Die Beleuchtung möchte ich nun mit einem Microcontroller mittels Relais an und ausschalten. Eine andere Lösung fällt mir nicht ein, außer, dass ich jede einzelne LED an einen PWM Ausgang des Arduino Boards anschließen könnte. Das nimmt mir allerdings zu viele Outputs ein, vor allem falls es doch mal 5 oder 6 LEDs werden. (Ich habe diese LED, da kann ich ja pro Ausgang nur eine betreiben um unter 5V zu bleiben: Ultrabright LED -)
Habt ihr noch andere Vorschläge?
Ansonsten meine Frage:
Es gibt hier einen Bauplan für eine Relaisschaltung: Arduino Playground - HomePage
Gilt dieser auch für Niedrigvoltrelais oder nur für Hochvoltgeschichten? kann mir jemand erklären, wofür ich neben dem Relais dann noch den Transistor benötige bzw. was genau der in der Schaltung macht?
Meine Idee war, dass ich ein Relais an den Arduino anschließe, das ganze mit einer Diode absichere und dann damit zwischen Netzteil und KSQ ein-/ausschalte.
Für mein VOrhaben, welches Relais würde sich da anbieten und wie berechne ich die Diode?
Mach das nicht komplizierter als es ist: Ein Transistor mit Vorwiderstand an einem Ausgangspin, beispielsweise eine 2N2222-Transe, der schaltet deine 3 LEDs, die jeweils mit eigenem Vorwiderstand in Reihe hängen. Fertig. Ohne Relais, ohne Diode, dafür aber mit der Möglichkeit, die LEDs zusätzlich mittels PWM zu dimmen. Ist das nix?
Die KSQ wird an ein 24V 4.5A Netzteil angeschlossen.
Das Netzteil ist aber recht gut dimensioniert. Deine Konstantstromquelle (KSQ) wird ja nur für Ströme im mA-Bereich verwendet.
Die Beleuchtung möchte ich nun mit einem Microcontroller mittels Relais an und ausschalten.
Du kannst auch einen Transistor verwenden. Das ist das Bauteil aus deinem Relaischaltungslink, welches mit Collector/Base/Emitter bezeichnet ist.
da kann ich ja pro Ausgang nur eine betreiben um unter 5V zu bleiben
Meinst du damit die Ausgangsspannung des Arduino-Signals (Arduino Digital Out)?
Das Ausgangssignal liefert 0/5V (LOW/HIGH) und kann dann beispielsweise den Transistor ansteuern. Statt dem Relais wird dann die Konstantstromquelle und die Leuchtdioden angeschlossen.
Für die Berechnung des Widerstandes in der Stromquelle (auf der Leiterplatte des KSQ) nimmst du die Formel auf der Seite des KSQ. Für die Nennspannung des Leuchtmittels (die erwähnten LED) kannst du 3 Volt pro LED verwenden.
Meine Idee war, dass ich ein Relais an den Arduino anschließe, das ganze mit einer Diode absichere und dann damit zwischen Netzteil und KSQ ein-/ausschalte.
Besser eine Transistorschaltung, statt Relaisschaltung. Siehe mein Schaltungsbeispiel.
Die Diode dient als Schutzdiode beim Schalten von Induktivitäten (Relais) und kann im Falle einer Transistorschaltung ohne Relais wegfallen.
Hi,
ok, muss ich mich mal genau mit befassen, so auf den ersten Blick nicht direkt durchschaut.
Was das Netzteil angeht, da kommen noch 4 weitere KSQs mit je 700mA dran Sonst würd ich dir Recht geben.
Wenn ich eine KSQ verwende, muss ich ja eigentlich keine Vorwiderstände verwenden. Allerdings kann ich eine KSQ meines WIssens nac auch nicht dimmen (außer über PWM)
Tortzdme schon mal danke, ich schau mir das mal in Ruhe an.
Gruß
ok, muss ich mich mal genau mit befassen, so auf den ersten Blick nicht direkt durchschaut.
Ja, da sind mehrere Funktionen in der Schaltung verwendet.
Transistorschaltung, Konstantstromquelle und Leuchtdioden im Konstantstrombetrieb.
Vermutlich must du dich zuerst in die einzelnen Funktionen einlesen.
Was das Netzteil angeht, da kommen noch 4 weitere KSQs mit je 700mA dran
Wie kommst du auf 700 mA?
Die Leuchtdioden die du angegeben hast, benötigen nur 20mA.
Wenn ich eine KSQ verwende, muss ich ja eigentlich keine Vorwiderstände verwenden
Nein, keine Vorwiderstände für die einzelnen Leuchtdioden aber ein Strombegrenzungswiderstand im KSQ. Diesen kannst du online mit der Berechnungsfunktion ermitteln.
Bei 24 Volt Versorgungsspannung kannst du mehrere Leuchtdioden in Reihenschaltung (Serieschaltung) betreiben. Der Strom wird dadurch nicht grösser.
