Arduino nachbau für LED Steuerung (PC-Netzteil Versorgung)

[Bruno G. (orso7)]

Ich habe vor die Beleuchtung für einen Casemod  über einen Arduino 
(Nachbau) zu steuren und wollte mal fragen ob mein Plan so funktionieren 
könnte, bin etwas unsicher irgendwas zu übersehen.
(Bin eher ein Elektronikanfänger aber versuche dazu zu lernen)

hier der verwendete Mikrocontroller und TTL Konverter:
http://www.amazon.de/gp/product/B00PLD3E1S?psc=1&redirect=true&ref_=oh_aui_detailpage_o02_s00
http://www.amazon.de/gp/product/B00AFRXKFU?psc=1&redirect=true&ref_=oh_aui_detailpage_o03_s01

Die prinzipielle Steuerung habe ich bereits ausgetüftelt: 2 getrennt 
gesteuerte RGB-LED Gruppen (eine besteht aus 4stk 12V LED Strips, die 
andere aus 8-12 RGB-LEDs mit Vorwiederständen), je 3PWM-Pins steuern 
12V-Versorgung über MOSFETs. Evtl noch 4 weiße LEDs (mit 
vorwiederständen) an digitalausgängen des Arduino also 5V versorgt.

Der USB/TTL Anschluss mit dem internen MB-USB Header verbunden werden, 
wird also auch von dort mit Strom Versorgt. Da die USB Anschlüsse bei 
ausgeschaltetem PC jedoch noch immer versorgt sind wollte ich den 
Arduino über das Netzgerät versorgen das er auch wirklich aus ist. Also 
die V+ Leitung des Adapters einfach nicht verbinden nur gnd und die 
Kommunikation.

Das ganze soll über einen Molex/Sata Anschluss des Netzteils versorgt 
werden dieser würde zwar 5V bieten, habe mir jedoch sagen lassen das es 
hier Probleme geben kann bei geringer 5V Last. Also alles an 12V denn da 
hängen auch 2 Festplatten und eine SSD dran also sicher nicht zu wenig 
Last. Also 12V->5V mit einem 78M05 Spannungsregler (500mA).

auf den Spannungsregler würde maximal die Mast vom Mikrocontroller und 4 
LEDs kommen max~200mA die restlichen LEDs gehen über die MOSFETS direkt 
auf die 12V Leitung ~24x20mA=0,48A

Kann das so hinhauen? oder sehe ich hier irgendwas falsch? hoffe jemand 
ist so nett und kann mir helfen!

Gruß,
Bruno

EDIT: Verwendetes Netzgerät:
http://www.bequiet.com/de/powersupply/525

[Hubert G. (hubertg)]

Worte sind recht schön, eine gezeichnete Schaltung ist aber sicher 
besser.

[Bruno G. (orso7)]

Hoffe das diese Schaltung "schön" genug gezeichnet ist, hab das Programm 
noch nicht so ganz verstanden.

also der CP2102 wird durch USB vom MB versorgt, ist aber nur mit gnd und 
datenleitungen zum arduino verbunden, der Rest läuft alles übers 
Netzteil an der 12v leitung

wenn der pc aus ist sollte die 12v Leitung aus sein, ob der USB dann 
Strom hat ist egal (schlimmstenfalls zieht der cp2102 bischen Strom)

[Hubert G. (hubertg)]

Kondensatoren am 7805 fehlen und GND von PSU und USB musst du 
zusammenlegen.

[Gerald B. (gerald_b)]

Verwendest du das nackte ATMEGA 328 IC, oder einen Arduino Clone (Pro, 
Mini, Nano...) was auch immer?
Bei einem nackten IC fehlt noch ein 10n Keramikkondensator und ein 
kleiner Elko 47µ direkt am IC. Power On Reset mit 100n KerKo gegen Masse 
und 10K gegen +5V runden das Ganze ab. Ein Quarz ist bei der Nutzung der 
seriellen Schnittstelle sinnvoll. Die FET's sollten Logic Level FET 
sein, z.B. IRLZ24, 34 oder 44 oder das Selbe als IRLIZxx.
Wozu brauchst du eigentlich die serielle Verbindung? Willst du später im 
Betrieb ein anderes Programm flashen? Ansonsten kannst du dir die 
serielle Verbindung auch sparen. Habe so schon etliche Standalone 
Projekte realisiert. Mit einem USBasp Programmer langt ein ISP Header, 
um mal das Programm anpassen zu können. Dann kann man sich den 
Bootloader sparen. Ok, einmal zum Fuses setzen braucht man ihn, der 
Bootloader wird dann beim ersten Proggen wieder überschrieben.
Es gibt aber auch Bootloader für 8 MHz internem Oszillator, damit man 
auf den Quarz verzichten kann.

