LED per Reed-Schalter Auf und Ab dimmen

[Alex G. (dragongamer)]

Hallo Community,

für ein Kostümprojekt möchte ich winzige (oder zumindest sehr flache) 
Module bauen welche mindestens aus einem Reed-Schalter und einer (SMD) 
LED bestehen sollen.
Jedes Modul erhält eine externe Spannungsversorgung mit 2 Kabeln - mehr 
Drähte werden aber schwierig.

Wird der Reed Schalter aktiviert (geschlossen), soll die LED binnen 2-4 
Sekunden aufleuchten (also auf 100% dimmen) und wenn der Schalter wieder 
öffnet, soll binnen 2-4s die LED erlöschen.
Aufleuchten und erlöschen meine ich natürlich vom Menschen sichtbar - 
also glimmen zählt nicht...

Wenn man eine Fläche dieser Module hat - z.B. in der Aussenhaut eines 
Kostüms - soll man entsprechend mit einem Magneten, tolle Efekte 
erzielen können.


Frage ist nun, wie könnte man das unsetzen?


Meine bislang geteste Idee ist mit Kondensator der einfach die
Spannung aufrecht zu erhalten versucht. Selbst ein 680uF 
Elektrolytkondensator bei 5V reicht leider nicht un das Licht länger als 
1/2s am Leuchten zu halten und (physisch) größer kann der Kondensator 
leider nicht werden (und die Größe steigt ja sowohl bei mehr Spannung 
als auch bei mehr kapazität).


Ein zentrale Mikrocontroler und ws2801 LEDs hätten leider den Nachteil, 
pro LED 4 Drähte zu brauchen (Datenleitung plus Signal des Reedkontakts) 
zudem wird es schwierig mit den GPIOs wenn ich einige Dutzend solcher 
Module verbauen will, vom Kabelsalat (ein Draht von jedem Modul direkt 
zum uC) ganz zu schweigen.


Hat jemand zufällig eine andere Idee?
Gibt es vieleicht eine LED mit integriertem uC der sich auch 
umprogrammieren und mit dem Reedschalter versehen lässt (bräuchte halt 
einen GPIO)?


Schon mal vielen Dank!

[Andrew T. (marsufant)]

Du könntest einen zusätzlichen Transistor z.b npn einsetzen und so die 
Zeitkonstante um die Stromverstärkung erhöhen.
Ein Beta von 200 einesbc547b macht dann mit ca 47uF bereits 1...3 
Sekunden möglich.

Andere Lösung mit attiny, etc. sind natürlich noch eleganter.

[Jörg R. (solar77)]

Alex G. schrieb:
> Aufleuchten und erlöschen meine ich natürlich vom Menschen sichtbar -
> also glimmen zählt nicht...

WS2812B gibt es als LED-Band. Basis ist die Led vom Typ 5050. Zur 
Ansteuerung braucht es einen uC. Ob die Helligkeit ausreicht ist eine 
andere Frage, ebenso wie die Stromversorgung realisiert werden soll.

Die WS2812B gibt es auch einzeln, bzw. als COB.

Leds mit eingebautem Controller gibt es auch. Aber auch die benötigten 
einen uC zur Ansteuerung.

[MaWin (Gast)]

Alex G. schrieb:
> Frage ist nun, wie könnte man das unsetzen?

Klassische Fader brauchen grosse Elkos

          Reed
            /
       +--o/ o--+-- +12V
       |        |
  +--BF256A    LED (20mA)
  |    |        |
  +----+----+--|< BC337
ZD5V6  |    |   |E
  +--BF256A |   |
  |    |  680uF |
  |  330R   |  220R
  |    |    |   |
  +----+----+---+

Natürlich ist ein SOT23-6 uC kleiner, dimmt per PWM, und läuft mit 5V, 
muss aber programmiert werden. Schwieriger ist es, ihn mit 3V bis 4.2V 
laufen zu lassen bei gleicher LED Helligkeit, weil dann ein 
Vorwiderstand nicht mehr reicht, eventuell Spannungskompensation des PWM 
Tastgrades oder LED step up Stromschaltregler "white LED driver from 
LiIon".

[Teo D. (teoderix)]

Alex G. schrieb:
> Hat jemand zufällig eine andere Idee?

