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Author Topic: dimmbares LED Treppenlicht (14 LEDs / 12 Volt) .. welche Bauteile sind sinnvoll?  (Read 3729 times)
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Hallo zusammen,

ich möchte ein dimmbares Treppenlicht mit 14 Einbau-LEDs (12 Volt / je 1 Watt mit ca. 350 mA) mit nur einem Netzteil realisieren.
in etwa so ...
 


Meine Tests am Mega2560 mit zwei Stromkreisen (je 5 Volt), drei Transistoren und drei normalen LEDs funktionieren soweit ganz gut.
Ich habe jedoch Angst mir das Board zu zerschießen, wenn ich nun mit 12 Volt und 14 Einbau-LEDs loslege ...
... und frage vorab lieber euch.

Mit welchen Komponenten würdet ihr das umsetzen?

1. welche Transistoren sollte ich nutzen, um die PWM-Schaltung des Arduino von der 12-Volt-Schaltung der 14 LEDs zu trennen?
Bezeichnungen wie z. B. LM117, MOSFET, TO-220 usw. tauchen immer wieder in Foren und Tuts auf, ... bin aber mittlerweile eher verunsichert.
Auch Optokoppler wurden genannt, scheinen zwar sicher zu sein, aber sind wohl zu träge für PWM.

2. Welches Netzteil?
Würde sowas gehen? ... LED-Treiber-Netzteil 12 V/DC 0 - 5 A -> Link / MeanWell-Netzteil / Conrad

3. Spannung für Arduino (5V) auch über 12-Volt-Netzteil?
Kann ich mit einem Gleichspannungswandler das Board und die LEDs gleichzeitig versorgen?
Wenn ja, welchen sollte ich nehmen?

4. Welchen Schalter/Sensor würdet ihr nutzen?
Mit einem Bewegungssensor würde unser Hund das Treppenhaus zur Disco machen. Deshalb würde ich gerne eine Art Druck- bzw. Vibrationssensor an erster und letzter Treppenstufe verbauen. Evtl. in Kombination mit einem Bewegungssensor, der jedoch nur Abstände von wenigen Zentimetern erkennt.
Da es sich um eine freitragende Treppe mir Stufen aus Holz handelt (nicht gemauert wie im Film), wären evtl. auch andere Sensoren denkbar.


So in etwa habe ich mir das mit den Transistoren vorgestellt:


- hier sind jedoch zwei Netzteile vorhanden
- die 14 LEDs stehen symbolisch für die 12-Volt-Einbaustrahler
- Schalter ist Platzhalter für die Sensoren an erster und letzte Stufe
- Poti ist Nebensache (regelt Beleuchtungsdauer [delay])


... explodiert mir das passend zu Silvester, oder ist der Ansatz brauchbar?


Anmerkung:
Mit meinen Fragen werde ich sicherlich an einigen Stellen anecken, da sich auch ein Newbie (ich) ein Basiswissen anzueignen hat, bevor irgendwelche Fragen in die Welt postet und Foren zumüllt. Das ist aber keineswegs meine Absicht. Die Programmierung ist ja auch kein Hexenwerk, wenn man sich mit der Vielzahl von Tutorials auseinandersetzt. Mit der großen Menge von elektrotechnischen Bauteilen habe ich wirklich Probleme ... und keinen Überblick mehr.
Ach ja, .... spätere Ergebnisse werde ich später natürlich inkl. Skripts posten


Vorab daher "vielen Dank" für Anregungen und natürlich Kritik.

« Last Edit: December 29, 2011, 06:39:26 pm by 200Puls » Logged

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Die PowerLED würd ich mit LED-Treibern mit PWM Eingang betreiben zB sowas: http://www.ebay.de/itm/High-Power-1W-LED-Driver-333mA-output-/110766255986?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item19ca2eef72

Dann einfach mit 14 PWM Ausgängen des Arduino die 14 Treiber ansteuern. Die Treiber mit 12 V versorgen (1,5A bis 2A).

