24 * 3W LED (Unterschiedliche) beschalten.

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

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Kameltreiber
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Di, 03.01.12, 00:02

Hi , ich bin neu hier und auch neu bei HP LED´s , von daher seit bitte gemütsam mit mir.

Ich würde gerne 24 Stück 3W LED´s zum Leuchten bringen, dazu möchte ich ein 24 V netzteil / Trafo verwenden und jeweils 6 stück in Reihe schalten, später soll dann auch noch dimmung möglich sein.

Aber zuerst mal zu den Grundlegenden Fragen:
1) Da ich 3 unterschiedliche LED typen verwenden möchte (allesamt 3W / typ: 3,2V/700mA ~ max: 3,4V/750 mA) möchte ich wissen ob ich die Unterschiedlichen Typen in Reihe schalten kann weil ich nicht gleichmässig jeweils 6 stück pro sLED typ verwenden möchte.
2) Wäre ohne die oben erwähnte Dimmung ein einfacher Widerstand auch möchlich oder MUSS es unbedingt eine Konstantstromquelle sein?
und
3) da ich 3 unterschiedliche LED typen verwenden werde und diese auch später jeweils unterschiedlich stark dimmen können möchte, möchte ich Fragen ob mir jemand einen Schaltplan einer Konstantstromquelle (selbstbau) empfehen kann der mindestens 12 stück 3W LED´s versorgen und Dimmen kann... und sich mglichst ans selbe netzteil parallel hängen lässt.
Ich habe nun zwar 2 tage ggoogle und dieses forum befragt aber ehrlich gesagt finde ich bei allen einen pferdefuss und keine der zig schaltungen erscheint mir perfekt zu sein.

Entschuldigt bitte die dummen fragen und hoffe ihr könnt mir dennoch helfen.

mfg
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Sailor
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Di, 03.01.12, 03:50

1. Ja, das geht. Maßgebend ist der Strom durch die Reihe.

2. Dimmung bei Stromkontrolle über einen Widerstand geht. Die Dimm8ung mittels Widerstand ist jedoch nicht so gut. Es steht nur ein relativ kleiner Dimmbereich gemessen am Widerstandswert zur Verfügung und die Dimmung ist nicht linear. Es müsste zusätlich zum Poti ein weiterer Widerstand in Rehe geschaltet werden, um den Regelbereich besser auszunutzen.

3 Wenn die LED-Typen unterschiedlich gedimmt werden sollen, geht Antwort 1. nicht. Nur wenn alle LED´s in der Reihe gleich gedimmt werden geht die Reihenschaltung.
Kameltreiber hat geschrieben: möchte ich Fragen ob mir jemand einen Schaltplan einer Konstantstromquelle (selbstbau) empfehen kann der mindestens 12 stück 3W LED´s versorgen und Dimmen kann... und sich mglichst ans selbe netzteil parallel hängen lässt.
Sieh mal hier und hier nach der 2-Transistor-KSQ.

Herzlich Willkommen im Forum!
Kameltreiber
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Di, 03.01.12, 14:07

Hmm Ok, soweit so klar.

Ich habe mir jetzt mal diese Schaltung hier genommen:

Bild
diese stammt aus diesem Beitrag hier: viewtopic.php?p=80257#p73187

Nur Verstehe ich dabei 2-3 Sachen nicht ganz und hätte noch diesbezüglich und hätte noch ein paar Fragen...


Wenn ich da oben 350mA der LED´s mit den 0.5 Ohm über den ebenfalls annähernd 350mA fliessen müsste, kommen bei mir da 0,175 V Spannungsabfall raus.
Da die für die LED´s 3,42 Volt angegeben sind wären dies bei 3 Stück 10,26 Volt und hätten somit zur Versorgungsspannung von 12 Volt eine Differenz von 1,74 Volt von denen ca 0,175 Volt an R5 abfallen müssten, es bleibt somit immer noch eine Differenz von 1,565 Volt die durch das FET "vernichtet" werden müssten.

1) Sehe ich das Richtig?
2) wie berechne ich R5 für 700mA??? -> 0,175 V / 700 mA = 0.25 Ohm???
3) Wozu dienen die Potis P1 und P2 genau?

