Angepinnt Microcontroller-Tutorial - Teil II - PowerLED-Fader

      Microcontroller-Tutorial - Teil II - PowerLED-Fader

      Nachdem ich über Ostern Zeit zum Basteln hatte, kündige ich hier schonmal Teil II an:
      Einen PowerLED-Fader mit 4-fach PWM Steuerung.
      Vier Kanäle hat er nur, weil ich Dual-Mosfets gekauft hatte, man kann auch mit nur einem Mosfet z.B. einen Dimmer bauen, Lerneffekt ist der selbe ;)

      Was Ihr braucht:
      - Atmel ATTiny2313 (der hat coolerweise 4 PWM-Kanälen)
      - Logic-Level N-Channel-Mosfets als Leistungs-Schalter
      - PowerLEDs mit passender KSQ (ich werde ein Boardlayout reinstellen auf dem alles in einem ist, aber man kommt auch gut nur mit Mosfet(s) und schon vorhandenen KSQs aus)

      Wie die meisten hier bestimmt schon wissen, dimmt man LEDs "sauber" mithilfe von PWM (PulsWeitenModulation).
      Dabei wird die LED viele tausend mal pro Minute ein/ausgeschaltet - je öfter sie an ist, desto heller wirds.

      Grundlagen der PWM hier...de.wikipedia.org/wiki/Pwm

      Für die, die es nicht erwarten können:
      Ausgang der KSQ and die Anode der LED, Kathode der LED an den Drain des Mosfets.
      Source des Mosfets auf Masse legen und an das Gate kommt pro Mosfet jeweils einer der OCR-Pins (siehe Datenblatt...).
      Testen kann man das natürlich auch mit ner normalen LED und ohne KSQ.

      In Bascom Timer0 und Timer1 auf PWM stellen, über die entsprechenden Register regelt man dann ganz einfach die Helligkeit: 0 ist 0%, 255 100%, den Rest macht der µC, ohne auch nur einen Rechenzyklus CPU zu brauchen \:D/
      Sourcecode kommt die Tage...

      Stefan Z

      So, mein Prototyp läuft - Schon ne andere Sportart als mit popeligen normalen LEDs...
      Natürlich haben sich beim Board noch ein paar Fehler eingeschlichen, daher noch keine detailierte Beschreibung, nur zwei Bilder.
      Und zu allem Unglück ist mein Fuß böse verstaucht, daher kann es noch etwas dauern... :evil:

      Die eigentliche AVR-Steuerung ist extern (in diesem Fall auf meinem Pollin-Board...) - es werden aber eh nur maximal 4 Leitungen benötigt.

      Der Kühlkörper mit den LEDs und 3xIced Carcio-Linse samt Halter.


      Der Treiber - 4xLM317-KSQ und umseitigen SMD-Mosfets.
      Die Kabel sollten eigentlich alle in den Buchsen rechts verschwinden
      :-%

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von „Pesi“ ()

      "flensi1" schrieb:

      Das untere Bild hat irgendwie was künstlerisches ^^
      So mit der Schärfeverteilung .. :)


      So sieht das aus bei anständigen Kameras ;)
      Nennt man kleine Blende, bzw. Tiefenunschärfe.

      Aber die Sony DSC-R1 macht echt tolle Fotos, kann ich nur empfehlen...

      Stefan Z

      PS - wer noch Fehler findet oder Verbesserungsvorschläge hat: Immer her damit!
      OK... habs jetzt mal sauber in Eagle gebaut....
      Hier die Platine (schor richtig gespiegelt - einfach ausdrucken und aufbügeln ;) ) und die passende Bestückung...

      Technische Eckdaten:
      - 4 Kanäle PWM mit ATTiny2313
      - Mosfet-Treiber - bis zu 30V@3A pro Mosfet
      - TSOP IR-Empfänger kann einfach mit eingebaut werden
      - Drei Taster für Programmwechsel und Parameter
      - Integrierter +5V Festspannugsregler - kann auch für die Power-LEDs angezapft werden (dann kühlen!!)
      - Anschluß der LEDs über Lötpads - die KSQs der LEDs müssen extern zugeschaltet werden, dann jeweils Kathoden der LEDs an den Fader und die Anoden an die externe KSQ. Die Masse der KSQs mit dem Fader an GND verbinden und fertig.

      Sourcecode mache ich später... muss jetzt erstmal das Wetter genießen ;)

      Stefan Z


      Dateien
      So.. hier noch die Eagle-Dateien...
      Bitte beachten: Ich habe ein Zetex Dual-Mosfet im selben D2Pak für die Mosis benutzt - im Schema ist es mit 1xN und 1xP-Channel angegeben... sind aber die MMDF3N03HDR2 von Pollin!
      Der TSOP ist liegend, weil ich keinen stehenden gefunden habe - MUSS aber stehen, weil er sonst mit den anderen Bauteilen kollidiert!

