RGB Fader mit ATmega8

Hallo zusammen,

ich plane derzeit einen RGB Fader. Das ganze soll anschließend in eine IKEA Storm Lampe (das ist diese Flaschenförmige Papierlampe).

Ich habe früher schonmal eine Version auf Lochraster aufgebaut, aber schon mehrere Kollegen angefragt hatte, ob ich Ihnen auch so eine Lampe bauen könnte wollte ich nun eine "richtige" Platine haben.

Ein neuer Schaltplan musste auch her, da ich früher einen ATmega 32 genommen hatte (Das RN-Wissen Tutorial arbeitet halt damit :)) Könnt Ihr wohl einmal über den Schaltplan schauen, ob euch da noch etwas auffällt?
Das wäre super!!!

Viele Grüße
Johannes

Zu C1 noch einen Elko, es sei denn im Netzteil ist ein genügend großer.
C3 sollte zwischen 10n und 100n sein.
Von VCC und AVCC jeweils ein 100n nach GND.
R2,3,4, nur 47Ohm, von jedem Gate ein 100k nach GND.
Q1, 2, 3, Source direkt auf GND, die LEDs mit den R5, 6, 7 nach VCC, die FET schalten sonst nicht durch.
Überlege dir auch ob du die LEDs nicht direkt an die Versorgungsspannung hängst, der Spannungsregler wird dadurch entlastet.
Wieviel Strom fließt durch die LEDs weil du 9W Widerstände verwendest?

Die ganzen Schalter versteh ich jetzt nicht ganz, wenn die nicht wären, könntest du das ganz simpel mit nem kleinen Attiny13 machen, die paar Zeilen Code passen eig überall rein, nur mit den Schaltern reichen eben die Anschlusspins des einfachen Attiny nicht, oder du nimmst nen Attiny 24, der würde reichen.

Ansonsten eben das, was mein Vorredner schon geschrieben hat.

MfG Dennis

Zitat:

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Zitat von derNeue

Die ganzen Schalter versteh ich jetzt nicht ganz, wenn die nicht wären, könntest du das ganz simpel mit nem kleinen Attiny13 machen, die paar Zeilen Code passen eig überall rein, nur mit den Schaltern reichen eben die Anschlusspins des einfachen Attiny nicht...

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Ist denn der Anschluss des Attiny gleich wie der des ATmega8?
Denn ich würde die Platine demnächst wahrscheinlich auf für ein paar Freunde herstellen von daher ist es da schon preislich interessant!

Die Schalter sind an sich nicht so wichtig!
Da wollte ich verschiedene Zeiten einstellbar machen...

@Hubert:
Auf der Internetseite des LED Herstellers steht, dass ich 1W Widerstände benötige. Ich möchte auch keine 9W sondern 5W Widerstände benutzen, damit ich ganz sicher bin, dass diese sich nicht erwärmen!
Denn die Platine würde auf dem Lampensockel liegen, und darüber ist direkt der Papier-Lampenschirm!

Danke fürs drüber gucken!!
Gruß
Johannes

Hätte da auch noch was.
Nimm anstatt des ICP Pin den OC2 Pin. Dann kannst Du die Dimmung der LED's per Hardware PWM für alle 3 LED's machen.
Ich würd da anstatt der Dip Schalter lieber 3 Trimmer vorsehen. Du hast da ja ohnehin 3 A/D Wandler Pins belegt, da wärs dann auch sinnvoll, wenn man die Helligkeit gleich damit einstellen könnte. Mit nem 4ten Trimmer wär dann auch die Geschwindigkeit regelbar.
Bei Geschwindigkeitstsellung 0 wär dann auch eine statische Beleuchtung mit einstellbarer Helligkeit für jede LED Sinnvoll.
Dazu müsste aber der A/D Wandler aktiviert werden. Bau noch einen 100nF Kondensator zwischen AREF und GND ein.
Den ATMEGA 8 nehm ich auch immer gerne als universellen Standardcontroller. Ein ATTINY 2313 wär eventuell auc hoch ne Alternative ein Tiny 13 wär mir für die PWM Geschichte zu klein und zu unflexibel.

