LED-Projekt

Hallo,
mein Name ist Andy und ich habe das Arduino Mega 2560 R3 :slight_smile: .
Ich habe mich im Internet schon etwas belesen und hoffe hier jemanden zu finden, der mir ein paar sachen verraten kann.

Technische Daten:

  • LED 5050 RGB Strips
  • 8x 0,5m lang
  • 1x 1m lang
  • Arduino Mega 2560 R3

Frage 1

Hab verscheidene Werte gefunden wie hoch sich mein Arduino belasten l├Ąsst.
Stimmen 20mA pro Pin ?
Und wie hoch kann ich das gesamte Board belasten?

Frage 2

Wei├č jemand wie viel Strom die ziehen? Wenn nicht w├╝rde ich ende der Woche dies mal messen.

Frage 3

Wie kann ich meine Schaltung am besten aufbauen. Habe gelesen das Relais nicht gut f├╝r das Ardunio sein sollen. (Warum genau nicht?)
W├Ąre das beste eine Steuerung mit MOSFETs?
Wenn ja w├╝rdet ihr auch Optokoppler mit nutzen oder ist diese Sicherheit nicht unbedingt n├Âtig?

Frage 4

Nach welchen Punkten muss ich die MOSFETs, Widerst├Ąnde (eventuell. Optokopplern) ausw├Ąhlen?

Wenn jemand ein gutes Schaltbild daf├╝r hat w├Ąre ich sehr dankbar.

Gru├č Andy

  1. Theoretisch passen die 20mA und sind weit entfernt von den Maximum Ratings, die bei etwa 40mA liegen k├Ânnen. (Entsprechend das Datenblatt des Atmega2560 zum Rat ziehen). MIt 20mA bist du auf der guten Seite.

  2. Den Strom, den der Atmega kann, h├Ąngt von der Eingangsspannung ab. Bei der Versorgung mit 5V ├╝ber die USB Schnittstelle solltest du maximal 500mA (eher weniger) nutzen.
    Versorgst du das Board aber ├╝ber den Power Jack, solltest du versuchen, 200mA bei 5V einzuhalten. Der Linearregler verhei├čt die Versorgungsspannung und somit kommt es zu einer Erw├Ąrmung des Reglers. Am besten f├╝r die Versorgung ├╝ber den Power Jack ein 7V Netzteil nutzen, um die Verluste gering zu halten.

  3. Relais d├╝rfen/sollten nicht direkt an die IOs angeschlossen werden. Im Schaltmoment flie├čen zu hohe Str├Âme, die die IOs besch├Ądigen k├Ânnen. Relais, welche ├╝ber Optokoppler angeschlossen werden, k├Ânnen fast problemlos eingesetzt werden. Hier sollte ├╝ber die externe 5V Versorgung der Relais nachgedacht werden (siehe Punkt 2 Ôćĺ maximale Stromaufnahme).

  4. Optokoppler sind f├╝r die Mosfets nicht n├Âtig. Du kannst solche Strips am einfachsten mit einem Logik-N Mosfet schalten. Welcher Typ hier der beste ist, muss du schauen. Die Stromaufnahme entscheidet. zB IRLU024N/ IRLR024N

  5. Siehe Punkt 4. Die Beschaltung bei solchen Logik-Mosfets ist relativ einfach. Meist reichen die 5V des IOs, das kein zus├Ątzlicher Mosfettreiber eingesetzt werden muss. Widerstand ist hier f├╝r die Ansteuerung unerheblich. Irgendwas um die 10k ist nicht verkehrt. (Gate - Source/GND).

Nachtrag:
Schaltbild angehangen. Wenn ein externes Netzteil gew├Ąhlt wird, muss der GND vom Arduino mit dem GND vom Netzteil verbunden werden. Vcc an LED_A muss nicht 5V sein, es darf auch zB 12V sein. Das ist der Vorteil bei N-Channel Mosfets, da hier nur GND geschaltet wird.
Wichtig w├Ąre ein Link zu deinen Leds. Den hier geht nicht heraus, ob es sich um CC oder CA handelt.

