LED Fading

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

Mr_Dooley
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Do, 05.01.12, 22:20

Hallo,
habe hier im Forum eine Schaltung gefunden die ich für mein Projekt sehr gut finde.

Ich möchte die Schaltung mit 12V konstant und 10 LED rot bauen.
Nun meine Fragen...
Wie verändern sich die Größen der Bauteile?
Was für eine V out hat der LM324N?
Berechnung der Vorwiderstände der LED (paralell)?
Wieviel LED kann ich maximal an dem LM324N betreiben?

Vielen Dank im voraus.
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ledfader_schaltplan.png
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Borax
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Fr, 06.01.12, 22:16

Diese Schaltung ist anscheinend nicht so toll. In der gezeigten Weise geht es ganz gut, aber viel Strom kann man damit nicht steuern...
Siehe auch hier: viewtopic.php?p=152992#p152992
Ich denk mir mal was stabil laufendes aus (was dann auch problemlos an verschiedene Ströme und Betriebsspannungen angepasst werden kann) aber das wird ein wenig dauern...
Mr_Dooley
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Sa, 07.01.12, 17:43

Dann bedanke ich mich schon mal im voraus...
Ich kann zwar gut nachbauen, aber mit sebst entwerfen habe ich so meine Probleme.
Bin eben kein Elektroniker....

:D :D :D :D :D :D :D
Borax
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Mo, 09.01.12, 14:29

Schau mal hier:
viewtopic.php?p=153156#p153156
Ich möchte die Schaltung mit 12V konstant und 10 LED rot bauen.
Welche LEDs genau? Ohne diese Angabe kann ich Dir keine genauen Werte zu den erforderlichen Widerständen geben...
Mr_Dooley
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Di, 10.01.12, 07:39

Hallo,
erstmal vielen Dank für deine Mühe :D :D :D :D
Ich wollte 3 Schaltungen mit unterschiedlichen LED bauen, damit ich für die LED Gruppen unterschiedliche Ein/Aus und Fading habe.
So nun zum technischen:
Stromversorgung KSQ 12V (IP67)
1.Schaltung = 16 LED grün 3,2V/ 20mA
2.Schaltung = 20 LED rot 2,0V / 20mA
3.Schaltung = 3 LED weiß 3,2V / 20mA und 3 LED gelb 2,0V / 20mA


:arrow: Ich hoffe das reicht, ansonsten kurze Rückinfo.
Borax
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Di, 10.01.12, 10:46

Stromversorgung KSQ 12V (IP67)
Das ist ein Widerspruch. Wenn es eine KSQ ist, dann müsste ein Strom angegeben sein (z.B. 700mA) keine Spannung. Wenn es eine feste Spannung ist (12V) dann ist es ein Spannungsquelle (umgangssprachlich meist nur als 'Netzteil' bezeichnet). Ich nehme an, Du meinst letzteres, also so was: http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... -IP67.html
Zu den LEDs/Schaltungen:
1. Hier sollte eine durch 3 teilbare Anzahl verwendet werden also 15 oder 18
2. Passt
3. Da wird es schwierig, die weißen und gelben gleichmäßig faden zu lassen. Besser wären wahrscheinlich 5 gelbe und 3 weiße, oder zwei verschiedene Schaltungen (bzw. 'Endstufen') dafür.
Ansonsten wäre nur noch eine Angabe zur etwa angestrebten Fadezeit hilfreich. Ist zwar prinzipiell einstellbar, aber wenn man den Bereich etwa kennt, dann kann man die angestrebte Fadezeit in die Mitte des Einstellbereichs legen, dadurch wird die Regelung 'feinfühliger'. Folgender Schaltplan geht von einer Fadezeit im Bereich von etwa 1-10 Sekunden aus:
NE555_LED_Fader7.png
Die hier gezeigte LED-Type ist nicht ernst zu nehmen... Entspricht etwa den grünen. Kritisch ist der 62K Widerstand (R2). Der liefert hier in der Simulation gute Werte, in der Praxis hängt es aber vom Mosfet ab, ob hier eher 50K oder 70K passen (im Prinzip wird damit die 'Auszeit' geregelt - siehe oben verlinkten Beitrag). Ähnlich die 7.5Ohm... Hängt ebenfalls vom Mosfet ab, dem entsprechend dazu passenden R2 und der genauen Flussspannung der LEDs.
Für die roten LEDs sieht die Schaltung praktisch identisch aus, nur dass es 4 Stränge mit je 5 LEDs in Reihe sind.
Für die gelb/weiß Schaltung wie oben schon gesagt am besten mit 2 Endstufen arbeiten:
NE555_LED_Fader8.png
oder mit 5 gelben und 3 weißen als parallele an einem Mosfet versuchen.
Mr_Dooley
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Di, 10.01.12, 21:37