Beim Anschluß der LED's würde ich auch vor den Spannungsregler gehen. Ohne Kühlkörper sind aus dem 7805 nur um die 200mA dauerhaft zu entnehmen.
Wenn alle 3 Farben voll Leuchten zieht das Teil aber schon fast 1A!
Nimm 2 gleichfarbige LED's in Reihe und berechne dann den Vorwiderstand für die Spannung VSS neu.

So, ich habe gerade mal den Schaltplan nachgebessert.
Danke "wkrug" für die Idee mit den Potis!

Kann der Spannungsregler 78S5 nicht 2A Ausgangsstrom?
Positioniergeschwindigkeit Ca. 1000 mm/min
Schrittweite 0,001875 mm
Wiederholgenauigkeit +/-0,025 mm

Der 78S05 kann schon 2A, aber bei 10V Eingangsspannung wären das 10W die in Wärme umgesetzt werden. Das ist ein schöner Kühlkörper.
Mehr als 1W ist ohne Kühlkörper nicht möglich.
In der Schaltung: R12, 13, 14 100k und die LEDs sind immer noch nicht richtig drinnen.

Irgendwie verstehe ich die Schaltung nicht. Die FETs sind für 30A Dauerstrom, 3 mal sind 90A ??? Ist doch totaler Overkill.
Außerdem hängen sie in der Mitte zwischen Strombegrenzungswiderstand und LED. Bei der blauen ist der Sourceanschluß im Betrieb schon mal auf ca. 3,5V dann bleiben für Vgs nur noch 1,5V. Das steuert auch einen Logic-Level Fet nicht wirklich durch. Ist die Schaltung wenigstens für einen Kanal schon mal ausprobiert worden?

MfG Klebwax

Mach die Source der FET's an GND und die LED mit den Vorwiderständen zur +VSS Seite hin, dann sind wir alle glücklich.
Bei 10 W Verlustleistung am Spannungsregler wäre ein Kühlkörper von mindestens 5K/W am Spannungsregler notwendig, 2K/W wären besser.
Guck mal bei dem Versender Deines Vertrauens, was das für ein Oschi ist.
Deshelb mein Vorschlag 2 LED's in Reihe zu nehmen und den Rest der Spannung an einem Vorwiderstand zu verbraten. Verbessert auf jeden Fall den Wirkungsgrad.
Du könntest auch integrierte konstatstrom Schaltregler nehmen, was den Wirkungsgrad nochmals verbessern würde. Guck mal nach LM3404 oder CAT 4201.
http://plischka.at/Leddriver_CAT.html
http://plischka.at/Leddriver_LM3404.html

Der Kondensator von AREF nach GND fehlt auch noch.
Die Gate gegen GND Widerstände 47Ohm sind viel zu klein.
Ich würd da so um die 10KOhm oder größer einsetzen. Diese Widerstände halten nur die Gates der FET auf definiertem Potential, bis der Controller gebootet hat und die Ausgänge des Controllers konfiguriert sind. Bis dahin sind diese im Tri State Modus und somit hochohmig und damit die FET's ohne definierten Gate Pegel.

Beim Spannungsregler fehlen noch 2x1000µF Elkos am Eingang ( kommt auf dein Netzteil an ! ) und ein 10µF Kondensator am Ausgang des Spannungsreglers.

So, Schaltplan nochmal bearbeitet.

Um eine weitere Festspannungsquelle zu vermeiden, habe ich nun anstelle des 78S05 einen LM1085 benutzt. Dieser kann max. 3Ampere ausgeben. Das sollte eigentlich reichen!
Bin mir zwar noch nicht sicher, ob der Anschluss so korrekt ist!

Werd auch noch nicht so Richtig aus dem Datenblatt schlau! Als Beispielschaltung ist dort nur ein 5V to 3.3V, 1.5A regulator angegeben. Aber nicht für 5V Festspannung.
Datenblatt ist hier Reichelt Artikel

Gruß
Johannes

Der LM1085 wird deine Temperaturprobleme aber auch nicht lösen, die 10W Wärme, je nach Eingangsspannung bleiben.
Im Datenblatt ist das eine Beispielschaltung.
Der 100n Kondensator von VREF nach GND fehlt noch.
Wenn das Netzteil einigermaßen dimensioniert ist, dann sollte es kein Problem sein die LEDs mit ungeregelter Spannung zu betreiben.