4) Ich hab mir den Aufbau, der mir das bietet was ich bräuchte nochmal Durch den Kopf gehen lassen und würde die LED´s generell gerne a je 4 Stück in Reihe geschaltet nutzen, damit käme ich vermutlich am besten hin (wegen der Aufteilung der LED´s), diese würde bedeuten das ich: 3,2V * 4Stück = 12,8V bräuchte an den LED´s, hier würde sich dann ein 12V~ AC Trafo anbieten mit nachgeschalteter Gleichrichtung + Siebung + Glättung sprüngen da 16,97 Volt ~ raus, diese würde ich dann garne mittels 7815 o.Ä. auf 15V DC senken, nun die Frage kann ich die Schaltung auch damit betriben ? laut Datenblättern kann der ICM7555 2-18V und der LM358N von 3-32Volt, das müsste doch dann auch gehen, würde das die Dimensionierungen ändern?

Ich bitte nochmals um entschuldigung für so dumme Fragen, ich hab zwar vor 20 jahren mal ne Lehre in der Richtung abgebrochen aber nicht viel ist hängen geblieben...

mfg
Borax
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Di, 03.01.12, 15:25

Da hast Du ja gleich eine der kompliziertesten Schaltungen rausgesucht...
P1 regelt den Strom. Bei den angegebenen Werten etwa zwischen 0.1 bis 1A. Daher ist es nicht erforderlich R5 zu ändern. Nur P1 muss eben entsprechend eingestellt werden. P2 steuert die PWM (0-100%).
PWM ist nicht unbedingt erforderlich (und effizienz-technisch bei LEDs sogar eher 'kontraproduktiv'). Du kannst also auch eine einfachere Schaltung (nur Stromregelung) verwenden. Einziger Nachteil ist die geringere Linearität sowie keine Kaskadierbarkeit (mit einem PWM Signal kann man mehrere KSQs steuern - Strom-Regelung betrifft immer nur die eine KSQ)
hier würde sich dann ein 12V~ AC Trafo anbieten mit nachgeschalteter Gleichrichtung + Siebung + Glättung sprüngen da 16,97 Volt ~ raus, diese würde ich dann garne mittels 7815 o.Ä. auf 15V DC senken
Den 7815 kannst Du sparen. Die Schaltung regelt ja den Strom (mehr oder weniger) unabhängig von der Eingangsspannung.
Oder gleich ein 15V Schaltnetzteil. Am besten eines bei dem man die Spannung noch ein wenig reduzieren kann. Es soll ja nur so viel Strom verheizt werden wie unbedingt nötig.
Sollen eigentlich die Reihen unterschiedlich gedimmt werden? Oder alle gleichmäßig?
Kameltreiber
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Di, 03.01.12, 17:10

Hmm, ok soweit...

Ja es sollen unterschiedliche Dimmzustände einstellbar sein, um das ganze einheitlich zu gestalten hätte ich dann:

1 X KSQ/PWM mit 4stück 3W LED´s
1 X KSQ/PWM mit zusammen 8stück (2*4) 3W LED´s
1 X KSQ/PWM mit zusammen 12stück (3*4) 3W LED´s

und müsste dann wohl entweder dort wo 8 bzw. 12 LED´s bedient werden wollen 2 bzw. 3 KSQ Parallel an an die Spannungsversorgung hängen ODER die jeweils 4 LED´s welche in reihe geschaltet sind Parallel zu den anderen der selben Gruppe hängen und müsste dann jedoch die Schaltungs dimensionierungen für Ströme bis mindestens 2,1 A ändern.

Berichtige mich bitte wenn ich was falsches erzähle(vermute)...


Das ich mir nicht gerade die leichteste Schaltung rausgesucht habe und PWM bzw. Dimmung im allgemeinen immer Verschwendung bedeuted ist mir schon bewusst, allerdings lässt es sich nicht umgehen bzw. ich hätte es gerne so, meistens werden die LED´s eh im Arbeitspunkt also auf 100% arbeiten, hauptsächlich soll durch das dimmen beim Einschalten die Helligkeit langsam auf 100% geregelt werden und beim Ausschalten dann von 100% auf 0 zurück, also wirds später noch was komplizierter mit der Schaltung :).

Riesen Dank schon mal für deine Mühe und Zeit.

und eine Frage... Wo steht bzw. wie errechnest du das der Strom bis 1A geht?

