Transistor-LED Steuerung (PWM)

  • Hallo zusammen

    Ich möchte einen LED Streifen (einfarbig/weiss, 12V) über einen Pico per PWM und Poti von 0-100% dimmen.

    Nun habe ich mich einmal an die Theroie der Elektronik gemacht und einen ersten Schema-Entwurf gezeichnet. Jetzt weiss ich nur nicht wie gross die beiden Widerstände sein müssen. Kann mir da jemand helfen? Und ganz allgemein: Funktioniert die Schaltung so?

    Das Optokoppler- und Transistor-Datenblatt sind unten angefügt. Das Schema auch.

    LG Bern

  • Moin,

    das geht so wie du es aufbauen willst komplett in die Hose.
    Die paar Milliampere die durch den Optokoppler IForward_Out fließen dürfen reichen niemals um diesen Darlington Transistor bei Vc 12 Volt voll durchzusteuern.
    Da du keinerlei Angaben zum LED Streifen selber machst, solltest du erst einmal offen legen, um welche Art / Typen es sich bei diesem LED Streifen handelt.
    Ich werde mir hier nicht die Mühe machen über die Art der LEDs zu spekulieren.
    Nur sind bipolare Transistoren auch diese Darlington Transistor nicht das bevorzugte Mittel der Wahl, wenn man LEDs direkt ohne eigenen Controller via PWM dimmen möchte.

    Jetzt wieder abhängig wie dein LED-Streifen aufgebaut ist, oder ob er / die einzelnen LEDs über einen eigenen Controller verfügen, bei einer reinen Reihenschaltung mehrerer LEDs muss ggf. noch ein strombegrenzender Vorwiderstand eingeplant werden. Aber mit einem MOSFET kannst du mit den minimalen Strömen die ein PICO über einen GPIO liefern kann, ganz bequem einen solchen N-Chanel MOSFET ansteuern, welcher Schaltlasten im Bereich bis ca. 4 A steuern kann. Wobei die Vc-LED mit 12 V eher eine untergeordnete Rolle spielt. Typische MOSFETs sind für eine Drain-Source Spannung zwischen 30und 50 Volt ausgelegt, so das dieser Teil eher eine untergeordnete Rolle spielt. Als Eingangsschutz fungiert hier eine einfach Gleichrichterdiode ( die man auch durch eine Schottky-Diode ersetzen könnte) in Verbindung mit einer Z-Diode. Der R2 sorgt nur dafür das bei OpenDrain ( offenes Ende ) am Gate der MOSFET nicht schon durch statische Aufladungen in der Luft / Umgebung beginnt durchzusteuern. So kannst du auf eine Hilfsspannung erzeugt aus den 12 V für den Optokopplerausgang vollständig verzichten. Eine vollständige galvanische Trennung ist bei 12 Volt, und wenn von der gleichen Stromquelle kommend / abgezweigt die Versorgung des PICO erfolgt, nicht notwendig.
    Es gibt aber auch hunderte MOSFET Tutorials auf Youtube, so das du dir selber einen besseren Überblick verschaffen kannst.

    Franky

    Edited 2 times, last by Franky07 (March 18, 2023 at 7:14 AM).

  • Hallo zusammen danke für eure Antworten.

    Zu des LED-Streifen: Der ist von einer Schrankinnenbeleuchtung, und daher nur ca. 1m lang. Auf dem dazugehörigen Netzteil steht Ausgangsseitig 12V/1.25A maximal. Das Netzteil hat 4 Ausgänge für solche Streifen, also sollte 1 Streifen rein rechnerisch nur 1/4 von 1.25A nutzen. Gemessen habe ich es aber nicht.

    Leider habe ich keine weiteren Angaben zum Streifen. Ich kann nur sagen, dass man den Streifen an 12V anschliessen kann und er funktioniert. Auch mit einem anderen als dem Originalnetzteil.

    Gnom daher sollt dieser Transitor doch eigentlich reichen?

    Franky07 So wie das für mich aussieht sind da jeweils 3 LED's über einen Widerstand geführt. Aber keinen Controller oder so. (siehe Bild).

    Was meinst du mit Vc-LED?

    Ich weiss, das eine galvanische Trennung nicht erforderlich wäre, aber mir war es wohler, wenn eine Trennung da war ;) Aber dann lasse ich sie ;)

    Danke noch einmal vielmals.

    LG Bern

  • Da sind wohl je 3 LEDs hinter dem Widerstand in Reihe geschaltet. Wenn du von knapp 3 V pro LED ausgehst, kommen so ungefähr die typischen 20 mA raus. Bei 20 x 3 LEDs also 400 mA. Da ist das Netzteil scheinbar etwas schwach ausgelegt. Vielleicht sind es aber auch nur 16 mA, dann kommts hin.

    Für 400 mA müsste der Transistor eigenltich reichen bei 1 A Maximalstrom, aber Transitorkennlinien sind nicht mein Ding - da frag mal jemanden, der sich damit besser auskennt.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Moinsen Bern93,

    Klar kannst du diese Platine nutzen. Dennoch würde ich für den Fall der Fälle eine Schottky Diode in Signalrichtung - Anode ans Pico, Kathode an diese Platine zwischen schalten. Einfach nur das im Fall des Falles einer Überlastung / Durchsteuerung der MOSFETs keine Spannung aus dem Steuerstromkreis zum PICO durchdringen kann. Prüfe zuvor auf dieser Platine, ob die beiden GND Anschlüsse, auch wirklich einen Leitungswiderstand unter 1 Ohm haben.

    ( Unter Vc versteht man die Versorgungsspannung mit positiven Potential, Vss ist das negative Potential oder GND )

    Franky

  • Moinsen

    Für 400 mA müsste der Transistor eigenltich reichen bei 1 A Maximalstrom, aber Transitorkennlinien sind nicht mein Ding - da frag mal jemanden, der sich damit besser auskennt.

    Ein Blick ins Datenblatt hätte genügt !
    Der PTOT bei fast allen Transistoren in der Baugröße TO-92 liegt um die 700 mW. Mehr kann man über diese diese Gehäuseform und die damit "nicht vorhandene" metallische Kühlfläche nicht abführen. Bei 12 Volt sind das logischer Weise nur ca. 60 mA die als geschaltene Dauerlast fließen dürfen. Da muss man noch nicht einmal mit irgendwelchen Strom- und Verstärkungskennlinien anfangen.

    Franky

  • Wenn der Transistor durchschaltet stehen zwischen C und E keine 12 Volt.

    Und wie viel Spannung liegt dann zwischen beiden Punkten an ? Da du ja den Innenwiderstand der LED Leiste kennst dank deiner :gk1: kann man hier ja viel Spekulieren. Aber dennoch PTot bleibt die gleiche egal welche Spannung anliegt wenn der Strom zu hoch wird. Da kann man ja mal eine Rechenreihe aufmachen wie sich der Strom verschiebt, wenn die Spannung absinkt bei gleicher Leistung. Aber wenn hier von über 1 A gesprochen wird, bleiben nur noch 0,7 W / 1A über = 0,7 Volt. Bei 0,7 Volt schaltet kein Transistor zumindest kein Silizium Transistor !

    Franky

  • Moin,

    Du kannst es drehen und wenden wie Du willst, Deine in #10 gepostete Rechnung ist falsch.

    Quote

    bleiben nur noch 0,7 W / 1A über = 0,7 Volt. Bei 0,7 Volt schaltet kein Transistor zumindest kein Silizium Transistor

    Okay, keine 0.7 V aber laut Datenblatt ist VCEsat 1 V, also immerhin 0,7A.bei Ptot = 0,7W.

    Es ist ja auch absurd dass bei einer 12 V LED Kette (wie auch immer der Widerstand ist) die ganzen 12 V an dem Transistor abfallen sollen.

    An der LED Kette dann 0 Volt ?

  • Moinsen ait,

    das verstehende Lesen gehört auch nicht zu deinen Skills. Ich habe von PTOT gesprochen und ein Beispiel, ohne die Verwendung von Quellen / LEDs explizit zu nennen.
    Aber im Datenblatt steht das ja auch so geschrieben.
    Und da ist es egal aus welcher Konstellation sich hier Spannung mit dem Multiplikator Strom zusammen setzt. Und wir reden und sprechen hier offensichtlich von einem Dauerbetrieb, also kann man auch nicht die Peak-Leistung der "Absolute Maximum Ratings" ansetzen.
    Wenn man dir aber noch erklären muss, wie an eine Gleichspannungsleistung berechnet, dann ist Hopfen und Malz verloren.

    Der PTOT bei fast allen Transistoren in der Baugröße TO-92 liegt um die 700 mW.

    Also versuche hier keinen Populismus, denn du machst dich mit deinen Aussagen selber nur lächerlich.

    Franky

  • Ein Blick ins Datenblatt hätte genügt !

    [...]

    Bei 12 Volt sind das logischer Weise nur ca. 60 mA [...]

