Arduino Forum

International => Deutsch => Topic started by: nitromethan on Oct 25, 2013, 03:08 pm

Title: 80 3W LEDs steuern
Post by: nitromethan on Oct 25, 2013, 03:08 pm
Hallo,

ich habe vor 80 (2x 30; 2x 10) LEDs über den Arduino zu steuern. Die Ansteuerung selber realisiere ich über 10x 74HC595 Schieberegister, das funktioniert im Versuchsaufbau mit "normalen" 3mm LEDs + Vorwiderstand auch super.

Nun möchte ich aber 3W LeistungsLEDs nutzen. 80 Stk sind es insgesamt, die ja dementsprechend mit Strom versorgt werden müssen. Die LEDs haben bei 3,3V eine Stromaufnahme von ca. 700mAh und bei 3,7V ca 1000mAh - Ich habe es mit 2 LEDs direkt am Register getestet, das funktioniert noch (3.3V Ausgang Arduino Ethernet) aber 1. Bezweifle ich, dass es bei 80 Stk noch geht und 2. glaub ich, dass das nicht sonderlich gut für den Port ist.

Wie stelle ich das jetzt am besten an, die ganzen LEDs zu versorgen (wie groß sollte das Netzteil dimensioniert sein?)  - Eine Idee von mir war über Transistoren.


Danke für Ideen und liebe Grüße!
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: maeckes on Oct 25, 2013, 03:29 pm
wie sollen die denn angesteuert werden?
immer alle zusammen? oder 30/30/20 einzeln?

Für die beiden Möglichkeiten würde ich einfach nen Schütz nehmen.
80Ampere zu schalten bei 3,7V ist schon ne Menge.

Vor allem das Netzteil wird interessant....  :smiley-eek:
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nitromethan on Oct 25, 2013, 03:31 pm
Hi! Nein, die 2x 30 sind nebeneinander angeordnet und werden  als Lauflicht angesteuert. die 2x 10 blitzen "nur".

Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: Serenifly on Oct 25, 2013, 03:38 pm
Quote
1. Bezweifle ich, dass es bei 80 Stk noch geht und 2. glaub ich, dass das nicht sonderlich gut für den Port ist.

Nein. Du brauchst irgendeinen Treiber. Um einzelne Transistoren kommst du bei dem Strom kaum herum. Darlington-Arrays machen diese Leistung nicht.

Quote
Nein, die 2x 30 sind nebeneinander angeordnet und werden  als Lauflicht angesteuert. die 2x 10 blitzen "nur".

Also 60 Stück einzeln. Und 20 zusammen? Die 20 Stück kann man in Reihe und parallel schalten es um zu vereinfachen.

Für die 60 brauchst du aber immer noch Transistoren und das nimmt auch viel Platz weg. Oder vielleicht als 6*10 Matrix. Weiß aber nicht ob das bei dieser Leistung so gut geht.
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: guntherb on Oct 25, 2013, 04:45 pm
Es geht schon.

Aber du mußt beim Design von Anfang an sehr aufpassen.
z.B. 1 Powermodul, auf dem die LED Treiber sitzen und dort versorgt werden. Und extra, ein "logic" modul mit dem Arduino, der, wenns geht eine eigene Versorgung hat und mit dem Powermodul nur mit der Masse und den Signalleitunge verbunden ist.
Bei Module können in einem Gehäuse sein, sogar auf einer Platine, aber auf die räumliche Trennung sollte geachtet werden.

Da du aber bei den Strömen sinnvollerweise eh nicht mehr mit Vorwiderständen arbeiten kannst, wirst du Konstantstromquellen brauchen. Entweder 60, die geschalten werden, oder eine, die mit Transistoren gemultiplext wird.