Zitat:

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Wenn das Netzteil einigermaßen dimensioniert ist, dann sollte es kein Problem sein die LEDs mit ungeregelter Spannung zu betreiben.

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Ich sag mal das Netzteil hätte eine Spannung von 12V. Dann würde an dem zu berechnenden Vorwiderstand ( 12V-3,3V )*0,33A = 2,87W für eine 1W LED verbraten.

Mit den LED's nach dem Spannungsregler sieht's auch nicht viel besser aus. Hier wird die meiste Verlustleistung im Spannungsregler umgesetzt.
Wenn Du unbedingt die LED's nach dem Spannungsregler einsetzen willst würde ich für das Netzteil zumindest einen Schaltregler benutzen.
Bei Reichelt gibts da neue Typen, die Pinkompatibel zu den 78xx Spannungsreglern sind. Die sind aber teuer, können nur bis 1A und Erfahrung hab ich persönlich damit auch noch nicht. Der Wirkungsgrad is wegen der verwendeten hohen Schaltfrequenz auch nicht berauschend aber brauchbar.
Guck mal bei Reichelt unter TSR 1-2450.
Abgesehen davon gibts Step Down Schaltregler IC's bei einigen Halbleiterherstellern im Programm.
Das Problem bei diesen IC's ist meistens eine passende Drossel zu berechnen und aufzutreiben. Zudem werden da auch noch ein paar periphere Bauteile benötigt.
Ein kleiner Kühlkörper ist meisens auch noch erforderlich.

Darum hab ich auch den Vorschlag mit den integrierten Konstantstromquellen für die LED's gemacht.

Eine Konstantstromquelle für die LEDs wäre die bessere Lösung. Diese muss allerdings PWM-fähig sein und man braucht sie drei mal.
Einfacher wäre es, je nach Netzteilspannung drei oder vier LEDs in Serie zu schalten. Da könnte man bei der gleichen Lichtausbeute LEDs mit geringerem Strom verwenden und die Verlustleistung des Vorwiderstand würde sich auch minimieren.

Edit: Solange du aber nicht die den größten Teil des Strom in Licht umwandelst, sondern im Spannungsregler und in den Vorwiderständen verheizt, wirst du das Temperaturproblem nicht lösen.

Bei KSQs für Hochleistungsleds kann ich dir die RCD24 Module von Recom empfehlen.
Die haben einen Analogeingang mit der man den Strom einstellen kann und einen PWM/On-Off Eingang. Man kann beide Eingänge (Analog und PWM) gleichzeitig nutzen. Somit kann man z.B. mit der Analogspannung den max. Strom einstellen (wenn der Strom des Moduls höher ist als von der Led) und mit dem PWM Eingang kann man (z.B. mit µC) dimmen.

Wichtig ist nur das du die Spannung für den Analogeingang über die Versorgungsspannung des Recom nutzt. Ich habe den Fehler gemacht und die Versorgung für den Spannungsteiler von den 5V des µC genommen hat. Wenn ich die Schaltung ausschalte sinkt die Spannung der 5V schneller ab als die Versorgung der KSQ (bei mir knapp über 30V). Somit stimmt der Maximalstrom nicht (vgl. Diagramme "Analogue Dimming" im DB).
Bei dir wird das zwar nicht so wichtig sein da du die Spannung mit einem Linearregler erzeugst. Bei mir war das eine Versorgung. Daraus wurde mit einem Stepdown Wandler eine Spannnung von 5V (für µC und Relais) und knapp über 32V für die KSQs erzeugt. Die Kondensatoren des Stepdowns waren schneller leer.

MfG Hannes

Irgendwie verstehe ich das noch nicht :(
Wenn ich jetzt z.B. dieses Netzteil (Reichelt Link) mit folgenden Daten nutze: Ausgangsspannung 6V, max. 3A habe ich doch nur eine Verlustleistung im Spannungsregler, der die Spannung auf 5V runterregelt oder nicht?

