12V LED Leiste mit 3,3V PWM-Signal schalten

  • Hi zusammen,

    ich hoffe, dass ich das richte Forum getroffen habe. Ansonsten bitte in den richtigen Bereich verschieben.

    Bevor ich zu meinem Problem komme, schreibe ich erstmal etwas zu dem, was ich vor habe.. Letztens habe ich ein PIC-Entwicklungs-Board gefunden und mir gedacht, dass man damit was anstellen könnte. Ich möchte nun mithilfe des µC (ein dsPIC33FJ256GP710 von Microchip) eine 12V-RGB-LED-Leiste über ein Web-Interface steuern. Dabei soll z.b. auch eine Timer-Steuerung realisiert werden.

    Die einzelnen Farben sollen mittels dreier PWMs gedimmt werden, die vom µC ausgegeben werden. Die PWM-Frequenzen sind eigentlich frei wählbar, sodass die PWM-Frequenz keine Beschränkung darstellt. Die PWM, die vom µC ausgegeben wir hat einen Pegel von 3,3V. Die LED-Leiste benötigt 12V.

    Nun brauche ich eine Schaltung, die das 3,3V PVM-Signal vom µC auf 12V verstärkt. Da ich kein so großer Analog-Techniker bin, weiß ich mir leider nicht ganz zu helfen. Die Realisierung der Software im µC ist kein Problem.. bzw. fast fertig.

    Natürlich habe ich mir dazu schon meine Gedanken gemacht und bin vom Prinzip her auf eine Schaltung gekommen (siehe unten). Dazu hätte ich aber folgende Fragen:

    - Ist diese Schaltung vom Prinzip her richtig und funktioniert diese auch?
    - Welche Transistoren würdet ihr empfehlen?
    - Welche Widerstandswerte würdet ihr empfehlen?

    Vielen Dank schonmal für eure Hilfe!!

    Liebe Grüße..
    [Blockierte Grafik: http://img163.imageshack.us/img163/740/schaltplan.png]

  • Wichtig wäre zu wissen was Du für Leisten per PWM steuern willst -
    Stichwort "Stromaufnahme"
    Ich würde zu MOSFETS statt Transitoren tendieren.

    Einmal editiert, zuletzt von dussel (21. Juni 2011 um 23:49)

  • Eigentlich ist das so richtig.
    Die Transistoren musst du an den Strom der durch die LED's verbraucht wird anpassen.
    der BC337 hält bis zu 500mA aus und schaltet gegen GND.

    Hier ist ein Threat über ein DMX-Interface mit 3 Ausgängen von PESI -> Klick <-

    Hier ist der selbe nur in einer "günstigeren" Version mit -> klick <-

    gruß unsportlich

  • So.. jetzt habe ich mich durch die Beiträge gelesen. Ich bin bisher gar nicht auf die Idee gekommen, es mit MOSFETs zu machen. So wie ich gelesen habe, kann man sie mit hohen Frequenzen schalten. Welche weiteren Vorteile würden mir denn MOSFETS bringen? (Nur so.. aus Interesse). Da der Preis keine soo große Rolle spielt, werde ich wohl MOSFETs nutzen.
    Zuerst noch kurz ein Auszug asu dem Datenblatt des µC:
    Maximum current out of VSS pin ...........................................................................................................................300 mA
    Maximum current into VDD pin(2)...........................................................................................................................250 mA
    Maximum output current sunk by any I/O pin(3) ........................................................................................................4 mA
    Maximum output current sourced by any I/O pin(3)...................................................................................................4 mA
    Maximum current sunk by all ports .......................................................................................................................200 mA
    Maximum current sourced by all ports(2)...............................................................................................................200 mA

    Mit euren Vorschlägen komme ich auf zwei Schaltungsvarianten. Dazu hätte ich aber auch wieder ein paar Fragen:

    • In beiden Varianten fällt es mir mangels Wissen schwer die Widerstände zu dimensionieren. Wie muss ich diese dimensionieren? (Hilfestellung mittels Formeln wäre schon ausreichend)
    • Sind beide prinzipiell richtig?
    • Welche ist "besser"? (Für den Zweck)
    • Welchen Zweck haben die NPN-Transistoren in Variante 2? Verstehe ich das richtig, dass sie als Konstantstromquelle dienen? Müsste ich die Widerstände Rbe1, Rbe2 und Rbe3 dann ensprechend dem Beitrag (DMX-Interface) berechnen? (Also: RbeX = 0,6 / Strangstrom X)
    • Sind die Transistoren (NPN und MOSFE) überhaupt für die Anwendung bzw. die Ströme überhaupt geeignet? (Bin mir da nich 100%ig sicher, wenn ich mir die Datenblätter durchlese)