[Bruno G. (orso7)]

Danke für eure Antworten!

bin grade schon auf ein zwei "Versäumnisse" drauf gekommen, das sind 
natürlich nicht einzelne RGB-LEDs sondern eine Seite sind die 
LED-Streifen mit 12 Parallelen 5050 LEDs (mit Vorwiderständen; á 20mA) 
die andere Seite sind max. 12 parallele einzelne RGB-LEDs
(im Schaltplan korrigiert)

@Hubert G.: genau genommen habe ich einen 78M05 (in smd Bauform, habe 
den in eagle nur leider nicht gefunden) wo/wie/warum brauche ich da noch 
Kondensatoren (zur Glättung?)? Hätte aber evtl noch sowas wie einen 
L78S05CV gekauft damit ich ihn leichter verlöten kann als den smd.
GND verbinden hatte ich vergessen, aber ist USB GND und PSU GND nicht 
sowieso gleich/verbunden?

@Gerald B.: ist ein ProMini nachbau (steht aber sogar Arduino drauf). 
Flashen im laufenden Betrieb sollte schon möglich sein, müsste aber 
eigentlich nicht permanent verbunden sein, doch was müsste ich dann beim 
anstecken im laufenden Betrieb beachten? gnd verbinden/nicht 
verbinden,...?
was meinst du mit den FETs? habe in eagle keine anderen gefunden und die 
nächstebesten n-kanal genommen, hätte beim Elektronikmarkt mit C einfach 
6x STP16NF06L geholt (habe ich aus einem Tutorial entnommen).

[Gerald B. (gerald_b)]

Guck mal zu deinem FET ins Datenblatt, bei wieviel Ugs er richtig 
aufmacht. Bei einem ausgewiesenen Logic Level FET sind das 5 oder gar 
3,3V. Das bedeutet, das du eben mit dem Logikpegel eines mit 5V oder 
3,3V versorgten Arduino den FET garantiert aufgesteuert bekommtst. Alte 
"Wald und Wiesen FET" machen das erst bei 7-12V. Bei ein paar 100 mA 
spielt das noch keine Rolle, aber wenn du Ströme im 2 stelligen Ampere 
Bereich schalten willst, dann kann der falsche FET sich schon 
stinkenderweise verabschieden ;-)

[Bruno G. (orso7)]

ah danke für die aufklärung ein IRLZ24 wäre also das richtige hier wie 
du schon vorher geschrieben hast? finde mich in den datenblättern noch 
nicht 100% zurecht

[Gerald B. (gerald_b)]

Bruno G. schrieb:
> ah danke für die aufklärung ein IRLZ24 wäre also das richtige hier wie
> du schon vorher geschrieben hast? finde mich in den datenblättern noch
> nicht 100% zurecht

Ich habe mal das Datenblatt zu dem von dir verwendeten FET verlinkt.
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00002848.pdf
Hattest Glück, der passt. Seite 2 unter Electrical Characteristics
On wird's interessant: Vgs(th) Gate Threshold Voltage max. 2,5V 
bedeutet, das Teil ist je nach Exemplarstreuung bei spätestes 2,5V 
offen.
Damit bist du bei 5V mit deinem Arduino dicke auf der sicheren Seite.

Es hat eben jeder so seine Lieblingsbauelemente, die man ständig 
verwendet ;-)

[Hubert G. (hubertg)]

Bruno G. schrieb:
> @Hubert G.: genau genommen habe ich einen 78M05 (in smd Bauform, habe
> den in eagle nur leider nicht gefunden) wo/wie/warum brauche ich da noch
> Kondensatoren (zur Glättung?)? Hätte aber evtl noch sowas wie einen
> L78S05CV gekauft damit ich ihn leichter verlöten kann als den smd.
> GND verbinden hatte ich vergessen, aber ist USB GND und PSU GND nicht
> sowieso gleich/verbunden?

Schau ins Datenblatt, die Kondensatoren sind zur Unterdrückung der 
Schwingneigung. So nahe wie möglich am Regler anzubringen.
Wenn das NG extern ist, sind die GND nicht verbunden.

[Bruno G. (orso7)]

also so meinst du, achso der Kondensator "lässt nur schwingende Anteile 
durch" die gehen damit gleich gegen gnd? verstehe ich das richtig?

ist die gleichgerichtete 12V Spannung vom PC Netzteil nicht glatt genug? 
damit werden normal die hdds etc betrieben?

folgendes nur zur weiteren Verständnis: ist das dann nicht fast wie eine 
art "kleiner" Kurzschluss der schwingenden Anteile? bekomme ich da nicht 
Probleme im Netzteil?


das ng ist das interne PC Netzteil und der usb ist der interne usb 
header am mainboard, die sollten doch intern verbunden sein oder steh 
ich hier voll auf der Leitung?

