MC Wahl für modulares LED-System

[Jasper (Gast)]

Hallo zusammen,

Ich entwerfe momentan eine Lampe, die modular aufgebaut ist, um in 
verschiedenen Längen zu funktionieren. Es gibt also ein zentrales, 
intelligentes Modul und links und rechts schließen sich 4 bis 10 "dumme" 
Module an.

Das intelligente Modul verfügt über einen Microcontroller, der die LEDs 
auf allen Modulen synchron dimmen soll.

Meine Fragen:
- Welchen MC brauche ich, um die LEDs flüssig zu dimmen (min 16bit 
schätze ich?)?
- Brauche ich LED-Treiber auf jedem Modul? Oder reicht es wenn der MC 
ein PWM-Signal zu jedem Modul schickt auf dem dann nur noch die LEDs und 
ein Transistor sitzen?


Noch ein paar zusätzliche Infos:
Bei den LEDs handelt es sich um OSRAM OSLON SSL 80 GW CS8PM1.CM (1W bei 
2.85V)  oder vergleichbare. Auf dem zentralen intelligenten Modul sind 6 
LEDs und 1 TOF-Entfernungssensor (VL53L0X) für eine simple 
Gestensteuerung. Auf jedem weiterem "dummen" Modul sind 7 LEDs. Die 
Spannungsversorgung erfolgt über das zentrale Modul mit 12V.

In den Fotos kann man hoffentlich erkennen, wie ich mir das Ganze 
vorgestellt habe.

Vielen Dank im Voraus!
Jasper

PS: Falls jemand fachkundiges Lust hat, mir etwas intensiver mit dem 
Projekt zu helfen, würde ich auch dafür bezahlen. Auch wenn die Mittel 
für mich als Student natürlich etwas beschränkt sind :D

[Hermann K. (r2d2)]

Was du bauen willst ist nix anderes als ein LED-Streifen. Da gibts 1000 
fertige Lösungen. Um es kurz zu machen: 1 dicker Mosfet auf der 
Steuerplatine und dann Vorwiderstände auf den einzelnen Platinen reicht. 
Wobei du bei den Widerständen auf ausreichende Dimensionierung achten 
solltest.

Die Lösung mit einem LED-Treiber pro Platine ist natürlich wesentlich 
eleganter, weil dir dann der Spannungsabfall in einem gewissen Bereich 
egal sein kann.

Insgesamt sehe ich hier keinen Grund die LED-Module selber zu bauen. 
Aluplatinen sind in kleinen Stückzahlen verhältnismäßig teuer und 
normales FR4 ist bei 1W LEDs im Dauerbetrieb schon grenzwertig.

[Jasper (Gast)]

Die Entscheidung eigene Platinen zu bauen kommt daher, dass ich ziemlich 
spezifische Anforderungen an die Dimensionierung der Platine und die 
Wahl der LEDs habe und auch sicherstellen will, dass es die Module in 10 
Jahren noch gibt. Es gibt zwar schon Anfänge von LED-Modul 
Standardisierung (Zhaga z.B.), aber da ist leider nichts dabei was für 
mich passt.

Die Frage wäre dann noch mit welchem MC ich das am besten 
bewerkstellige. Wenn der MC das dimmen übernimmt wird 8 bit ja 
wahrscheinlich nicht reichen, um ein schön stufenfreies Dimmen zu 
ermöglichen.

[Teo D. (teoderix)]

Jasper schrieb:
> Die Frage wäre dann noch mit welchem MC ich das am besten
> bewerkstellige. Wenn der MC das dimmen übernimmt wird 8 bit ja
> wahrscheinlich nicht reichen, um ein schön stufenfreies Dimmen zu
> ermöglichen.

Die SW 16bit-PWM Erzeugung ist so trivial, das es quasi nur darauf 
ankommt, welche Schnittellen du zur Sollwert(/Istwert) Eingabe 
brauchst/wünschst.

[Jasper (Gast)]

Da ich absoluter Amateur in dem Bereich bin (ich studiere eigentlich 
Architektur) würde es mich natürlich freuen, wenn ich meine Arduino 
Kenntnisse recyclen könnte. Ansonsten wäre ein kleiner Footprint und 
geringer Preis gut. Und i2c sollte er können, für den VL53L0X. Die 
Gammakorrektur mit lookup table sollte ja auch kein Problem sein.

[MaWin (Gast)]

Jasper schrieb:
> - Welchen MC brauche ich, um die LEDs flüssig zu dimmen (min 16bit
> schätze ich?)?

MINDESTENS.
Was macht der ATtiny85 (alles andere nehm ich an von VL53L0X auslesen zu 
Gestenerkennung inklusive Alexa über WLAN bedienen und per Bluetooth das 
Smarthome verwalten ?) und warum regelt ein IRF7805 MOSFET (der, mit dem 
Gate-Anschluss) die 12V auf 5V herunter ?
Irgendein uC muss ja die Rechenlast vom armen mit PWM Erzeugung 
überforderten 16 bitter übernehmen.

Deine Probleme liegen vermutlich anderswo, Stromregelung der Oslon, PWM 
ohne Verletzung der EMV Grenzwerte.

[Jasper (Gast)]

Die Anforderungen an den MC sind übersichtlich:

- Empfangen der Signale vom VL53L0X via I2C
- Simple Logik zur Steuerung der Lampe
- stufenloses Dimmen der LEDs
- idealerweise Möglichkeit zur Programmierung "on-board"
WLAN, Bluetooth brauche ich nicht, das kommt vielleicht irgendwann in 
einer V2 ;)

Wäre ein STM32 geeignet, alle diese Aufgaben zu übernehmen? Oder ist 
solch ein MC mit dem PWM so ausgelastet, dass man für I2C und die Logik 
einen zweiten nehmen sollte?

Den STM32 gibt es sogar als 8-PIN Variante, vielleicht würde mir das 
sogar schon reichen.

Für die Stromregelung hätte ich die Oslon LEDs jetzt einfach mit einem 
Widerstand in Reihe geschaltet, funktioniert das oder ist das zu einfach 
gedacht?

Gibt es irgendwelche Tricks, um die EMV zu verbessern? Nach meinem 
Verständnis macht es macht es ja keinen Unterschied wo und wie die 
PWM-Regelung stattfindet, solange alle LEDs synchron gesteuert werden 
hat man auf der 12V Leitung eine gewisse EMF-Emission.

Oder ist PWM allgemein die falsche Lösung und ich sollte die LEDs via 
Strombegrenzung dimmen?

Ich habe mal eine aktualisierte Skizze der Schaltung angehängt.

Vielen Dank!