen.

von Andre (Gast)


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Zur Zeit plane ich grade nur das Logo.
Ich schätze einfach mal, das das restliche Modell auch nochmals 200-300 
SMDs bekommen wird.

von San L. (zwillingsfreunde)


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Andre schrieb:
> Zur Zeit plane ich grade nur das Logo.

und wieviele LED's wird das gesamte Logo benötigen? Oder habe ich diese 
Information im Tread überlesen? Falls ja, sorry.

von Andre (Gast)


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Andre schrieb:
> Im zweiten Bild habe ich das Logo mal gegoogelt. Die Buchstaben sind in
> drei Farben. Ich möchte jede Farbe und jeden Buchstaben einzelnd
> ansteuern. Ich habe mich damals vertan; Es sind 21x30. 30 ist eine
> geschätzte Zahl die ich bei rot im Buchstaben F an LEDs benötige.
> Hoffentlich wird mein Vorhaben jetzt ein bisschen klarer.

Wahrscheinlich überlesen... kein Problem ;)

von Andre (Gast)


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Also ca. 650 Stück

von San L. (zwillingsfreunde)


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Andre schrieb:
> Wahrscheinlich überlesen... kein Problem ;)

Ahh, jetzt verstehe ich endlich was er mit den 21 gemeint hat. Ich habe 
den Satz zuerst so verstanden dass alleine der Rote Teil im Buchstaben F 
aus 21x30 LED's besteht.

Somit sind wir bei 630 LED's, dann entschuldige ich mich hiermit für 
jede Anmerkung in diese Richtung. Den Strom für diese Anzahl an LED's 
kriegt man Problemlos aus einem Netzgerät. (Vorausgesetzt die LED's 
benötigen nicht gerade 20mA). Ein Punkt weniger, um den du dich kümmern 
musst. ;)

Andre schrieb:
> Ich habe noch ein anderes Beispiel gefunden:
>
> 
http://www.kirmesforum.de/topic/21638-baubericht-faller-fun-schiff/?hl=smds#entry213665

In dem Forum muss man sich leider Registrieren, damit Beiträge angezeigt 
werden. War mal so frei und habe mich Registriert... allerdings kann ich 
ohne Freigabe durch den Admin keine Bilder laden. So beim überlesen auch 
keine direkte Information gefunden, wie er das ganze gemacht hat. Kann 
dir da momentan leider auch nicht weiterhelfen... muss auf die Freigabe 
durch einen Admin warten.

von Quack (Gast)


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Andre schrieb:
> Ich habe an eine Relaissteuerung gedacht, doch mir wurde gesagt, das der
> Schaltstrom vom Controller zu wenig sei, für ein Relais.

E's gibt fuer Arduino anschlu's'sfertige LED-Platinen auf e'Bay.

P.'S: Ich hoffe, ich habe die hie'sige Apo'strophenkonvention korrekt 
eingehalten.

von Quack (Gast)


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Quack schrieb:
> E's gibt fuer Arduino anschlu's'sfertige LED-Platinen auf e'Bay.

Das war natuerlich Quark, nicht LED-Platinen war gemeint, sondern 
Relais-Platinen.

von Friedrich (Gast)


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Andre schrieb:
> Habe das erste Bild mal angefertigt ;)

> Es sind 21x30. 30 ist eine geschätzte Zahl die ich bei rot im Buchstaben >F an 
LEDs benötige.

Das ist ein guter Anfang. Ich würde 24 Volt statt 12 Volt nehmen. Ich 
empfehle dazu dieses vollkommen ausreichende Netzteil:
http://www.reichelt.de/SNT-MW-MDR40-12/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=85238&artnr=SNT+MW-MDR40-12&SEARCH=schaltnetztei+12v
Vorsicht mit der 230 Volt Seite. Das Netzteil gehört in ein 
geschlossenes Kunststoffgehäuse. Wichtig ist das Anschließen der Erde/PE 
(gelbgrünes Kabel). Das Netzteil ist kurzschlussfest.

Statt Deiner 5 Leuchtdioden in Reihe schaltest Du wegen der 24 Volt 9 
Stück in Reihe. Als Widerstand nimmst Du zunächst 680 Ohm statt Deiner 
390 Ohm. Da die LED Farben unterschiedlich hell sind, kannst Du später 
bis auf 390 Ohm für gleiche Helligkeit heruntergehen. Das kannst Du aber 
erst beurteilen, wenn das Kunstwerk fertig ist und Du damit den 
Gesamteindruck hast.