Für die 20 "Blitz"leds wirst du vor allem riesige Speicherkondensatoren brauchen (oder blitzen die auch nur einzeln?).
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: uwefed on Oct 25, 2013, 08:25 pm
Ich sehe das auch so daß jede Led eine Konstantstromquelle braucht die einzeln angesteuert wird.
nitromethan bitte beschreib genau wie Du die Ansteuerung des LEDs dir denkst damit wir Dir Vereinfachungen raten können.
Was mal sicher NICHT funktioniert ist die LED mit Spannung anzusteuern.
Grüße Uwe
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nix_mehr_frei on Oct 26, 2013, 10:00 am
Hallo,

wie Uwe schon sagt, äußere dich mal, wie die LEDs angesteuert werden sollen.
Ich habe hier bereits eine recht effektive, da getaktete Konstantstromquelle beschrieben:
http://forum.arduino.cc//index.php?topic=194152.msg1435567#msg1435567 (http://forum.arduino.cc//index.php?topic=194152.msg1435567#msg1435567)
Der Chip kostet ca. 1€, mit den restlichen Bauelementen liegst du bei ca. 2€ pro KSQ. Das Gute an der Schaltung ist, das sie ohne "Vogelfutter" auskommt. Der LM2576adj. steckt in einem 5 beinigen TO220 Gehäuse. Du kannst z.b. ein 24V Netzteil hernehmen und bis zu 6 LED's pro KSQ in Reihe schalten. Bei den anderen Strängen wird mit einer LED auch nicht mehr verheizt, da die KSQ, ähnlich wie ein Schaltnetzteil, getaktet sind.  Für die von dir gewünschten 80x3W LEDs ist selbst bei Ansteuerung aller LEDs gleichzeitig ein 24V 10A Netzteil ausreichend. 80x3=240W 24x10=240W  :)
Diese Netzteile sind in der Industrie für Schaltschränke und Steuerungen Standard und über Ebay günstig zu bekommen.
Die Ansteuerung löst du, so wie ich es im anderen Beitrag angedeutet habe, über den an Pin 5 eingeschleiften Transistor, den du wiederum über einen Port-Pin oder über einen Ausgang des Schieberregisters ansteuerst.

Gruß Gerald
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nitromethan on Oct 26, 2013, 12:18 pm
Hi,

irgendwie verstehe ich das jetzt nicht. Wie ich ja bereits geschrieben hatte, habe ich am 74HC595  2 LEDs testweise angeschlossen. Um genau Werte geben zu können habe ich eben mal Strom und Spannung gemessen! ca. 50mA an 0.55V und die LEDs sind extrem hell! Ist mein Multimeter kaputt?  :smiley-eek-blue: :D Sollte es heile sein, reicht mir diese Helligkeit auf jedenfall aus!

Das würde es ja deutlich einfacherer machen, oder?


Grüße,
Marvin

PS: Der Versuchsaufbau: Das 74HC595 bekommt 5V / GND vom Arduino Board. Gesteuert werden die Inputs ebenfalls vom Board.
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: guntherb on Oct 26, 2013, 12:37 pm
Ich kann dir versichern, dass bei 0,55V keine LED der Welt leuchtet.
Falsch gemessen?
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: uwefed on Oct 26, 2013, 01:01 pm
Ich kann mir auch nicht vorstellen daß der 595 lange durchhält.
Zu was kaufst Du dir 3W LEDs wenn Du dann sagst daß 50mA an 0.55V (= 27,5mW) hell genug sind?
Laß diese Experimente. Du zerstörst nur die LED und/oder den Treiber/595. Du brauchst einen Konstantstromquelle für die Ansteuerung jedes LEDs
Grüße Uwe
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nitromethan on Oct 26, 2013, 01:08 pm
Hm scheint so! Jetzt bekomme ich 0.58mA @ 2.80V raus. Ist ja eigentlich nicht so wild, Strom und Spannung zu messen :smiley-yell:
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nix_mehr_frei on Oct 26, 2013, 01:28 pm
2,8V kommt schon eher hin  :) Welche Farbe? 0,55V halte ich eher für die Spannung über dem Ausgangstransistor im Schieberegister.   :P
Direkte Ansteuerung kann man zum testen mit wenigen LEDs in der Aufbauphase mal machen, es ist aber keine Dauerlösung. bedenke, das die 5V dann den ganzen Strom aufbringen müssen. Da ist dann ganz schnell Ende Gelände. Und außerdem kannst du so keine Clustergruppen ansteuern. Reihenschaltungen von mehreren LEDs funktionieren definitv nur an einer höheren Spannung, die dann wiederum einen Steuertransistor voraussetzt.
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nitromethan on Oct 26, 2013, 01:30 pm
Farbe Weiss.