Soweit habe ich die Schaltung verstanden...

Nur mit dem Mosfet habe ich noch Schwierigkeiten.
Wie werden den die 3 Pins mit der Schaltung verbunden und was bewirkt er eigentlich???
Kann ich aus dem Schaltplan nicht richtig erkennen...

Viele Grüße
Borax
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Di, 10.01.12, 23:26

Der Mosfet ist ein Leistungstransistor der im Gegensatz zum 'normalen' bipolaren Transistor über die angelegte Spannung zwischen Gate und Source gesteuert wird (ein bipolarer Transistor wird über den Strom durch die Basis-Emitter Strecke gesteuert). Das hat den Vorteil, dass große Lasten mit sehr wenig Strom gesteuert werden können (der TRIG-Pin am NE555 darf nur wenig belastet werden).
Wegen Anschluss: Schau mal hier: viewtopic.php?p=137375#p137375
Mr_Dooley
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Mi, 11.01.12, 11:50

Hallo...

nur kurz zum Verständnis...

Anschluß IRLZ34 (M2 von oben)

Drain (D) an die LED
Source (S) an R8
Gate (G) an R5

habe ich das so richtig verstanden ???

Viele Grüße :D :D :D :D :D :D :D
Borax
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Mi, 11.01.12, 12:27

Ja.
Mr_Dooley
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Do, 12.01.12, 23:32

Hallo,

kann man folgenden Poti benutzen ????

http://www.reichelt.de/ACP-Trimmer-6mm- ... caed16dac6
Borax
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Do, 12.01.12, 23:36

Ja. Ist aber extra klein. Wenn Du das willst ist das schon ok. Ansonsten halt ein Standard Piher: http://www.reichelt.de/PT10-RT10-Trimme ... ICLE=14620
Mr_Dooley
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Mi, 25.01.12, 16:29

Hallo ,
habe die Schaltung auf ein Ex-Board gesetzt ( mit 3 grünen LED und einem Mosfet) und alles wie oben gesteckt.
Nun habe ich folgendes Problem. Die LED leuchten ständig. Wenn ich an den Potis etwas regle passiert auch nichts.
Wo liegt mein Fehler bzw. wo sollte ich zuerst nachsehen???

Vielen Dank
Borax
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Mi, 25.01.12, 17:54

Zuerst mal nachprüfen ob der Mosfet richtig angeschossen ist. Hierzu mal R1 und R3 raus nehmen, wenn dann noch was leuchtet ist höchstwahrscheinlich der Mosfet falsch angeschlossen. Wenn die LEDs dann aus gehen, dann als nächstes die NE555 'Schwingung' prüfen. Hierzu eine LED (mit einen ca. 1K Vorwiderstand!) zwischen den Out-Pin des NE555 und Masse hängen. Die sollte dann im ca. 5 Sek. Takt blinken.
Mr_Dooley
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Mi, 25.01.12, 22:30

Es funktioniert....

Ausfaden funktioniert prima...
Einfaden geht relativ schnell... kann man da noch etwas verändern???
Ebenso die An Zeit der LED ... kann man die auch verlängern???
(momentan so ca 1sek.) wenn es geht vieleicht so auf 3sek. ...

Vielen Dank im voraus :P :P :P :P
Mr_Dooley
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Do, 26.01.12, 11:53

Hallo,
habe gerade noch ein wenig herumexperimentiert.
Was mir aufgefallen ist das wenn ich den 330K so wie bezeichnet an + anschließe die LED dauerhaft leuchten.
Entferne ich den 330K komplett, funktioniert das Faden.
Liegt der Fehler bei mir???

