Luxeon LED dimmen?

Hallo

Mich würde interessieren, wie man durch einen IC (ATMega) eine Luxeon dimmbar machen kann? Am besten per PWM und mit geringem Platzverbrauch.

Ich habe mir schon überlegt, dafür einfach einen Motortreiber zu verwenden, das würde prinzipiell sehr gut gehen nur den, den ich mir dachte (L298) braucht leider extrem viel Platz....gibts da nicht eine elegantere Lösung?

Die Luxeon verbrät ca. 700mA und läuft bei max. 3,7V
Wie gesagt, am besten eine stufenlose Regelung von 0-3,7V per PWM....nur wie?

In meiner Farbwechsellampe habe ich an den PWMs je ein RC-Glied (Zeitkonstante irgendwas bei 10ms wenn ich mich richtig erinnere), damit gehe ich auf einen OP (324), der als steuerbare Stromquelle einen BD139 ansteuert. Strommesswiderstände sind 1 Ohm, d.h. 0,35V für Maximalstrom (350mA-Dioden), daher habe ich parallel zum PWM-Kondensator noch einen Widerstand, der mit dem Widerstand des RC-Gliedes einen Spannungsteiler bildet - so kann mir ein Softwarefehler nicht die LEDs grillen. Bei solchen Schaltungen dran denken, dass die Zeitkonstante sich dann verändert (zeitbestimmend ist nun der Ausgangswiderstand des Spannungsteilers!). Schaltung habe ich noch nicht online, da das Ding nur testweise zusammengebaut ist. Wenn man Energie sparen will, kann man natürlich auch einen Schaltregler als schnell steuerbare Stromquelle bauen, aber ich konnte es mir gerade noch verkneifen.

Hallo da,

ich weiß jetzt nicht, ob du die Luxeon an einem Netzteil oder an einem Akku hast. Gesetzt den ersten Fall, ist meine Idee, mittels A/D einen softwaregesteuerten Phasenanschnnitt zu realisieren.
Natürlich nimmt das viel Leistung des ATMega´s in Anspruch.
Daher ist es wohl besser, den ATMega nur für die Vorgabe eines U Wertes zu nutzen und die eigentliche Steuerung extern zu gestalten.

LED mit Phasenanschnittssteuerung? Ganz neue Wege... Man könnte die PWM auch direkt auf die LED geben und das Auge integriert dann die Intensität, aber mir war damals nach einem soliden Stromregler.

Hallo,
ich steuere meine Luxeons mit PWM bei ca. 100Hz.
mit einer geschalteten Stromquelle an.
Je nach Strom Versorgungsspannung und Einschaltdauer
musst du den FET evtl. kühlen.
Der Widerstand in der Schaltung wird so ausgelegt, dass die
LED ihren max. Strom bekommt. Gedimmt wird dann über PWM.

Gruß Jan

Das meinte ich mit PWM direkt auf die LED. Ich hatte seinerzeit den ATmega 8 schon mit analogem Beiwerk fertig, weil der in der Form bereits Vorschaltgeräte steuert, da habe ich dann die analogen Stromregler gebastelt, der gezeigte Schaltplan ist in der Tat die wohl einfachste Variante. Nagut, man könnte die Stromquelle weglassen und einen Vorwiderstand benutzen, dann würde der FET nur noch schalten und nicht mehr regeln, ein kleiner Transistor fiele weg und die Verluste finden nun im Vorwiderstand statt.

Hallo,
den kleinen BC547 kannst du auch so weglassen.
Die stromreglerfunktion bleibt erhalten.
Allerdings fallen dann je nach FET ca. 1,5V am Emitterwiderstand ab.
Der muss dann entsprechend größer gewählt werden.
Aber es muss auch die minimale Versorgungsspannung höher sein.
Meine Schaltung arbeitet mit Akku-Versorgung (Modellflug),
deshalb wollte ich möglichst geringe Verluste an dem Widerstand.
Der BC547 kostet ja kaum Platz und Geld.

Gruß Jan

Die Stromregelfunktion ist ohne den NPN aber auf höhere Widerstände angewiesen und abhängig vom verwendeten FET. Ich würde zu den 4ct Mehrausgabe raten, wenn es der Platz auf der Schaltung hergibt.

Vielen Dank! Der oben gezeigte Schaltplan sieht in der Tat sehr gut aus und verbraucht wenig Platz...

Nur kenne ich mich mit FETs leider nicht aus, ich würde aber dennoch die Schaltung gerne verstehen. Was macht denn ein FET? Musste die bis jetzt noch nie einsetzen.