Als Einschaltautomatik würd ich einersete 2 taster oben und unten (zur Sicherheit) und 2 Infrarotabstandssensoren vor der Treppe (http://www.watterott.com/de/Sharp-GP2Y0A02YK0F )

Grüße Uwe
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Wenn die LED einbaulampen wirklich 12V benoetigen, dann wirst du den 'ebay'-treiber vermutlich mit etwas mehr spannung versorgen muessen. Hierfuer sind z.b. hutschienen netzteile von meanwell sehr gut geeignet, da der ausgang mittels einstellschraube getunt werden kann. Also ein 12V NT liefert dann bis zu 15V. Ich persoenlich bin ein fan von: SNT MW-MDR60-12. 12V 5A unter 23€ ;-) passive kuehlung.

Wenn du beim faden komische effekte beobachtest (schwebung), dann brauchst du mehr kapazitaet auf den versorgungsleitungen. Am besten den anschluss sternfoermig zum netzteil, oder dicke kabel verwenden + dicker kondensator (ein paar 1000µF) am treiber.
« Last Edit: December 29, 2011, 07:19:45 pm by madworm » Logged

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hopla, hatte ich überlesen:
Quote
die 14 LEDs stehen symbolisch für die 12-Volt-Einbaustrahler
Da mußt Du zuerst feststellen, ob die 12-Volt-Einbaustrahler dimmbar sind ( durch eigenen Eingang oder durch Ansteuerung mit einer PWM modulierten Versorgungspannung). Dies deshalb, weil sie sicherlich einen LED Treiber eingebaut haben.
Grüße Uwe
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Danke für das wirklich hilfreiche und wahnsinnig schnelle Feedback!!

Die empfohlenen Bauteile (Hutschinen-Netzteil, LED-Treiber, Sensoren) werde ich auf jeden Fall bestellen.
Das scheinen mir durchweg stimmige Komponenten zu sein. ... und wenn's dann auf Anhieb nicht wie gewünscht klappt, dann probiere ich halt weiter (bis es funktioniert).

Ein paar Fragen hätte aber ich doch noch:

1. Könnte ich auch die gleichen LED-Treiber als 3-Watt-Version nutzen?
Wenn mir später 1-Watt-LEDs zu schwach sind, könnte ich dann ja die Leuchtmittel ohne Bedenken durch stärkere LEDs ersetzen.

2. Woran erkenne ich als Laie dimmbare Einbau-LEDs ohne schon vorhandenen Treiber?
Daran hätte ich im Leben nicht gedacht und hätte stumpf irgendwelche 1-Watt-Strahler bestellt. Danke für diesen Hinweis.
Wenn ich mir beispielsweise die Beschreibung dieser LEDs ansehe, steht dort "LED-Treiber nicht im Lieferumfang enthalten". Das ist natürlich eindeutig.
Wenn man ich mir diesen Strahler ansehe, erkenne ich auf den ersten Blick nichts, was auf einen LED-Treiber deutet.
Gibt es andere Indikatoren dafür, oder wäre hier der Kontakt zum Hersteller bzw. Anbieter (falls möglich) der beste Weg?

3. Kann ich mit dem Hutschinen-Netzteil auch das Board versorgen?

Das müsste doch mit einem Gleichspannungs-Wandler (DC/DC-Convertor) zu lösen sein, oder?
... z. B. dieser hier -> Potential transformer, adjustable
Oder habt ihr 'ne bessere Idee?


Danke vorab & kommt gut ins neue Jahr!

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"The old Europe"
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@3: Fuer nur ein arduino board halte ich das fuer overkill. Ist zwar effizient, aber bei nur ein paar mA tut es ein 7805 o.ae. auch.

