Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RGBW LED dimmen und Farbe mit Atmega einstellen


von Peter (Gast)


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Moin zusammen,

ich würde gerne gerne ähnlich wie in der Abbildung so Light Cans von Ape 
nachbauen. Diese sollen aber nur die RGBW LED, einen Atmega zum dimmen 
und Farbwahl haben. Bei Aliexpress habe ich zumindestens vom aussehen 
her sehr ähnliche LEDS gefunden wie man bei den Daten 
sieht(https://de.aliexpress.com/item/33006545474.html).

Jetzt zu meinem Hauptproblem.
Ich suche dafür etwas halbwegs kompaktes womit ich die 4 
Konstantstromquellen und für die LEDs erzeugen und alle auch dimmen 
kann.
Bisher bin ich da gelandet, das ich mir 4 einzelne Konstantstromquellen 
bauen und diese dann alle einzeln per Mosfet/Transistor dimmen werde.

Gibt es hierfür noch keinen Treiber wo man einfach die 4 LEDs 
anschließen kann und alles über I2C oder SPI im Treiberbaustein 
einstellen kann?
Irgendwas kompaktes?
Bin für alle Vorschläge offen.

Gruß Peter

von Micha W. (blackxiiv)


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Hi,

RGBW LEDs sind nichts weiter als eine RGB-LED (z.B. WS2812) in der 
zusätzlich eine RGB-LED (z.B. WS2812) im gleichen Gehäuse verbaut ist. 
Man kann bei den Leuchtmitteln halt R, G und B bestimmen und die 
Intensität von weiß.

Du kannst halt eine Kombination von immer 2xWS2812 nehmen, die 2. WS2812 
immer in dem weiß leuchten lassen, wie es angenehm ist und die erste 
WS2812 macht farbe. Wie man das macht kann man recht gut ind der 
NeoPixel lib sehen ;)

gruß, michi (:

von Horst (Gast)


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Micha W. schrieb:
> RGBW LEDs sind nichts weiter als eine RGB-LED (z.B. WS2812) in der
> zusätzlich eine RGB-LED (z.B. WS2812) im gleichen Gehäuse verbaut ist.

Sorry, aber das ist zum einen Unsinn und zum anderen komplett falsch.
Die LEDs um die es geht sind 4 ganz normale LEDs in einem Gehäuse ohne 
eingebauten Chip zum Ansteuern.
WS2812 sind auch keine LEDs sondern Chips zum Ansteuern von 3 FarbLEDs, 
der SK6812 kann 4 FarbLEDs und wird gerne genommen wenn es um RGBW geht. 
Die Chips werden dann mit den LEDs in einem Gehäuse verbaut und als 
seriell-ansteuerbare LEDs verkauft.
Aber um die geht es hier nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Peter schrieb:
> Irgendwas kompaktes?

Du solltest auch einen Plan machen, wo du die Verlustleistung lässt. 
Alleine die RGBW-LED dürfte bei voller Leistung gut 6W in Form von 
Heizleistung abgeben wollen. Sonst ist ihr nur ein kurzes Leben 
vergönnt.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Micha W. schrieb:
> Du kannst halt eine Kombination von immer 2xWS2812 nehmen, die 2. WS2812
> immer in dem weiß leuchten lassen, wie es angenehm ist und die erste
> WS2812 macht farbe.

Das ist Schwachsinn. Das Weiß in RGBW-LEDs ist ein echtes weiß.

Hast du mal mit einem aus rot, grün und blau gemischten Weiß etwas 
beleuchtet? Eine Leichenhalle ist ein reines Regenbogenparadies dagegen.

RGB-Weiß besteht aus drei Peaks im Spektrum, eben r, g und b, das führt 
zu einem gefühlt negativen Farbwiedergabeindex.

Ein echtes Weiß hat keine Peaks, sondern ein gleichmäßiges Spektrum. Je 
gleichmäßiger, desto besser die Farbwiedergabe.


Ich kann zuhause gerne mal schauen, was Ape Labs in seinen LightCans 
verwendet hat. Ich hab da ein paar Stück von.

Ansonsten gibt es viele Konstantstrom-LED-Treiber-ICs mit PWM-Eingang 
von TI und Maxim und den anderen üblichen Verdächtigen

: Bearbeitet durch User
von Peter (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> Ich kann zuhause gerne mal schauen, was Ape Labs in seinen LightCans
> verwendet hat. Ich hab da ein paar Stück von.

Das hört sich sehr cool an. Vielleicht auch paar Detailaufnahmen, das 
man sieht was die an Treibern und co. verbaut haben?

von StanleyQBrick (Gast)


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Wenn ein AVR in jede Lampe soll, kann mit dem man am besten den Farbraum 
HSV zum Stellen nehmen und RGB zum Setzen. Meist gibt man ja von außen 
(Poti, Server, Funk, IR) Hue und Sat vor und will dann nur noch dimmen.
W wird ohne Hue und Sat nur mit V angesteuert.

Um die serielle Ansteuerung zu machen, einfach den UART TX vom 1. AVR an 
RX vom 2. AVR, dessen TX dann an RX vom 3.. Oder halt I2C, aber will man 
tatsächlich gesetzte Farben rücklesen?

Protokoll für den WRGB-Setzwert ist 32bit
- 8bit V für White (Intensität)
- 8bit H für RGB (Farbe)
- 8bit S für RGB (Sättigung)
- 8bit V für RGB (Intensität)

Protokoll für den WRGB-Stellwert (8-bit PWM) ist 32bit
- 8bit für White
- 24bit RGB

Hardware über 4 PWMs + MOSFET, ein Mega88 dürfte dafür ausreichen und 
hat sogar noch einen Timer für die sonstige Zeitsteuerung (Systick o.ä.) 
übrig. Da braucht man keinen extra Baustein mit LED-Treiber-Gedöns dazu.

Sebastian R. schrieb:
> Hast du mal mit einem aus rot, grün und blau gemischten Weiß etwas
> beleuchtet? Eine Leichenhalle ist ein reines Regenbogenparadies dagegen.
:-))
Mit wenig Blauanteil und der Saturation kann man einiges rauskitzeln, 
aber klar, die spektralen Eigenschaften lassen sich nicht überlisten.

von Wolfgang (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> Ein echtes Weiß hat keine Peaks,

Den Peak bei 460nm kannst du schlecht weg diskutieren.

von Peter (Gast)


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StanleyQBrick schrieb:
> Um die serielle Ansteuerung zu machen, einfach den UART TX vom 1. AVR an
> RX vom 2. AVR, dessen TX dann an RX vom 3.. Oder halt I2C, aber will man
> tatsächlich gesetzte Farben rücklesen?

Nicht falsch verstehen.ich will die Controller nicht miteinander 
verbinden. Das war nur gedacht, um z.b. einem Led Treiberbaustein 
z.b.die PWM-Werte rüber zu schicken.

StanleyQBrick schrieb:
> Hardware über 4 PWMs + MOSFET, ein Mega88 dürfte dafür ausreichen

Und womit begrenze ich dann den Strom? Da es Akku betrieben werden soll 
ändert sich ja auch meine Spannung. Vermutlich von 6-8,2V

von StanleyQBrick (Gast)


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Peter schrieb:
> Und womit begrenze ich dann den Strom? Da es Akku betrieben werden soll
> ändert sich ja auch meine Spannung. Vermutlich von 6-8,2V
Nimm doch einen (mehrere) Stepdownwandler, der eine konstante Spannung 
liefert, und dann zur Strombegrenzung einen Widerstand.

Habe allerdings tatsächlich überlesen, daß es über Akkus laufen soll.

(Nachtrag zum Hue: normalerweise hat H 0...360 Grad im HSV. Wenn man 
aber den Farbwinkel kleiner als 60 wählt - z.B. 43 -, paßt es beinahe 
mit 0...255.
Zum Ausgleich kann man feinere Abstufungen in S und V machen, also 
anstatt 0...100 auch 0...255).

von Wolfgang (Gast)


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StanleyQBrick schrieb:
> Nimm doch einen (mehrere) Stepdownwandler, der eine konstante Spannung
> liefert, und dann zur Strombegrenzung einen Widerstand.

Und warum nicht einen Step-Down-Wandler, der direkt den Strom regelt?

von Peter (Gast)


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Hab gerade den Step-down Wandler gefunden. Mit zwei Stück sollte ich 
doch eigentlich hinkommen.
https://www.ebay.de/itm/283971290752

Müsste doch grob so mit dem Aufbau gehen oder nicht?

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Ich denke, in diesem speziellen Fall ist es okay, wenn ich mal ein nicht 
verkleinertes Bild anhänge.

Rechts sind anscheinend 4 MOSFETs (Marking in Richtung "17JEQ")

Ansonsten lässt sich so auf den ersten Blick nicht erkennen, wie sie es 
gelöst haben. Etwaige Schaltregler werden dann vermutlich im Controller 
(ATXMega32U) abgebildet. Ein paar Shunt-Widerstände mit 0.1R gibt es 
auch

von my2ct (Gast)


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Peter schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 283971290752

Die 75 ct-Klasse müsste es genauso gut tun
https://www.ebay.com/itm/114235602305

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Noch einmal ein etwas besseres Bild

von StanleyQBrick (Gast)


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Peter schrieb:
> Hab gerade den Step-down Wandler gefunden. Mit zwei Stück sollte ich
> doch eigentlich hinkommen.
Es gibt auch mini 560, die 5A können. Aber der mini 360 (3A) müßte 
taugen. Bei aliexpress kriegst Du zu dem Preis 10 Stück.

> Müsste doch grob so mit dem Aufbau gehen oder nicht?
Grob schon. Ich nehme an, mit dem Pin5-MOSFET willst Du die Masse zu den 
Stepdowns abklemmen, um im Standby Strom zu sparen. Weiß nicht, ob das 
so geht. Da müssen die Spezis ran oder Du probierst es aus.

Allgemein kann man den MOSFETs noch kleine Widerstände zwischen Gate und 
AVR-Pin spendieren (~10 - 100 Ohm), um den Umladestrom zu begrenzen. 
Außerdem noch 10kOhm bis 100kOhm von Gate gegen Masse, um sie bei 
offenem AVR-Pin sicher abzuschalten.

von StanleyQBrick (Gast)


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Und für die MOSFETs auf geeignete Vgs (Gate-Threshold-Spannung) achten, 
sollte bei 3.3V am AVR ein Typ mit ungefähr 1-2V Vgs sein. Zum Beispiel 
IRLML2502 sollte gehen.

von Wolfgang (Gast)


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StanleyQBrick schrieb:
> Grob schon. Ich nehme an, mit dem Pin5-MOSFET willst Du die Masse zu den
> Stepdowns abklemmen, um im Standby Strom zu sparen. Weiß nicht, ob das
> so geht. Da müssen die Spezis ran oder Du probierst es aus.

Sooh schlimm sind die 0.3µA (max 3µA), die der MP2307 im Shutdown zieht, 
doch nun wirklich nicht.
https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/MP2307_r1.9.pdf

Da muss es schon einen anderen triftigen Grund geben, um über solch 
windige Konstruktionen nachzudenken.

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