Der Grund wieso ich es softwaremäßig schalten will und nicht extern über einen Spannungsteiler ist der, dass der Roboter später über den PC gesteuert wird und ich würde die Luxeon dann eben doch sehr gerne über PWM dimmen können.

EDIT: Und wie kommt ihr darauf, dass der Vorwiderstand bei 700mA 0,75Ohm betragen würde? ;-) Also wenn ich rechne kommen da 2 Ohm raus...^^

Der NPN bildet mit dem MOSFET eine einfache Konstantstromquelle, d.h. der Transistor muss gerade so leiten - ca. 0,6V über dem Widerstand. bei 700mA sind das bei mir zwar 0,86 Ohm, aber die Transistoren streuen ganz ordentlich und 0,7V ist auch nur eine Hausnummer für Sillizium ansich, so ein Kleinsignal-Transi kann bei minimalem Kollektorstrom auch schon bei 0,45-0,5V eine auffällige Steigung des Kollektorstroms aufweisen.

Hallo,
die 0,5V sind ein Erfahrungswert, der aber nach dem Aufbau
einer ganzen Reihe der gezeigten Schaltungen als gesichert gelten kann.
Übrigens auch mit anderen NPN-Kleinsignaltransistoren und anderen FETs
der gleichen Klasse.
Auch kein erkennbarer Unterschied zwischen BC547B und BC547C.
Ich hatte ursprünglich auch mit ca. 0,6V gerechnet, aber die Praxis...


@Fooob:

Der Widerstand von 0,75 Ohm ergibt sich aus der Rechnung:

0,5V / 700mA = 0,714 Ohm

dann nehme ich halt 0,75 als halbwegs runden Wert, der zudem mit dem
Strom für die LED auf der "sicheren Seite" bleibt (666mA).
Die Luxeon-LEDs gehen bei Überstrom schnell kaputt, und sind auch nicht gerade billig.


Ein Vorteil der Stromquelle für die Ansteuerung der LED ist,
dass der LED-Strom auch bei schwankender bzw. sinkender
Versorgungsspannung (Akku-Betrieb) oder langen, dünnen Leitungen
zur LED immer gleich groß bleibt.
Bei einem einfachen Vorwiderstand ist das nicht der Fall.
Wenn du jedoch eine feste Versorgungsspannung hast,
kannst du dir die Sache vereinfachen, und den FET direkt schalten.
Dazu einfach den BC547 und den FET-Emitterwiderstand weglassen,
und einen Vorwiderstand nach der üblichen Methode berechnen,
den du dann allerdings im Kollektorzweig des FETs einsetzen solltest.

Gruß Jan

Hallo an alle,

@JanB: ich habe die Schaltung jetzt so weit durchschaut, nur eines habe ich nicht begriffen. Wiso fällt über den Emitterwiderstand nur dann 1,5V ab, wenn man den BC weg lässt?

@THE_MAN:

Zitat:

---

...Wieso fällt über den Emitterwiderstand nur dann 1,5V ab, wenn man den BC weg lässt?

---

Die 1,5 V sind kein fester Wert, sie hängen stark vom verwendeten FET
und auch von der Höhe des Drain-Source Stromes ab.
Bei dem vorgeschlagenen IRFD024 und den ca. 700mA
liegt der Wert nach meiner Erfahrung bei ca. 1,4-1,5V.

Bei Einsatz des BC457 fängt dieser bei ca. 0,5V UBE an, die Gate-Spannung
des FETs "herunterzuziehen" und begrenzt dadurch den Strom.

Ohne den BC457 fällt bei steigendem Strom immer mehr Spannung an den
Widerstand ab, und die resultierende Gate-Source-Spannnung wird kleiner,
bis sich auch dort ein Gleichgewicht einstellt.

( Sorry, wenn ich auch bei MOSFETS gelegentlich von Kollektor und Emitter spreche.
Ist halt die Gewohnheit, und ihr wisst schon was gemeint ist. ;-) )

Gruß Jan

Muss ich außer dem Widerstand noch was ändern wenn ich eine Luxeon 3W rot (LXHL-LD3C) welche 1400mA raucht / verträgt mit der schaltung betreiben will?

Nein, eigentlich nicht. Ggfs musst Du den FET ein bisschen kühlen. Ich weiss nicht, wie schnell der AVR den ein- und ausschalten kann.

