Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ansteuerung von 10 LED Streifen à 1m


von Kolja L. (kolja82)


Lesenswert?

Guten Abend,

es gibt den Bedarf an einer TreppenstufenBeleuchtung.

Also soll ich 10 LED Streifen a 1m (15W/m @24V) so ansteuern, dass sie 
sanft aufleuchten bzw ausgehen.

Zur Steuerung würde ich gerne einen ESP32 nehmen, weil Bluetooth und wer 
weiß, was da noch kommt...

Gibt es dafür passende Treiber, oder macht es Sinn, sich die 10 Kanäle 
selbst zu konstituieren / löten?

Bzgl. Budget, es muss nicht so günstig wie möglich sein, aber schon im 
Rahmen eines "Spaß-Projektes" bleiben.

Gruß Kolja

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Kolja L. schrieb:
> es gibt den Bedarf an einer TreppenstufenBeleuchtung.
>
> Also soll ich 10 LED Streifen a 1m (15W/m @24V) so ansteuern, dass sie
> sanft aufleuchten bzw ausgehen.
>
> Zur Steuerung würde ich gerne einen ESP32 nehmen, weil Bluetooth und wer
> weiß, was da noch kommt...
>
> Gibt es dafür passende Treiber, oder macht es Sinn, sich die 10 Kanäle
> selbst zu konstituieren / löten?

Das Ein- bzw. Ausdimmen (faden) finde ich ok und angenehm. Ich würde die 
10 Streifen aber komplett schalten, nicht getrennt. Dafür reicht dann 
ein PWM-Kanal und ein passender Mosfet, ggf. vielleicht 2. Es sind ja 
nur ca. 6A.

Ansonsten brauchst Du halt 10 PWM-Kanäle und 10 Mosfets.

von F. (radarange)


Lesenswert?

Ich würde hier externe PWM-Treiber einsetzen bzw. einen kleinen 
Microcontroller als Hilfs-IC programmieren. Der muss ja nicht 
energiesparend sein, kann das also alles in Software machen.

Letztendlich kann der ESP32 das auch, aber jetzt wird's etwas haarig: 
Solange es nur ums Ein- und Ausdimmen geht, würde ich den ESP32 das 
einfach machen lassen, auch per Software. Leistung genug hat er 
definitiv, ggf. ist er währenddessen nicht per Webinterface ansprechbar. 
Das ist kein Problem, das Dimmen braucht ja maximal eine Sekunde oder 
so.
Nur jetzt kommt der feature creep und dir fällt auf, dass du vielleicht 
nachts die Helligkeit insgesamt reduzieren willst und schon läuft das 
Ding dauerhaft im PWM-Betrieb. Wenn es nicht um absolut kostenoptimierte 
Designs geht, dann schau mal, ob du ein entsprechend geeignetes 
PWM-Treiber-IC bekommst.

von J. S. (jojos)


Lesenswert?

Oder die üblichen WS2812 o.ä. nehmen. Die Segmente werden in Reihe als 
lange Kette betrieben, das macht die Verdrahtung einfach.

Es gibt so LED Vorhänge, da ist das clever gelöst. Die Stichleitungen 
haben sehr wahrscheinlich einen kleinen Controller der die Bits der 
Stichleitungen weiterschiebt, so ist nur eine Leitung in der 
Querrichtung nötig. Govee macht das so, es scheint aber auch bei Kopien 
so zu sein.

von Kolja L. (kolja82)


Lesenswert?

Jörg R. schrieb:
> Ich würde die 10 Streifen aber komplett schalten, nicht getrennt.

Ja, das würde die Konstruktion vereinfachen, aber ist leider nicht von 
der "Kundin" gewünscht.

F. schrieb:
> nachts die Helligkeit insgesamt reduzieren willst und schon läuft das
> Ding dauerhaft im PWM-Betrieb.

Gute Idee, aber warum ist das ein Problem?
Entweder zeitgesteuert (WLAN) oder ein einfacher Helligkeitssensor der 
die maximale Helligkeit (PWM) begrenzt.