      Viel Spaß damit!
      Dateien
      OK, habe jetzt auch Zeit gehabt, ein erstes Programm für den Fader zu schreiben...
      Vier Modi hat er bisher:
      - Hoch- und Runterfaden
      - Zufallsfarben
      - Regenbogen-Verlauf
      - Strobo-Effekt

      Über den 3. Taster wählt man das Programm - praktischerweise über INT1, so dass man nicht lange warten muss.
      Im Strobo-Effekt kann man den Delay zwischen den Blitzen mit Taster 1+2 ändern. Dazu in Strobo-Mode wechseln und dann die Taster entsprechend gedrückt halten...

      Ist alles noch nicht so super ausgereift, aber zumindest könnt ihr damit schonmal gut rumprobieren und verstehen, was sich da eigentlich im µC tut...

      Habe alles genauestens kommentiert, aber wenn Fragen auftauchen, sagt bescheid!

      Stefan Z

      PS - das Ganze ist für den Tiny2313 auf 8MHz - also Fuses entsprechen setzen, und CKDIV8 ausmachen! Ansonsten läuft alles nur mit 1/8 der Geschwindigkeit ;)
      Dateien
      Eine frage... an welchen stellen knöpfst du denn jetzt den Strom für die LEDs ab?!

      Also ich werd da nicht so ganz schlau draus...

      Kann ich denn meine Atmega8L damit betreiben?!

      Mit wieviel Vs betreibst du dein Modul, an welchen stellen schließte denn vCC und GND von der Stromquelle an und an welchen stellen kann man jetzt die LEDszuschalten... Wäre nett wenn mir das jemand anschaulich darstellen könnte... vielen dank!!

      Ich hab glaub ich tomaten auf den augen!!
      hi, ich versuche es mal :wink: ,

      im eagle schaltbild steht 12V - das ist Vcc; da kommt 12V- ran.
      durch den 7805 wird der attiny mit stabilen 5V versorgt und betrieben.
      an GND kommt Masse.

      und dann ist noch folgendes zu beachten:


      "Stefan_Z" schrieb:

      - Anschluß der LEDs über Lötpads - die KSQs der LEDs müssen extern zugeschaltet werden, dann jeweils Kathoden der LEDs an den Fader und die Anoden an die externe KSQ. Die Masse der KSQs mit dem Fader an GND verbinden und fertig.


      also die 12V- die schon am 7805 anliegen kommen an den eingang der/einer ksq - ausgang der ksq an die anode der LED - Kathode der LED an den Fader (PWM1 oder PWM2 oder PWM3 oder PWM4)

      :-k ich glaube das ist alles.

      ein bild habe ich jetzt nicht dabei, aber wenn noch fragen sind, einfach nochmal Bescheid geben.
      was ist denn mit KSQ gemeint?!

      Wenn ich feddisch mit kapieren bin dann zeichne ich mal was auf um von euch einen Daumen Hoch oder Daumen runter zu bekommen! ;)

      Achja... und die 12V werden nur für den IR-Baustein (Tsop ) benötigt?!

      Kann ich denn die schaltung oben mit nem ATMEGA8L betreiben.. Weil für diesen hab ich schon nen Programmer und wollte jetzt nicht noch extra einen für das Projekt basten... Der Atmega8L hat ja auch im gegensatz zum ATTiny2313 28 Pins !

      Und womit wurde das oben bereitgestellte programm denn erstellt?!



      Und dann müsst ich noch ne Fernbedienung basteln... aber das is ja dann wieder n anderes projekt...


      schönen Gruß aus hamburch!
      Mit KSQ ist konstantstromquelle gemeint.

      jo Du zeichnung ist immer gut und das übt richtig! find ich prima.

      der TSOP - IR Empfangsdiode wird auch mit 5V betrieben :wink: Vs.

      also für 'ne atmega8L kann man das natürlich auch benutzen, musst halt nur an die PIN anpassungen denken - da gibt es ja ein paar unterschiede.
      der atmega8 hat aber nur 3x PWM dafür aber mehr timer - glaube mich dunkel zu erinnern - kann gerade kein pdf anschauen.

      das programm ist in basic geschrieben und das tool heißt BASCOM-AVR.
      geflasht wird mit PonyProg in der neusten version.

      so ich glaube das waren erstmal die antworten auf deine fragen.

      wenn noch was ist einfach posten.
      Gut... soweit hab ich das gut kapiert!!