Hallo

Hier noch ein weiterer Vorschlag zum LED-Dimmen.
Wenn es wegen der restlichen Schaltung nicht unbedingt ein Controller sein muss tut es auch diese Schaltung die mit einen billigen DoppelOPV auskommt.
Hab noch keine Platine dafür gemacht und uU muss noch an der Dimensionierung gefeilt werden.
Die Eingangsspannung kann natürlich auch grösser als 6V sein. Mit dem Poti wird der LED Strom von 0 bis 1A (für 3W LED) engestellt. Der FET ist übrigens ein SMD Typ im SO8 Gehäuse, kann mann aber auch einen anderen nehmen solange er min 3A Dauerstrom abkann.

Sorry wenn ich mal wieder die ollen Kamellen herauskramen muss ;-)
Ich beziehe mich nun auf die Schaltung, die JanB oben vorgestellt hat.

Ich kam nun endlich zum Testen der Schaltung, jedoch lässt sich der Luxeon nicht viel entlocken.
Die Ansteuerung stimmt soweit, wenn ich den PWM starte und die Luxeon anschließe sieht man auch, wie diese hell->dunkel->hell->dunkel wird. Nur die Lichtstärke ist derart gering, dass jede LowCurrent-LED meine Luxeon hier in den Schatten stellt.

Sobald ich den Ausgang der Schaltung belaste bricht mir die Spannung auf Werte zwischen 1,3V und 1,5V zusammen. Die Schaltung ist 100%ig korrekt verdrahtet. Mein Festspannungsregler dürfte auch keine Zicken machen, der sollte den Strom locker verkraften. Es bricht schließlich auch nur der Ausgang ein, nicht die gesamte Versorgungsspannung auf dem Board

EDIT: Tippfehler verbessert

Wieviel Strom fließt denn und wie ist die PWM Frequenz?

Strom fliest praktisch gar keiner....lasche 200µA konnte ich messen.

Ich habe mehrere PWM Frequenzen durchprobiert...von 170Hz bis 2,xxHz aber das änderte an dem Ergebnis nichts.

@Fooob


Wie klein muß denn die Schaltung sein ?

Hallo,
die Schaltung funktioniert, ich hab sie selbst x-fach im Einsatz.
Also stimmt irgendwas mit deiner Verdrahtung bzw. mit deinen
Bauteilen nicht.
Hast du die Masse (GND) des AVR mit der Masse der LED-Schaltung verbunden ?
Das muss natürlich sein und ist in meinem Schaltbild nicht zu sehen.

Gruß Jan

Ja habe ich, ich werde sie mal nochmal überprüfen und ggf. einen anderen BC-Transistor einbauen, weil es wohl am ehesten noch an dem liegt.

Ich bin gewissermaßen gezwungen diese Schaltung zu nutzen, da ich sie auf meinem Board aufgebaut habe und die Leiterbahnzüge nur für diese Schaltung entworfen sind.


EDIT:
Nochmal alles gecheckt und auch mit dem Spannungsmesser überprüft.
Naja viel mehr als meine Spannungen hier preisgeben kann ich wohl nicht machen, finde keine Fehler....
@JanB
Vielleicht kannst du dir die ja mal anschauen und mit deinen vergleichen...
Ich messe bei 5V Betriebsspannung, der PWM zählt bei den Messungen ständig vor sich hin, ein Dimmen der LUXEON ist auch ständig zu sehen:

Source - Vcc -> Permanent 5V
Gate - Vcc -> 0V - 3V (Selbiges natürlich für Collektor -> Vcc)
Emitter -> Vcc Permanent 5V
Drain - Vcc -> 0 - 2,6V

Und wie gesagt, ca. 200µA Strom durch die LUX

Zitat:

---

Zitat von Ratber

@Fooob


Wie klein muß denn die Schaltung sein ?

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Wie siehts aus ?

Und was ist mit der Erwärmung ?
Kühlung vorhanden ?

Hallo,
hast du die LED auch mit den 5V versorgt ?
Es könnte sein das 5V zu wenig ist, da bleiben ja
nur noch 1,3V für FET und Stromregelung durch Gegenkopplung,
wenn die LED 3,7V braucht. Vielleicht liegt es daran.
Probier doch mal an der Anode der LED eine grössere Spannung anzulegen.

Ich versorge meine Luxeon Schaltungen mit LiIon Akkus,
da habe ich um die 8V und komme nie unter 6V.
Der AVR kriegt natürlich nur 5V. :-)
Die kommen von einem kleinen 100mA 7805L Low-Drop Regler.

Gruß Jan

Ändert leider auch nix :(

Ich gab ihr jetzt Spannungen zwischen 5V und 8,5V aber auch da war das Resultat das gleiche, die Lichtausbeute wurde vielleicht mimimal mehr. Aber etwas mehr als fast Nichts ist eben immer noch fast Nichts...