Die 330 sind nicht f├╝r den Mosfet relevant, sch├╝tzt aber bei der Gateumschaltung den Arduino Ausgang.

zu 1) es sollten nicht mehr als 20 mA entnommen werden ... die max. Belastung liegt bei 40 mA. Das gesamte Board kann mit max. 500 mA belastet werden (wobei das keine gute Idee ist).

zu 2) so weit ich wei├č 60 mA pro LED ... musst mal z├Ąhlen, wie viele LED's Du hast.

zu 3) Problem bei Relais: sie brauchen auch relativ viel Strom. Deshalb ist es schwer welche zu finden, die sich mit 20 mA bei 5 Volt zufrieden geben. Wenn sie mehr verbrauchen, musst Du einen Transistor als Treiber verwenden. Aus meiner Sicht sind MOSFET's in der Tat die bessere Alternative. Optokoppler kann man verwenden, muss man aber nicht unbedingt. Hier (http://shop.cboden.de/Bausaetze-Zubehoer/4fach-MOSFET-Bausatz-10-A-pro-Kanal.html) findest Du einen Bausatz f├╝r eine 4-Kanal MOSFET Platine mit max. 10A pro Kanal und mit Optokopplern. Dort findest Du auch einen Schaltplan. Bei solchen Str├Âmen muss aber auch das Leiterplatten-Design passen, sonst produzierst Du Rauchwolken.

zu 4) am besten ein Logik-Level MOSFET mit gen├╝gend hohem Drain-Source Strom. Widerst├Ąnde passend zur Schaltung :slight_smile: Optokoppler sind in der Auswahl eher unkritisch ... was Du gerade da hast :slight_smile: ... die Vorwiderst├Ąnde sollten nat├╝rlich zum Optokoppler passen.

PS: Da war ich mal wieder zu langsam :wink:

PPS: die gepostete MOSFET Platine ist speziell auf 12 V ausgelegt. Allerdings l├Ąsst sich die Schaltung durch Auswahl anderer MOSFET's (statt IRFZ dann IRLZ) und ggf. anderer Widerst├Ąnde auch auf 5 Volt anpassen falls notwendig. Ggf. gibt's die Platinen auch einzeln ... einfach mal fragen :slight_smile:

Im Schaltmoment flie├čen zu hohe Str├Âme, die die IOs besch├Ądigen k├Ânnen.

Hmm ...
Kondensator und Spule verwechselt?
Die Reaktion der Induktivit├Ąt beim Ausschalten ist viel kritischer.

Relais haben viel zu hohe Haltestr├Âme f├╝r die IOs. Reedrelais m├Âgen gerade noch gehen.
Ein Transistor hilft.
Optokoppler sind eher sinnfrei, da Relais ja von Hause aus galvanisch trennen.

Und ja, schalte deine LED Stripe mit FETs, das ist erstmal am einfachsten, billigsten und besten.

combie:
Hmm ...
Kondensator und Spule verwechselt?
Die Reaktion der Induktivit├Ąt beim Ausschalten ist viel kritischer.

Jop, falsch meinerseits beschrieben.

@mgcss: Das Schaltbild bezieht sich auf die von mir genannten Mosfets. Die gehen auch sehr gut mit 5V. Mit 5V Ansteuerung sollten gute 10A kein Problem sein, siehe Datenblatt

und ich sprach von dem Schaltplan der von mir verlinkten 4fach MOSFET-Platine :slight_smile:

Alles klar :wink: Dachte es geht um meine Ansteuerung oben :grin:

wenn wirklich bis zu 10A geschalten werden sollen, muss man sich echt Gedanken ├╝ber das Leiterplatten-Design machen (Stichwort Leiterbahnbreiten). Da kann es ggf. Sinn machen, sich so eine fertige Platine wie in dem Bausatz zu besorgen und mit den Bauteilen der eigenen Wahl zu best├╝cken. Da der Schaltplan wie gesagt mit ver├Âffentlicht ist, sollte eine Anpassung an andere Spannungen durch simple ├änderung der Bauteil-Auswahl machbar sein.

Noch ein Tipp: gerade unsere Freunde aus Fern-Ost neigen oft dazu, bei solchen Platinen nur die max. Belastbarkeit der MOSFET's anzugeben. Das ist aber bei weitem nur die Halbe Wahrheit. Platinen f├╝r mehr als 10A pro Kanal sind schon echt schwer zu bauen - da sollte man die Hersteller-Angaben kritisch hinterfragen.