      Jetzt stellt sich bei mir noch die Frage welche KSQ ich kaufen sollte?! Soll dann nciht nur für das Projekt herhalten... wäre gut wenn man das auch fü andere "Projekte" gut benutzen könnte! Oder kann man sowas gut selber bauen?!

      Und welches Atmel "Developing" Board würdet ihr mir denn empfehlen....
      Weil für den ATTiny brauch ich auch schonwieder nen anderen Programmer ... Und die Lust noch einen neuen zu basteln beschränkt sich eher...!!!
      Also wäre gut wenn man damit mehrere/verschiedene µCs von Atmel proggen könnte....




      VIelen Dank soweit... Hat mir echt gut geholfen!!!


      gruß

      kamatschka


      \:D/
      also wenn Du eine kaufen möchtst, dann solltest Du auf den output achten, also das was als konstanter strom "hinten" raus kommt.

      im shop gibt es z.B. 20mA, 30mA, 100mA, 350mA, 700mA, usw.

      einige davon gibt es in SMD, andere brauchen eine gute kühlung und sind daher größer in der dimension.
      stefan_z betreibt den LM317 baustein als KSQ - siehe ersten beitrag (über dem 2. bild)
      es gibt auch KSQen die mehrere konstante ströme können (z.B. 300mA, 700mA und 1000mA) - hier werden die ströme dann über lötbrücken ausgewählt.

      ich persönlich bin ein freund von "KSQ selber bauen".

      man kann z.B. mittels eines mosfet, eines transistors und eines widerstandes eine KSQ basteln - abgeschaut habe ich es mir hier

      in die eagle zeichnung von stefan_z kann man die art der ksq gleich integrieren, so dass man extern keine mehr braucht - siehe bild.

      achja - der programmer - ich habe mir den seriellen vom hier gebastelt. damit kann man sowohl attiny als auch atmega8 flashen.
      wenn Du ein board suchst, dann kann ich das "ATMEL Evaluations-Board Version 2.0 - Bausatz" von pollin.de empfehlen.

      soweit erstmal...
      Bilder
      • incl_ksq.jpg

        12,99 kB, 484×255, 7.411 mal angesehen
      Okay...

      D.h. Ich brauche eine KSQ zuschaltung die ich in das PlatinenLayOut mit Integrieren kann...
      Das Problem ist dass ich das PlatinenLayout oben ätzen wollte und mit deiner hinzugegebenen KSQ kann ich ja das Layout oben nicht mehr verwenden..

      Oder ich baue halt die KSQ separat auf ner kleinen Lochrasterplatine und schalte das dann hinzu... Sind ja nur wenige Teile...

      Ich muss mich halt noch so richtig in die Elektrotechnik reinarbeiten aber langsam gehts.. Wenn du irgendwie nen Link zu nem guten Elektrotechnik-Tutorial hast dann immer her damit!. Ich plan halt noch nicht so wirklich den Unterschied zwischen Elektrischem Strom und elektrischr Spannung... okay... das eine wird in AMpere und das andere in Volt gemessen... mehr hab ich auch noch nicht so kapiert.. Jetzt hab ich aber zumindest auch kapiert warum eine KSQ so benutzt wird aber ist das nicht nur für BEtrieb mit Batterien notwendig da da ja die spannung oder Strom (jetzt weiß ich nicht was genau von den beiden abfällt) nach ner zeit abfällt... SO aus der Steckdose bekommt man ja eigentlich immer Konstanten strom?! wieso wird dann in diesem Falle auf ne KSQ zurückgegriffen?!

      Woran kann ich denn erkennen welche KSQ (also mit welchen Eckdaten) ich für ein jeweiliges Projekt benötige?!

      So.. jetzt muss ich nur noch entziffern welche bauteile ich für die KSQ benötige... ;)


      Vielen Dank.. hier wird man ja nicht gleich angeschnautzt wenn man noch so Fragen hat die das Projekt nicht direkt betreffen... Das find ich gut! :D

      schönen Gruß und ich ge dann mal gleich die benötigten teile bestellen wenn ich weiß welche genau ich brauche....


