Wechsler aus Transistoren (Relais-Ersatz)?

[Stefan K. (ndr)]

Hallo liebe Leute,

ich bin noch relativ neu in der Mikroelektronik, bitte also etwas um 
Nachsicht.

Ich benötige für ein Heimstudio eine Umschaltung von LED-Strips.
Konkret: Ich möchte die RGB LED-Strips per Schalter von der 
"Infrarot-Fernbedienung" auf einen vom Mikrocontroller gesteuerten 
(Arduino) Modus umschalten (damit z.B. bei offenem Mikrofon der 
LED-Strip auf ROT wechselt, egal welche Farbe über die IR-Fernbedienung 
gewählt ist) umschalten können.

Dafür habe ich bisher immer 3-Kanal Wechsler-Relais für 12V genutzt, die 
bei 5V vom Arduino umschalteten. Leider stört das Klicken der Relais im 
Betrieb, sodass ich gern auf Transistoren oder ein IC oder µC umsteigen 
würde.
Leider habe ich mit meinen Suchen noch nicht so viel rausfinden können, 
wie sich ein Wechsler am besten realisieren lässt.

Von Kippstufen über PNP-NPN Kombinationen (z.B. hier: 
Beitrag "Transistor als Wechsler") habe ich einiges 
gefunden, aber bisher bin ich damit noch nicht so richtig auf die Lösung 
gekommen.
Der verlinkte Thread ist eigentlich schon genau das, was ich will. Aber 
die Beiträge, ob man das nun so machen kann oder nicht, haben mich eher 
verunsichert.

Ich habe also praktisch zwei mal drei 12V-Signale als Eingang (einmal 
RGB vom IR-Controller und einmal RGB vom Arduino), einen RGB-Ausgang und 
einen 5V-Schaltkontakt, der entweder das Eine oder das Andere auf die 
Ausgänge schaltet (siehe Bild im Anhang)

Ich hoffe ich konnte mich halbwegs verständlich ausdrücken.

Ich bitte um einen kleinen Gedankenanstoß :)
Wahrscheinlich ist es ganz einfach, ich merke es bloß nicht...
Vielen Dank im Voraus!

[Falk B. (falk)]

@ Stefan K. (ndr)

>Ich habe also praktisch zwei mal drei 12V-Signale als Eingang (einmal
>RGB vom IR-Controller und einmal RGB vom Arduino),

Dein Arduino liefert 12V Signale? Oder doch eher 5V?

> einen RGB-Ausgang und
>einen 5V-Schaltkontakt, der entweder das Eine oder das Andere auf die
>Ausgänge schaltet (siehe Bild im Anhang)

Für sowas nimmt man einen elektrischen Demultiplexer. Bei 5V wäre das 
z.B. ein 74HC153. Wenn es WIRKLICH 12V sind, braucht man 
Pegelwandler oder einen 12V Demux aus der 4000er Reihe. Sind das nur 
Steuersignale (mit PWM?) oder geht dort auch die Leistung für die 
LED-Streifen drüber?

[Stefan K. (ndr)]

Falk Brunner schrieb:
> Dein Arduino liefert 12V Signale? Oder doch eher 5V?

Stimmt, bisher habe ich verschwiegen, dass hinter'm Arduino noch MOSFETs 
sind, die mit den 5V die für die LED-Strips erforderlichen 12V schalten.

> Sind das nur Steuersignale (mit PWM?) oder geht dort auch die Leistung für die 
LED-Streifen drüber?

Die eigentliche Leistung läuft über ein 12V Netzteil und nicht über den 
Arduino. Von dem kommen die PWM-Signale für die MOSFETs.

[Erich (Gast)]

>Wahrscheinlich ist es ganz einfach, ich merke es bloß nicht...

Nein, es ist eben nicht so einfach.
1.)
Zunächst ist zu klären, welche Ströme (in A) in deine LEDs-Stripes 
fliessen. Hieraus ergibt sich die notwendige Grösse des "Transistors". 
Spannung 12V ist bereits klar.
2.)
Es gibt keinen elektronischen Umschalter (für Leistung), der in 
"Ruhestellung" bereits eine Richtung (eine Quelle) durchschaltet. Du 
brauchst also jeweils 2 Schaltelemente, die invers angesteuert werden um 
die Umschaltfunktion zu machen.
Um die bisherige Ruhestellung des mechanischen Umschaltrelais zu 
erreichen, ist also auch hierzu eine Hilfspannung nötig.

Ein Lösungsansatz wären 2 Stück der Bauteile CPC1909 pro Farbe (also 
insgesamt 6) sowie ein 6-fach-Inverter 74AC04. Je 2 Inverter in Serie, 
nach 1. Inverter zu ersten 3 CPC1909 ("off" Stellung), nach jeweils 2. 
Inverter zur den anderen 3 der "on" Stellung. Widerstände 390 Ohm von 
74AC04 Ausgang zu den "+" der CPC1909 wg. 10mA Strombegrenzung. "-" 
deselben zusammenschalten auf Gnd. 74AC04 dauernhaft mit +5V versorgen 
und mit 5 Volt Signal ansteuern.
Die CPC1909 sind je nach Strom (siehe 1.) auf Kühlkörper zu setzen; bis 
paar Ampere geht's ohne, siehe Datenblatt.

Gruss

[Max D. (max_d)]

Der Ansatz ist schon fragwürdig.
Warum willst du unbedingt an der unbequemsten Stelle der Steuerung 
umschalten ?
Nimm IRMP (hier im Wiki) mit nem TSSOP am Arduino und mach die 
Umschaltung der Anzeige in Software.