I²C LED Treiber mit PCA9685 für 16Kanäle - kaskadierbar

[wkrug]

Für unsere gebrauchte Lichtwand musste eine neue Steuerung her.
Natürlich mit DMX und Automatikprogrammen.
Der Rechner mit Platine (ATMEGA1280 ) war von einem anderen Projekt übrig geblieben.
Was noch fehlte war ein Treiber, der die 25 RGB LED Streifen, also 75 Kanäle per PWM ansteuern konnte.

Auch nach längerer Suche im Internet konnte nichts passendes gefunden werden - Somit wurde eine Treiberplatine selbst entwickelt.

Basis der Schaltung ist ein PCA9685 des Herstellers NXP. Dieser Baustein stellt 16 PWM Kanäle zur Verfügung und kann via I²C Bus angesteuert werden.
Die Auflösung der PWM's beträgt 12Bit also 4096 Stufen.
Durch die Adressierbarkeit des Bausteines sind bis zu 62 dieser IC's maximal an einem Bus betreibbar.

Die maximal mögliche I²C- Busrate des Chips beträgt 1MHz.

Man kann das IC als Treiberbaustein für FET Transistoren konfigurieren ( TOTEM POLE Einstellung ) und somit FET's direkt ansteuern.
Wegen der Baugröße, der Leistungsfähigkeit und des Preises haben wir uns für den Logic Level FET IRLU 024N entschieden.
Mit guter Kühlung kann dieser Transistor bis zu 17A schalten.

Der I²C Bus ist auf zwei einreihige Platinenverbinder geführt. Dadurch kann das Modul kaskadiert werden.

Die Stiftbelegung ist +5V, SDA, SCL, !CE, GND.
Die !CE Leitung schaltet die Ausgangstreiber des PCA9685 aktiv und kann somit zum Abschalten der Ausgänge während des Bootvorganges des Controllers genutzt werden.

Die Adressierungsjumper können als Drahtbrücke fest eingelötet, oder über 3 polige Stiftleisten mit beweglichen Jumpern versehen werden.

Als Anschlusklemmen kamen die Schnellverbinder Typen WAGO 250-206, WAGO 250-208 für die LED Anschlüsse - und WAGO 236-404 für die 12V Stromversorgung zum Einsatz.
Die Stromversorgungsklemme ist doppelt ausgeführt, um die 12V Stromversorgung von einer Platine zur nächsten durchschleifen zu können.

Die GND Leitungen des PCA Chips und der 12V Stromversorgung sind auf der Platine nicht! verbunden.
Dies muss auf dem Controllerboard geschehen. Dies wurde extra so gemacht um "Brummschleifen" zu vermeiden.

Schaltplan und Layout sind im Eagle 5.x Format gezippt als Anhang.

Eventuell sucht ja mal ein anderer User so einen Treiber, der zwar nicht superschnell ist, aber eine Menge LED's oder sonstwas ansteuern kann.

[021aet04]

Die Platine sieht gut aus. Mir kommt der Elko etwas klein vor. Wenn du alle Kanäle am Limit betreiben solltest bricht dann die Spannung nicht ein? Ich hätte beide Bus Anschlüsse als Stecker ausgeführt, das ist aber Geschmackssache. Die Platine ist aber sehr aufgeräumt. MfG Hannes

[wkrug]

Wenn du alle Kanäle am Limit betreiben solltest bricht dann die Spannung nicht ein?

Gut, den könnte man etwas größer dimensionieren. Es hängt ja aber auch ein 150W Netzteil davor mit entsprechenden Ladeelkos und die angeschlossenen RGB LED's haben ja auch noch ihre eigene Elektronik ( getaktete Konstantstromquellen ).

Ich hätte beide Bus Anschlüsse als Stecker ausgeführt, das ist aber Geschmackssache.

Das waren bei mir 2 praktische Gründe.
1. Sind die Platinen ohne zusätzliches Material hintereinander zu schalten.
2. Sind in einer Packung je ein Stecker und eine verkabelte Buchse drin.
Also war ein bischen Faulheit auch dabei.