      Gruß

      kamatschka

      "kamatschka" schrieb:

      Vielen Dank.. hier wird man ja nicht gleich angeschnautzt wenn man noch so Fragen hat die das Projekt nicht direkt betreffen... Das find ich gut! :D


      auch das kriegen wir hin wenn Du willst O:) ne ne spass bei seite. das hilft keinem und ist auch unfair! wir haben alle mal klein angefangen (naja primär rede ich natürlich erstmal von mir 8-[ ) und einige von uns haben es sich eben über literatur, testen, internet und eben dieses forum angeeignet. hier ist man sehr gut aufgehoben.

      also das tool heißt eagle layout editor und kommt von cadsoft.de. es gibt eine freeware variante die, so glaube ich, die meisten für den einstieg nutzen. aber die idee mit der externen KSQ ist nicht verkehrt - bist erstmal variabler oder flexibler :-k . und die teile sind schnell auf einer lochraster platine aufgebaut.

      >hier< der vollständigkeit halber noch mal der link zum platinen ätzen per toner methode.

      naja ein link habe ich nicht wirklich, aber bei wiki gibt es immer mal ein paar grundsätzliche erklärungen. kannst ja auch mal nach ksq, konstantstromquelle oder constant current suchen lassen (google).
      meistens ist auch immer gleich etwas mehr oder weniger ausführlich beschrieben, wie und was passiert.

      bei einem konstanten strom ist es eben so, das dieser durch den verbraucher (in diesem falle die LED) ließt und sich die spannung automatisch einstellt. mit batterien hat es erstmal nix zu tun. es geht um den verbraucher und eine LED benötigt eben für einen optimalen betrieb einen konstanten strom. klar kann man eine LED auch über einen widerstand betreiben, aber eine KSQ ist eben "sauberer" - wenn ich das mal so sagen darf :wink: .
      naja aus der steckdose kommen halt 230V~ die müssen ja sowieso erstmal auf eine nutzbare spannung gebracht werden (meistens eben 12V- und am besten stabilisiert). das wird ja meist ein steckernetzteil sein.
      ich denke nicht das bei 230V~ ein konstanter strom raus kommt, da ja viele verbraucher (sauger, lampe, kühlschrank, ...) unterschiedlich viel strom "ziehen".

      KSQ - eigentlich erkennt man es daran, welchen strom der verbraucher benötigt.
      z.B. willst Du eine bestimmte fläche ausleuchten. dann hast du viel gelesen, gehört und bilder gesehen, so das du dir sagst - mmmh ok mit 3x Seoul P4 könnte ich die entsprechende fläche ausleuchten. nun könntest du die 3 LED's am limit betreiben (immer die kühlung der LED's beachten!) - sprich 1000mA. würde ich aber abraten - lebensdauer und so.
      also könntest du zum schluss kommen, das du die 3 LED's mit 700mA betreiben willst. so, an diesem punkt könntest du die KSQ mit 700mA bestellen oder selber basteln. dann die 3 LED's in reihe schalten und
      12V- (mind. 700mA besser 1000mA) an die KSQ - von KSQ an die 1.LED+ - von der 3. LED- an Masse.
      Ich weiß ,ist ein einfaches beispiel, aber ich hoffe es hat es ein wenig verdeutlicht. achja so eine KSQ hat immer eine Drop Spannung manchmal auch als Dropout bezeichnet. kurz gesagt, die eigenspannung der KSQ. also die ist immer mit einzurechnen für eine passende spannungsversorgung. schau mal im shop - dort ist bei den KSQ's immer ein gutes bsp. bei.

      edit: es gibt auch getaktete KSQ - die sind dann vom wirkungsgrad kaum zu schlagen - kosten aber auch etwas mehr.


      bitte bei den Mosfet's auf Logic Level Mosfets achten, die schalten bei 5V- voll durch. die MMDF3N03HDR2 scheint es bei Pollin nicht mehr zu geben - jedenfalls habe ich letzte woche keine mehr bekommen. ausverkauft stand auf der rechnung :(

      uuups - so viel wollte ich dir garnicht antun - naja egal...

      viel erfolg!
      Oh man... echt geile Hilfe hier... kann ich nicht oft genug sagen... ;)

      Also... soweit ich das kapiert habe wählt man dann die KSQ nach den "Verbrauchern" in unserem Falle LEDs..

      Hier nur zum Beispiel eine LED die 20mA typ. und 30mA max zum betreiben braucht..

      Link-- Bitte Klicken!

      Soll ich dann z.B. eine KSQ die 20-30 mA liefert fü die LED nehmen?!
      Und wenn ich jetzt mehrere LEDs in Parralelschaltung an dieser KSQ betreiben wolle kann ich diese KSQ die für 20-30 mA ausgelegt ist weiterbenutzen oder muss ich den Strom den die KSQ bieten soll proportional zu den verwendeten LEDs aufrechnen...
      Und Widerstände werden vor den Anoden der LEDs nach der orschaltung einer KSQ nicht mehr benötigt?!
      Das wär ja genial! :D


      Danke nochmal für den Link fürs Platinen Ätzen... werd dann mal ne schöööööne Bestellung tätigen damit ich auch noch mehrere dieser PWM-Module hier basteln kann... N Kumpel von mir wollt gleich auch so ein Ding haben! :D

      So.. was man jetzt noch wissen müsste wieviele und welche LEDs ic so verwenden wolle damit der raum in der Bodenleistengegend ne schöne Atmospphärische belechtung bekommt...