[Hubert G. (hubertg)]

Die Kondensatoren unterdrücken nur die Schwingneigung des Regler, das 
Netzteil wird nicht beeinträchtigt.

Bruno G. schrieb:
> das ng ist das interne PC Netzteil und der usb ist der interne usb
> header am mainboard, die sollten doch intern verbunden sein oder steh
> ich hier voll auf der Leitung?

In dem Fall ist GND verbunden.

[Pro Mini (Gast)]

Ähem, der Arduino Pro Mini hat doch einen eigenen Spannungsregler für 
die Versorgungsspannung des Prozessors, (über den RAW-Anschluss) warum 
nutzt Du den nicht und baust statt dessen einen zusätzlichen Regler ein?

http://i.stack.imgur.com/oOtkU.png

[Bruno G. (orso7)]

So also hier noch eine aktualisierte Version des Schaltplanes, die 
Schaltung und Größe der 2 Kondensatoren habe ich direkt aus dem 
Datenblatt genommen

@ProMini: habe im Arduino Forum den Tipp gefunden das der pro mini 
Nachbau den ich habe einen schwachen Spannungsstabilisator hat und 
besser mit 5V betrieben werden sollte.

[Malte S. (maltest)]

Noch nicht ganz ideal, dass die Gates der FETs floaten, während der 
Controller initialisiert (hier halb so wild, sehr kurzes Zeitfenster) 
oder während des Programmierens oder wenn du mal Code flashst, der die 
Ausgänge gar nicht aktiviert. Ich würde da noch einen Satz Pulldowns 
spendieren. Von jedem Gate z.B. 47k nach GND. Oder was auch immer du ab 
ca. 10k aufwärts parat hast.

[Bruno G. (orso7)]

Danke gleich noch mal für all eure Hilfe!
(und das obwohl ich wirklich ein ziemlicher Elektronik-Depp bin)

@Malte: meinst du so? weshalb genau ist das notwendig? mit floaten 
meinst du das die gate"position" nicht definiert ist beim flashen oder? 
mit dem Widerstand wird dann die Gatespannung jedenfalls auf 0 
"gezogen"?

[Malte S. (maltest)]

Richtig. Ohne definierten Pegel, also wenn der Pin, warum auch immer, 
als Eingang und ohne Pullup konfiguriert ist

* bleibt das Gate zunächst auf seinem vorherigen Pegel geladen.

* nimmt es freudig alles auf, was da so an Rauschen eimstreut und das 
ist im Computer eine Menge.

Dadurch

* gehen die LEDs munter an und aus. Das kann sub-1 Hz sein, gerne 50 Hz 
oder sonst eine bunte Mischung.

* wird der FET ggFs ordentlich heiß, wenn dabei zu langsam umgeladen 
wird und sich entsprechend ein hoher RDS ergibt. Je nach FET und Last 
(LEDs) kann das sein Ende sein.

Das alles muss nicht passieren, aber kann. Und da sind die paar 
Widerstände ein billiger Schutz gegen. Kein Signal vom Controller -> 
LEDs aus.

[Pro Mini (Gast)]

Bruno G. schrieb:
> @ProMini: habe im Arduino Forum den Tipp gefunden das der pro mini
> Nachbau den ich habe einen schwachen Spannungsstabilisator hat und
> besser mit 5V betrieben werden sollte.

Das mag sein, aber er soll hier nach Deinem Schaltplan nur die 
Versorgung für den Prozessor sichern, dafür ist er ausreichend 
dimensioniert und reicht daher völlig aus. Wenn Du über diesen Baustein 
weitere Lasten betreiben willst, wäre das was anderes. Ich gehe davon 
aus, dass Du einen chinesischen Clon-Arduino wie den hier hast:
http://talpa.dk/?id=2&url=Electronics/BTE13-010/index.html

[Bruno G. (orso7)]

Pro Mini schrieb:

> Das mag sein, aber er soll hier nach Deinem Schaltplan nur die
> Versorgung für den Prozessor sichern, dafür ist er ausreichend
> dimensioniert und reicht daher völlig aus. Wenn Du über diesen Baustein
> weitere Lasten betreiben willst, wäre das was anderes. Ich gehe davon
> aus, dass Du einen chinesischen Clon-Arduino wie den hier hast:
> http://talpa.dk/?id=2&url=Electronics/BTE13-010/index.html

Ja ist so ein ähnlicher
http://www.amazon.de/gp/product/B00PLD3E1S?psc=1&redirect=true&ref_=oh_aui_detailpage_o02_s00

evtl sollen über ein paar Digitalpins noch weitere LEDs dazu kommen (nur 
weiß), aber die könnte ich ja sonst auch über 12v mit Vorwiderstand 
versorgen und einen weiteren MOSFET

du meinst also ich sollte den L78S05CV komplett weglassen und einfach 
12V an raw? (nicht vcc?)