Probleme LED Stripe zu dimmen

Hallo liebe Arduino-Gemeinde.

ich habe mir zur Aufgabe gemacht die Steuerung selber zu bauen. Da ich was Elektronik angeht noch recht grün hinter den Ohren bin fehlt es mir sowohl am Know How, als auch an dem Equipment.

Nun zum Problem. Über ein Labornetzteil wird das 12V-RGB-LED Stripe mit Spannung versorgt. Mithilfe eines 7805er Spannungsreglers werden die 5V für das Arduino (mini pro) bereitgestellt. Über die digitalen Ausgänge werden mithilfe von drei BUZ21 Mosfets die LEDs geschaltet.

Durch Ansteuerung mit PWM-Signalen sollen die LEDs gedimmt werden. Hierzu wird zusätzlich ein Potentiometer an einen analogen Eingang angeschlossen und die erfassten Werte in einen Wertebereich von 0 bis 255 umgerechnet.

Betreibt man die Schaltung, so stellt sich an dem LED Stripe ein zufriedenstellendes Ergebnis ein. Die Leuchtstärke der LEDs lässt sich wunderbar einstellen. Allerdings sind an der Spannungsanzeige am Netzteil unberuhigende Vorgänge zu beobachten. Bei geringen eingestellten Helligkeiten schwankt die eingestellte Spannung stark, sodass das Labornetzteil in den Constant Current Betrieb schaltet.

Auffällig hierbei ist, dass dies nur auftritt wenn die Helligkeit erhöht wird. Verringert man die Helligkeit von der maximalen Helligkeit an tritt dieses Problem nicht auf. Spaßeshalber hatte ich auch mal einen festen Wert von 70 vorgegeben. Hier tritt ebenso das Problem auf.

Da ich leider kein Oszilloskop besitze, kann ich nicht erkennen was mit der Spannung genau passiert.
Ich hoffe Ihr könnt mir weiterhelfen. Ich bin nämlich mit meinem Latein am Ende :confused:

Anbei noch ein kleines Bild von dem Aufbau.

Liebe Grüße JTKTJ

Was für ein Labornetzteil benutzt du denn? Mit Hilfe des dazugehörigen Datenblattes kann man das Verhalten evtl. besser erklären. Auch eine schematische Darstellung deiner Schaltung würde helfen (auf deinem Photo sieht mal halt nicht welche Verbindungen unter der Platine liegen). Welche LED Stripes mit welchem Strom betrieben werden fände ich auch noch eine interessante Information.

So kann ich jetzt höchstens mal raten, dass das Netzteil evtl. Aufgrund sehr starker Laständerungen Probleme mit der Regelung bekommt und dann versucht durch eine konstante Stromabgabe noch irgendwas zu retten. Du könntest mal probieren die Spannung vom Netzteil durch einen großen Elko zu Puffern, der dann die Lastwechsel tw. abfängt. Ich würde mal spontan etwas >= 1mF testen.

Gruß Daniel

Wie sind die MOSFETS geschaltet; Was macht der MBR1645? Bitte einen Schaltplan (auch nur mit papier und Bleistift gezeichenet), dazu noch Modell des Netzteils und Stromverbrauch der LED-Strippe. Welchen Stromlimit hast Du eingestellt?

Mein Verdacht ist daß das Netzteilnicht das beste ist und ein Regelproblem mit einer gepulsten Strom hat.

Ah, nochwas der BUZ21 ist nicht geeignet mit 5V angesteuert zu werden (UGS(th) zu hoch). Er steuert bei 5V Ansteuerung nicht ganz durch. Du brauchst einen Logic Level MOSFET.
Das ist aber nicht der Grund des beschriebene Problems.

Grüße Uwe

Hi ...

PWM schüttelt ganz gut an der Spannungsversorgung rum. Die kann dabei aus der Tritt kommen, wenn sie nicht für sowas gebaut wurde.

Vielleicht hilft ein dicker Kondensator..... (nah an der Platine)

Dann scheinen mir die Widerstände von Gate zu Source zu fehlen.

Der Mini hat übrigens einen (kleinen) Spannungsregler an Board. Du kannst mit den 12V direkt an RAW gehen.

Zum FET: Die Gate threshold voltage liegt bei bis zu 4V. Der braucht also um voll auf zu steuern ca 8V (oder sogar ein bisschen mehr) Ein Treiber ist dazu notwendig. Verwende besser LogicLevel FETs.

Wow ihr seid ja schneller als die Feuerwehr :o

Als Netzteil benutze ich das Korad KA3005D. Den Stripe habe ich von dem beliebten Onlineversand mit A bezogen. Leider weiß ich lediglich dass es sich um 3528er LEDs handelt und der Stripe von der Firma Chins® hergestellt wird. Eine genauere Produktbezeichnung war weder auf der Verpackung, noch im Internet angegeben. Jede einzelne Farbe zieht ziemlich genau 600mA bei voller Leuchtstärke. Der problematische Bereich sollten demnach zwischen 0 und etwa 300mA liegen. Bis jetzt habe ich die Farben ausschließlich einzeln betrieben.

Den Vorschlag mit dem Elko werde ich später mal testen.

Die Diode MBR1645 wurde empfohlen, um Rückfließende Ströme zu egalisieren. Wenn ich das richtig verstanden habe, kann dies wenn sich nach dem Abschalten der Stromversorgung der hinter dem Regler geschaltete Kondensator entlädt. Da der Kondensator vor dem Regler größer dimensioniert ist, als der danach sollte das nicht kritisch sein, aber was man hat das hat man. Schaden sollte die Diode nicht oder?

Das von mir eingestellte Stromlimit liegt bei 1A. Danke für den Hinweis mit der zu niedrigen UGS(th).

Die Widerstände von Gate zu Source sind vorhanden (je 10 k Ohm). Gut zu wissen. In der nächsten Version der Platine werde ich das mal ausprobieren.

Bist du auf die ca 8V per Faustformel gekommen (UGS(th) *2 ?!)? Oder finde ich im Datenblatt eine Angabe, ab welcher Spannung der FET komplett durchsteuert?

Ich habe mich mal an einem Schaltbild versucht. Ich hoffe, dass es auch mit meiner gelöteten Realität übereinstimmt :slight_smile:

Vielen Dank für die superschnelle Hilfe und Verbesserungsvorschläge. So macht das ganze gleich doppelt so viel Spass :slight_smile:

So hab mal einen 1mF Elko parallel zur Stromquelle eingelötet. Funktioniert jetzt wunderbar :grinning:

Vielen Dank an Euch drei!

Bist du auf die ca 8V per Faustformel gekommen (UGS(th) *2 ?!)? Oder finde ich im Datenblatt eine Angabe, ab welcher Spannung der FET komplett durchsteuert?

Ja. Ugs * 2 passt meist recht gut...

Meist gibts im Datenblatt ein Diagramm für Ids zu Ugs oder/und Ron zu Ugs Da kann man dann deutlich ablesen, was bei 5V Ugs passiert (dein FET wird warm und die LEDs nicht richtig hell)

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/infineon/1-Buz21.pdf

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