    [Blockierte Grafik: http://img855.imageshack.us/img855/2133/variante1.png]
    [Blockierte Grafik: http://img849.imageshack.us/img849/6930/variante2.png]
    P.S.: Ich denke mal, dass die Widerstandswerte von den Strangspannungen abhängen. Ich habe bereits nachgefragt, warte aber noch auf Anwort. Bisher weiß ich nur, dass der Gesamtstrom (durch alle drei Stränge) max. 1,2A ist. Leider weiß ich aber nicht, wie sich dieser auf die drei Stränge aufteilt. Gibt es da vielleicht eine Regel, mit der man das herausfinden kann? Oder ist es sogar ganz einfach und der Strom teil sich gleichmäßig aufteilt.. also 0,4A/Strang? Hätte aber eigentlich gedacht, dass die unterschiedlichen Farben unterschiedlich viel Stromziehen..
    Grüße,
    amnesiac

    2 Mal editiert, zuletzt von amnesiac (22. Juni 2011 um 14:57)

  • Hi,

    bei dem von Dir gewählten Mosfet, IRLIZ34N, und den geringen Strömen brauchst nur das Gate direkt an den µC anklemmen. Für Deinen Anwendungsfall reicht das aus. Wenn es um höhere Ströme bzw. Freuquenzen geht dann kann man solche Verschaltungen wie von Dir vorgeschlagen anwenden, wobei ich dann gleich eher zu ordentlichen Mosfet-Treibern greifen würde.

    Gruß, Benny.

  • Ok.. klasse.. danke!
    D.h. quasi, dass ich Variante 1 nehmen kann und dabei die Widerstände R1-R3 weglassen kann.. oder?

    Wie müsste ich in dem Fall die Widerstände Rds1-Rds3 dimensionieren?

  • Ich dennoch in jedem Fall einen Gatwiderstand verbauen, um den Umladestrom zu begrenzen.
    Greade weil bei dem Controller Imax/Pin bei gerade mal 4mA liegt und keine besonders hohen PWM-Frequenzen benötigt werden.

  • Ähm - tja -
    hat der Dussel wohl Murx geschrieben -
    Peinlich berührt wegdreh :S
    Versuche es noch mal:
    "Ich würde zu MOSFETS statt normalen Transitoren tendieren" :D
    Da stellt sich dann die Frage: Was ist normal? Bin ich normal?? Warscheinlich nicht -

  • Tut mir Leid.. konnte leider nicht früher schreiben.

    Ich habe den Beitrag schon richtig verstanden;) Ist es nicht so, dass man zu einem bipolar Transistor umgangssprachlich "normaler Transistor" sagt?
    Mittlerweile war ich beim örtlichen Elektronikhändler (Mükra). Der hat die gewünschten Transistoren (IRLZ34N) leider nicht :( Der Verkäufer hat gesagt, dass er nur eine Alternative für mich hat (IRL540N). Nachdem ich nun die Datenblätter verglichen habe, bin ich mir gar nicht sicher, ob ich Ihn nehmen kann. Dass er überdimensioniert ist, ist mir klar ;) Aber.. funktioniert er denn überhaupt? Also.. kann ich mit dem IRL540N 0,5A (12V) mit 3V schalten?

  • Ist es nicht so, dass man zu einem bipolar Transistor umgangssprachlich "normaler Transistor" sagt?

    Ja ist leider so, obwohl das sogar länger ist.

    Dass er überdimensioniert ist, ist mir klar ;) Aber.. funktioniert er denn überhaupt? Also.. kann ich mit dem IRL540N 0,5A (12V) mit 3V schalten?

    Wenn du ein durchschnittliches Exemlar erwischt, für das die typischen Datenblattwerte gelten, dann ja. Allerdings sollte die PWM-Frequenz nicht zu groß werden, weil der schon ganz ansehnliche Kapazitäten hat. Und in Schaltung 2 bekommt der auch nur 2,7V Ugs.