Danke f├╝r die schnelle Antwort.

Werde es mit den Mosfets probieren.
Gedacht war auch eine externe Stromversorgung f├╝r das Board zu nehmen.

So k├Ânnte das ja dann aussehen oder ?

Ich werde f├╝r 9 Streifen (RGB) dann 27 Mosfets brauchen. Kennt jemand eine Seite wo man die am billigstens einkaufen kann? Bei Conrad ist es mir etwas zu teuer.

Habe die Led┬┤s Strips bei Ebay ersteigert f├╝r kleines Geld. Genaue Beschreibung der Strips kenne ich nicht bzw wei├č ich nicht wo man die herbekommt.

ich hasse Fritzing!

2 der 3 Widerst├Ąnde sind falsch. Die m├╝ssen zwischen Gate und GND. Zudem w├╝rde ich 3 weitere Widerst├Ąnde zwischen Controller-PIN und Gate schalten ... so um die 100 Ohm bis 1 k abh├Ąngig von der Gate-Kapazit├Ąt des MOSFET. Vergleiche dazu auch die Schaltung von sschultewolter. Die sch├╝tzen zum einen die IO-Pins vor einer ├ťberlastung und zum andern reduzieren sie EMV St├Ârungen.

Dann mach ein Bild von den Strips.

Andy_92:
Ich werde f├╝r 9 Streifen (RGB) dann 27 Mosfets brauchen.

aber nur, wenn Du die Streifen getrennt von einander ansteuern willst. Das Problem wird dann aber sein, dass Du keine 27 PWM Kan├Ąle auf dem Arduino haben wirst.

hier noch ein Nachtrag zu den LED┬┤s

Wenn ich nicht alle Led┬┤s ├╝ber diese PWM Kan├Ąle schalte, kann ich beid diesen nur die Helligkeit nicht regeln oder ?

Andy_92:
Wenn ich nicht alle Led┬┤s ├╝ber diese PWM Kan├Ąle schalte, kann ich beid diesen nur die Helligkeit nicht regeln oder ?

Was? Wenn du kein PWM nutzt, geht bei den Farben nur an oder aus.

Denk mal ├╝ber WS2812B Led Strips nach. Macht das Leben einfacher.

Die Leds passen zumindest schon einemal f├╝r meinen Treiber siehe oben. + vom 12V Netzteil an +12V. Gnd vom Netzteil geht zu den Mosfets. Von dort aus noch einmal zum Arduino GND.

hi,

damit Du 32 PWM-kan├Ąle bekommst, kannst Du 4 schieberegister 74HC595 nehmen und die ShiftPWM-library verwenden.

gru├č stefan

Hab gestern mal die Led Strips gemessen. Komme bei max.74mA raus.
Kann ich dann auch andere Mosfet┬┤s verwenden oder sollten es trotzdem die sein (IRLU024N/ IRLR024N).

Gru├č Andy

Komme bei max.74mA raus.

Pro Abschnitt?
Oder pro Meter?

Kann ich dann auch andere Mosfet┬┤s verwenden oder sollten es trotzdem die sein (IRLU024N/ IRLR024N).

Du kannst alles verwenden, was von den technischen Daten her passt.
Muss auch nicht FET sein.....

Bei den geringen Str├Âmen (obwohl ich ja glaube, dass du da irgendwas verpeilt hast) sind auch die z.Zt. recht billigen ULN2803 eine brauchbare Wahl.

Komme bei max.74mA raus.

Pro Abschnitt?
Oder pro Meter?

Pro Led? :wink:

Helmuth

also auf 0,5 m: 74mA
und eine Strip ist 1,5 m: 165mA

da w├Ąre ja ein ULN2803 eine gute L├Âsung oder ?
Komme ja nicht an die max. 500mA ran.

Andy_92:
also auf 0,5 m: 74mA
und eine Strip ist 1,5 m: 165mA

├ľhmm ....
74*3 != 165

Wenn du genauso misst, wie du rechnest, dann k├Ânnten da evtl. noch ein paar Probleme im Schatten lauern....
:sunglasses: