LED Controller mit Raspberry pi ersetzen

Also, wenn ich die Links richtig deute, erzeugt dieser Controller eine konstante Spannung bzw. setzt diese voraus) und steuert die Helligkeit der LEDs mit PWM.

Auf dem Foto sieht man für den Eingang 12-36 V und für den Ausgang ebenfall 12-36 V - das klingt mir so, als würde er einfach nur die angelegte Spannung durchsteuern. Die LED-Streifen haben eine Betriebsspannung von 24 V. Dein Netzteil hat 12 V. Wenn der Controller nicht zugleich als Aufwärtswandler arbeitet, erscheint mir das unlogisch. Kann man am Controller irgendwo einstellen, welche Ausgangsspannung er liefern soll? Vermutlich nicht.
Wie deine 24-V-LEDs mit 12 V laufen, musst du mir mal erklären. Viellicht funktioniert es schon einfach deshalb nicht zuverlässig.

Ob der Pi dafür überhaupt das richtige Gerät ist, solltest du dir überlegen. Ein 4-Kern-Mini-Rechner mit Linux und dem ganzen Peripheriekram ist dafür eigentlich überdimensioniert. Da reicht vermutlich ein ESP32 auch. Du sagst nichts dazu, wie du dir die Bedienung vorstellst, aber einen ESP kannst problemlos mit einem kleinen Touchdisplay, mit einer Fernbedienung (IR-Empängermodul) oder auch übers Handy steuern.

Für 12 LED-Streifen brauchst du nun außer genügend Netzteilen vor allem 12 Treiber, die den Strom als PWM an die LEDs liefern. Das dürfte allerdings kein Problem sein.

Jeden der 12 Spannungsanschlüsse kannst du mit einem Mosfet realisieren. Du musst dir halt welche suchen, die die Spannung und den Strom aushalten (24 V / 4 A), mögliichst wenig Wärme erzeugen (ggf. Kühlkörper) und die schnell genug sind für die beabsichtigte PWM-Frequenz (wobei die nicht so extrem hoch sein muss - kommt drauf an, welche Frequenz die Steuerung liefen kann - schon bei 100 Hz sieht das Auge nicht mehr viel vom Flimmern).

Jeder Mosfet muss mit einem PWM-Signal gesteuert werden. Dafür kannst du ein Servo-Treibermodul (PCA9685) verwenden. Die Dinger gibt s mit 16 Kanälen, du kannst den Duty-Cycle von 0-100 % steuern und die PWM-Frequenz in gewissen Breichen einstellen.

Wenn du einen ESP32 verwendest, geht es auch ohne das Servo-PWM-Modul. Der ESP32 hat 16 PWM-Kanäle.

Außerem genügen sogar zwei PWM-Ausgänge, wenn die WW und CW LEDs jeweils alle gleich hell sein sollen. Also eins für CW und eins für WW. Jedes dieser Signale steuert dann eben 6 Mosfets parallel und an jedem hängt ein LED-Strang. Des PWM-Servmodul brauchst du also eigentlich gar nicht.

Der wesentliche Haken ist, dass der ESP mit 3,3 V läuft. Du brauchst dann Mosfets, die bereits bei dieser Spannung schalten oder musst entsprechend einen Level-Shifter davor bauen.

Das ist eigentlich schon fast alles. Vielleicht noch ein paar Details in der Schaltung der Mosfets, da wird dir sicher jemand helfen können, der sich mit den Dingern besser auskennt als ich. Unterm Strich kannst du das also bauen mit

- ESP32, einen anderen µC oder einen Pi + passendes Netzteil

- Möglicherweise brauchst du einen Levelshifter für die Ansteuerung des PWM-Moduls oder ggf. der Mosfets.

- ggf. das Servo-PWM-Modul

- 12 Mosfets, evtl. Kühlkörper

- ein paar Widerstände

- Lochrasterplatine

- und natürlich die Streifen und 24-V-Netzteile

- Für die Steuerung ist ein Nextion Display gut geeignet.

Hallo ghini

wenn ich das richtig interpretiere hat der LED Streifen total 96W auf 2 Kanäle verteilt, schau mal bei http://www.ledaquaristik.de die SIMULUX Steuerung an, max. 5 Kanäle mit je 48W Leistung.

Eine andere Option wäre die Dimmung über die Netzteile regeln, dann brauchst du aber je ein Netzteil für die warmweissen und die kaltweissen LEDˋs, gesteuert über PWM.

Oder eine Bastelplatine bauen und die Dimmung per PWM mit MOSFETˋs ansteuern und/oder ein Transistor dazwischen (ich hatte schon Dimmer konstruiert, allerdings über einen Arduino gesteuert, es gibt MOSFET mit 5V Ansteuerung). Mit den 3.3V vom Raspi müsste allenfalls ein Transistor dazwischen oder wenn er genug Leistng hat reicht auch der Transistor.

Moinsen,

Die Stromversorgung ist eigentlich nicht das Thema was dich reitet.
Egal ob PI, auch Pico, oder ESP, oder die 5V Vertreter Ardiuino und CO (AVR von Atmel / Microchip ) es ist zum Schluss immer das selbe.
Du musst einem PWM Signal eines GPIOs eine Vc Spannungs-kompatibles PWM Signal machen.
Einfache Lösung mit ausreichend Sicherheit für den Controller. Du nimmt einem Optokoppler, den du mit den entsprechenden Vorwiderständen über den GPIO Ausgang des Controller-Boards betreibst. Damit bist du auf der Seite schon einmal Save, dass dort nichts schief laufen kann, falls mal der GAU eintritt.
Dann nimmst du dir einen LDO oder Festspannungsregler der dir aus der Vc der Stripes eine Spannung macht mit der du die Treiberstufe , den Vortreiber sowie die Ausgangsseite des Optokopplers betreiben kannst. Hier ein sehr schnucklig, kleiner Vertreter der MCP1804 Damit und den entsprechenden Collector Vorwiderstand bekommst du ein nicht invertiertes Signal aus dem Optokoppler über den Emitter, was du mit einem kleinen 2N700 / 2N7002 soweit verstärken kannst um eine größeren MOSFET anzusteuern. Dabei musst du nur auf die Gate / Source Widerstand achten, sonst wird das nicht wirklich etwas mit einem sauberen PWM Signal. Eigentlich nicht weiter kompliziert, und sehr platzsparend umzusetzen.
Vorteil dieser Lösung, mal vom Vorwiderstand des Optokopplers abgesehen, dass es egal ist, welche Spannung das PWM Signal am GPIO OUT hat.

Quote from ghini

Das mit dem Schaltplan hat sich schon erledigt.

wie kann man nur so wortkarg sein?

was sollen wir mit diesen Worten anfangen?

Ich hoffe mal du bist nicht nur für Selbstgespräche hier!

Wo hast du denn den Schaltplan her?

Ob man drei Netzteile einafch so parallel schalten kann, wäre ich mir nicht so sicher. Kurzes Googeln dazu weckt jedenfalls erhebliche Zweifel, dass das so ganz problemlos möglich ist. So lange du keine verlässliche Info dazu hast, empfiehlt es sich wohl, für jeden LED-Streifen ein Netzteil einzusetzen.

Du hast immer noch 12-V-Netzteile, obwohl deine LEDs für 24 Volt angegeben sind. Warum die bei 12 V überhaupt leuchten, würde mich mal interessieren.

Die Beschaltung der Mosfets sieht seltsam aus - aber offenbar gibts Module mit diesen Anschlüssen...

GND des Arduino klemmst du oben an den GND-Verteiler. Die GND-Anschlüsse der Mosfets sind, wenn ich mich nicht völlig irre, entbehrlich, weil ja bereits Vin- an GND hängt.

Quote from Gnom

Wo hast du denn den Schaltplan her?

welcher Schaltplan?

Ich sah keinen.

Sag mer mal so: "wat is ne Schaltplan"

Unter Bildersuche "Schaltplan" findet man Beispiele. (auch wie man es nicht machen sollte)

Moinsen,

Hast du auch mal Windows-User "\49176\" gefragt, was das werden soll ?

Um mit gemeinsamer Masse ( GND ) solche Lichterleiste /-streifen ansteuern zu können, muss dieses XY-MOS ein P-Channel- MOSFET sein, sonst knallt es nur einmal und das auch nur ganz kurz.
Dann solltest du klären, was nun wirklich maßgebend ist: ein "Meanwell 12 V" oder der "Trafo" ?
Schaltnetzteile mit Lastregulierung kann man nicht so wie dargestellt parallel schalten. Geht nicht, oder nicht sehr lange gut. Trafos hingegen geben eine Wechselspannung ab - also nix mit + (Plus) und - (minus). Aber wenn an diesen Trafos noch eine Gleichrichterschaltung verbaut wäre, könnte man unter gewissen Voraussetzungen diese parallel schalten. So definitiv NEIN !
Und noch etwas, auch wenn dort ein Arduino als PWM Taktgeber eingezeichnet ist, ein P-Channel MOS benötigt invertierte Signalen. Sollte man, wenn keine Inverterstufe (NOT) verbaut ist beachten, sonst ist das gewünschte Ergebnis auch ein ganz anderes. Zudem brauchen MOSFETs keinen Strom, sondern nur eine ausreichend hohe Gate-Spannung, sonst schaltet dort auch nix. Damit man den OFF oder LOW Zustand an einem solchen MOSFET erreicht braucht man auch noch einen GATE Widerstand, den ich auch nicht sehe. Und FETs allgemein, ohne eine Freilaufdiode zu betreiben grenzt auch schon fast an Größenwahn.
Aber mal zu den Fallzahlen: 12 x ( 96 Watt / 2 ) = 576 Watt bei 12 V immerhin 48 Ampere ! Das will ich sehen, wie das mit einem 5 Volt Ausgang eines Arduinos nochmals gesplittet auf zwei MOSFET Verstärker ohne GATE Treiber gehen soll. Vor allem wie du damit deine 24 V LED-Streifen ansteuern willst ?
Denke noch einmal sehr intensiv darüber nach, was dort auf dem Plan gezeichnet ist, und was du als Ausgangsmaterial angegeben hast ?

Moinsen,

Siehst du, so ist das wenn die Angaben wie in deinem Plan, dann auch von dir unvollständig weiter gegeben werden !
Nur mal einen Blick auf deinen PLAN gelenkt, das steht in der Baugruppenbezeichnung XY-MOS.
Woher sollen wir wissen, dass es sich um was ganz Anderes handelt
Zu der Platine: Ja der macht oder schaltet 15 A aber das bei einer Spannung von ca. 27 Volt mehr nicht.
Deswegen sind dort auch 2 MOSFETs verbaut sonst würde es nicht gehen. Aber das war ja auf deinem PLAN nicht zu ersehen.
So also kannst du bis auf die Spannungsversorgung die Schaltung so lassen, und kannst pro dieser Platine maximal 3 dieser LED streifen dranhängen. In der Summe 3 * 4 = 12 Streifen.
Was du dort oder damit als Ansteuer-Controller nimmst mit der Platine auch egal, ob du nun ein Arduino, eine ESP8266, ein ESP32, ein RasPi PICO, oder ein richtig großes PI nimmst, oder nur einen ATTINY84 oder einen dickeren ATMEGA ist vollkommen egal. Du musst nur dafür sorgen, dass dein Netzteil die Spannung der LED Leisten bereitstellen kann, und wenn möglich mit nur einem Netzteil (Affiliate-Link) auch der Gesamtstrom 12 * 4 A = 48 A besser 50 A liefern kann.

Dennoch wäre ich bei einer solchen Schaltlast nicht so unvorsichtig das direkt aus dem / den GPIO(s) zu machen, sondern würde noch einen Optokoppler zur galvanischen Trennung zwischen Controller und Laststeuereinheit dazwischen schalten. Auf jeden Fall auch getrennte Massen ! Denn wenn es einmal "Fatscht", also der Netzteil durchgeht, oder warum auch immer ein Rückstrom aus dem Netzteil durch diese "Platinen" durchschlägt, dann ist deine Controllereinheit komplett mit gegrillt. Und wichtig bei der Programmierung, mehr als 20 kHz Basisfrequenz PWM verträgt diese Platine auch nicht. Wenn WLAN als APP oder WEB-Interface gewünscht ist, dann wie GNOM schon erwähnt ein ESP32 oder ein RasPI Pico. Dafür muss man keine schweren Geschütze wie ein ausgewachsenes PI auffahren.

Moinsen,

ich weiß nicht was erschreckender ist, das technische Unwissen, oder die Konzeptlosigkeit bei der Ausarbeitung eines Projektplanes / -zieles.

A) Du hast schon gewisse Anschaffungen gemacht, und überwirfst aller paar Minuten deinen Plan.

B) Was willst du mit dem überteuerten Fischzüchterkrempel, der ohnehin nur auf 12 Volt ausgelegt ist, du aber angibst die 24 Volt LEDs schon zu besitzen ?

C) liest du überhaupt was man dir schreibt ? Bzw. warum stellst du keine Rückfragen wenn du es nicht verstanden hat ?

Also der Reihe nach bevor meine Frühstückpause vorbei ist.
Was denkst du was ein Arduino, um auf deinen Satz

Quote from ghini

Die Dimmung nicht selber programmieren sondern je ein dimmbares Netzteil für Warm- und Kaltweiß nehmen und über den Arduino (o.Ä.) die Helligkeiten vorgeben.

einzugehen, macht ?

Auch in der Schaltung mit den MOSFET Doppelendstufen aus deinem anderen Plan macht das Arduino auch nichts andere als über 2 Kanäle ein PWM Signal auszugeben.

PWM Signale zur Ansteuerung kann jeder dusselige, vom kleinsten bis zum größten, µC ausgeben. Egal wie das Kind heisst.

Das kann auch der (je nach Bezugsquelle) nur ca. 1,80 € kostende ATTINY13 oder 85 übernehmen, in der Funktionserweiterung um Schalter/ Taster / Display ein ATTiny 84. Das sind Mikrocontroller mit Ein- und Ausgängen, an denen man zu einem 2 Dreh- oder Linearregler zur Helligkeitseinstellung anschließen kann, und auf der anderen Seite kommt 2 getrennte PWM Signale raus. Bei einem fünftel der Kosten ( Einziger Nachteil du brauchst dafür einen ISP Programmer ). Die Programmierung der Arduino-Boards und der Tinys sind gleich, weil sie aus der gleichen Produktfamilie 8 Bit AVR µC des Herstellers Atmel / Microchip stammen. Auch auf den meisten fertigen Arduino-Boards sind nur diese einfachen 8 Bit AVR Prozessoren aus der MEGA Serie verbaut.

Da ich aber bei dir kein Vorkenntnisse im Löten vermute, und ein Platinen-Selbst-Design dich wahrscheinlich auch überfordern würde, sonst würdest du nicht auf solche Platinen- Platinen Strippen Wirr-War Lösungen zurückgreifen wollen, würde ich dann doch an deiner Stelle in Richtung PICO oder ESP orientieren. Ein einfaches USB Kabel mit USB-Micro Anschluss ist schon alles was man als Hardware zur Programmierung dafür braucht. Dann noch eine Programmier-IDE wie diese Arduino IDE, mit der man auch das ESP, den PICO W oder auch die nackigen ATTINY / ATMEGA neben den fertigen Arduino Boards programmieren kann.

Damit ist aber der abschließende Punkt, der auf deinem Plan auch nicht eingezeichnet ist, auch noch offen: Wie versorgst du du den Controller selber mit seiner Betriebsspannung ?
Bei der Eigenbaulösung mit den nackten Tinys oder Megas reichte in einfacher LDO wie der 2950-50 bzw. 2950-33, eine Vorpolschutzdiode, einer Z-Diode als Überspannungsschutz sowie 2 kleinen Kondensatoren, um diese auch direkt mit aus dem 24 Volt Netzteil zu betreiben. Beim Arduino brauchst du ein Netzteil, oder einen fetteren LDO wie den 7805, welcher auch für das ESP, oder den PICO herhalten könnte. Alternativ wieder eine Platinenlösung, die noch mehr Strippen verursacht. Oder ein 5 Volt Netzteil zusätzlich.

Beim großen RasPI musst du dann auch für die Stromversorgung schwerere Geschütze auffahren.

Bei möglichst geringen Stromverbrauch, auch im Ruhestrom, die TINY Varianten ggf ein Arduino NANO, oder das PICO ohne WLAN Schnittstelle. Wenn WLAN zur APP oder Steuerung über Weboberfläche gewünscht ist, auch später softwareseitig nachrüstbar, das PICO W ( mit WLAN Schnittstelle ) oder ein ESP.
Vorteil der ESP- und PICO Variante, du kannst diese auch mit der einfacheren Script-Programmiersprache µPython programmieren. Eindeutig die Einsteiger und Anfänger Empfehlung ! Und durch den größeren Flashspeicher lassen sich komplexere Dinge damit umsetzen, ohne das man an die Speichergrenzen kommt -> wichtiger Gedanke für mögliche Software-Erweiterungen !

Bevor du jetzt immer und immer wieder mit neuen Ideen kommst, und immer und immer wieder alles Alte und Gesagte über den Haufen wirfst, mache eine Aufstellung:

- Was ist vorhanden ?

- Was würde dich jede Änderung in der Summe kosten ?

- Welche Dinge / Funktionen sind für dich unerläßlich "must have" und welche Funktionen wären "nice to have" wünschenswerte, auch als Nachrüstoption !
Danach erst entscheidet sich welcher Controller-Typ in Frage kommt, und auch erst dann entscheidet sich, wie du diesen ggf auch über die vorhanden Stromkreise / Netzteile mit Strom versorgen kannst.

Alles andere wird früher oder Später Unsinn, und würde weitere Kosten inkl. Umbauten nach sich ziehen.

Quote from ghini

Also, ich weiß nicht, warum die Diskussion in so einem harschen Ton mit persönlichen Beleidigungen geführt werden muss. Habe ich irgendwas provozierendes geschrieben?

deine Art zu kommunizieren ist gelinde gesagt merkwürdig!

Wenn du dich mit Aruino auskennst solltest du schon mal was von Schaltpläne gehört haben und was ein Schaltplan ist findet man beispielsweise im Netz.

Das fängt an zu nerven, bei aller Freundlichkeit auch so schleimen sich Trolle ein die nur eines im Sinn haben: hilfsbereite User vorzuführen!

Moinsen

Quote from ghini

Nebenbei: Es tut mir leid, ich habe offenbar den falschen Link für die LED-Steifen geschickt.

Mir ist es gelinde gesagt egal ob du zu deinem Ziel kommst oder nicht.
Nur mal zwei Punkte - die hier klar ausgesprochen werden müssen.
Du klatscht uns einen Schaltskizze hin, und behältst die wichtigsten Informationen, sprich die Typenbezeichnung der MOSFET Treiberstufe für dich. Hätte man von Anfang mit deiner Veröffentlichung dieses Planes gewusst, um was es sich handelt, hätte ich mir einen Teil der Mühen ersparen können. Das ist INFORMATIONS-ZURÜCKHALTUNG !
Und nun kommst du noch an, und merkst ganze 11 Tage später das du uns falsche Angaben zu den LED Streifen gegeben hast ! -> Das geht gar nicht.
Entschuldige ich habe keine Glaskugel die mir sagt, was bei dir abgeht, was in deinem Gehirn vorgeht, und was bei dir schon auf der Werkbank liegt.

Wie jar schon sagte, wir sitzen hier nicht alle in den Startlöchern und warten nur darauf das ein Herr "ghini" erscheint, welcher noch nicht einmal für eine klare Faktenlage sorgen kann.

Damit bin ich RAUS !

Hallo ghini

ich habe hier noch die Skizze wie ich den Arduino mit dem Mean-Well HLG Netzteil in Betrieb habe, kurz zur Erklärung der Funktion: Wenn bei uns gibt die Zeitschaltuhr am Morgen das Relais schliesst, startet der Arduino mit dem Skript zum hoch dimmen (PWM-Signal), wenn das Relais am Abend öffnet, dimmt der Arduino wieder runter. Das Mean-Well HLG-600-H-12B hat neben dem Anschluss zum dimmen auch noch einen Anschluss zum ein-/ausschalten, den benutzen wir aber nur als Spannungsversorgung für den Arduino (5V), über den braunen Kontakt könnte mann noch den Ausgang des Netzteils schalten.

Wir haben zwischen dem Arduino und der Dimmung am Netzteil einen Transistor dazwischen geschaltet (BC 547 NPN).

Und wenn jetzt alle ihr "Schulmeistergehabe" ablegen, kommt es gut!

Ich hoffe das hilft dir ein wenig

Viele Grüsse

Schaltung Unibas 2.pdfBC547B.pdf