Aber mir geht es jetzt erstmal um die Ansteuerung von 10 Kanälen.
Gefunden habe ich soetwas: 
https://www.reichelt.de/de/de/entwicklerboards-servotreiber-16-kanal-12-bit-pca9685-debo-motodriver4-p235525.html?r=1

Damit habe ich genug Kanäle und sogar 12bit, aber eben noch keinen 
Treiber.
Ich hoffe, dass ich solch eine Platine inkl. MOSFETs finde, ansonsten 
muss ich wohl den Lötkolben suchen.

von Kolja L. (kolja82)


Lesenswert?

J. S. schrieb:
> Oder die üblichen WS2812

Die sind zu breit und haben zu wenig LEDs pro Meter.
Diese:
https://www.btf-lighting.com/collections/dim-fcob-5v-12v-24v/products/fcob-12v-24v-led-strip-336-480-528-led-high-density-flexible-warm-nature-cool-white-linear-dimmable-fob-cob-led-light-ra90?variant=44881151328482
sind nur 8mm breit (mehr Platz ist such nicht vorhanden) und brauchen 
keinen Diffusor.

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Kolja L. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Ich würde die 10 Streifen aber komplett schalten, nicht getrennt.
>
> Ja, das würde die Konstruktion vereinfachen, aber ist leider nicht von
> der "Kundin" gewünscht.

Ok, gegen die Staatsmacht kommt man nicht an:-)

Soll denn über Bewegungsmelder oder Taster auch erkannt werden ob jemand 
von oben oder von unten kommt?


F. schrieb:
> Nur jetzt kommt der feature creep und dir fällt auf, dass du vielleicht
> nachts die Helligkeit insgesamt reduzieren willst und schon läuft das
> Ding dauerhaft im PWM-Betrieb.

Komischer Kommentar.

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Kolja L. schrieb:
> J. S. schrieb:
>> Oder die üblichen WS2812
>
> Die sind zu breit und haben zu wenig LEDs pro Meter.

Die gibt es auch mit 144LEDs/m. Ich würde die aber nicht für 
Raumbeleuchtungszwecke nehmen. Kein schönes Weiß und viel höhere Ströme 
notwendig. Insgesamt wäre die Verdrahtung komplizierter und aufwendiger.

: Bearbeitet durch User
von J. S. (jojos)


Lesenswert?

Kolja L. schrieb:
> Die sind zu breit und haben zu wenig LEDs pro Meter.

Deshalb o.ä., es gibt mittlerweile sehr viele Varianten, auch mit 
kleineren LED als die im 5050 Format.
Z.B.:
https://www.ledodm.com/120LEDs-m-SMD3838-RGB-Flexible-LED-Strip-Light-pd99922046.html
https://www.ledodm.com/RGB-COB-840LEDs-m-810LEDs-m-DC12V-24V-10mm-High-density-Dot-free-IP67-Extrusion-Silicone-Waterproof-LED-Strips-pd508675568.html

edit:
die obigen sind doch nicht die addressierbaren, die hier sind doch min. 
10 mm breit.


Alternativ gibt es noch den Chip P9813, auf fertigen Platinen:
https://de.aliexpress.com/item/1831927656.html
Ansteuerung der Single Color Streifen, trotzdem mit dem WS Protokoll und 
damit nur ein Kanal nötig.

noch ein edit:
die P9813 haben ein anderes Protokoll mit Data und Clock, aber dafür 
gibt es auch fertige Ansteuerungen, in WLED können die auch benutzt 
werden.

: Bearbeitet durch User
von Crazy Harry (crazy_h)


Lesenswert?

Kolja L. schrieb:
> 15W/m

Hilft dir nicht, aber interessiert mich: Wen willst du blenden? Das 
entspricht ja etwa 90-100W Glühobst pro Stufe (bei schlechten LEDs).

von Kolja L. (kolja82)


Lesenswert?