      Und wenn ich dann demnächst fragen zu der Fernbedienung habe die man ja nach dem Schaltbild zu urteilen auch verwenden kann werd ich mich melden..

      Ich denke mal wenn man so die ganzen sachen hier klärt die einem Anfänger so in den Kopf kommen werden sich auch andere trauen sowas als Anfänger nachzubauen...




      Jetzt nur noch n bisschen in das oben gebotene Programm schnuppern damit ich so langsam.. aber sicher in die Programmierung von Atmel µCs komme...



      VIelen Dank so weit... ich erkenne auch erst zum Schluss wenn ich fertig mi dem Schreiben eines Posts fertig bin dass ich manchmal ectzu viel geschrieben habe... Wie bei deinem Fall oben... Aber ich hab so langsam durch die Hilfe raus wie das alles so zusammenspielt ... also nochmals Vielen Dank für die Geduld und für die Hilfe einem Einsteieger dies gut und verständlich zu erklären...

      Ich meld mich dann wieder wenn ich irgendwo festsitze...

      \:D/ \:D/ \:D/ \:D/ \:D/
      genau nach den "verbrauchern" wählt man sich die KSQ aus.
      ich greife mal dein beispiel auf und gebe noch eins oben drauf :D

      die LED in dem link hat 20mA typ. dies sollte die basis für die KSQ sein.
      somit wäre [url=http://www.led-tech.de/de/Leuchtdioden/5mm-LEDs/LED-Konstantstromquelle--20mA,-bis-19V--LT-222_1_4.html] diese KSQ [/url] schon mal ziemlich gut.

      wenn du z.B. diese 0,5Watt LED betreiben möchtest - dann würde [url=http://www.led-tech.de/de/Leuchtdioden/0.5W-Power-LEDs/LED-Konstantstromquelle--100mA,-bis-37V--LT-910_1_86.html] diese 100mA KSQ [/url] in frage kommen.

      ACHTUNG - bitte immer die techn. Daten der KSQ beachten. schau Dir bitte die jeweils beiden Bsp. der KSQen mal an.

      so - jetzt zu einem punkt an den ich vorhin nicht gedacht habe.
      an einer KSQ bitte immer nur die LED's in reihe schalten. nicht parallel!
      kann jetzt nicht genau sagen, wie sich eine parallelschaltung der LED an einer KSQ auswirkt.
      immer schön in reihe :wink: dann ist alles gut.

      ja zur fernbedienung kann ich schon mal folgendes zuarbeiten:

      Microcontroller-Tutorial - RC5 LCD Tester
      Microcontroller-Tutorial - RC5 RGB Fader (IR Fernbedienung)

      soweit erstmal von meiner seite.

      wenn noch was ist, dann klären wir das hier - ansonsten google'n oder testen wir ein bisschen -
      eher gehen wir nicht nach hause :twisted: :roll: :lol: \:D/ :led:
      Da der Strom ja konstant ist (also z.B. 500mA) kannst du eigentlich beliebig viele in Reihe schalten. Das wird dann von der verfügbaren Spannung bestimmt. Der Stom bleibt bei Reihen gleich.
      Wenn du also z.B. 10 LEDs mit je 3,6 V und 500mA in Reihe hast, dann brauchst du eine KSQ die (mindestens) 36V bei 500mA liefert.
      Die Mosfets auf dem Fader sollten das aber auch aushalten können (in meinem Beispiel können die 30V bei 3A)....
      nee weil ich wunder mich halt dass dann wenn alle in reihe geschaltet sind dann auch wirklich alle noch gleich-stark leuchten...

      Jede LED wirkt ja als keliner Widerstand... oder hab ich da was falsch verstanden.... ?!

      Muss ich mir das dann so vorstellen das jede genau die 3,6 V abbekommt bei 500mA ?!

      Nach meinem logischen denken hätt ich gesagt dass die erste LED die an die KSQ geschaltet ist die 36V bekommt und dann nach und nach nach jeder LED abfällt... Ich glaub ich hab da irgendwas falsch verstanden....


      Aber schön zu wissen dass das echt so einfach geht...