Analoge RGB steuerung

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Jessen

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Hi Leute.
Ich möchte meiner Mum als Weihnachtsgeschenk einen RGB stahler basteln, den man mit potis (also 3 Potis) steuern kann.

Das ganze soll mit einer von denen hier laufen:
HIER DRÜCKEN UM LED ZU SEHEN
(JA ich weiß leicht überpowert, aber ich möchte weiterhin sehen wie da die lichtausbeute etc is ... für ein anderes Projekt)

Ich hatte mir überlegt:
6 Volt vom Netzteil (Klick me) dann pro Farbe einen Wiederstand und dann ein Poti und dann eben die LED...

(Siehe Bild im Anhang)

Hab eben das hier gefunden und bin jetzt total verwirrt :D
ich brauch doch eigentlich keinen Spannungsregulierer weil wenn die 6 V n bisschen schwanken is das ja nich weiter schlimm. Und da die LED ja PWm abkann ist das doch kein Problem

naja, jetzt zu meiner eigentlichen Frage: Ist meine idee umsetzbar (so wie sie ist) und wie muss ich die potis dimensionieren (weil ja 3 W von den lampen gezogen werden) ( am besten beispiele für reichelt sachen)
 

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  • Analoge RGB steuerung Beitrag #2
TotoSchm

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Das wird so nicht funktionieren. LEDs lassen sich sinnvoll nur durch eine PWM (Pulsweitenmodulation) dimmen.

LEDs haben keine lineare Kennlinie.

Gruß
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #3
cmddegi

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So wie du das aufgezeichnet hast, wird das leider nicht (gut) funktionieren. Die Potis arbeiten als Spannungsteiler nur dann "sauber", wenn der Abgriff nicht stark belastet wird. Als Faustregel für halbwegs lineares Verhalten sagt man, dass der Strom durch den Spannungsteiler mindestens 10x so hoch sein soll wie der abgegriffene Strom. Bei 350mA pro LED kannst du dir vorstellen, dass das nicht gut geht. Es wäre wohl möglich, den unteren Anschluss der Potis frei zu lassen oder mit dem Abgriff zu verbinden - dann hast du einen einstellbaren Vorwiderstand. Allerdings werden in der Leistungsklasse Poti und Vorwiderstand relativ warm werden (bis 1,3W Verlustleistung am gesamten Vorwiderstand). Außerdem kannst du damit die Helligkeit nicht linear steuern, weil die Helligkeit der LED vom Strom abhängt, du aber die Spannung vorgibst (womit der Strom über eine e-Funktion zusammenhängt, und auch von der Temperatur der LED).
Wenn das ganze anständig funktionieren soll, wirst du irgendeine Art von Stromregler brauchen.

In Anbetracht dessen, dass es fertige RGB-PAR36-Spots mit für 34,- (z.B. bei MSV, www.karaoke.at) gibt, würde ich darüber nochmal nachdenken. :)
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #4
Jessen

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und was ist das da oben in dem zweiten link? KLICK MICH

Habt ihr ne ahnung wie man das für die oben genannte LED umsetzen kann ?? (NUR 1 LED
 
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  • Analoge RGB steuerung Beitrag #5
cmddegi

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Die Widerstände müssen passend berechnet werden; und man braucht für jeden Farbkanal so eine Schaltung (angepasst an die Daten der jeweiligen Farbe). Sonst kann man das unverändert übernehmen würde ich denken (sofern der Regler so eine kleine Ausgangsspannung schafft - müsste man im Datenblatt nachlesen).
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #6
Jessen

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also in dem artikel steht das 5 V durchgeht ... also speziell das man 1 LED betreiebn kann ...
the regulator will function below 5V input, so that's low enough that you could power just 1 LED if you wanted.
Quelle(Unter der Linie driter Spiegelstrich)


Jetzt meine frage, wie kann ich die wiederstände berechnen ...?
Ausgangsdaten sind immernoch:
LED
rot=2,2V​
grün=3,55V​
blau=3,55V​
350mA je Farbe​

Netzteil

Wäre echt supernett wenn mir dabei jemand helfen würde :ja::ja:
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #7
cmddegi

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Ist doch in deinem Link alles beschrieben; sogar mit Beispiel. :)
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #8
Jessen

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Ja aber mein Englisch ist jetzt nich so perfekt und in dem Fall reicht ja der kleinste Übersetztungsfehler und dann sind die 15E für die LED futsch - was natürlich nicht sooo schön wäre. ZB welcher Wiederstand wäre mit dem Wiederstand der bei mir "R" heißt gleichzusetzten ... auf Seite 7 steht was von wegen R3 sei der beschränker Wiederstand ... ist das dann der ??

und
wenn man das mit dem hier vergleicht KLICK (ich versuch immer sachen i wie herzuleiten) dann is ja die summe auf R1 ,R4, und R2 das selbe wie der einzelne Wiederstand ind der neuen Seite (nur das das da nicht regelbar ist)

Bis jetzt dachte ich auch das mein Englisch recht gut ist und ich auch Ahnung von Elektronik hab aber das übersteigt meine Grenzen -.-
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #9
cmddegi

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Diese Spannungsregler arbeiten alle nach dem gleichen Prinzip; sie stellen die Ausgangsspannung so ein, dass sie um einen gewissen Betrag höher ist als die Spannnung am ADJ-Pin. Beim Regler aus dem ersten Beispiel sind das 1,25V. D.h. (alle Angaben bezogen auf das Schaltbild im Beispiel, vorerst ohne den Transistor) durch den Widerstand R1 fließt ein Strom von 1,25V/R1. Unter der Annahme, dass in den ADJ-Pin fast kein Strom reinfließt, muss also der gleiche Strom über die Serienschaltung R4+R2 fließen. Da der Strom konstant ist, kann die Spannung über R4+R2 durch den Widerstandswert eingestellt werden. Die Ausgangsspannung ist dann einfach um die 1,25V höher. Damit hast du also eine einstellbare stabilisierte Ausgangsspannung.
Mit einem entsprechenden Vorwiderstand kann man bekanntlich eine LED an einer konstanten Spannung betreiben. Nun gibt es hier aber noch eine Besonderheit; nämlich eine Art Regler. Der LED-Vorwiderstand R3 dient gleichzeitig zum Messen des Stroms durch die LED. An ihm fällt also eine Spannung ab, die dem Strom durch die LED proportional ist - steigt der Strom, steigt die Spannung. Wird diese Spannung hoch genug, dann wird der Transistor immer mehr leitend und leitet einen Teil des Stroms an R4+R2 vorbei. Dadurch fließt weniger Strom durch diese Widerstände, der Spannungsabfall sinkt, und damit auch die Ausgangsspannung. D.h. wenn der Strom durch die LED z.B. durch Erwärmung ansteigt, dann nimmt die Schaltung die Ausgangsspannung zurück bis wieder ein stabiler Punkt erreicht ist.

Die zweite einfache Schaltung verwendet den Spannungsregler direkt als Stromregler nach dem gleichen Prinzip. Der Regler stellt den Ausgang so ein, dass die Spannung dort wieder z.B. 1,25V höher ist, als die Spannung an ADJ. Dadurch fällt genau diese Spannung an R ab, wodurch über I=U/R der Strom festgelegt wird. Da der Strom wiederum nicht in den VADJ-Pin reinfließen kann, fließt genau der eingestellte Strom durch die LED. Die Spannung an der LED stellt sich dann von selbst entsprechend deren Kennlinie ein. Ein kleiner Nachteil bei der simplen Schaltung ist, dass wegen der großen Spannung an R (und dem gewünschten Strom) die Leistung an R vergleichsweise groß ist.
Würdest du diese Schaltung für deine LEDs verwenden, dann würden bei VREF=1,25V und 0,35A (max. Helligkeit) ca. 0,5W am Widerstand verbraten. R müsste für diesen Fall VREF/I = 3,57 Ohm betragen. Wenns dunkler sein soll, entsprechend größer. Damit könnte man aber genauso die Helligkeit regeln, indem man in Serie zu diesem Widerstand (der die maximale Helligkeit festlegt) ein Poti schaltet, mit dem Widerstand entsprechend vergrößert werden kann (bei insgesamt z.B. 125Ohm würden z.B. nur mehr 10mA fließen). Das hat auch wieder zwei Nachteile: Das Poti muss die Leistung verkraften (bei welcher Einstellung und wie groß die genau ist, müsste man berechnen) und der Zusammenhang zwischen Potistellung und Helligkeit ist invers, also 1/x, also wieder nicht linear.
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #10
cmddegi

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Ich hab mal eine einfache Variante einer Stromquelle gezeichnet; viell. hilft dir das weiter.

