Leds met Led-Driver PWM-dimmen?

[Adion]

Ik ben weer bezig met een nieuw led-project. De doelstelling is om behoorlijk wat licht te produceren, dimbaar en pc-bestuurbaar, zo goedkoop mogelijk, en zo eenvoudig mogelijk te maken.

Hiervoor heb ik momenteel al de leds via samenkopen.net, namelijk 5x 3W op een ster in de kleuren rood, groen, blauw en warm wit.
Voor elke serie van 5 leds heb ik ook een led driver die rechtstreeks op 220V werkt, ook via dezelfde actie.

Als microcontroller ga ik een Arduino gebruiken, die kan dan weer goedkoop gevoed worden door een usb-voeding van deal-extreme zodat de verlichting ook zonder pc gebruikt kan worden.

Om de twee te combineren dacht ik een TIP120 transistor te gebruiken. 5V van de microcontroller volstaat ruimschoots om deze te schakelen, en hij kan volgens de datasheet 65W en 60V schakelen, op zich leek me dit dus een goede keuze.

Ik ben van plan het geheel als volgt aan te sluiten:


Ik denk dat dit wel klopt, maar waar ik niet helemaal zeker van ben is of het verbinden van de grond van de microcontroller met de grond van de led-driver output geen problemen kan veroorzaken.

Als er iemand verder nog fouten of mogelijke verbeteringen ziet hoor ik het ook graag.

[SA007]

Mm, wat je wil gaan doen is erg gevaarlijk en kan niet zoals jij het bedoelt.

De tekening die je hebt staan is erg misleidend, aangezien er hier door de leddriver geen gelijkspanning levert maar 230V wisselspanning.

Indien het laagspanning en gelijkspanning zou zijn zou dit inderdaad zo werken, maar op een dergelijke manier 230V AC schakelen is een erg slecht idee.

Om vanuit een microcontroller 230V AC te schakelen heb je een relais of solid-state relais nodig.
Overigens is het niet mogelijk om deze driver te dimmen, ook niet met PWM, alleen aan en uit dus.

Sowieso moeten je microcontroller en led driver circuit galvanisch gescheiden zijn, wat het in jouw opstelling niet is.

Hoeveel van dergelijke strengen heb je?

[Adion]

Met een transistor kan je uiteraard op deze manier best geen wisselstromen schakelen.
De getekende stroombron stelt dan ook de uitgang van de led-driver voor, niet de ingang.
De uitgang levert een constante stroom van 650mA, vermoedelijk een gelijkspanning van ongeveer 20V. Het is dus deze 20V die door de transistor geschakeld zal worden.

Momenteel is het plan dus de 3 basiskleuren + een reeks witte leds aan te sluiten.

[SA007]

Waaruit maak je op dat de uitgang van de leddriver gelijkspanning is?
Als ik naar de beschijving kijk staat daar duidelijk dat de bedrading onder spanning staat en gevaarlijk is om aan te raken, dus de uitvoer zal ook wel direct aan de 230V wisselspanning hangen.

Ik jouw geval moet je een van de volgende dingen doen:
- Niet gaan dimmen, en met een relais de primair van de driver gaan schakelen.
- Een ander type driver nemen.

[Adion]

Omdat leds diodes zijn en dus gelijkspanning nodig hebben, en omdat de specificatie van de leds vermelden dat de spanning rond de 3V zit. Om de leds dus van een constante stroom te voorzien zal de driver ongeveer 15V moeten leveren. Volgens mij zouden de leds stuk gaan mocht er aan de uitgang 230V wisselspanning staan...

Dat een deel van de schakeling die je aan de 220V hangt onder spanning staat lijkt mij logisch. De waarschuwing om niet te dimmen lijkt mij voornamelijk over klassieke dimmers te gaan, die de ingang dimmen.

[ceesietopc]

Je schema is een beetje onduidelijk door de gebruikte symbolen (en onvolledigheid).
Ik zou het iets anders aanpakken, door te kiezen voor een LED Driver die een PWM input heeft. Dat maakt het geheel een stuk simpeler. Even googlen, bijv. de MAX16826.

Edit: te snel. Je hebt al dimmers en LEDS.
De discussie over de uitgangsspanning is niet echt van toepassing. Het gaat bij een LED om de stroom, niet de spanning. Vandaar: het gaat om die 640mA die je moet schakelen. Op de uitgang staat laagspanning en gelijkspanning. Schakelen op jouw manier kan, maar, ik zou het even verder uitwerken. In dit schema staat niet alles.