Niemand hat die Absicht, die auf 100% laufen zu lassen.

Es sei denn, wir lassen die Rudi Carrell Show wieder aufleben.

von Kolja L. (kolja82)


Lesenswert?

J. S. schrieb:
> Alternativ gibt es noch den Chip P9813

Das sieht interessant aus, aber die einzige Bezugsquelle in D ist 
Reichelt für 15€ pro Stück.

von Kolja L. (kolja82)


Lesenswert?

Oder zehn davon:
https://www.amazon.de/Treibermodul-Dual-Hochleistungs-Switching-Schalttafel-Ar-duino/dp/B0CGVB651Z/ref=mp_s_a_1_6

Und davor ein PCA9685 Servo Treiber?

[Mod: Lebenslauf aus Link entfernt]

: Bearbeitet durch Moderator
von Jasson J. (jasson)


Lesenswert?

>Meine 2 cents

Wenn es um monochromes ausleuchten geht, würde ich von Digital-LED´s die 
Finger lassen. Damit die ihre Leistung bringen, ziehen die viel Strom - 
dann brauchts dickere Kabel, was zum verlegen nicht so schön ist.
-
Auch der Wirkungsgrad ist schlechter, weil die intern ja an jedem 
Emitter eine lineare Konstantstromquelle haben. Da kann einiges an Wärme 
entstehen.

Daher noch mal meine Meinung - für monochromatisches Ausleuchten würde 
ich auch auf 12V oder 24V Strips setzen (bzw. tue ich privat ja :> ).

Was schon sinnvoll sein könnte ist, Strips mit Warmweiß  Kaltweiß  
Amber zu nehmen, wenn beschaffbar. Dann kann man sich die vielleicht je 
nach Tageszeit die Farbtemperatur einstellen.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Kolja L. schrieb:
> Oder zehn davon:
> 
https://www.amazon.de/Treibermodul-Dual-Hochleistungs-Switching-Schalttafel-Ar-duino/dp/B0CGVB651Z/ref=mp_s_a_1_6?crid=38L6OD9MWYWB2&dib=eyJ2IjoiMSJ9._jaoK9m9Lh-xCI7lfK3uzgdviQpYM4sDBcJlG-eruqZ-pGcg3OJyEQD5cg5f3YeapoR 
...

Musst du hier alle mit deiner Lebensgeschichte belästigen?
Ein einfacher Link hätte es doch wohl genauso gut getan :-(

https://www.amazon.de/dp/B0CGVB651Z

Kolja L. schrieb:
> Ich hoffe, dass ich solch eine Platine inkl. MOSFETs finde, ansonsten
> muss ich wohl den Lötkolben suchen.

Und wie willst du die Module ansteuern?
Ohne Löten wird es mindestens sehr aufwändig sein, die vernünftig 
anzuschließen. Ein Lötkolben kann bei Elektronikbastelprojekten nie 
schaden - such besser schon mal.

von Jasson J. (jasson)


Lesenswert?

>Weitere 2 cents

weil ich von RGB´s gelesen habe - für Beleuchtung, die sich maximal in 
verschiedenen Fabrtemperaturen von Weiß bewegen woll ist RGB immer die 
letzte Wahl.

Am ehesten Kaltweiß, Warmweiß , Amber Multichips oder wenn das nicht da 
ist Neutralweiß+RGB. Letzteres habe ich auch gemacht und ist für meine 
Augen ausreichend akzeptabel. Wobei da 16 Bit Auflösung schon viel viel 
Wert ist.
Spätestens wenn man auf die verrückte Idee kommt, einen eingestellten 
Farbton auch noch dimmen zu wollen :) - Irre gibts auf dieser Welt... 
tsss

Aber Weiß nur aus RGB führt quasi immer zu einem unnatürlichem 
Empfinden.

Von denen hab ich die Variante Weiß+RGB
https://www.ebay.de/itm/224034205420

: Bearbeitet durch User
von J. S. (jojos)


Lesenswert?

es geht nicht um Raumbeleuchtung, sondern Treppenstufen sollen als 
Effektbeleuchtung kurz beleuchtet werden. Da muss man sich keine Sorgen 
um Temperaturen oder Stromverbrauch machen, es soll ja auch immer nur 
ca. 1 m leuchten und das auch nicht mit voller Power. Dafür reichen die 
RGB LED aus.

von Jasson J. (jasson)


Lesenswert?

Wenn ich nichts übersehen habe, finde ich als Projektbeschreibung nur 
den Eingangspost - die Folgeposts beziehen sich auf LED-Typen, 
Steuerchips und FET-Treiber - soweit ich das sehe.

Jedenfalls steht im Eingangspost "Treppenbeleuchtung" - nicht Effekt. 
Auch nichts dazu, wie lange die Beleuchtung eingeschaltet sein wird.

Ich würde sie im Zweifel auf Dauerbetrieb auslegen. In einigen Wochen 
geht es Richtung Herbst und dann Richtung Winter - wer weiß, wie sich 
das Nutzungsverhalten dann ändert, wenn es dunkler wird. Dann ist es 
besser, sich konzeptionell nicht festgelegt zu haben.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Jasson J. schrieb:
> Jedenfalls steht im Eingangspost "Treppenbeleuchtung" - nicht Effekt.

Doch, doch:

Kolja L. schrieb:
> ... so ansteuern, dass sie sanft aufleuchten bzw ausgehen.

Kolja L. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Ich würde die 10 Streifen aber komplett schalten, nicht getrennt.
>
> Ja, das würde die Konstruktion vereinfachen, aber ist leider nicht von
> der "Kundin" gewünscht.

von Kolja L. (kolja82)


Lesenswert?

Moin,

wenn man als TO mit Informationen sparsam ist, wird einem "Salamitaktik" 
vorgeworfen, ist man es nicht, geht die eigentliche Frage unter.

Es geht um die kurzzeitige (max 10 Minuten) Beleuchtung von zehn 
Treppenstufen. Es soll ein netter Effekt sein und nicht den Raum 
ausleuchten. Daher werden die LED streifen nie auf 100% (14W/m) 
betrieben.
Es werden warmweisse und keine RGB LED verbaut.


Da ich davon noch zwei gefunden habe:
https://www.az-delivery.de/products/pca9685-servotreiber

Kaufe ich jetzt noch diese:
https://www.amazon.de/Treibermodul-Dual-Hochleistungs-Switching-Schalttafel-Ar-duino/dp/B0CGVB651Z/ref=mp_s_a_1_6

Und mit ein bisschen löten komme ich schon klar 😃

von F. (radarange)


Lesenswert?

Kolja L. schrieb:
> Es geht um die kurzzeitige (max 10 Minuten) Beleuchtung von zehn
> Treppenstufen. Es soll ein netter Effekt sein und nicht den Raum
> ausleuchten. Daher werden die LED streifen nie auf 100% (14W/m)
> betrieben.
> Es werden warmweisse und keine RGB LED verbaut.

Ah, jetzt kommt's raus. Sehr gut. Damit können wir mal was anfangen.

Kolja L. schrieb:
> F. schrieb:
>> nachts die Helligkeit insgesamt reduzieren willst und schon läuft das
>> Ding dauerhaft im PWM-Betrieb.
>
> Gute Idee, aber warum ist das ein Problem?
> Entweder zeitgesteuert (WLAN) oder ein einfacher Helligkeitssensor der
> die maximale Helligkeit (PWM) begrenzt.

Jörg R. schrieb:
> F. schrieb:
>> Nur jetzt kommt der feature creep und dir fällt auf, dass du vielleicht
>> nachts die Helligkeit insgesamt reduzieren willst und schon läuft das
>> Ding dauerhaft im PWM-Betrieb.
>
> Komischer Kommentar.