attachment.php


Hier wird ein einfacher NPN-Transistor relativ beliebigen Typs (solange er die Leistung verträgt) als Stromregler verwendet. Das Prinzip ist recht simpel; die Spannung zwischen Basis und Emitter beträgt immer etwa 0,7V. D.h. der Transistor stellt sich so ein, dass die Spannung am Emitter etwa 0,7V unter der Basisspannung liegt. Durch R1 fließt dadurch ein Strom, der dieser Emitterspannung proportional ist. Da in die Basis nur relativ wenig Strom rein fließt, muss in etwa der gleiche Strom auch über die LED (hier modelliert durch R2) fließen. Die Spannung an der LED ergibt sich dann automatisch.

Eingestellt wird der Strom über den linken Spannungsteiler. R4 und R3 modellieren ein Poti, das in dieser Konfiguration etwa 200 Ohm haben müsste (wird nicht so leicht aufzutreiben sein; da müsste man noch ein wenig rechnen).

Die Diode dient zur Temperaturkompensation (hat in etwa das gleiche Verhalten wie die BE-Strecke vom Transistor) und um einen toten Bereich beim Poti zu vermeiden (die Basisspannung muss 0,7V höher liegen als die Emitterspannung. Im Minimalfall ist die Emitterspannung, und damit der Strom, Null, also muss die Basis auf etwa 0,7V liegen, bevor sich was tut. Die Diode hat nun in Durchlassrichtung etwa 0,7V Spannungsabfall, wodurch das untere Ende vom Poti auf 0,7V liegt).

Die Auslegung ist recht einfach: Ich habe gesagt, ich will durch den Spannungsteiler etwa 10mA Strom fließen haben. Von den 6V schluckt die Diode etwa 0,7V, also müssen 5,3V am Widerstand R5 und dem Poti abfallen. Daraus ergibt sich der Gesamtwiderstand (in meinem Fall etwa 540 Ohm; hab die Diode hier mit 0,6V gerechnet). Von diesen 5,3V möchte ich z.B. 2V Einstellbereich haben; das heißt die Potibahn muss 10mA*2V = 200 Ohm Widerstand haben. Damit bleiben 340 Ohm für den oberen Widerstand, um die 540 Ohm zu erreichen.
Diese 2V Spannungshub durch Verstellen des Potis werden 1:1 an die Emitterspannung durchgegeben, nur, dass die dann von 0-2V geht. R1 ist dann so dimensioniert, dass bei 2V genau 350mA fließen.

Die Werte stimmen nicht ganz genau, da ich wie gesagt die Diode mit 0,6V angenommen habe, die in der Simulation verwendete aber 0,7V hat, manche Vereinfachungen getroffen wurden, usw.
Im Zweifelsfall muss man mit den Widerständen ein Wenig herumspielen. Z.B. auch statt den 2V Einstellbereich den Einstellbereich so wählen, dass er sich aus den 350mA und einem leicht beschaffbaren Widerstandswert ergibt. Dann den Strom durch den Spannungsteiler so dimensionieren, dass wiederum ein Poti mit leicht beschaffbarem Wert den gewünschten Spannungshub erzielt. Danach R5 (einen einfachen Widerstand mit speziellen Werten kann man leichter beschaffen oder zusammenstückeln) so dazurechnen, dass sich der berechnete Strom durch den Spannungsteiler ergibt.

Bevor du allerdings deine LED riskierst, würde ich die Schaltung mit verschiedenen Widerständen R2 (und dem Multimeter im Strommessbereich in Serie) anstelle der LED testen. Unabhängig vom Widerstand (in einem gewissen Bereich; wenn der Widerstand zu groß ist, kann bei gegebener Versorgungsspannung nicht mehr genug Spannung über dem Widerstand aufgebaut werden, damit der gewünschte Strom fließt) sollte immer etwa der gleiche Strom fließen.

Die Schaltung steuert die Helligkeit fast linear mit der Potistellung, der Laststrom fließt nicht über das Poti, und die Schaltung ist unabhängig von der Flussspannung der Diode; d.h. für alle Farben kann die gleiche Schaltung verwendet werden.
Ein Nachteil der einfachen Schaltung soll aber auch nicht verschwiegen werden. Da die Referenzspannung über einen Spannungsteiler eingestellt wird, muss die Eingangsspannung (von 6V in diesem Fall) stabil sein und darf sich nicht (z.B. mit der Last) ändern. Es spricht aber natürlich nichts dagegen, für den Spannungsteiler eine niedrigere Spannung zu verwenden, die z.B. über einen Festspannungsregler aus den 6V erzeugt wird.
Weiters verbrät diese analoge Schaltung natürlich einen signifikanten Anteil der Leistung in Transistor und R1. Daher werden heute fast ausschließlich "digitale" PWM-Schaltungen für solche Zwecke verwendet.

PS: Hab noch was festgestellt: 2V Einstellbereich sind hier wohl zu viel. Die anderen Farben brauchen etwa 3,55V; wenn 2V an R1 abfallen, dann bleiben für den Transistor nur noch etwa 0,45V übrig. Das dürfte zu wenig sein (siehe Datenblatt Transistor Uce-min). Die Auslegung sollte also eher so sein, dass an R1 bei 350mA nur etwa 1V abfällt.
 

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  • Analoge RGB steuerung Beitrag #11
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Hmm oke ... Ich hab mir nochmal die Zeichnung von der Seite angeschaut.
Ist es richtig, das 1,25V/R1=350mA sein muss weil die LED ja, egal welcher Farbe, 350mA frisst?
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #12
cmddegi

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Bei der ganz einfachen Stromquelle ist das der Fall, ja. Zumindest, wenn der verwendete Regler 1,25V als Referenzspannung verwendet.
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #13
Jessen

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  • Analoge RGB steuerung Beitrag #15
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hmmm.... ich werd mich die Nacht nochmal ransetzen ... ein dickes Dankeschön nochmal an dich cmddegi ^^

(leider versteh ich bis jetzt noch nicht wie ich die Wiederstände berechnen kann ... aber mal sehen was die Nacht so schönes bringt ^^)
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #16
Jessen

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Sodele.
Hab mich nochma mit Wörterbuch und Internet Drangesetzt und bin zu folgenden Ergebnissen gekommen:
R1= 2604,16Ohm
R2=3957,3Ohm
R3=1,57Ohm
und das Poti R4=2500Ohm

das rote sind jeweils Perioden

Kann das stimmen :weiss::weiss:
#
fals ja, in welche richtung muss ich die Wiederstände anpassen



(Soll ich für R1 lieber den 2,2kOhm oder den 2,7kOhm nehemen vorallem, weil in der anleitung steht, das man die mit 1% toleranz nehmen soll ... da is ja eig nich sooo viel spiel)

/Edit ... hab grad nen 2,61k Ohm wiederstand gefunden. mit 1% der müsste doch für R1 gehn wenn ich 8 paralel pack damit sie die 2 W erreichen
 
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  • Analoge RGB steuerung Beitrag #17
WinTVDVBs

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/Edit ... hab grad nen 2,61k Ohm wiederstand gefunden. mit 1% der müsste doch für R1 gehn wenn ich 8 paralel pack damit sie die 2 W erreichen

Moment, wenn du gleich große Widerstände parallel schaltest, teilt sich der Widerstand durch die Anzahl der parallel geschalteten Widerstände.
Also entweder du nimmst 4 Stück (je 2 parallel und die Bündel dann in Reihe) oder besser 16 Stück (je 4 parallel und die 4 Bündel dann in Reihe). Mit 8 mal 2.61 kOhm fällt mir grad keine Verschaltung ein, die wiederum 2.61 kOhm Gesamtwiderstand hat.
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #18
Jessen

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stimmen denn die Wiederstandswerte an sich ??
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #19
cmddegi

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Hab leider gerade etwas gesehen, was dir nicht gefallen wird. Die drei LEDs in deiner RGB-LED haben einen gemeinsamen Plus-Anschluss. Damit kannst du diese Schaltung (die mir persönlich ohnehin etwas unnötig kompliziert erscheint) nicht verwenden, weil der Plus jeder LED an deren eigenem Regler hängen müsste.
 
  • Analoge RGB steuerung Beitrag #20
Jessen

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Mit dem Problem habich mich gestern nacht auch auseinander gesetzt. Und BÄÄÄM neue LED mit der es keine probleme geben kann weil die garnich common A oder C sind ^^

und kompliziert: Ja das is sone sache ^^ ... ich schau mir nochmal deine Schaltung genauer an und sehe ob ich damit arbeiten kann :D
 
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