@2: Genau nachlesen. Bei dem voelkner produkt ist schon wieder kritisch, dass da nichts von versorgungsspannung steht. Das datenblatt ist ein witz. Wenn ich mal annehme, dass die 6x1W LEDs in reihe geschaltet sind, dann braucht das teil mindestens 18V. Die gehen natuerlich davon aus, dass man einen handelsueblichen 220V treiber baustein anschliesst der das unterstuetzt. Der 2te strahler verwendet ein LED modul, welches in eine uebliche halogen-fassung passt. Da ist der treiber integriert. Kann dimmbar sein, muss nicht.
« Last Edit: December 31, 2011, 02:51:38 pm by madworm » Logged

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1) Die Treiber geben einen Konstantstrom. Dieser muß dem Nominalstrom des LEDs entsprechen wenn dieses ohne Treiber oder Vorwiderstand angeschlossen wird (nackte PowerLED). Wenn Du eine 1W LED hast brauchst Du ein 1W Treiber. Es ginge auch ein 3W Treiber, der muß dann aber eine Einstellmöglichkeit für den Strom haben. In wenigen Worten es kommt auf den LED Strahler an. Ich muß Dir da mit NEIN antworten.
2) a)die "Led Einbauleuchte Millac" braucht eine Konstantstromquelle mit 350mA. Aus dem Datenblatt http://files.voelkner.de/575000-599999/578705-an-01-ml-LED_EINBAULEUCHT_MILLAC_6x1W_de_en_fr_nl.pdf :
Quote
Der Betrieb der Einbauleuchte ist nur an einer Konstantstromquelle von 350
mA möglich. Verwenden Sie niemals einen handelsüblichen Halogentransformator
oder ein herkömmliches Netzteil!
also 350mA bei 6,5W das braucht dann 18,5V und Versorgungsspannng von 24V für den Treiber. Der Shop könnte einen geeigneten Treiber bzw Netzteil als Zubehör anbieten.
b)die "LED Möbel Einbaustrahler 12 V alu gebürstet" bei der Bucht scheint die Strombegrenzung bereits integriert zu haben und braucht nur an 12 Gleichspannung angeschlossen zu werden. Aus der Artikelbeschreibung geht nicht hervor, ob da einfach Widerstände eigebaut sind oder Elektronik (ich tippe auf ersteres, aber eine Kontrolle der Platine schadet nicht). Hätte sie Vorwiderstände wäre eine PWM ansteuerung möglich. Im Falle von Elektronik wäre ein Urteil nur bei Kenntnis der Schaltung möglich.
3) wie madworm sagt, ein Spannungsstabilisator tuts billiger.

Soweit ich verstanden habe hast Du die Strahler bereits gekauft. Kannst Du uns das genaue Modell sagen oder wo Du sie gekauft hast oder Bilder der Platine (vorne und hinten machen?

grüße Uwe
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Bei der Auswahl der LEDs ist ja doch mehr zu berücksichtigen, als ich dachte.
Ich habe bisher jedenfalls noch keine Strahler gekauft; zum Glück.

Mal anders gefragt ...
Welche 1-Watt-LEDs bzw. Strahler würdet ihr an meiner stelle kaufen?
Dabei spielen Aussehen, Preis und die Fassung keine Rolle (kann auch ohne Fassung sein). Also nur aus technischer Sicht.
Welche PWM-tauglichen Strahler oder LED-Module (14 Stück) könnte man nutzen? ... nur damit ich einen Anhaltspunkt habe.



Danke vorab
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Ich habe diese dinger. Die basieren auf einem step-down regler mit PT4115 IC. Dort steht zwar 'nicht dimmbar', aber es funktioniert sehr gut mit einem kleinen mosfet (BSS138) und den ueblichen PWM ausgaengen am arduino. Es wird nichts heiss oder faengt an zu pfeiffen. Jedenfalls fuer meine ohren.



Die helligkeit is allerdings nicht linear mit dem duty cycle.
« Last Edit: January 01, 2012, 06:37:10 pm by madworm » Logged

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Der PT4115 hat einen PWM Eingang (DIM). Den könntest Du ohne Notwendigkeit eines zusätzlichen Transistors oder MOSFET direkt von Arduino ansteuern. Du mußt nur den Kontakt herausführen und einen eventuellen Widerstand ablöten.
Grüße Uwe
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Das war mir zu nervig. Ausserdem war das nur ein test, ob es auch so geht. Viele der sehr guenstigen LED treiber auf ebay scheinen nur das referenz-design dieses chips zu verwenden.
« Last Edit: January 01, 2012, 07:25:09 pm by madworm » Logged

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Super ... die G4-Downlight-LEDs werden's wohl werden. Am Leuchtmittel will ich aber nicht unbedingt löten.

Ich würde das dann mit folgenden Komponenten versuchen:
- 14 x "1W LED Driver 333mA"
-   1 x Netzteil 12V / 5,0A / 60W (Meanwell / SNT MW-MDR60-12)
- 14 x G4 Downlight 10 LEDs, 1.8W, 12 V

Ach halt, ... wenn die LED-Treiber jeweils nur für 1 Watt ausgelegt sind,
müsste ich doch bei den LEDs unter dem Wert bleiben und die kleinste Version mit 0,8 Watt Leistung nehmen, oder?



P. S. Das mit der 5-V-Spannungsregelung über den 7805er + Diode + zwei Kondensatoren hat 1-A geklappt.

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Die G4 dinger aus meinem link haben den treiber bereits integriert! Sie benoetigen irgendwo zwischen 12V und 30V und brauchen ca. 150mA das stueck. Polaritaet ist egal, da ein gleichrichter schon integriert ist.

Fuer die individuelle kontrolle braechtest du nur noch 2x ULN2803A und 2x 74HC595. (Beides hat auch der reichelt). Mit der ShiftPWM bibliothek erzeugst du damit leicht 16 PWM kanaele, bei bedarf auch mehr. 100nF decoupling caps (per chip) nicht vergessen. Zur kompensation des internen spannungsabfalls in dem transistor array chip muesstest du das netzteil auf ca. 13V hochdrehen.
« Last Edit: January 01, 2012, 11:57:56 pm by madworm » Logged

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Der vollstaendigkeit halber habe ich es nochmals mit dem DIM eingang am PT4115 versucht, und wie zu erwarten funktioniert es auch - nur besser ;-)

Einfach ein kabel angeloetet und auf einen PWM ausgang gelegt + GND leitung. Geht.

Das reduziert die extern benoetigten bauteile auf 2x 74HC595 + einige kleine kondensatoren und 10k pull-up widerstaende.



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Unglaublich; das funktioniert tatsächlich. Habe mir eben schnell 'ne "Paulmann 0,8W 12V G4" zum Testen geholt.
Es klappt einwandfrei. ... bin echt begeistert!!!

Der Hinweis mit den 74HC595 ist auch Gold wert, da ich exakt 16 Treppenstufen beleuchten muss.
Hatte mich schon mit maximal 14 PWM abgefunden.

Bei meinem heutigen Test mit der einen Leuchte habe ich auf Poti und Schalter verzichtet (einfach mit delay=30 ms in Schleife gefadet).

Aufbau:
- Sockelstifte der Lampe an 12V-Netzteil (Plus und GND)
- Netzteil auch an GND vom Arduino
- PWM-Signal vom Arduino an DIM gelötet (+ Pull-Down Widerstand dazwischen)

Passt das so?

Müssten trotzdem noch irgendwo Widerstände verbaut werden, außer Pull-Down am PWM-Ausgang?
Kleine Kondensatoren benötige ich bestimmt erst, wenn ich mich mit den 74HC595 auseinandersetze;
die haben doch in diesem kleinen Test-Aufbau noch nichts verloren, oder?

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