[Parallel-Port] Transistor für Steuerkreis?

[RoboHolIC]

Autsch, den Konverter hatte ich ja ganz aus dem Blick verloren ... Doch, ja, das ist Standardware: 24polig, Breite: 0,6" = 600mil = 6RE.

Die diskret realisierte Begrenzung der maximalen ON-Zeit wird technisch aufwendiger sein als das bisher diskutierte. Das kann ich nicht druckreif aus dem Ärmel schütteln. Wenn man sie in Software haben will, kostet sie aber auch: Zeit!
Kannst du evtl. am PC in der geplanten Software einen schnellen Timerinterrupt einrichten, dessen Code die Einschaltdauer verwaltet und über die kumulierten ON und OFF-Zeiten quasi ein Thermomanagement betreibt? So könnte die aktuelle ON-Zeit begrenzt und per arithmetischem Mittelwert über die vergangenen 100 Zeiten die Erwärmung der LED im Zaum gehalten werden So oder so ähnlich. Dazu braucht es dann aber experimentell ermittelte Parameter. Gesteuert würde die Interruptroutine über einen Satz von Schaltbefehlen von der Anwendungsebene.

Bei den Zeiten würde ich mir keine Sorgen machen. Wenn der Konverter wenigstens USB1.1 spricht, sollte in den 12Mbit/s doch 1ms "Schalt-Bang" oder schneller drin sein. Allerdings hatte ich kürzlich dein Projekt mit einem anderen verwechselt, wo auch jemand auf LED-Basis ein Stroboskop gebaut und damit einen gepulsten Wasserstrahl "eingefroren" hat. Von dort hatte ich auch die Leuchtzeiten <1ms und die Grundfrequenz von etwa 25Hz zitiert.

[forivinx]

Okay, also das mit dem Thermomanagementen habe ich jetzt nicht so ganz verstanden. Aber wenn es darum geht Softwareseitig zu verhindern, dass die LED zu lange leuchtet, dann wäre das absolut kein Problem. Da würde ich so etwas in der art Basteln:

void Safe_LED_Flash() {
    static int lastFlash = 0;
    if (GetTick() > lastFlash+10) { //wenn die LED seit mehr als 10 Millisekunden nciht geblitzt hat
        //Code der die LED aufblitzen lässt
        lastFlash = GetTick(); //merken, wann die LED das letzte mal geblitzt hat
    }
}

Mir ging es eher darum ob ich irgendeine Sicherung in meinen Schaltkreis einbauen könnte die einfach rausfliegt, wenn die LED zu heiß werden würde. So etwas vielleicht: MTS 128
Wenn der Computer nämlich abstürzt, kann es ja problemlos passieren, dass das Steuerprogramm einfriert.


Wegen den USB Zeiten mache ich mir halt gedanken, weil das USB-Signal ja erst einmal konvertiert werden muss. Und außerdem hat USB ja auch ein nicht allzu simples Paket-Protokoll. Wenn man die Pakete effizient nutzt kommt man bestimmt auf 12Mbit/s. Wenn man wenn man immer nur einzelne Pakete losschießt, dann wird das ganze bestimmt wesentlich langsamer.

[RoboHolIC]

Werden denn nicht mit ähnlichen USB-Konvertern die Pulse für "dumme" passive Motorcontroller in Fräsmaschinen und 3d-Druckern erzeugt?

Wenn man sich auf niedrige Tastverhältnisse beschränken kann, kann man den Basisstrom durch einen Kondensator an den Transistor leiten. Der Basisstrom kann dann nicht beliebig lange fließen. Das ergibt aber kein scharfes Schaltverhalten: Der Transistor kriegt, wenn er im Störungsfall schleichend "abgewürgt" wird, längere Zeit ganz viel Verlustleistung ab und könnte daran sterben, aber das LED-Modul wäre geschützt.
Andere Möglichkeit: Das Steuersignal bedient nebenbei ein RC-Glied. Wenn die Einschaltdauer zu lange ist, lädt sich der Kondensator auf eine Spannung auf, die höher als eine gewisse Schwellenspannung ist. Ein Komparator (Spannungsvergleicher) erkennt dies und blockiert dann schlagartig den Basisstrom des LED-Schalttransistors. So wären beide Elemente abgesichert.

[forivinx]

Hm also bei so teuren geräten kann ich mir das kaum vorstellen. Ich weiß ja nicht wie groß so ein 3D-Druck-Befehl sein kann, aber ich gehe mal von mehreren MB aus.
Ich hab echt kaum Ahnung von der ganzen Materie, aber ich habe irgendwo gelesen, dass die USB-Pakete nur im 1ms Abstand gesendet werden können. Wenn ein Paket bis zu ein paar KB groß ist, dann müsste es ja theoretisch mit Paketen die nur ein paar Bytes groß sind 1000 mal langsamer sein.
Bei der Dateiübertragung wäre das galube ich einfach zu langsam.

Das mit dem Kondensator und dem RC-Glied hört sich irgendwie wieder so kompliziert an, ich weiß nicht... Ich dachte man könnte da einfach so ne Temperatursicherung für n paar Cent reinpacken, aber na ja ich werde dann einfach mal das beste hoffen.

[RoboHolIC]

Ich dachte da mehr an Eigenbau-Geräte. Die sind technisch meist sehr einfach gehalten
Pakete im Millisekundentakt - da hatte auch oberallgeier mal was zu geschrieben in deinem Thread. Das wäre immerhin um Faktor zehn schneller als das, was du erhoffst.

Dass meine Vorschläge für dich vielleicht nicht gleich verständlich sind (kann auch an meiner geringen Eignung zum Autor liegen), hatte ich ebenso einkalkuliert wie die Hoffnung, dich neugierig zu machen. Immerhin zeigst du Beharrlichkeit beim Lernen.

Montiere die LED auf einen Kühlkörper wie z.b. den hier:
Kühlkörper SK 48 Fischer Elektronik SK 48 50 SA

(oder einen in der Geometrie passenderen, Hauptsache, der "K/W"-Wert ist kleiner als 3. Damit bist du beim LED-Modul für wenige Euro mehr fast perfekt auf der sicheren Seite (noch größer kühlt halt noch besser, aber Dauerbetrieb ist eh nicht gefragt). Da kannst du auch gleich den Schalttransistor draufpacken, dann ist auch der gekühlt. Nicht vergessen: Wärmeleitfolie (ne Art Gummi) unter beide Teile und an den Transistor ein Isoliernippel dran, damit dessen Wärmekontaktfläche (= Montagefahne) vom Kühlkörper isoliert wird. Den ganzen bisher besprochenen Absicherungsrest kannst du dir dann sparen.

[forivinx]

Okay danke, das neugierig machen hat auf jeden Fall gut geklappt. ;D

Ich habe auf Reichelt auch schon diverse Kühlkörper gefunden die in Frage kämen: http://www.reichelt.de/Profilkuehlko...l?GROUPID=3383
Allerdings bin ich mir nicht ganz sicher, nach welcher Größe/Form ich schauen sollte.
Das LED Modul ist auf jeden fall 20mm², allerdings ist nicht klar, ob der on-board Kühlkörper da mit einberechnet ist.
Das Problem, welches ich sehe ist, dass ich den Abstrahlwinkel nicht voll Nutzen können werde mit einem Kühlkörper wie diesem. Auch habe ich ncith wirklich eine idee wie ich die LED da nun raufschrauben sollte. Noch weniger bei einem Kühlkörper wie diesem.
Ich bräuchte eigentlich etwas, wo ich das LED Modul draufstecken/schrauben o. Ä. kann.
Und außerdem würde ich das ganze schon gerne mit der Platine Verbinden, sodass ich ein Teil habe und noch lieber alles in ein Gehäuse packen, wenn es so etwas gibt.

Ich habe übrigens noch Wärmeleitpaste (eigentlich für den CPU Lüfter gedacht), die ich opfern würde.

[RoboHolIC]

Das Modul ist 20mm x 20mm plus die kleinen Überstände der Lötfahnen. Es wird leicht auf alle ausreichend dimensionierten Kühlkörper passen. Ich denke dabei an eine Montage auf der planen Rückseite. Kühlkörper gehören
Um das LED-Modul bei Nennleistung dauerbetriebsfest zu bekommen, muss die Summe der einzelnen thermischen Widerstände ( vgl. elektr. Wid.), die zulässige Temperaturdifferenz (vgl. Spannung) und die abzuführende Wärmeleistung (vgl. Stromstärke) analog zum ohmschen Gesetz passen.

Grenzwertige Berechnung:
Der thermische Widerstand (Sperrschicht bis Kühlfläche/Gehäuse) des Moduls beträgt 2,5 K/W. Bei Nennleistung ergibt das eine Temperaturdifferenz von 50K zwischen LEDs und Kühlfläche.
Die Sperrschichten der LEDs dürfen max. 135°C heiß werden. Die Wohnraum-Umgebungstemperatur ist (ohne Gehäuse!) mit 25°C anzunehmen. Daraus ergibt sich eine maximale Betriebstemperaturdifferenz zwischen Sperschichten und Kühlkörperoberfläche von 110K.
Davon gehen 50K bereits auf die Rechnung des LED-Moduls selbst.
Für den restlichen Weg von dessen Kühlfläche durch den Lamellenkühlkörper bis an die Luft sind noch maximal 60K erlaubt. Nach Adam Riese darf der Kühlkörper also nicht schlechter als 60K/20W = 3K/W sein. Das ist das primäre Auswahlkriterium. Form und "Farbe" sind der konstruktiven Freiheit anheim gestellt.
Wärmeleitpaste/folie/kleber bringt in den dünnen Schichten nur kleineK/W-Bruchteile zusätzlichen Wärmewidestand und kann hier vernachlässigt werden.

Wenn das LED-Modul nun doch Dauerbetrieb-tauglich werden soll, ist nochmals ein Blick auf den Arbeitsstrom zu werfen: Die Flussspannung liegt nominal bei 14V, kann auch bis zu 16V betragen. Ich würde noch VOR der Inbetriebnahme das LED-Modul mit einem definierten Strom betreiben, auf Betriebstemperatur kommen lassen, die Flussspannung messen und anhand dessen kritisch nachsehen, ob die U/I-Kurve deines Exemplars nennenswert von typischen Verlauf abweicht. Dann kann man sich noch überlegen, ob evtl. 85% der Nennleistung genügen, damit es (noch) länger lebt oder ob man es quälen will für höhere Helligkeit.

Zur Kompaktlösung: Man kann die Platine via Gewindestangen, Abstandshülsen und einfacher Isolierplatte (zur Not Pappe) mit dem Kühlkörper zu einem halbwegs stabilenStack oder Paket integrieren. Die Gehäuselösung zwingt dich voraussichtlich zur (geräuschvollen) Zwangskühlung.

Wärmeleitpaste ist OK, wenn du sicher bist, dass du die endgültige Montage machst. Ich bevorzuge mittlerweile Wärmeleitfolie (Pads).