LED Projekt

Hallo,

ich plane folgende Projekt: ich möchte eine Weltkarte auf eine Holzplatte kleben, und in den Ländern, die ich oder meine Frau besucht haben, eine LED zu platzieren. Die LED's sollen RGB sein. Grob geschätzt mit Reserven sind das ca. 60 LED's. Zusätzlich wird ein 16x2-Display und ein Taster benötigt. Damit kann zwischen verschiedenen Programmen wie

  • meine besuchten Länder
  • die besuchten Länder meiner Frau
  • Zufalls-Farbwechselprogramme, etc. ausgewählt werden.

Ich bin ein relativer Neuling, kenne mich mit der Programmierung ganz gut aus, bei der Elektronik sieht es eher schwach aus.

Derzeit experimentiere ich auf einem Uno.

Nun zu meinen Fragen:

  1. Reicht ein gutes 12V Netzteil als Stromversorgung aus? Die LEDS benötigen m.E. 60*3*20 mA ergibt 3,6 A. Wieviel muss ich noch für den Arduino und das LCD rechnen?

  2. Die LED's sollen getrennt ('meine' Led's und die meiner Frau) über die sechs PWM-Pins (über Mosfet's) angesteuert werden. Wie müssen die LED's geschaltet werden? Ist es richtig, dass ich den Spannungsabfall aller drei Farben addieren muss und somit auf etwa 8,6 Volt (1,95+3,3+3,3) komme? Dann wäre ja eine Reihenschaltung nicht möglich, oder ?

60 LED in 3 Farben mit 6 PWM getrennt ansteuern?
:sunglasses: Eine spannende Aufgabe! :sunglasses:

Ich würde dir zu einem 1m LED Stripe mit 60 WS2812b raten.
Den in Stücke hacken und auf der Karte verteilen.

Das macht dann:
60 * 3 * 0,02 = 3,6A bei 5V

Ich sehe keinen Grund, ein 12V Netzteil einzusetzen. Die Spannung muss für jede Komponente herabgesetzt werden. Sinnvoller hier direkt mit 5V zu arbeiten.

Hier sollte ein 5V 4A Netzteil ausreichen. Als LEDs würde ich direkt adressierbare Leds nehmen. Zum Beispiel die Ws2812B Led Streifen. Gibt es inzwischen auch als 4beinige Leds im 5mm Gehäuse. Hab aber gerade keinen Link. Irgendetwas mit LPxxx.

Die Leds’s sollen nicht alle getrennt angesteuert werden, sondern in zwei Gruppen, dann reichen doch 6 Ausgänge, oder nicht?

@sschultewolter: Meinst du die hier: http://www.amazon.de/PL9823-F5-bgl-WS2812-integrierter-Controller/dp/B00L9I1P5G/ref=sr_1_15?ie=UTF8&qid=1416826256&sr=8-15&keywords=ws2812b

Hier gibts die auch: http://www.watterott.com/de/WS2812-5mm-LED-matt-10Stueck

@MRay Man kann, wenn man die WS2812b er nimmt, 60 Stück mit nur einem Pin Steuern

In der Regel multiplexst du die sowieso alle durch, steuerst sie also verflucht schnell einzeln hintereinander an, was für das Auge so aussieht, als würden mehrere gleichzeitig leuchten. Somit brauchst du auch nicht die Stromstärke für 3 * 60 Leds aufzusummmieren sondern nur 1 mal 20mA für die Leds.

Ich würde auch die WS2812 nehmen. Da ist es relativ easy, später weitere LEDs noch "hinten ranzuhängen", wenn er weitere Reisen unternommen hat, egal wieviele es sind. Macht man dagegen z.B. eine 8x8 Matrix, weil es dafür passende IC's gibt und man hat bis jetzt 60, sind weitere 4 kein Problem - danach ist das Problem dann um so größer :smiling_imp:

Gruß Gerald

MRay: 2. Die LED's sollen getrennt ('meine' Led's und die meiner Frau) über die sechs PWM-Pins (über Mosfet's) angesteuert werden. Wie müssen die LED's geschaltet werden? Ist es richtig, dass ich den Spannungsabfall aller drei Farben addieren muss und somit auf etwa 8,6 Volt (1,95+3,3+3,3) komme? Dann wäre ja eine Reihenschaltung nicht möglich, oder ?