    Mensch ait, stell dich doch nicht so pienzig an. Raff doch endlich mal, dass du keine Ahnung hast und Franky im Gegensatz dazu über ein gewisses Fachwissen verfügt, das ein Anfänger wie du nie erreichen wird. Stell dich auf den Kopf. An Leute mit solchem Erfahrungsschatz kommt ein Amateurelektroniker wie du nicht ran. Wer Recht hat, hat nun mal Recht. Da hilft es doch nichts, wenn du mit Sachargumenten kommst. Mehr als 60 mA hält der Transistor nicht aus - die Rechnung von Franky ist doch glasklar. Was hast du denn da rumzukommentieren. Franky hat in einem Jahr schon 700 Beiträge verfasst und du bringst es in 8 Jahren gerade mal auf 500. Da ist doch wohl klar, wer die Hosen anhat. Wenn er so blöde wäre, wie du es andeutest, würde er doch nicht so viele Beiträge schreiben. Wie kann man nur so überheblich sein wie du und an Franky rumkritisieren. Nehm dich mal etwas zurück. Jawoll!!!

    PS: Sind die "I-love-Franky-Aufkleber" im Shop vergriffen? Ich finde die nicht mehr.

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  • Klar kannst du diese Platine nutzen. Dennoch würde ich für den Fall der Fälle eine Schottky Diode in Signalrichtung - Anode ans Pico, Kathode an diese Platine zwischen schalten. Einfach nur das im Fall des Falles einer Überlastung / Durchsteuerung der MOSFETs keine Spannung aus dem Steuerstromkreis zum PICO durchdringen kann.

    Hallo Franky07 Also nur eine Schottky-Diode ohne Zener-Diode und Widerstände? Oder trotz diesem Bauteil beide Widerstände und eine Zener- und eine Schottky Diode?

    Prüfe zuvor auf dieser Platine, ob die beiden GND Anschlüsse, auch wirklich einen Leitungswiderstand unter 1 Ohm haben.

    Und die GND-Anschlüsse an die das PWM-Signal angeschlossen wird meinst du denke ich oder?


    LG Bern

  • Moinsen Bern93,

    Warum wendest du dich nicht an die Chef Gurus die da heißen, oder sich nennen GNOM und AIT ?
    Die können dir bestimmt besser erklären, warum elektrische Leistung sich aus der Multiplikation von Spannung und Strom zusammensetzt. Wenn dein angedachter Darlington Transistor nur 0,7 Watt als Dauerlast überlebt, dann kannst du gerne auch diese fachlichen Details mit diesen Spezialisten besprechen !
    Ich bin Raus, weil es geht mir auf den Zunder, dass solche selbsternannten "Altmitglieder" und damit "Wissens- und Weisheitsheitsbeherrscher / -inhaber" keine gegen stellige Meinung zulassen.

    Franky

  • Nochmal zum genießen:

    Moinsen

    Ein Blick ins Datenblatt hätte genügt !
    Der PTOT bei fast allen Transistoren in der Baugröße TO-92 liegt um die 700 mW. Mehr kann man über diese diese Gehäuseform und die damit "nicht vorhandene" metallische Kühlfläche nicht abführen. Bei 12 Volt sind das logischer Weise nur ca. 60 mA die als geschaltene Dauerlast fließen dürfen. Da muss man noch nicht einmal mit irgendwelchen Strom- und Verstärkungskennlinien anfangen. "

    Ne, muss man nicht... In dem Fall muss man wohl eher viel weiter vorne Anfangen. Vielleicht bei der Maschenregel der Kirchhoff'schen Gesetze. Wenn 12 Volt am Transistor abfallen und die Versorgungsspannung 12 Volt ist, welche Spannung bleibt dann noch übrig, um die LEDs leuchten zu lassen? Hmmm, ich schätze, bei der Sachlage ist es unwahrscheinlich, dass da jemandem ein (LED-)Licht aufgeht.

    Die obige Aussage, dass der Transistor bei 12 V Versorgungsspannung mit maximal 60 mA belastet werden darf ist schlicht falsch!

    "Man" könnte ja auch einfach zugeben, dass man da was Falsches erzählt hat. Aber es ist natürlich viel einfacher, andere abzuwatschen. Es gibt Dinge, über die man sich wundern kann, aber man muss sie ja nicht verstehen... Vielleicht können Mama und Papa mehr über die Ursachen dieses seltsamen Verhaltens sagen - oder ein guter Jugendpsychologe. :lol::lol::lol:

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

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