Fiepen beim dimmen eines RGB LED Streifens mit PWM

Hallo Community,

ich wollte mir mit einem RGB Streifen eine Schreibtischlampe bauen. Ich habe mir dazu 3 N-Channel Mosfets und einen Nano zur Hilfe genommen. Wenn ich den Streifen nun auf Weiß dimme höre ich ein leises Fiepen. Könnt ihr mir sagen ob das am Breadboard liegt oder ob ich da vielleicht noch ein paar Entstörkondensatoren mit einbauen müsste? Vielleicht habt ihr eine Idee :slight_smile: Es ist soweit mein 1. Projekt und von der Funktionalität klappt das ganze ganz gut. Ich habe auch einen IR Empfänger eingebaut und steuer bis jetzt An und Aus bzw. dunkler und heller mit der Fernbedienung.

mfg Basti

Irgendwas könnte da schwingen. Oder dein Netzteil ist gut belastet... Wenn du die Quelle eingrenzen kannst, kann man auch versuchen den "Fehler" abzustellen.

Auf jeden Fall kannst du die PWM- Frequenz mal ändern- das könnte Abhilfe schaffen. Wenn ich es richtig im Kopf habe, kann man auch die Phasen der einzelnen Farben zu einander verschieben. Das könnte auch helfen.

Das ist die PWM Basis Frequenz des Arduinos. Schaue mal >HIER< ist Beschrieben wie man die Frequenz ändern kann.
Gruß
DerDani

Was du da hörst ist vermutlich die 490Hz bzw 980Hz der Arduino PWM.

Da LEDs normalerweise keine Geräusche machen, vermute ich das Netzteil, das im Takt der PWM mitschwingt.

Ein Stützkondensator könnte hier Abhilfe schaffen.
Welche Ströme fließen denn bei dir, was für ein Netzteil hast du?

bei Hochleistungs- LEDs kann man auch mal den Kühlkörper hören... oder wenn das ganze an einem Blech montiert ist auch dieses...

Also das Fiepen kommt vom Netzteil, das ist Richtig. Wie müsste denn die Lösung mit den Kondensatoren aussehen? Hochleistungs LED sind das nicht. Ich habe einfach einen 5m RGB LED Streifen von Aldi hier wo ich dass Steuerteil verloren habe... dies wollte ich jetzt mit einem Arduino und Mosfets nachbilden. Ist es denn einfach die Frequenz zu ändern? bzw bringt dass Schwierigkeiten mit sich? Ich habe gelesen dass verschiedene Pins am Nano verschiedene PWM Frequenzen haben stimmt das?. Sollte ich vielleicht welche mit gleichen Frequenzen nehmen? An welcher stelle soll ich die Leistungsaufnahme messen? Direkt am Netzteil?

Versuchs besser mal mit einem anderen, stärkeren Netzteil.
Grüße Uwe

Ich hab es doch richtig verstanden verstanden, dass es beim Simmen fiep, nicht bei nax. Helligkeit? Dann wäre das Netzteil richtig dimensioniert und du müßtest mit der PWM Frequenz und Phase spielen.

Diese LED-Streifen haben meist so um die 5A.

Um 5A sauber anzublocken bräuchsest du schon dicke Elkos.
Empfehlenswert wäre sicher >4700µF, am besten in Verbindung mit einer Längsdrossel zum Netzteil hin.
Parallel zum Elko vielleicht noch einen Tantal.

Das hängt aber alles sehr von deinem Aufbau ab, Kabellängen etc.
Probier einfach mal aus, was du da hast. Zuviel Elko gibt es eigentlich nicht.

Einfacher wäre es vielleicht die PWM-Frequenz zu erhöhen.
Wie das geht, ist hier beschreiben: http://playground.arduino.cc/Main/TimerPWMCheatsheet

Aber dann müßtest du evtl die FET-Ansteuerung ändern. Kann deine FET-Ansteuerung die hohen Frequenzen? Welche FETs hast du denn, und wie werden die angesteuert?

Man kann auch die Phasen der Farben zueinander verschieben. Für weiß bei 50% PWM sind alle Farben zur gelichen Zeit an und zur gleichen Zeit aus. Wenn man die Phasen zu einander verschiebt, hat man nur mal kleinere Spitzen wo sich 2 Farben überlappen- bis dann eben beim heller regeln sich alle 3 Farben überlappen...

Ist der LED Streifen überhaupt dimmbar? Falls nicht, arbeitet der Regler im Streifen gegen den Regler im Netzteil, und das im Takt des PWM Signals, und das kann schon zu Pfeifen führen.

Wenn er von Haus aus mit einer Steuerung zum Dimmen ausgeliefert wurde ist das sehr wahrscheinlich möglich.

Genderman2:
Ich habe einfach einen 5m RGB LED Streifen von Aldi hier wo ich dass Steuerteil verloren habe... dies wollte ich jetzt mit einem Arduino und Mosfets nachbilden.