Wie gehe ich nun also vor?

Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nix_mehr_frei on Oct 26, 2013, 01:40 pm
Weiß und Blau sollte bei vollem Strom eher bei 3,5V liegen. 3,3V bei geringerem Strom sind auch noch wahrscheinlich.
Zu allererst brauchen wir von dir noch ne Aussage, ob alle 80 LEDs einzeln angesteuert werden sollen, oder wie viele einzeln und wie viele Gruppen mit wie vielen LEDs.
Das haben wir ja schon weiter oben gefragt und meine Kristallkugel ist gerade beim TÜV  :P
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nitromethan on Oct 26, 2013, 01:49 pm
Also es soll so sein:

|   | <- Reihe 1
|   | <- Reihe 2
|   | <- ...
|   | <- ...
|   | <- Reihe 30

Wenn man sich das in LED Streifen vorstellt, dann sollen 2 Streifen mit je 30 LEDs nebeneinander liegen und jeweils die gleiche LED auf jedem Streifen leuchten. D.h. für ein Lautlicht: LED 1 / Streifen 1 + LED 1 / Streifen 2 dann LED 2 / Streifen 1 + LED 2 / Streifen 2 usw. Hoffe ihr versteht das.

Dann sollen 2x 10 LEDs gleichzeitig ansteuerbar sein sollen. Also jeweils 10 an oder aus oder alle an. Dauerhaft wird aber wohl keine leuchten. Die 2x 30 fungieren als Lauflicht und die 2x 10 sollen blitzen.

Nach Möglichkeit sollen die LEDs auch noch gedimmt werden können (PWM), sofern das über Schieberegister überhaupt geht.

Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nix_mehr_frei on Oct 26, 2013, 02:15 pm
Na das ist doch ne Aussage, mit der man arbeiten kann  :D
Ich fasse zusammen: 30 Gruppen zu je 2 LED's und 2 Gruppen zu 10 LEDs.
Die 10 LEDs würde ich nochmals in 2 Fünfergruppen splitten mit jeweils eigener KSQ - macht summa Summarum 34 KSQ's.
Für reine Zweiergruppen würde auch ein Netzteil mit 12V ausreichen. Da böte sich ein ausrangiertes PC Netzteil mit Brücke im ATX Stecker an. Das liefert auch gleich die 5V. Für 5 LEDs in Reihe (5x3,5v=17,5V) plus ca.3V für die KSQ zum sicheren Arbeiten, sind 24V die nächste gut verfügbare Netzteilspannung. Bei getakteten KSQs ist die genaue Spannung nebensächlich, da der Rest nicht wie bei reinen Widerstandslösungen oder analogen KSQs verheizt wird. Meine aufgezeigte Schaltungslösung ist den genannten Einschränkungen auch dimmbar. D.h., wenn du nicht weich und stufenlos durchdimmen mußt, sondern auch 1-2 Sprünge in der Helligkeit akzeptieren kannst, dann passt diese einfache Schaltung. Baue dir 1-2 KSQs auf, teste die und wenn du damit zufieden bist, dann gehts ans große Einkaufen und dann kommt die Fleißarbeit, alles zu verlöten  :D
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: Serenifly on Oct 26, 2013, 04:07 pm
Wegen dem Schieberegister: das ist kein Strom-Treiber! Das IC macht insgesamt gerade mal 70mA. Das reicht für 3mm LEDs, aber das ist mehr für Statusanzeigen. Zum Test kann man das mal überschreiten, aber für den Dauerbetrieb ist das nicht gut.
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: uwefed on Oct 26, 2013, 04:27 pm

Direkte Ansteuerung kann man zum testen mit wenigen LEDs in der Aufbauphase mal machen, es ist aber keine Dauerlösung.


