Stromversorgung Arduino

International Deutsch
#1

Hey,

ich hab ein paar Fragen zur Stromversorgung eines Arduino Mega 2560, der einen Led Streifen mit 288 Leds steuern soll. Ich habs zuerst mit nem Led Player probiert, aber da bekomm ich es nicht so hin, wie ich es gerne hätte von daher steht die Leiste und die Stromversorgung bereits und würde diese gerne so wenig wie möglich ändern. Aktuell versorg ich die Leds (und den Controller) mit 8 AA Batterien mit jeweils 1.2V. Hab jeweils 4 in Reihe und die dann Pallel geschaltet, um auf die 5V kommen.

Meine Frage wäre jetzt wie es bei der Stromversorgung mit dem Arduino aussieht.
Ich orientiere mich dabei etwa an diesem Schaltplan: http://mrossphoto.com/DigitalLightWand/DLW_NeoPixel_WS2812-Wiring1.jpg und hab auch die gleichen/vergleichbare Komponenten.

Da ich ja bereits 5V Strom habe ist meine Frage, ob ich die Stromversorgung direkt an den dafür vorgesehen Steckplatz auf dem Board legen kann (hab gelesen, dass ich den normalen Stromport der 9V braucht und dann runteregelt nicht nehmen kann). Danach wäre meine Frage, ob ich die Kondensatoren nach der Batterie bzw. den Widerstand vor der Led Leiste die er da noch einbaut überhaupt benötige.

Danke für eure Hilfe und ich komm bestimmt noch mit vielen weiteren nervigen Fragen

#2

Wenn du eine stabile und saubere 5 Volt Versorgung hast, kannst du damit direkt auf den 5Volt-Pin des Arduino MEGA gehen. Bitte darauf achten, dass du den Anschluss nicht verpolst. Es gibt keinen Verpolungsschutz.

Allerdings sind deine Batterien bei 288 Leds sehr schnell leer. Da brauchst du ein kräftiges Netzteil von ca. 20 A. Die Kondensatoren sind für den Spannungsregler wichtig und auch sonst nicht verkehrt. Der Widerstand vor den Leds ist zur Sicherheit unbedingt notwendig.

#3

Der 7805 ist nicht für solche Ströme bei 7V Verlust ausgelegt

#4

Chrizzle:
Aktuell versorg ich die Leds (und den Controller) mit 8 AA Batterien mit jeweils 1.2V. Hab jeweils 4 in Reihe und die dann Pallel geschaltet, um auf die 5V kommen.

Parallelschaltung ist kein guter Ansatz. Da die elektrischen Daten der Batterien nie genau gleich sind, werden Ausgleichsströme fließen, die diese zusätzlich entladen.

Wie lange willst Du bei 288 LED mit Batterien hin kommen?

Gruß Tommy

#5

Die Dauer wie lange sie leuchten ist erstmal zweitrangig, da es keine dauerhafte Beleuchtung im Raum sein soll sondern damit Leuchtspuren auf Fotos entstehen soll. Zusammen haben die etwa 4 Ah und sollte ja im schlechtesten Fall etwa 15 Minuten sein, zu Not hole ich mir noch Wechselbatterien.

ElEspanol:
Der 7805 ist nicht für solche Ströme bei 7V Verlust ausgelegt

Den 7805 wie auf der Skizze brauch ich ja letztlich nicht, wenn ich bereits 5V habe oder nicht?

HotSystems:
Wenn du eine stabile und saubere 5 Volt Versorgung hast, kannst du damit direkt auf den 5Volt-Pin des Arduino MEGA gehen. Bitte darauf achten, dass du den Anschluss nicht verpolst. Es gibt keinen Verpolungsschutz.

Allerdings sind deine Batterien bei 288 Leds sehr schnell leer. Da brauchst du ein kräftiges Netzteil von ca. 20 A. Die Kondensatoren sind für den Spannungsregler wichtig und auch sonst nicht verkehrt. Der Widerstand vor den Leds ist zur Sicherheit unbedingt notwendig.

Solange ich die Leds aus habe mache ich zur Zeit an den Batteriefächern den Schalter an und aus damit sie sich in der Zeit nicht entladen (natürlich nicht ganz gleichzeitig...) bzw. versteh ich glaub ich noch nicht ganz wofür das Netzteil sein soll, da ich ja bereits 5V hab und der Strom ja vom Streifen "abgefragt", je nachdem wie viel er braucht (Ich tipp jetzt mal darauf, dass es da was regulieren soll).