Also keine störende Elektronik.

Ich würde neben Optimierung des Sketches einen Elko zur Stabilisierung wie Gunther wählen. Parallel kann man noch einen Tantal oder Folienkondensator von wenigen µF schalten, der die Spitzen zusätzlich abpuffert.

guntherb:
Zuviel Elko gibt es eigentlich nicht.

Entschuldige Dir zu widersprechen.
Zuviel Elko gibt es schon. die entladenen Elkos müssen beim Einschalten geladen werden. Dieser Ladestrom kann teoretisch das Netzteil zum abschalten wegen überstrom bewegen.

Ich gebe Dir recht, daß dies erst bei unrealistisch großen Kapazitätswerten zu erwarten ist.
Grüße uwe

Ich würd an der Fehlerquelle ansetzen- ist immer leichter. Wenn ich es richtig im Kopf habe bietet FastLed eine Phasenkorrektur.

Ok ich habe mich in den letzten Tagen erstmal darauf konzentriert, die Lampe an sich zu bauen da ich für die Platine eh noch Lochraster und ein bisschen Kleinkrams brauche. Das mit den Frequenzen hat nicht geklappt, wenn ich die Frequenzen nach oben schraube dann wird das Fiepen meiner Meinung nach sogar penetranter… Die seiten mit der Phasenverschiebung hab ich irgendwie nicht verstanden… Ich meine ich weiß schon was Phasenverschiebung ist (Elektronikerausbildung) und bei Drehstrom macht das ganze auch für mich sinn nur wie ich dass auf die RGB LED anwende erschließt sich mir nicht ganz. Ich meine es müsste ja für jeden Farbton andere Phasen geben damit sich das ansatzweise aufhebt oder irre ich mich da?

Schmeis das Netzteil weg wenn es so fiept.

Dort sind Spulen drin, die schlecht montiert sind. Und die werden durch diese wechselnde Last angeregt und wackeln. Spulen erzeugen Magnetfelder und Magnetfelder wechselwirken mit Metallen und mit anderen Magnetfeldern. Schon 2 Spulen reichen um ordentlich Schwingung aufzubauen. Normal baut man, wenn man nicht genug Abstand einhalten kann die Spulen im 90° Winkel zueinander, um die magnetische Wechselwirkung zu reduzieren. Kann aber auch nur bedingt funktionieren.

Und Elkos direkt am Netzteil könnten allerdings Abhilfe schaffen. Und dazu würde ich die PWM-Frequenz erhöhen, weil die Elkos um so besser puffern, je höher die PWM-Frequenz ist. dann wird der Pulsstrom aus den Elkos gezogen und das Netzteil liefert deutlich konstanter Strom und damit weniger magnetische Wechsel. Den fiepen tut nur die Stromänderung, nicht ein konstanter Strom, egal wie hoch.

Möglicherweise hats du sogar ein Trafonetzteil, kein Schaltnetzteil. Große Blechtrafos neigen stark zum fiepen in dieser Situation. So oder so, entweder Elko an Netzteilausgang oder Netzweil wechseln.

Dem Netzteil würde ich die Schuld geben wenn es unter voller Last summt- es summt aber eben erst wenn die LEDs gedimmt werden.

Die Phasenverschiebung bei PWM dient dazu die Last zu verschieben.

Ohne gehen alle Kanäle gleichzeitig auf High- und je nach gewünschter Helligkeit nach der entsprechenden Zeit auf Low. Es gibt also immer Abschnitte wo alles auf Low und alles auf High ist. Wenn man die Phasen verschiebt kann man die Spitzen ausgleichen, weil erst der 1. Kanal auf High geht, der 2. 33% der duty- Dauer später und nochmal 33% später der nächste- damit überlagern sich nicht die Spitzen der 3 Kanäle, sondern kommen nacheinander...

Nein unter Voller Spannung hast du ja keine Schwankungen der Last. Da hast du konstanten Strom. PWM unterbricht die Last aber mit hoher Frequenz. Und das nicht als Sinus sondern als Rechteck. Das Magnetfeld der Spulen wird also durch den Stromfluss gepulst und fängt an zu vibrieren. Deswegen schalten Schaltnetzteile in einer Frequenz höher als das Hörvermögen. So werden eventuell entstehende Schwingungen durch das Zerhacken unhörbar.

Mit einer Phasenverschiebung reduziert man die Stromänderung. Sprich die Amplitude der mechanischen Schwingung wird kleiner und damit könnte es so leise werden, das man es nicht mehr höhrt. Weg ist es aber sicher nicht, weil solche Pfeifgeräusche von einem schlechten Aufbau herrühren.

Ok Danke für eure Hilfe :slight_smile: Ich habe es jetzt so gelassen, weil es besser geworden ist als ich es auf Lochraster gebrutzelt habe. Danke für eure Vorschläge. :slight_smile: