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Thema: Hilfe zu LED Treiberschaltung (PWM / AVR)

  1. #1

    Hilfe zu LED Treiberschaltung (PWM / AVR)

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    Hallo zusammen,

    ich baue gerade an meinem LED - Projetkt - eine TV-Schrank Beleuchtung.
    Es sollen 25 RGB LED´s betrieben werden:
    - 5mm 4-Pin LED mit gemeinsamer Kathode
    - 20 mA pro LED pro Farbe, also 25 Stück mal 20mA = 500mA pro Farbkanal
    - ansteuern möchte ich das ganze mit einem Microcontroller (Attiny 2313)
    über eine hardwaremäßige PWM

    habe mir folgende Treiberschaltung ausgedacht um die 500mA pro Farbkanal zu schalten und im Anhang beigefügt.

    Nun stellen sich mir folgende Fragen:
    1. kann diese Schaltung so funktionieren
    2. Wenn ja, welche Bauelemente sollte ich nehmen
    3. oder gibt es spezielle Teiberbausteine
    4. wie kann ich die Widerstände R1 und R2 berechnen

    habe mir natürlich schon selbst viele Gedanken dazu gemacht und auch viel im Netz durchgelesen

    meine Überlegungen:
    zu 2. Transistor BD 135 ( schaltet bis zu 1,5 A)

    zu 3. z.B. Treiber IC Uln 2803 (der schaltet aber nur Masse durch)

    zu 4. Basisvorwiderstand R1:
    - Schaltstrom (Ic) 0,5 A geteilt druch hFE 25 = 0,02 A
    - Ausgangsspannung vom Atmel 5V minus Spannungsabfall BD 135 0,7V = 4,3 V
    - R1 = 4,3 V geteilt durch 0,02 A = 215 Ohm

    für Widerstand R2 wollte ich 10 KOhm nehmen

    Viele Grüße aus Hamburg
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  2. #2
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    Also generell funktioniert die Schaltun so. Ich würde dir allerdings dazu raten keinen Treiber zu benutzen sondern so wie du es gemacht hast einzelne Transistoren, da die Treiber bei 500mA schon ne menge Wärme abführen müssen und ich mir nicht sicher bin ob der ULN das so lange durchhält.
    Es reichen normale Transistoren die einfach genug Strom aushalten wie z.b. der von dir angegebene Typ. Eventuell wäre ein TIP41 eine alternative. Der kann noch schön gekühlt werden

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    So wie du die LED ansteuerst, wird der Transistor sicher warm, da er nie ganz durchsteuert. Du müsstest einen PNP nehmen, also BD136, Emitter an +5V, LED an Kollektor nach GND.
    Dann musst du auch deine Stromversorgung gut überdenken. Ein normaler 7805 ist da nicht mehr, du solltest da schon an einen StepDown mit 2A ins Auge fassen.
    Vielleicht würde auch eine ungeregelte Spannung gehen und die Vorwiderstände an die max. Spannung anpassen. Dann musst du allerdings auch die Ansteuerschaltung nochmal ändern.
    Grüsse Hubert
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  4. #4
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    Genau... eine volle Durchsteuerung ist hier nur mit einer Emmitterschaltung
    realisierbar. Wenns machbar ist, die LEDs an den gemeinsamen Plus zu legen - der darf in an den Anoden sogar die Ub des Ansteuer-IC
    übersteigen - können weiterhin NPN-Transisoren Verwendung finden.
    VG Micha

  5. #5
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    hi,

    also so wie du die schaltung gezeichnet hast, wird so wohl gar nicht funktionieren, da der transistor denke ich nicht ansatzweise durchgeschalten wird.

    du musst mindestens den transistor (wie schon andere geschrieben haben) in einer emitterschaltung anschließen. d.h. konkret, emitter auf masse, collector an led ausgang (dort wo im moment masse ist), led eingänge auf Versorgungsspannung.