Es ist doch dann egal, ob ich die LEDs mit über den Spannungsregler oder über eine Konstantstromquelle betreibe oder nicht??
Die Widerstände sind von Ihrer Leistung her zu groß dimensioniert! Eigentlich benötige ich 1W Widerstände...aber ich möchte nicht, dass diese sich auch nur ansatzweise erwärmen...

Was hab ich noch geändert?

• Potis zum verstellen der Geschwindigkeit/Helligkeit etc.
• X2 als Wannenstecker für einen Infrarot Empfänger (TSOP1738) und als RS232 Anschluss (Pegelwandler kommt extra)

Der RS232 Anshluss ist bestimmt während der Programmierphase ganz hilfreich, denn so Fit bin ich in der programmierung noch nicht.

Viele Grüße
Johannes

Zitat:

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Irgendwie verstehe ich das noch nicht :-(
Wenn ich jetzt z.B. dieses Netzteil (Reichelt Link) mit folgenden Daten nutze: Ausgangsspannung 6V, max. 3A habe ich doch nur eine Verlustleistung im Spannungsregler, der die Spannung auf 5V runterregelt oder nicht?

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Fast Richtig. Zusätzlich hast Du aber noch einen Spannungsabfall an den Vorwiderständen der LED's die die Restspannung von 1,7V ( geschätzt ) * dem LED Strom 0,3A in Wärme umsetzen.
Trotzdem wird das mit einem 7805 nicht funktionieren, weil der mindesten 3V zwischen Eingang und Ausgang braucht.
Du kannst das schon so machen, wenn Du einen Low Drop Spannungsregler verwendest.
Typ hab ich jetzt gerade nicht parat, such aber mal nach diesem Begriff.

Zitat:

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Zitat von OsramLED

Irgendwie verstehe ich das noch nicht :(
Wenn ich jetzt z.B. dieses Netzteil (Reichelt Link) mit folgenden Daten nutze: Ausgangsspannung 6V, max. 3A habe ich doch nur eine Verlustleistung im Spannungsregler, der die Spannung auf 5V runterregelt oder nicht?

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Was ich nicht verstehe, wozu ein 5V Regler nötig ist, wenn schon 6V geregelt geliefert werden. Einfach die LED Widerstände passend für 6V ausrechnen und gut ist's

Die 5V brauchst du dann nur für den µC, da reicht dann ein ganz kleiner Regler mit einem Drop < 1V.

MfG Klebwax

Hallo Zusammen,
ich habe mir gerade nochmal den Schaltplan angeschaut. Dabei sind mir noch ein paar Dinge aufgefallen!
Hab das ganze mal mit dem Textmarker angemarkert.
Die Eingangsspannung VSS habe ich auf 9V erhöht. Dadurch kann ich wieder den Spannungsregler 7805 für den µC nutzen.
Die 9V vom Netzteil werden auch direkt für die Versorgungsspannung der LEDs genutzt. Dadurch ändern sich auch die Widerstände.
Mit der Schnittstelle X2:IR/RS232 möchte ich einen Infrarot Empfänger anschließen und eine eventuelle Computersteuerung für die Lampe.
Liegen da die Signale zu nah aneinander, sodass sich diese Gegenseitig stören?
Viele Grüße
Johannes

Und hier nochmal der Anhang...

Leider ohne Textmarker, weil in Farbe war die PDF Datei zu groß...

Stören sollten sich die Schnittstellen nicht. Verwendest du den Int0 für die IR Kommunikation? Wenn nicht, ich würde es machen.
Spannungsregler passt so.

Was hast du für eine Ledleistung? Ich würde eine KSQ verwenden (aber das Thema hatten wir schon). Zur Not kann man auch noch eine Temparaturüberwachung einbauen und dann die Ledleistung zurücknehmen, wenn es zu heiß wird.

MfG Hannes

Zitat:

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Zitat von OsramLED

Ist denn der Anschluss des Attiny gleich wie der des ATmega8?

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Nein, leider nicht. Ich würde dir auch eher zum ATtiny24 raten, allerdings kriegst du den ATmega328 (pinkompatibel und moderner als der ATmega8 ) auch schon für 2 Euro.
Ich persönlich mal den ATtiny13A besonders (kostet nur ein Drittel), aber bei dem werden dir die Pins nicht reichen, der hat maximal 6 für I/O.