Allerdings kann ich eine KSQ meines WIssens nac auch nicht dimmen (außer über PWM)
Genau, das PWM-Signal käme in diesem Fall vom Arduino Digital Out und steuert den Transistor an. Dieser wiederum schaltet die Konstantstromquelle und die Leuchtdioden ein und aus.
Wie kommst du auf 700 mA?
Die Leuchtdioden die du angegeben hast, benötigen nur 20mA.
Schon, aber ich habe ja noch weitere LEDs die ich mit dem NEtzteil betreiben möchte.
Insgesamt 24 HP LEDs, jeweils 6 bei 700mA.
Zusätzlich hängt dann noch eine kleine KSQ für die 5mm LEDs dran. Dachte mir, wenn ich schon mal das Netzteil habe, kann ich damit auch die kleine KSQ betreiben. Ansonsten könnte ich sicherlich auch kleinere Netzteile nutzen.
Alles andere schau ich mir mal in Ruhe an.
ABer wenn ich das richtig verstehe brauch ich doch nun eigentlich nur einen Transistor mit Vorwiderstand. Der kommt zwischen Arduino und KSQ.
Alternativ könnte ich das auch ohne KSQ betreiben, dann würde ich Transistor mit Vorwiderstand und dann die LEDs mit jeweiligen VOrwiderstand.
Schau ich mir mal in Ruhe an. Vielleicht lass ich die LEDs auch einfach 24/7 laufen Über Stromkosten muss ich dabei ja wirklich nicht nachdenken
Alternativ könnte ich das auch ohne KSQ betreiben, dann würde ich Transistor mit Vorwiderstand und dann die LEDs mit jeweiligen VOrwiderstand.
Zur besseren Verständnis.
LEDs kann man nicht paralellschalten um Vorwiderstände zu sparen.
Man kann bei höheren Versorgungspannungen mehrere in Reihe Schalten und einen Vorwiderstand verwenden.
Grüße Uwe
Alternativ könnte ich das auch ohne KSQ betreiben, dann würde ich Transistor mit Vorwiderstand und dann die LEDs mit jeweiligen VOrwiderstand.
Genau, statt der KSQ verwendest du einen Vorwiderstand. Alle LEDs wären dann in Reihe geschaltet.
Bei einer Parallelschaltung benötigt jede LED einen eigenen Vorwiderstand (so wie Uwe das erwähnt hat).
Für deinen Anwendungsfall ist die KSQ vermutlich überflüssig. Wenn das Netzgerät eine stabile Spannung liefert, reicht eine Lösung mit Vorwiderstand. Das Dimmen erfolgt ja über die PWM-Ansteuerung mit dem Transistor
Mit dem Dingen hast du dann deine KSQ die du auch abschalten kannst wobei je nach strom der Transistor T1 im Hauptzweig geändert werden muss mit diesem Typen hast du keine Probleme bi ca 50mA
Deine Schaltung sah jetzt irgendwie sehr komplex aus...notwendig?
Habe mich jetzt mal an Webmeisters Schaltplan orientiert. Schaut euch das doch mal an. ALlerdings vermute ich, dass ich doch noch ein GND Signal zur Arduino zurückschicken muss oder? Steh da grad aufm Schlauch.
Aktuell habe ich jetzt mal die KSQ dazwischengeschaltet. Allerdings überlege ich mir, dass es doch sinnvoll wäre, wenn ich das dimmbar machen könnte. Brauch ich dann denn noch einen Transistor? oder nutze ich den dann um das SIgnal zu verstärken?
Die drei LEDs würden mir reichen, allerdings wenn ich die in Reihe schalte, reichen mir ja die 5V vom Arduino nicht mehr aus.
Wenn ich das richtig verstehe, muss ich statt der KSQ doch nur einen (recht hohen) Widerstand einbauen oder? (2tes Bild)
Jetzt mal noch ne Frage, wie ich genau denVOrwiderstand für die LEDs berechne:
Netzteil: 24V 4,5 A
LED: Vtyp=2,8 0,02 A => bei drei LEDs ist Vtyp= 32,8 = 8,4
=> wenn ich mit I=4,5 rechne komme ich auf folgenden Wert:
R=(24-8,4)/4,5 = 3,47
I=0,02
=> R=780
Welchen Weert muss ich denn nun für I nehmen? Muss ich dabei eigentlich berücksichtigen, dass 40,7A für die anderen 4 KSQs mit den HighPower LEDs anfallen?
Nicht ganz richtig, die Berechnung: die 4,5 Ampere des Netzteils stellt nur die maximale Belastbarkeit dar, letztlich bleibt es bei deinen 20mA Stromfluss der LEDs (in Reihe bleibt die Stromstärke gleich), die Rechnung für den Vorwiderstand sieht als so aus: (24V-32,8V)/0,02A = 780 Ohm.
Schauen wir uns aber mal den (Wärme-)Verlust am Widerstand an: An ihm werden 15,6 Volt verheizt, das ergibt eine Heizleistung von 15,6V0,02A, also ca. 300 mW. Das klingt erst mal nicht so viel, die einfachsten Widerstände kann man aber nicht nehmen, die verkraften in der Regel nur 250mW. Also entweder großspurig den Widerstand mit 1Watt Belastbarkeit wählen oder noch ein paar mehr LEDs in Reihe schalten oder auf ein Netzteil zurückgreifen, das weiniger Ausgangsspannung liefert. Wäre doch schade, um die ungenutzte Energie.