Die beiden Kondensatoren sitzen da ja am L7805, wenn ich den nicht nutze, wo würde ich die Kondensatoren dann hinsetzen?

#6

Mit deiner obigen Rechnung kommst du bei Batterien nicht auf 5 Volt, da diese im vollen Zustand 1,5 Volt haben. Das wären dann 6 Volt.

Netzteil war gedacht, weil du mit Batterien keine lange Betriebszeit hast.
Warum schreibst du, deine Schaltung ist entsprechend dem verlinkten Schaltbild, wenn es nicht der Tatsache entspricht.
Das ist sehr irritierend.

Und nochmals, wurde auch schon beschrieben. Du solltest Batterien nicht parallel schalten.

#7

Akkus werden oft parallel geschaltet. Solange sie auch so geladen werden, passiert eigentlich nichts. Oder was meinst du was bei Lipo-Packs 3S2P bedeutet?

Allerdings sollte man sie immer parallel lassen, nicht per Schalter erst parallel schalten

#8

ElEspanol:
Akkus werden oft parallel geschaltet. Solange sie auch so geladen werden, passiert eigentlich nichts. Oder was meinst du was bei Lipo-Packs 3S2P bedeutet?

Allerdings sollte man sie immer parallel lassen, nicht per Schalter erst parallel schalten

Richtig, die werden ja auch vom Hersteller so geliefert.

Ok, letztendlich ist der TO dafür verantwortlich.
Und 288 Leds per Batterie zu betreiben, ist schon spaßig.

#9

Chrizzle:
Ich orientiere mich dabei etwa an diesem Schaltplan: http://mrossphoto.com/DigitalLightWand/DLW_NeoPixel_WS2812-Wiring1.jpg und hab auch die gleichen/vergleichbare Komponenten.

Chrizzle:
Die Dauer wie lange sie leuchten ist erstmal zweitrangig, da es keine dauerhafte Beleuchtung im Raum sein soll sondern damit Leuchtspuren auf Fotos entstehen soll.

Das geht nicht so wie Du Dir das vorstellst.
Die WS2812 sind nicht dauerhaft engeschaltet und nur mit weniger Strom versorgt damit sie dunkler erscheinen, sondern die Helligkeit wird mittels PWM mit ca 100Hz gemacht. Darum hast Du suf den Fotos keine durchgehende Leuchtspur sondern je nach Farbwahl punktierte Striche. Der Effekt wird weniger sichtbar sein bei langen Belichtungen und langsamer Bewegung der LED, bzw bei auswahl der 3 Grundfarben und ansteuerung zu 100% bzw dessen michungen.

Grüße Uwe

#10

Da meine Batterien 1,2V haben sinds dann 4,8V. Ja sind auch keine 5V betreiben die Leds auch so schon ganz gut und bisher auch ohne Aussetzer. Alternative wäre höchstens ne Powerbank, aber da weiß ich nicht wie es mit der Entladegeschwindigkeit aussieht (hab sie jetzt mal für zu gering gehalten) bzw. jetzt hab ich die Batterien die Leds Leuchten auch und verursachen auf der Kamera die gewünschten effekte nur ist eben mein aktueller Controller nicht in der Lage Bilder ablaufen zu lassen von daher möchte ich gerne auf den Arduino umsteigen.

Solange ich mich nur zu Fuß bewege sind mir die punktierte Striche noch nicht passiert, aber ich achte mal drauf. Mit 100 Hz sollte das aber nicht so das große Problem.

Der Widerstand vor den Leds ist der für die Leds gedacht oder zum Schutz des Arduino? (Ich würde jetzt mal auf die Leds tippen, die sind mir aber bisher auch ohne Widerstand nicht kaputt gegangen)

Meine wichtigste Frage wäre aber, ob der Arduino ein Problem mit der Stromstärke bekommt, wenn da etwa 17A durchgehen.

#11

Durch welchen Arduino gehen 17 A durch ?
Welche Batterien verwendest du, die 1,2 V haben.
Und das mit dem Widerstand kommentiere ich mal nicht.