Das ist auch keine Momentanlösung.
LEDs MÜSSEN IMMER mit Strom gesteert werden, entweder mittels Konstantstromqelle oder mittels Vorwiderstand versorgt werden ansonsten gehen Sie oder/und die Ansteuerungselektronik kaputt.

Grüße Uwe
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: Serenifly on Oct 26, 2013, 04:29 pm
Ich meinte schon mit Vorwiderstand, aber direkt am Schieberegister. Ich dachte er hätte schon Vorwiderstände verwendet. Wenn nicht...ja das ist noch schlimmer...
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: uwefed on Oct 26, 2013, 04:34 pm
@nix_mehr_frei Du rechenst wild herum. Das beste ist ein 24V DC Netzteil und getaktete KSQ (konstantstromquelle).

Wenn beim das Lauflicht IMMER NUR 1 LED eingeschaltet sein kann dann genügt 1 KSQ ( eine pro jede Reihe zu 30, KSQ vom + Versorgungsspannung auf alle Anoden; beide LED in Serie an der KSQ) und 1 Transistor pro LED (der die Katode auf Masse schaltet). Wenn mehr als 1 LED eingeschaltet sein soll, dann braucht es für jedes LED eine gesteuerte KSQ.

Grüße Uwe
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nitromethan on Oct 26, 2013, 04:38 pm
Nein, also es ist immer nur 1 LED je Reihe an.

Mit 12V ist es nicht zu realisieren?

Danke!
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: uwefed on Oct 26, 2013, 04:49 pm

Nein, also es ist immer nur 1 LED je Reihe an.

Mit 12V ist es nicht zu realisieren?

Danke!

Bei 2 LED in Reihe an einer KSQ sind 12V ausreichend. Für den 10-erBlock brauchst du dann halt mehr KSQ.
Grüße Uwe
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: nix_mehr_frei on Oct 26, 2013, 05:36 pm
Ich bin davon ausgegangen, das er von den 30'iger Gruppen jede einzeln schalten können will - mit allen Freiheiten. Wenn man einen Balken LED für LED nacheinander anmacht, bis alle an sind dann braucht man auch entsprechend viele KSQs.
Bei einer KSQ für mehrere LEDs wirds dann tricky und man das Innenleben der KSQ kennen, damit es keine "Nebeneffekte" gibt, da die Schalttransisoren ja nicht potentialfrei sind  :)
Ich meinte natürlich auch, das die LED zum Testen einen Vorwiderstand bekommt. Mit 220 Ohm sieht man erst mal was und macht nichts kaputt.
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: uwefed on Oct 26, 2013, 05:59 pm

Ich bin davon ausgegangen, das er von den 30'iger Gruppen jede einzeln schalten können will - mit allen Freiheiten. Wenn man einen Balken LED für LED nacheinander anmacht, bis alle an sind dann braucht man auch entsprechend viele KSQs.
Bei einer KSQ für mehrere LEDs wirds dann tricky und man das Innenleben der KSQ kennen, damit es keine "Nebeneffekte" gibt, da die Schalttransisoren ja nicht potentialfrei sind  :)
Ich meinte natürlich auch, das die LED zum Testen einen Vorwiderstand bekommt. Mit 220 Ohm sieht man erst mal was und macht nichts kaputt.

Ja, diese Information fehlte in diesem Moment noch.
Ansonsten gebe ich Dir 100% Recht.
Grüße Uwe
Title: Re: 80 3W LEDs steuern
Post by: guntherb on Oct 28, 2013, 07:56 pm
Wenn beim das Lauflicht IMMER NUR 1 LED eingeschaltet sein kann dann genügt 1 KSQ ( eine pro jede Reihe zu 30, KSQ vom + Versorgungsspannung auf alle Anoden; beide LED in Serie an der KSQ) und 1 Transistor pro LED (der die Katode auf Masse schaltet).


Der Gedanke kam mir auch schon, aber da müßte man genau wissen, wie die jeweilige KSQ arbeitet. Bei gekauften Modulen kann das ins Auge gehen.