Eine Sache noch: Wenn ein bipolarer Transistor verwendet wird, fällt an dem natürlich auch noch eine Spannung ab ... Damit kommt man auf etwa 750 Ohm.
macht sinn.
Dann würde ich einfach mal 6 LEDs nehmen, komme dann auf 360 Ohm, das dürfte dann ja passen.
Wie schauts denn dann mit meinem Schaltplan aus? Passt der so?
Welcher Transistor wäre geeignet und wie errechne ich da den vorwiderstand?
Nochmal zu meiner Schaltung. Mit dieser Schaltung hast du automatisch eine Konstanttromquelle wobei du dann nicht einen Gesamtvorwiderstand vor den LEDs haben musst sondern nur eine anpasst um auf den Sollstrom zu kommen (max eingang bis 50V). Mit dieser Schaltung kannst du dann ebenfalls an dem PWM Ausgang des Arduinos das ganze system dimmen und im Grunde ist die Schaltung nur um einen Transotor und einen Widerstand erweiter gegenüber der ersten und du sparst dir die zusätliche KSQ
Nach meinem Dafürhalten passt das, die Massen des Arduino und der Schaltung müssen aber verbunden sein. Beim Transistor spricht man eher von einem Basiswiderstand. Den dimensioniert man anhand des Verstärkungsfaktors, sieht man im Datenblatt des verwendeten Transistors. Da du aber sowieso nur 20 mA schalten willst, kommst du mit 1kOhm als Basiswiderstand ganz sicher zurecht.
Hallo,
hoffe ihr könnt mir beider Wahl des Transistors noch mal helfen. Muss ich nur drauf achten, dass die Stromstärke 0,02A passt?
Folgende Transistoren hab ich mal ausgesucht:
BC547 C
2-N-2222-A
TIP102
TIP1023
Wie berrechne ich dann den Widerstand vor dem Transistor?
Beim Transistor spricht man eher von einem Basiswiderstand. Den dimensioniert man anhand des Verstärkungsfaktors, sieht man im Datenblatt des verwendeten Transistors. Da du aber sowieso nur 20 mA schalten willst, kommst du mit 1kOhm als Basiswiderstand ganz sicher zurecht.
Das stimmt zwar; dieser Transistor arbeitet aber nicht als Verstäker sondern als Schalter (Beispielschaltung von Webmeister im Replay#2).
@ alle
Da muß der Widerstand an der Basis so bemessen sein, daß der Collektorstrom nicht durch den Transistor limitiert wird. Standartmäßig für kleine Collektorstöme ( zb bei LED ; unter 100mA) ist 1kOhm. Bei größeren Strömen ( Motore ecc) nimmt man DarlingtonTransistoren ( Schaltung aus 2 Transistoren mit hoher Stromverstärkung) oder MOSFETs ( die werden mit spannung geschaltet, nicht mit Strom).
Wenn der Basisstrom zu klein ist und der Collektorstrom begrenzt wird hat das eine Zerstörung des Transistors zur Folge. Da am Transistor eine zu hohe Spannung abfällt und die Verlustleistung zu grß wird. Bei gesperrten Transistor fließt (fast) kein Strom und deswegen ist die Verlustleistung sehr klein. Bei voll durchgeschaltenen Transistor ist der Strom groß aber die Collektor-Emittor-Spannung klein (typisch 0,2V) Auch hier ist die Verlustleistung klein.
Bei der Konstantstromquelle von volvodani im Reply #8 ist die Sache anders.
Die Transistoren arbeiten im Verstärkerbetrieb. Zwischen Emittor und Basis von T2 sind fix 0,7V. Wenn der Strom durch Rs ansteigt (und die Spannung steigt an) leitet T2 mehr und darum erniedrigt sich die Spannung am Collektor von T2. Dadurch leitet der Transitor T1 weniger und der Strom durch Rs wird kleiner. Das ist dann die Konstantstromquelle. Die Verlustleistung an T1 errechent sich aus Versorgungspannung minus Durchlaßspannung der LEDs minus Spannung an Rs (ist 0,7V). Bei 3 LEds und 2,8V sind das:
Das sind 24V- 8,4V-0,7V = 14,9V und 20 mA sind das am Transistor dann 300mW Nicht alle Transistren halten das aus. T2 hat sehr viel weniger Verlustleistung.
Ich stimme Deiner Wahl eines Transistors mit Vorwidestand am LED zu ( wie von Webmeister am Anfang vorgeschlagen).
Hallo Uwe,
vielen Dank für dein ausführliches Feedback.
So ganz geht mir jetzt aber noch nicht hervor, wie ich den Vorwiderstand des TRansistors errechne. Geh ich davor, wie bei den LEDs?
Übrigens werde ich doch 6 LEDs anschließen, um die hohe Verlustleistung von 300mW zu vermeiden.