Ja, bei den 12 Volt LED-Streifen sind immer drei LEDs zu einer Einheit zusammengeschaltet. Daher kannst Du bei den 12 Volt LED-Streifen auch nur nach jeder dritten LED trennen.

Und Du betreibst jedes Stück 3er LED stets mit 12 Volt, weil es so berechnet ist: Die Vorwärtsspannungen der drei LED-Farben plus einen passenden Vorwiderstand als Ergänzung, so dass sich bei 12 Volt 20mA Strom für jede Einzelfarbe ergeben.

"Einzeln" auf Deine Weltkarte bekommst Du diese Art 12 Volt LEDs nicht, immer nur im Dreierpack.

Wenn Du einzelne LEDs platzieren möchtest, nimmst Du besser WS2812 LEDs mit 5V Betrieb. Bei denen kannst Du den LED-Streifen nach jeder einzelnen LED trennen. Und Du kannst mit nur einem einzigen Pin alle LEDs in Farbe und Helligkeit einzeln ansteuern.

Danke für die Infos. Ich habe mir den WS2812 angesehen, das scheint perfekt für mein Projekt zu sein.

Ich habe jetzt die ersten Versuche mit den WS2812 LED's gemacht. Ich habe mich für die 5mm -Einzel-LEDS entschieden und es sieht nicht schlecht aus. Zwei Fragen habe ich noch (Elektronik muss ich noch viel lernen):

  1. Ich nutze einen Arduino Uno. Wie komme ich an die volle Leistung des Netzteils? Ich habe irgendwo gelesen, da hat jemand Kabel an die Lötstellen der Buchse für das Netzgerät auf dem Arduino-Board gelötet. Gibt es da keine andere Möglichkeit?

  2. Wie schließe ich die Led's am besten an? a) Im ersten Versuch mit 5 Led's auf dem Steckbrett habe ich Plus und Minus an die entsprechenden Pins der ersten LED angelegt sowie einen Arduino-Ausgangspin über einen 10 k-Widerstand an den Eingang der ersten LED. Dann von Plus der ersten LED auf Plus der zweiten, von Minus der ersten auf Minus der zweiten und den Ausgang der ersten auf den Eingang der zweiten LED. Das so weiter bis zur letzten LED. Vom Minus der letzten LED über einen 330 Ohm Widerstand auf Minus des Arduino. Das funktionierte nicht wirklich gut (Farben mit Rotanteil wurden teilweise falsch dargestellt, die LED's flackerten oder zeigten teilweise willkürliche Farben). b) Im zweiten Versuch habe ich Minus nicht durchverbunden, sondern bin von jeder LED über einen 330 Ohm-Widerstand auf Minus gegangen. Das funktionierte.

Variante a) ist wäre für mein Projekt natürlich einfacher, gibt es da eine Möglichkeit. Wenn nur Variante b) funktioniert muss ich dann wirklichfür jede LED einen Widerstand einlöten und dann auf Minus gehen oder gibt es eine bessere Möglichkeit.

Gruß

Michael

Bei Varaiante a) stört mich der 330-Ohm-Widerstand. Was soll der bewirken? ;)

Und wie kommst du denn auf die seltsame Idee, Variante b) auszuprobieren? Bei einzelnen LEDs (ohne Controller) ist die Begrenzung der Stromstärke erforderlich, aber doch nicht beim WS2812...

Ich dachte, bei LED's wäre immer ein Widerstand notwendig, wenn nicht umso besser. Meinst Du ohne den 330 Ohm Widerstand bei Variante a) müsste es klappen? Das wäre ja optimal, werde ich heute abend ausprobieren

Den Wiederstand zur Begrenzung des Stroms brauchst du nur bei normalen LEDs. Bei den WS2812B wird der Strom bereits innerhalb der LED geregelt, so dass ein zusätzlicher Wiederstand entfällt. Du kannst den also weglassen.