Grüsse
Borax
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Di, 03.01.12, 22:17

Ok. So weit alles richtig.
allerdings lässt es sich nicht umgehen bzw. ich hätte es gerne so
Wenn Du das so willst, kein Problem.
und eine Frage... Wo steht bzw. wie errechnest du das der Strom bis 1A geht?
Stehen tut das nicht bei dieser Schaltung. Aber der KSQ-Teil dieser Schaltung ist auch noch anderswo im Forum beschrieben. Wie schon gesagt, lässt sich mit dieser KSQ auch recht gut eine Dimmung nur per Strom regeln (der OP ist da einfach ideal).
Errechnen kann man das schon auch. Ich bin aber jetzt gerade ein wenig zu faul, um das zu erklären. Hier steht einiges dazu:
viewtopic.php?f=35&t=6207&hilit=umbenannt&start=76
Fadein/Fadeout geht auch ganz gut mit einer MOSTFET Schaltung. Siehe z.B. hier:
viewtopic.php?f=34&t=12432&p=144256&hilit=fade#p144256

Bei der Menge an KSQs + PWM Steuerung (und dann auch ggf. noch in Kombination mit Fade) würde ich aber auch über eine Alternative nachdenken. Weil einfacher (und nicht viel schlechter) geht es auch mit der 2-Transistor-KSQ. Und für die PWM ggf. einen kleinen AVR vorsehen. Das spart viel Schaltungsaufwand.
Kameltreiber
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Di, 03.01.12, 23:51

AVR? Du meinst einen µC wie den ATMega32?

Hmm Interessant das Du das sagt ich hab gerade die letzten Stunden ein wenig rumgesucht und landete dann bei einem schnuckligen Webserver Bausatz mit oben besagtem chip.
Der Link http://www.ulrichradig.de/home/index.php/avr/eth_m32_ex falls es Interressiert.
Allerdings müsste ich dann noch einen WLan chip Nachrüsten und die Software entsprechend ändern :) ich möchte keine 20 Meter Kabel zwischen Router und den LED´s rumliegen haben:)

Aber ich merke gerade wieder das ich zu viel gleichzeitig in Angriff nehme...
"BOAH toll, das geht ja auch, hmm haben will...."
und am Ende wird aus nem Netzteil mit Widerstand ein mikrocontroller mit Webserver via WLan am Router :).
Also erst nochmal alles auslooten, die Zügel dann nochma kurz Locker lassen um Durchzupusten und erst mal logisch Nachdenken und dann erst den Masterplan erstellen:). Beim Programmieren bin ich noch Schlimmer... so bei Zeile 7857 fällt mir dann irgendwann ein... halt mal da gabs doch OOP und Klassen und sowas :D.
Sorry für OT

Danke schon mal für die Hilfestellungen...
und Grüsse
Kameltreiber
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Mi, 04.01.12, 12:00

moin,
ich nochmal.

was spricht eigentlich gegen 6* http://www.reichelt.de/ICs-TDA-9105-TSA ... 09f2eb8d45 mit jeweils 4 LED´s in Reihe die Beispielschaltung sieht eigentlich seht gut aus und mit 71 cent sehr kostengünstig.

oder übersehe ich was?
Borax
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Mi, 04.01.12, 16:08

Im Prinzip spricht nichts gegen diesen (oder ähnliche) Chips. In der Praxis ist es aber im Hobbybereich durchaus schwierig mit solchen Schaltreglern gute effiziente Schaltungen hinzukriegen. Das fängt bei der Beschaffung geeigneter Spulen, Kondensatoren und ggf. Schottky-Dioden an, dann muss dafür eine Platine geätzt werden die wegen dem hohen Strom aus 70µm Kupfer bestehen sollte und Abstimmung/Messungen an solchen Schaltkreisen sind wegen der hohen Schaltfrequenzen auch nicht einfach...
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Mi, 04.01.12, 16:16

@ Kameltreiber:

71 Cent? Du hast Dir die notwendige Beschaltung auf Seite 3 des Datenblatts schon angesehen oder? Ich würde mal etwa so um die 5 € schätzen (ohne Versandkosten).
Kameltreiber
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Mi, 04.01.12, 17:20

Hmm ja schon, die 71 cent bezogen sich auf das Bauteil ansich.

Wie dem auch sei... im Endeffekt läuft alles darauf hinaus das ich die Ansteuerung und Regelung via AVR haben möchte... diese könnte zwar selbstständig genügend Software PWM erstellen aber da dann auch noch andere aufgaben dazu kommen denke ich wäre das alles dann eine sehr starke belastung...

Im Endefekt bräuchte ich einen durch ein AVR Regelbare PWM Module.

Ich überleg mal weiter Danke schon mal für die Hilfe.
Borax
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Mi, 04.01.12, 19:14

Ein ATMega168 hat 6 unabhängige (Hardware)-PWM Kanäle. Das müsste doch genau für Deine 6x4 LEDs reichen. Und eine simple 2-Transistor-KSQ pro Kanal etwa so: viewtopic.php?p=98916#p98916 mit einem 15V Schaltnetzteil (z.B. so was: http://www.reichelt.de/Schaltnetzteile- ... ICLE=57488 ) sollte eigentlich alles sein, was da erforderlich ist.
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