#12

Da alles gerade etwas chaotisch ist fang ich nochmal von vorne an:

Wenn ich am Anfang 5V habe kann ich die dann einfach an den Arduino leiten oder muss ich zusätzlich noch die Stromstärke beachten bevor nachher zu viel Strom dadurch läuft? Falls ich noch was davor schalten sollte kann ich das dann auch einfach mit dem Spannungsregler an den ich, wie auf der Skizze die beiden Kondensatoren dran mache bzw. welchen (sinnvollen Mehreffekt) hätte das, wenn ich das Teil so dran machen würde.

Dann komm ich jetzt nochmal zu dem Teil mit dem Widerstand, weil ich gerne wissen würde warum der vor dem Infostrang von der Leds sein sollte. Hab kein Problem damit den noch davor zu setzen, aber ein bisschen weniger Verwirrung wäre doch ganz nett.

Entschuldigt bitte, dass ich ein wenig eure Nerven strapaziere, aber vielen Dank für eure Hilfe.

Und zu den Batterien: Einfach nur die AA Eneloops (Ja das sind Akkus...)

#13

Ja, sehr Chaotisch.

Wenn du einen Verbraucher anschließt, der 17 A verbraucht, fließt der Strom von der Spannungsquelle durch das Kabel zum Verbraucher. In deinem Fall zu den Leds. Der Arduino merkt davon nicht, da fließt nur der Strom durch, den der Arduino braucht, plus der am Arduino angeschlossenen Verbraucher. Aber in deinem Fall nicht die Stripes.

Ok, also Akku keine Batterie, alles klar.

Der Widerstand in der Datenleitung zur Ledstripe schützt die erste Led, wenn du keine Spannung an den Leds dran hast, aber die Datenleitung.
Soweit jetzt klar ?

#14

Ja vielen Dank, das hat geholfen.

#15

Chrizzle:
Ja vielen Dank, das hat geholfen.

Prima, das freut mich.

#16

1,2V Sind wohl Akkus, keine Batterien, aber da sie gleich aussehen und wir hier einen Laien haben der 1,2V Strom rausholt(also nicht weis was der Unterschied zwischen Strom uns Spannung ist), kann man das wohl rauslesen.

4Ah bei Parallelschaltung deutet auf Mignon-Zellen hin. 4 Batterien haben voll 6,4V, da sie mit 1,6V ausgeliefert werden. Die würden den Arduino zumindest extrem hart an seiner Zerstörgrenze arbeiten lassen. 4 Akkus mit 1,4V Ladeschlussspannung (1,44V genau, aber sobald man die abklemmt und 5 Minuten wartet sind die auf 1,42V oder weiter abgesunken, beim ersten einschalten unterschreiten sie 1,4V sogar) bringen maximal 5,7V auf, das hält der Arduino aus. Es sinkt ja sehr schnell anfangs.

Die Kondensatoren sind eigentlich nicht nötig. Weil 10µ nur den Regler unterstützen, die 17A der Stripes können sie nicht puffern. Kondensatoren an Akkus opder Batterien sind meist sinnlos. Allenfalls wenn man Impulse erzeugt, dann aber nahe am Verbraucher, nicht an der Quelle. Aber, wenn man Helligkeit via PWM steuert wären Kondensatoren völlig falsch, da will man ja das schwanken haben.

Widerstand wurde schon erklärt. Vieleicht noch eines: wenn LEDs ohne Widerstand funktionieren, dann weil man zuwenig Spannung hat. Nur das kann sich schon mit deim Einlegen von neuen Batterien ändern. Die Kurve bei LEDs ist extrem. Eine weisse LED mit 3V hat bei 2,9V sagen wir 20mA, bei 3V 50mA, bei 3,1V 200mA und bei 3,2V 2A. Ohne Vorwiederstand würde es also LED-Tot heisen, wenn die Spannung durch neue Spannungsquelle von 3,1 auf 3,2V steigt. Werte sind nur ungefähr genau und sollen verdeutlichen wo das Problem genau liegt. Das man keine extrem konstante Spannungsquelle hat, und zb gebrauchte Batterien beim testen noch gut funktionieren, aber sobald man neue Batterien benutzt, die LED abrauchen. Und man halt nicht drauf kommt, das es an neuen Batterien liegt. Vorallem, wenn man dann die LED tauscht, sind die Batterien angebraucht, es funktioniert wieder bis zum nächsten Wechsel. Ohne Vorwiderstand eben ein sehr gewagtes Glückspiel.