Bitte um kurze Rückinfo...
Borax
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Do, 26.01.12, 12:58

@karlabauer92

Deine Anmerkung verstehe ich jetzt überhaupt nicht... Woher weißt Du dass Mr_Dooley Duo-LED´s verwendet?

@Mr_Dooley
Schwierig... Wenn ich in der Simulation den 330K Widerstand entferne, leuchtet nichts mehr. Kannst Du mir mal genaue Angaben zu deiner momentanen Schaltung machen (Betriebsspannung, welche und wie viele LEDs, LED-Vorwiderstand R4)? Dann kann ich das vielleicht besser beurteilen. Ansonsten musst Du ein wenig warten... Am WE schaffe ich es vielleicht das mal selbst schnell aufzubauen und am Oszi genauer zu untersuchen. Aber auch da wäre es von Vorteil, wenn wir weitgehend die gleichen Bauteile und Versorgungsspannung verwenden würden.
Mr_Dooley
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Do, 26.01.12, 13:14

Hallo,

Versorgungsspannung ist 12V 1,5A (IP67)
12 LED Standart grün (3,2V) parallel jeweils 3 in Reihe
R4 = 7,5 Ohm
R2 = 62 KOhm
R1 = 220 KOhm

und R3 war 330KOhm ( bei weglassen funktioniert es, ist er drin dann Dauerleuchten der LED)

Einfaden geht relativ schnell (ca.1/2 sek - LED an ca.1 sek. - Ausfaden Einstellbar über oberen Poti bis ca.6 sek.)
Borax
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Do, 26.01.12, 13:53

Da benimmt sich die Simulation wohl doch ein wenig anders als die Realität...
Ich kann zwar das von Dir beschriebene 'Verhalten' (Einfaden ca.1 sek. - Ausfaden 6 sek.) auch in der Simulation 'hinkriegen', aber nur mit massiv veränderten Werten (ohne R3 und mit R4=27Ohm, R2 = 470 KOhm, R1 = 330 KOhm, C1=68µF, P1 auf 20KOhm, P2 auf 100KOhm). Muss ich wohl in der Realität nachbauen. Dann kann ich Dir (hoffentlich) mehr sagen.
Borax
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So, 29.01.12, 00:38