    Mit was für einem Netzteil möchtest du das ganze betreiben? diese vielen Widerstände könntest du dir eigentlich sparen, wenn du die leds in serie schaltest. dann bräuchtest du allerdings eine höhere spannung (die du wahrscheinlich im moment eh schon haben wirst).

    richtig fein wäre es, wenn du noch eine spule, diode und widerstand spendieren würdest, und eine stromgesteuerte hochsetzschaltung bauen würdest

    viele grüße,

  6. #6
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    übrigens, zu berechnung der widerstände:
    angenommen du hast das ganze in emitterschaltung aufgebaut:

    R2: brauchst du nicht
    R1:
    - der spannungsabfall über dem Transistor sind 0.7V.
    - der AVR liefert 5V
    - über dem Widerstand sollen 5 - 0.7 = 4.3V abfallen.
    welcher strom soll fließen?
    - angenommen der Transistor hat eine verstärkung von 100, 1A sollen fließen -> 1A / 100 = 10mA basis Strom ist erforderlich.

    R = U / I -> 4.3V / 0.01 = 4.3kOhm

    lieber etwas mehr strom durch die basis fließen lassen (wenn du nicht gerade auf ein low power design vor hast), d.h. lieber einen 3.9 kOhm widerstand nehmen (den gibts auch zu kaufen).

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    Es sind 430 Ohm und nicht 4k3.
    Mit in Serie schalten tut sich bei RGB-LEDs mit gemeinsamer Kathode nichts.
    Grüsse Hubert
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  8. #8
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    Bei RGB LEDs ist nicht klar, das alle LEDs gleichzeitig mit 20 mA betriebenwerden dürfen. Das sollte man vorher im Datenblatt abklären.

  9. #9
    Hallo,

    danke erstmal für die Antworten

    Die LED´s (4-Pin mit gemeinsamer Kathode) lassen sich in meinen Augen
    nicht anders als parallel verschalten. Ich denke auch, daß man vor jede
    der drei Anode der einzelnen LED´s einen Vorwiderstand schalten sollte
    (hatte ich mehrmals so im Netz gelesen um die Lebensdauer zu erhöhen).
    Die LED´s mit den Widerständen (für 5V) sind schon fast verdrahtet.
    Die Spannung 5V hatte ich bewusst gewählt, um den Spannungsabfall an
    den Vorwiderständen (sind gesamt ja 75 Stück) gering zu halten.

    Ich werde am Wochenende die LED´s fertig verlöten und dann mal messen
    wie viel Strom pro Farbkanal fließt
    Dann werde ich wohl die Emmitterschaltung mit einem PNP-Transistor (BD136)
    aufbauen so wie es Hubert und Micha beschrieben haben.

    Danke noch mal, ich werde mich nächste Woche noch mal melden.

    Gruß Ronny

  10. #10
    Hallo zusammen,

    ich habe am Wochenende meine LED – Leiste fertig verlötet und gemessen welchen
    Strom ich pro Farbkanal schalten muß:
    Farbkanal Rot = 350 mA
    Farbkanal Grün= 256 mA
    Farbkanal Blau= 328 mA
    Es sind nun doch keine 500 mA pro Farbkanal geworden, weil ich nur noch 22 LED´s
    verbaut habe und den Vorwidersand für grün und blau etwas höher gewählt habe, da
    diese Farben gegenüber rot sehr dominant waren.

    Ich möchte nun die Emmitterschaltung mit einem PNP-Transistor (BD136) aufbauen so wie es Hubert und Micha beschrieben haben.
    Habe die Schaltung abgeändert und im Anhang beigefügt.

    Könnt ihr euch bitte die Schaltung noch mal anschauen, ob ich das so machen kann!
    Wie berechnet man richtig den Basisvorwiderstand R1???
    Im Datenblatt des BD 136 steht ein Verstärkungsfaktor von min 40, max 250
    welchen Wert muß ich ansetzen? (Datenblatt habe ich im Anhang beigefügt)

    Grüße aus Hamburg
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