MRay: Ich dachte, bei LED's wäre immer ein Widerstand notwendig, wenn nicht umso besser. Meinst Du ohne den 330 Ohm Widerstand bei Variante a) müsste es klappen? Das wäre ja optimal, werde ich heute abend ausprobieren

WS2812 LEDs werden an GND und +5V angeschlossen.

Den 330 Ohm Widerstand sollst Du bei einer längeren Zuleitung zwischen Controller und erster LED "vor der ersten LED" in Reihe schalten, als Schutzwiderstand für die Datenleitung.

GND ------------------------------- LED GND

+5V ------------------------------- LED +5V
                        _____
Data ------------------|_____|---- LED DATA
                       330 Ohm

WS2812 LEDs haben eingebaute WS2811-Controller, die für jede LED-Farbe eine Konstantstromquelle eingebaut haben, die mit 5V Eingangsspannung automatisch für den richtigen Ausgangsstrom sorgt.

Dank der Vorschläge klappt es jetzt wie gewünscht. Mir war nicht klar, dass der Chip in der Led alles regelt, ist ja echt der Hammer, was für 50 Cent möglich ist. Vielen Dank noch mal, dies ist ein wirklich gutes Forum. Wie sieht es mit der Antwort auf meine erste Frage aus Post #9 aus. Wie komme ich an die volle Leistung des Netzteils?

hi,

ich verstehe die frage nicht so recht. der arduino und die leds arbeiten mit 5V. also ein 5V netzteil nehmen, kleinen stecker, der drauf ist, abknipsen und mit einer blockklemme zwei etwas dickere kabel zu den leds und zwei dünne (nicht litzen, kann man schlecht reinstecken) kabel in die 5V und die GND pins des arduino. noch das datenkabel vom arduino zur ersten led und geht...

mit plus und minus aufpassen, sonst rauchts.

gruß stefan

MRay: Dank der Vorschläge klappt es jetzt wie gewünscht. Mir war nicht klar, dass der Chip in der Led alles regelt, ist ja echt der Hammer, was für 50 Cent möglich ist. Vielen Dank noch mal, dies ist ein wirklich gutes Forum. Wie sieht es mit der Antwort auf meine erste Frage aus Post #9 aus. Wie komme ich an die volle Leistung des Netzteils?

Wir reden schon von einem "stabilisierten" 5V-Netzteil, ja?

In dem Fall: Stecker abknipsen und verteilen: - Netzteil 5V an Arduino 5V und LED 5V - Netzteil GND an Arduino GND und LED GND

Vorsicht: In dem Fall darfst Du den Arduino nicht mehr zusätzlich mit Strom versorgen, also z.B. auch nicht mehr an den USB anstöpseln, während der 5V-Pin von einem externen 5V Netzteil versorgt wird.

Andernfalls würden selbst geringste Spannungsunterschiede der 5V Spannungen von wenigen hundertstel Volt zu erheblichen Ausgleichsströmen führen, die entweder das Arduino-Board oder das Netzteil beschädigen könnten.

MRay: 1. Ich nutze einen Arduino Uno. Wie komme ich an die volle Leistung des Netzteils? Ich habe irgendwo gelesen, da hat jemand Kabel an die Lötstellen der Buchse für das Netzgerät auf dem Arduino-Board gelötet. Gibt es da keine andere Möglichkeit?

Das hat niemand beantwortet, weil das eine schwierige Frage ist. Am einfachsten ist es den Kabel des Netzteils abzuschneiden und 2 Kabel anzulöten. Grüße Uwe

Alles klar, werde ich so machen. Vielen Dank

Das Projekt kommt gut voran, die Holzplatte samt Rahmen ist fertig, der Uno, eine Buchse für das Netzteil, der USB-Zugang, drei Taster und ein Ein/Ausschalter sind eingebaut und verdrahtet. Morgen klebe ich die Karte auf und dann geht’s an die LED’s für die Länder. Hierzu habe ich noch eine Frage: Ich habe für Testzwecke die Verbindung zwischen den LED’s mit 0,14mm-Eisendraht durchgeführt. Reicht das oder nehme ich besser dickeren Draht und/oder Kupfer? Es werden max. 45 LED’s mit einer Stromaufnahme von max. 60 mA je Stück verbaut.