Und nochwas: Relais schnell zu takten und dabei mit 17A zu belasten ist heftig und Lebensdauerverkürzend. Die haben typischerweise 10.000 bis 100.000 Volllastschaltspiele. Reicht ein Leben lang, wenn sie morgens Licht an und abends Licht aus schalten müssen. Reicht einen Tag, wenn man sie im Sekundentakt blinken lässt. Dürfte jetzt zum Basteln ausreichen, sollte man aber auf Dauer ersetzen durch etwas das besser geeignet ist.

#17

chefin:
Die Kondensatoren sind eigentlich nicht nötig. Weil 10µ nur den Regler unterstützen, die 17A der Stripes können sie nicht puffern. Kondensatoren an Akkus opder Batterien sind meist sinnlos. Allenfalls wenn man Impulse erzeugt, dann aber nahe am Verbraucher, nicht an der Quelle. Aber, wenn man Helligkeit via PWM steuert wären Kondensatoren völlig falsch, da will man ja das schwanken haben.

Widerstand wurde schon erklärt. Vieleicht noch eines: wenn LEDs ohne Widerstand funktionieren, dann weil man zuwenig Spannung hat. Nur das kann sich schon mit deim Einlegen von neuen Batterien ändern. Die Kurve bei LEDs ist extrem. Eine weisse LED mit 3V hat bei 2,9V sagen wir 20mA, bei 3V 50mA, bei 3,1V 200mA und bei 3,2V 2A. Ohne Vorwiederstand würde es also LED-Tot heisen, wenn die Spannung durch neue Spannungsquelle von 3,1 auf 3,2V steigt. Werte sind nur ungefähr genau und sollen verdeutlichen wo das Problem genau liegt. Das man keine extrem konstante Spannungsquelle hat, und zb gebrauchte Batterien beim testen noch gut funktionieren, aber sobald man neue Batterien benutzt, die LED abrauchen. Und man halt nicht drauf kommt, das es an neuen Batterien liegt. Vorallem, wenn man dann die LED tauscht, sind die Batterien angebraucht, es funktioniert wieder bis zum nächsten Wechsel. Ohne Vorwiderstand eben ein sehr gewagtes Glückspiel.

Und nochwas: Relais schnell zu takten und dabei mit 17A zu belasten ist heftig und Lebensdauerverkürzend. Die haben typischerweise 10.000 bis 100.000 Volllastschaltspiele. Reicht ein Leben lang, wenn sie morgens Licht an und abends Licht aus schalten müssen. Reicht einen Tag, wenn man sie im Sekundentakt blinken lässt. Dürfte jetzt zum Basteln ausreichen, sollte man aber auf Dauer ersetzen durch etwas das besser geeignet ist.

Will der TO nicht WS2812 verwenden?
Da sind diese Absätze sinnlos.
Grüße Uwe

#18

hi,

ja, sind 2812er.

um das mit den 17A "durch den arduino" zu verdeutlichen:

Du mußt zwei leitungen von den batterien zum arduino führen UND zwei leitungen von den batterien zu den LEDs. eine leitung geht dann vom getakteten pin des arduino über einen widerstand zu Din der LEDs. so geht kein strom über den arduino zum streifen.

gruß stefan

#19

Arg, ja, da bin ich wohl durcheinander geraten beim Schaltplan lesen. Naja...vieleicht wohl zu schnell überflogen und falsch interpretiert (dazu gereimt).

#20

Danke für die Hilfe bei meinen Fragen und auch für die Fragen, die ich nicht gestellt habe.

Ich setz einfach noch den Widerstand ein und guck mir die Verkablung von dem Arduino an sobald ich den da hab. Nur jetzt schon mal eine Frage (bitte darum jetzt nicht ausufernt zu antworten & bitte dran denken, dass ich das Teil noch nicht in der Hand hatte):

Hab mir das Display direkt mit Shield bestellt und die ganzen +5V scheinen ja auf dem Schaltplan auf den gleichen Pin zu laufen bekommt man da evtl. (durch das Shield) ein Platzproblem?