@Ratber
Hier ein Bild von der Schaltung
www.flashcraft.de/images/kolis/luxplatine.jpg

Bevor ich an die Kühlung denken kann muss das Teil erst mal laufen, aber um den FET wäre noch etwas Platz dafür, das würde schon gehen.

Ja,wie ich mir dachte.
Kaum Platz und für Abwärme ist auch wenig Spielraum.

Schau dir mal den LM3404 an.
Hat eigentlich alles was du brauchst.

Hallo,
da bleibt eigentlich nur noch das deine Bauteile defekt sind,
oder du hast swi falsch angeschlossen.
Du könntest z.B. Gate und Source am FET verwechselt haben.
Hast du ein Oszilloskop, um konkret zu sehen, was da vor sich geht ?

Gruß Jan

Zitat:

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Zitat von Ratber

Ja,wie ich mir dachte.
Kaum Platz und für Abwärme ist auch wenig Spielraum.

Schau dir mal den LM3404 an.
Hat eigentlich alles was du brauchst.

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Ich schrieb doch bereits, dass ich versuchen will diese Schaltung hier zum Laufen zu kriegen. Sorry, aber es wäre einfach sehr umständlich jetzt wegen einem vermeindlich kleinen Fehler alles umzukrempeln.
Um die Wärmeabfuhr mach ich mir noch keine Gedanken, erst mal will ich die Luxeon zum Leuchten bringen. Zudem ist der Plattz für ´nen Passivkühler ausreichend oder soll ich auf die 15mm² FET-Oberfläche ´n Peltierkühler montieren? ;-)


@JanB
Mo-Moment mal!
Du hast da einen ganz anderen Pinbelegungsplan als ich! Ich hab bei Google IRFD024 eingegeben, dann kam ich zu dem hier

http://www.irf.com/product-info/data...ta/irfd024.pdf

Na klasse...daran könnte es liegen.

EDIT: Wobei ich mich jetzt auch frage woher du diese Pinbelegung hast, ich finde zu dem IC nämlich wirklich nur die hier....
Und meiner ist auch von dem Hersteller, sollte also schon passen.

Zitat:

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Um die Wärmeabfuhr mach ich mir noch keine Gedanken,

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Das würde ich aber denn die von dir angegebenen 700mA sind kein Pappenstil auch wenn du per PWM dimmst.

Hallo

http://www.irf.com/package/hexfet/hexdip.pdf

Mit freundlichen grüßen
Benno

Hallo,

Zitat:

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Du hast da einen ganz anderen Pinbelegungsplan als ich! Ich hab bei Google IRFD024 eingegeben, dann kam ich zu dem hier...

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Wo ist denn in deinem Datenblatt eine Pinbelegung ?
Auf welcher Seite ?

Gruß Jan

Zitat:

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Zitat von JanB

Hallo,

Zitat:

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Du hast da einen ganz anderen Pinbelegungsplan als ich! Ich hab bei Google IRFD024 eingegeben, dann kam ich zu dem hier...

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Wo ist denn in deinem Datenblatt eine Pinbelegung ?
Auf welcher Seite ?

Gruß Jan

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Ja,ich find da auch nix

Also manchmal frag ich mich schon.... ](*,)
Ich fand trotz Suche im NEtz nämlich kein anderes Datenblatt, bzw. Pinbelegung mit Bauteilskizze....und weil ich mich wie gesagt mit FETs kein Stück auskenne (wird sich aber bald ändern :-) ) nahm ich das Schaltzeichen als Pinbelegung #-o
...sowas muss einfach bestraft werden...

Nachdem ich dann die Sache umgelötet habe funktioniert die Schaltung nun auch. Nochmal Danke an alle!

@janb

dein schaltplan für die Led bezieht sich ja auf leds mit gemeinsamer Anode. Hab jetzt eine Prolight mit gemeinsamer Kathode. Wie schließe ich denn das an ?

mfg Kay

ich hab das ding auch nachgebaut für ein fahrradlicht - danke!

die led hab zusammen mit der optik mit heißkleber auf dem kühlkörper "befestigt".

Zitat:

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Zitat von Albanac

die led hab zusammen mit der optik mit heißkleber auf dem kühlkörper "befestigt".

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Du hast die LED aber nicht ohne Wärmeleitpaste/kleber auf dem Kühlkörper befestigt oder?
Falls doch würd ich das ändern sonst ist die Lebensdauer deiner Led sehr begrenzt.

MfG Matthias

Hallo,

ich verstehe die Schaltung von JanB leider nicht. Kann mir bitte mal jemand erklären wie die Schaltung funktioniert.

Danke