Anfängerfragen zu HighPower-LEDs

[stephezapo]

Hallo erstmal!
Ich bin ein ziemlicher Anfänger in Sachen Elektronik und zerbrech mir seit längerem den Kopf über eine Architekturbeleuchtung mit HighPower-LEDs.
Zunächst dachte ich an eine Reihe von RGB-Spotx. Dafür habe ich auf der Homepage von Hendrik Hölscher eine Schaltung für eine DMX LED-Steuerung gefunden: http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/light/dmxled.htm

Jetzt gerade beim Pinkeln kam mir aber ein neuer Einfall, und dazu müsste ich wissen ob das technisch überhaupt möglich ist:

Das ganze funktioniert ähnlich wie ein Laser-Projektor:
3 eng gebündelte LEDs (Rot, Grün, Blau) strahlen auf einen Spiegel. Dieser Spiegel wird durch einen (Schritt?)motor angetrieben und oszilliert um eine Achse, sagen wir mal mit 80-100Hz. Wenn ich jetzt alle LEDs einschalte und die ganze Apparatur auf eine Wand richte sehe ich also einen (nahezu) weißen Strich an der Wand.

Jetzt will ich aber keinen weißen Strich, sondern zb. einen Farbübergang, oder einen Regenbogen-Streifen oder eine gepunktete mehrfarbige Linie. Und hier die konkrete Frage: Ist es möglich, HighPower-LEDs so schnell zu schalten/dimmen, dass so ein Ergebnis machbar ist?

[AlKI]

Highpower-LEDs sind meines Wissens nur "Große" LEDs. Und LEDs haben ja ne winzige Reaktionszeit. In den Pollin-Datenblättern hab ich nix gefunden, aber die Reaktionszeit geht gegen 0, da ja nix glüht, wie bei ner Glühbirne.

Da ich aber mal n (einfachstes) RGB-fade-Programm für nen kleinen ATtiny gemacht hab, weiß ich, dass das auch im MHz-Bereich geht.

[wkrug]

Ohne jetzt konkrete Werte nennen zu können und somit aus dem Bauch heraus, würd ich mal sagen, das sowas möglich sein sollte.
Ich glaub eher fast, das Du Probleme mit den Konstantstromquellen kriegst ( Schaltfrequenz ) als das die Leuchtdioden da nicht mitkommen.
Es wird auch darauf ankommen, wie oft pro Linie maximal umgeschaltet werden soll.
Ich hab mir mal die LM3404 bestellt und möchte mit diesen Treibern ein wenig rumexperimentieren. Guck mal ob die Dinger auch für Deine Anwendung passen würden.

[stephezapo]

hm.. ich denke ich werd mal kleiner anfangen und Hendrik's DMX-Lösung nachbauen.

Dazu hätt ich nämlich auch ein paar Fragen. Die Ansteuerung einer LED sieht in diesem Fall nämlich so aus:

Bild hier  

Frage 1: Ich will an diese Schaltung nicht nur 1 LED (Seoul P4) dranhängen, sondern wahrscheinlich 3. Wie schließ ich die an und ändern sich da Bauteile?

Frage 2: Was ist BUZ11 auf dem Bild? Ein MOSFET? Wo ist da D,G und S? D = die obere Leitung, G die linke und S die untere (GND)?

[Oke]

Welchen zweck verfolgt die Schaltung (Funktion)?

[stephezapo]

Sie dimmt eine LED. Am Anschluss "from MCU" liegt ein PWM-Signal an.

[BASTIUniversal]

Hi!
@Oke: Die Schaltung ist eine Konstantstromquelle für eine (oder mehrere) LED. Die LED kann man mit dem Transistor T1 (BUZ11) ein bzw. ausschalten.

@stephezapo: Der LM317 regelt die Spannung am "Out"-Pin immer so, dass am "ADJ"-Pin 1,25V anliegen. Über den Widerstand R2 (3,9Ohm) fällt eine Spannung ab, die Proportional zum Strom ist (Ohmsches Gesetzt: U = R * I).
Fließt nun durch den Widerstand ein Strom von (I = U / R = 1,25V / 3,9Ohm) 320mA, so liegt am "ADJ"-Pin die Spannung von 1,25V an. Der Regler versucht diese Spannung (und damit den Strom) konstant zu halten.

Ob da jetzt eine oder drei LEDs dran hängen, ist im Prinzip egal. Man muss nur am "IN"-Pin eine 1-2V (-> Geschätzt!) höhere Spannung anlegen, als die Forward-Spannung der LEDs ist (bei Reihenschaltung: Alle Forward-Spannungen addieren).

Zu 2.: Der BUZ11 ist ein Feldeffekttransistor. Liegt an R1 eine Spannung von etwa 10V an, so schaltet der Transistor voll durch und die LED leuchtet. Liegen 0V an, so ist die LED aus.
Es wird nur beim Umschalten zwischen an und aus ein Strom verbraucht.

Ich hoffe das war einigermaßen Verständlich

Basti

[Gock]

Es sollte Dir noch gesagt sein:
- Kühlkörper für den LM317 nicht vergessen
- anstelle des BUZ11 besser einen LogiklevelFET nehmen, zb IRL3803 oä
- bei hohen Frequenzen einen FET-Treiber benutzen, damit die LEDs schnell schalten und der µCAusgang nicht überlastet wird.
- wie schon gesagt: Reihenschaltung der LEDs!
- bei hohen Frequenzen auf Störstrahlung (EMV) achten (Schirmen, usw)
- Netzteil mit hoher Pulsbelastbarkeit benutzen, damit LEDs schnell schalten
Gruß

[stephezapo]

Hm ... so ganz is mir das nicht klar ...

Vielleicht hilft ein Rechenbeispiel?
Ich hab 3 Luxeon K2, die schalte ich in Reihe. Die techn. Daten:
Spannung typ. 3.72V (max.4.95V)
Strom typ. 350mA (max.1500mA)

Spannungen addieren sich bei Reihenschaltung, also hätte ich dann 11.16V. Und wie gehts weiter?


@Gock: beziehen sich deine Tipps auf die Sache mit dem Schnellschalten mit dem Spiegel? Davon bin ich mittlerweile abgekommen, ich möchte zum Lernen mal was leichteres machen. Aber auf den Kühlkörper werd ich schon nicht vergessen

[Gock]

Die 1,5A zieht die nur sehr kurz,bevor es das dann war, das ist kein Richtwert!
Du brauchst also rund 3x4V + ca. 2,5V Verlustspannung am Regler +1,3V am Widerstand sind 16V + etwas Reserve für das Netzteil also min. 17-18V vor dem Regler, um ganz sicher zu gehen 20V.
Schnell schalten bezieht sich auf Dein geplantes Punktmuster. Um scharfe Grenzen zu erhalten muss man schnell schalten, sonst "verschwimmen" die Ränder. Außerdem steigt die Verlustleistung im FET (je nach Frequenz) und dieser wird entsprechend warm. Die Farben verfälschen sich ebenfalls.
Gruß