Kein komischer Kommentar, sondern absolut das, was ich erwartet habe: Es 
kommt wieder sofort feature creep.
Der ESP32 ist leistungsfähig genug, um die LEDs rein per Software zu 
dimmen. Blöd nur, dass da jede Menge anderer Kram drauf läuft, so kann 
nicht ohne Weiteres zuverlässig sichergestellt werden, dass die PWM auch 
immer ordentlich funktioniert. Wenn man das als Effekt nutzt, wäre es 
mir einfach egal, dauerhaft will man aber eher ungern hin und wieder 
Flackern haben.
Daher wird man wohl definitiv einen externen Treiber benötigen oder 
vergleichsweise tief in die ESP32-Programmierung einsteigen müssen.


Da du die LEDs ja wohl immer gedimmt betreiben willst, brauchst du einen 
Controller, der dir eine entsprechend hochaufgelöste und schnelle PWM 
machen kann, damit du gegebenenfalls im niedrigen Helligkeitsbereich 
genügend Auflösung für gute Effekte hast und die Beleuchtung auch nicht 
stört. Eine Gamma-Korrektur ist hierfür anzuraten. Ob dein IC dann deine 
Anforderungen erfüllt, musst du mal schauen. Die 12 Bit sind vielleicht 
etwas grenzwertig, bei den geringen Kosten für die Hardware würde ich es 
aber darauf ankommen lassen.

von Jasson J. (jasson)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Jasson J. schrieb:
>> Jedenfalls steht im Eingangspost "Treppenbeleuchtung" - nicht Effekt.
>
> Doch, doch:
> ...

ja doch - stimmt

von Kolja L. (kolja82)


Lesenswert?

F. schrieb:
> Die 12 Bit sind vielleicht etwas grenzwertig, bei den geringen Kosten
> für die Hardware würde ich es aber darauf ankommen lassen.

Falls es nicht funktioniert, dann sehe ich es daran, dass die LED 
dunkler werden und dann plötzlich aus gehen?
Wenn ja, würde ein Widerstand in Reihe das Problem beheben?

F. schrieb:
> Eine Gamma-Korrektur ist hierfür anzuraten.

Kannst du dazu noch was sagen, Gamma Korrektur kenne ich nur von meinem 
alten Laptop Display, um mehr Helligkeit zu bekommen, was aber sehr auf 
Kosten der Lesbarkeit ging. Thinkpad eben...

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Kolja L. schrieb:
> Kannst du dazu noch was sagen, Gamma Korrektur kenne ich nur von meinem
> alten Laptop Display, um mehr Helligkeit zu bekommen,

Es geht um die Helligkeitsempfindlichkeit des menschlichen Auges, diese 
ist nämlich nicht linear.

Siehe Artikel LED-Fading

: Bearbeitet durch Moderator
von Ralf G. (ralg)


Lesenswert?

@TO

Wenn du das:
Frank M. schrieb:
> Siehe Artikel LED-Fading

verinnerlicht hast, wirst du evtl auch darauf kommen, dass der Einsatz 
eines LED-Streifens mit dieser Leistung (14W? 15W?) ich sag mal: 
suboptimal ist.

Außer:
Crazy Harry schrieb:
> Hilft dir nicht, aber interessiert mich: Wen willst du blenden? Das
> entspricht ja etwa 90-100W Glühobst pro Stufe (bei schlechten LEDs).

Für die Stufe brauchst du vielleicht max. (aus dem Hut gezauberte) 2W. 
Da ist dann nichts mehr mit dimmen. (Höchstens wie beim Halogenstrahler 
einschalten, die sind gefühlt sofort an. Im direkten Vergleich mit LEDs 
nicht so schlagartig.)

Der einzige Punkt, der für deinen Streifen spricht, ist die Dichte der 
LEDs.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.