So... Jetzt aus der Praxis:
Ich habe die Schaltung mal auf meinem Steckbrett aufgebaut. Wie schon erwartet/befürchtet ist es der R2 der das Problem darstellt (und in diesem Zusammenhang auch R4 also der LED Vorwiderstand). R3 (die 330K) ist in der Tat nicht erforderlich. Allerdings war es bei mir so, dass mit 68K (62 hatte ich nicht) die LEDs fast ganz aus geblieben sind. Nur kurz ein schwaches Glimmen. Also ist es auch von der IRLZ34 Charge abhängig. Zum Test habe ich eine Nichia NS9L153MT verwendet. Diese LED braucht bei 80mA ca. 9.2V, sollte also ähnlich wie Deine LEDs reagieren. Betriebsspannung genau 12V. Ein gutes Ergebnis habe ich mit R4=22Ohm (bei nur 7.5Ohm wäre wohl der Strom schon bei weit mehr als 100mA - das würde zwar die Nichia vertragen, aber nicht unbedingt Deine 20mA LEDs). R2 war 200K(!!! mit 100K ging es auch, aber dann nur mit sehr wenig Strom, etwa 10mA). Mit R2=200k ging die LED zwar nicht mehr ganz aus, aber eben fast. Wenn man eine 'Aus'-Phase haben will, dann R2 kleiner (z.B. 100k) und den Vorwiderstand R4 anpassen (dann könnte es sogar mit den 7.5Ohm passen). Die Potis waren mit 22K Festwiderständen ersetzt. Ansonsten keine Änderungen an der 'Ursprungsschaltung'.
Fadein- und Fadeout Zeiten waren völlig symmetrisch (die Oszi-Bild), allerdings täuscht einen die Wahrnehmung, so dass man die Fade-In-Zeit eher kürzer empfindet (das Auge adaptiert sich an die zunehmende Helligkeit und nimmt sie als 'gleichbleibend' wahr, beim Fade-out ist der 'Adaptionseffekt' weniger stark ausgeprägt, dadurch wirkt er länger). Im Video wirkt es aber wieder eher symmetrisch. Das sollte sich aber durch das Verhältnis der zwei Potis auch noch optimieren lassen.
DSCF1981.jpg
Das Oszi Bild zeigt den Spannungsverlauf am LED-Vorwiderstand R4 (also damit den LED-Strom) zwischen 0.2V und 1,7V was bei 22Ohm einem LED-Strom zwischen 9mA und 75mA entspricht.
Also muss man ein 'gutes' Verhältnis zwischen LED-Vorwiderstand R4 und dem Spannungsteiler R1/R2 finden, damit es 'optimal' passt. R1 kann man dabei wohl auf 220K lassen, aber das Verhältnis zwischen R2 und R4 muss individuell auf den LED-Typ (Flussspannung), den IRLZ34 und die Betriebsspannung abgestimmt werden. Der LED-Strom sollte aber nachgemessen werden, sonst kann es leicht zu einer Überbestromung kommen. Ich würde an Deiner Stelle jetzt so vorgehen:
Eines der 100K Potis anstatt dem 62K Widerstand einbauen und die 62K anstatt dem Poti als Festwiderstand. Dann langsam und vorsichtig den Poti Widerstand erhöhen (von etwa 60K anfangen und dann 'aufdrehen') und die Spannung an R4 nachmessen. Das dauert eine Weile, weil normale Multimeter nur ca. 2-3 Messungen pro Sekunden machen und Du den höchsten Wert abpassen musst. So lange der LED-Strom nicht zu groß wird, kannst Du am Poti den Widerstand erhöhen, dadurch sollte die 'An'-Phase länger werden und die LEDs insgesamt heller.
Hier noch das Video:
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DSCF1983.AVI.ZIP
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Mr_Dooley
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Di, 31.01.12, 18:57

Es funktioniert ....
Noch eine Frage
Was muß ich tun um die Aus-Zeit der LED zu verlängern???

R1/R2/R3 weglassen ??? und wie groß muß dann R4 sein ???

Danke
Borax
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Di, 31.01.12, 23:45

Eigentlich R2 verkleinern. Aber dann bist Du wieder am 'Ausgangspunkt'. Wahrscheinlich sollte man dann auch noch R1 verkleinern und R4 ebenso. Aber das sollte ich wohl erst mal testen. Kannst Du mal versuchen zu beschreiben, wie Du es in etwa haben willst? Also im Sinne von Fadein= 3 sek, Voll an= 1 Sek, Fade out = 2 Sek, Aus-Zeit = 1 Sek?
Ob sich das dann mit dieser Schaltung realisieren lässt kann ich aber nicht versprechen. Völlig frei definierbare voneinander unabhängige Zeiten sind nur mit einem µC (per PWM Programmierung) machbar.
Mr_Dooley
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Mi, 01.02.12, 12:21

Was ich mir so vorgestellt hatte wäre ein Zeitzyklus wie folgender:
war glaube ich ein Beitrag von Dir
war glaube ich ein Beitrag von Dir
NE555_LED_Fader4.png (8.41 KiB) 16912 mal betrachtet
und das ganze auf 12V und meine 3 LED.
Borax
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Mi, 01.02.12, 12:29

Also etwa 4 Sek. hoch, 3 Sek. runter und 3 Sek. Pause?
Sollte machbar sein. Aber lass mich das zuerst selbst 'real' testen. Die 'vorige' Modifikation hat bei Dir geklappt? Also das 'Verhalten' ist jetzt ähnlich wie in meinem Video? Weil dann kann ich meine Schaltung als gutes Modell für Deine Schaltung nehmen...
Mr_Dooley
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Mi, 01.02.12, 15:26

das hat alles so mit deinen Angaben geklappt...


Danke im voraus
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