Andrew T. schrieb:
> Du könntest einen zusätzlichen Transistor

Für Kollegen immer. :)
Drösle noch den Transistor dazu und steuere so seine Basis an.
Hatte ich so in eine Zigarre für ein Bühnenstück eingebaut.


MaWin schrieb:
> bei gleicher LED Helligkeit

Das ist sowas von wumpe, sagt mir mein Requisiten-Hertz (in der FTAMü 
zu besichtigen). :)

[Thomas E. (picalic)]

MaWin schrieb:
> Klassische Fader brauchen grosse Elkos

Ein 1µF MLCC-Winzling reicht, wenn man es mit einem FET baut.

[Alex G. (dragongamer)]

Andrew T. schrieb:
> Du könntest einen zusätzlichen Transistor z.b npn einsetzen und so die
> Zeitkonstante um die Stromverstärkung erhöhen.
> Ein Beta von 200 einesbc547b macht dann mit ca 47uF bereits 1...3
> Sekunden möglich.
Die Idee gefällt mir sehr gut!
Hätte eigentlich auch drauf kommen sollen. Teste ich gleich mal.

> Andere Lösung mit attiny, etc. sind natürlich noch eleganter.
Eigentlich würde ich deine Lösung sogar als elegenater bezeichnen.
Eine uC Variante ist dafür höchstwahrscheinlich vielseitiger sofern man 
über den Chip auch einen eindrahtigen Bus anbinden kann (der mit 
Dutzenden Clients klar kommt).


MaWin schrieb:
> Alex G. schrieb:
>> Frage ist nun, wie könnte man das unsetzen?
>
> Klassische Fader brauchen grosse Elkos
>

>           Reed
>             /
>        +--o/ o--+-- +12V
>        |        |
>   +--BF256A    LED (20mA)
>   |    |        |
>   +----+----+--|< BC337
> ZD5V6  |    |   |E
>   +--BF256A |   |
>   |    |  680uF |
>   |  330R   |  220R
>   |    |    |   |
>   +----+----+---+
>

Hmm, wieso braucht deine Lösung nen Transistor, 2 Fets und trotzdem noch 
einen so großen Kondensator?

EDIT: Achso, ist da eine Konstantstromquelle integriert?


Thomas E. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Klassische Fader brauchen grosse Elkos
>
> Ein 1µF MLCC-Winzling reicht, wenn man es mit einem FET baut.
Wow, danke für die ausführliche Schaltung und Simulation!
Dachte eigentlich Fets seien nur für hartes schalten, nicht zum 
drosseln.
Werde mir das genauer ansehen.

Wenn dadurch deutlich mehr Bauteile hinzukommen, erübrigt sich wohl der 
Größenvorteil durch den winzigen Kondensator, denn das ganze wird 
wahrscheinlich fliegend in einem gedruckten Gehäuse (mit Vertiefung für 
jedes einzelne Bauteil) rein kommen und nicht auf eine Platine.

[Thomas E. (picalic)]

Alex G. schrieb:
> Wenn dadurch deutlich mehr Bauteile hinzukommen,

Du kannst Bauteile einsparen mit gewissen Nebenwirkungen. R5 sorgt z.B. 
für eine gewisse Vorspannung des Gates, so daß die LED gleich angeht, 
wenn der Kontakt geschlossen wird. Ohne R5 gibt es halt eine kleine 
extra Verzögerung. Ein FET mit möglicht kleiner Threshold-Spannung würde 
helfen, diese Einschalt-Verzögerung zu verkleinern.
R4 könnte man auch einsparen, dann gibt es Verzögerungen bei der 
Abfallzeit und man kann das Verhältnis der Auf- und Abglimmzeiten nicht 
frei einstellen.

[MaWin (Gast)]

Thomas E. schrieb:
> Ein 1µF MLCC-Winzling reicht, wenn man es mit einem FET baut.

Ein 1u als Miller-Kondensator, interessante Lösung für recht 
gleichmässigen Stromanstieg.

[Thomas E. (picalic)]

Rechts eine Alternative mit weniger Bauteilen, erfordert aber eine 
höhere Betriebsspannung, um ordentlich zu funktionieren.