Für den ersten Deiner 21 Blöcke (zum Beispiel das rote "F") schaltest Du 
nun soviele Neuner LED-Gruppen parallel, bis Du die erforderlich Zahl 
zusammen hast. Beachte, dass die Leuchtdioden einen Plus und Minuspol 
haben. Der Pluspol ist das etwas längere Beinchen. Sie müssen dorthin 
zeigen, wo Du an der Gesamtschaltung den Pluspol anschließt. Ich würde 
für den Pluspol ein rotes und für den Minuspol ein schwarzes Kabel 
verwenden. Diese Kombination kannst Du jetzt an das Netzteil zum Testen 
anschließen. So verfährst mit allen 21 Blöcken.

Jetzt brauchst Du einen Controller mit 21 Ausgängen. Es ginge zwar mit 
weniger, aber ich befürchte mit Deinen Vorkenntnissen bekommst Du das 
hierzu erforderliche Multiplexen nicht hin. Der Controller bekommt seine 
5 Volt Versorgungsspannung. Minus (Masse) des Controllers wird mit Minus 
(Masse) des 24 Volt Netzteils verbunden.

Relais sind nicht gut. Bei einer Kirmes-Schalthäufikkeit sind die 
schnell dahin. Stattdessen brauchst Du 21 Mosfets und 21 Widerstände mit 
10 Kiloohm. Die halten meist Jahrzehnte. Du nimmst Dir einen Mosfet, 
einen Widerstand und eine der 21 LED-Gruppen. Du verbindest den Source 
des Mosfets jetzt mit Minus (Masse), den Drain mit dem schwarzen Kabel 
der LED-Gruppe und das Gate über den 22KiloOhm Widerstand an den Ausgang 
des Controllers an. Alle roten Kabel der 21 LED-Gruppen kommen an 
Pluspol des 24 Volt Netzteils.

Als Mosfet empfehle ich:
http://www.reichelt.de/IRLU-024N/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=90365&artnr=IRLU+024N&SEARCH=IRLU
Der ist schön klein, braucht keine Kühlung und kostet nur 41 Cent.

Wenn es auch chinesische Leuchtdioden sein dürfen, empfehle ich diese 
hier. Zum Preis von 5 bis 8 Euro (je nach Farbe) gibt es 100 superhelle 
LEDs. Ich kenne niemand, der billiger wäre.
http://ledsee.com/index.php/led-5mm

Gruß
Friedrich

von Mike (Gast)


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Friedrich schrieb:
> Der Pluspol ist das etwas längere Beinchen.

Das mag im oft so sein, aber nicht immer. Darum sollte man das immer 
überprüfe oder dazu ins Datenblatt gucken. (Gegenbeispiel SFH484)

von Tipp des Tages (Gast)


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MOSFET am Arduino DUE ist kein guter Rat. Der hat nur 3.3V Pegel, da 
gibt es nur einige wenige, die damit durchschalten....

von Friedrich (Gast)


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Tipp des Tages schrieb:
> MOSFET am Arduino DUE ist kein guter Rat. Der hat nur 3.3V Pegel,
> da
> gibt es nur einige wenige, die damit durchschalten....

Der empfohlene Mosfet tut es.

von Friedrich (Gast)


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In meiner obigen Anleitung von vorgestern muss ich zwei Korrekturen 
anbringen:

Der Controller bekommt seine (5) -> 3,3 Volt Versorgungsspannung.

... über den (22) -> 10 KiloOhm Widerstand an den Ausgang des 
Controllers


Zu dem Kommentar:
Ich habe einige der empfohlenen Mosfets schon an einem Controller mit 
nur 2,3 Volt Versorgungsspannung betrieben und damit 1 Ampere 
geschaltet, ohne dass eine Erwärmung spürbar war. Mit diesem einen 
Ampere könnte ein Mosfet allein rund 500 LEDs nach obigem Vorschlag 
schalten. Mit 3,3 Volt Versorgungsspannung wird er es bei deutlich 
weniger LEDs also erst recht tun, ohne mit der Wimper zu zucken.

Gruß
Friedrich

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