[ Voor 42% gewijzigd door ceesietopc op 08-05-2010 22:55 ]

[SA007]

Adion, je maakt een flinke fout door aannames te maken over hoe die driver werkt.
Er is helemaal geen reden waarom die driver geen 230V op de uitgang kan hebben.
Dat heet een niet-netgescheiden voeding en zijn erg normaal en zitten in heel veel apparaten.

Daarnaast zal de spanning inderdaad wel rond de 15V liggen, zolang de leds aanstaan, zodra je ze uitzet zal de driver direct de spanning dlink omhoog gooien om aan de ingestelde stroom te komen.
En er is geen reden om aan te nemen dat die spanning niet kan oplopen tot 100-200V en met gemak door je transistor heen slaat.

De meeste soorten LED drivers wil je op de uitgang niet mee gaan kloten want die branden gewoon door of gaan rare dingen doen als hele hoge spanningen opbouwen of in beveiliging schieten en daar pas weer uitgaan nadat je 'm uitzet.
En bij deze driver is dimmen op de ingang geen optie, dus is hij niet dimbaar.

Neem gewoon een flinke fatsoenlijk gescheiden DC voeding van 24V ofzo en 24V led drivers die je mag pwm'en of een pwm ingang hebben. Kloten met drivers die op 230V werken lijkt me geen goed idee tenzij je 100% snapt hoe de driver werkt en dat is uit de tekst die er staat niet op te maken.

[Adion]

Bedankt, dat vermoedde ik al. Het gaat idd om een constante stroom bij leds, maar om de juiste transistor te kiezen zul je toch moeten bepalen met welke spanning je te maken hebt.
De (gratis) software die ik snel gebruikt heb voor het schemaatje is idd wat beperkt om het schema volledig te tekenen en met de juiste symbolen.

Ik heb wel eerst proberen zoeken naar een driver met PWM-ingang, maar heb die niet gevonden.
De redenen waarom ik het op deze manier wilde doen is zijn prijs, eenvoud en mogelijk efficientie.
Deze driver kostte slechts 4 euro per stuk.
Het alternatief is meestal een driver-ic zoals je voorstelde, maar die werken niet rechtstreeks op 220V, waardoor je nog steeds een voeding naar 12V of 24V nodig hebt.
Bovendien zijn er meestal nog wat extra componenten nodig om het driver-ic in te stellen, dus dan is het weer noodzakelijk om er ook een pcb bij te ontwerpen.

[SA007]

Er staat in die sk.net actie wel een 1w dimbare dc driver welke zo lijkt het 2-delig is, een dimbare driver en een dimmer.

Die drivers zijn vaak relatief eenvoudig aan te passen op het aantal milliampere wat ze regelen en dus van 1 naar 3W te zetten. Maar dat hangt van de opbouw af.
Misschien eens contact openemen met de organisator en vragen wat voor hardware het precies is.

[Adion]

Bedankt, bij alle drivers staat overigens niet enkel een bepaalde stroom, maar ook een aantal leds.
Mijn vermoeden is daardoor eigenlijk dat de uitgangsspanning beperkt is.
Die dimbare variant staat ook bij dat het met standen en afstandsbediening werkt, dus vermoedelijk moeten er wel wat meer componenten afgehaald worden om rechtstreeks aan de pwm-ingang te kunnen.

Stel dat ik met een multimeter de uitgangsspanning van de driver die ik nu heb zou meten in onbelaste toestand, heeft dat nut en weet ik in dat geval de maximale spanning op de uitgang?
Zolang deze kleiner is dan 100V zou dat voor de gekozen transistor toch geen probleem mogen zijn?

Edit: Ik heb het eens gemeten, en onbelast geeft de multimeter 22V aan. Dat verklaart dan ook waarom de specificatie 5*3W vermeld indien de driver niet in staat is meer dan 22V te leveren.
In dat geval lijkt de gekozen transistor wel goed, dus ik denk dat ik het toch maar eens ga proberen.

[ Voor 18% gewijzigd door Adion op 09-05-2010 00:14 ]

[SA007]

In onbelaste toestand is de kans groot dat de driver kapot gaat of in beveiliging schiet.
Dit soort drivers kan er erg slecht tegen om zonder belasting te draaien en afhankelijk of hij ertegen beveiligd is overleeft hij het of niet.

En die uitgang open gooien of dat nou is door de draad los te koppelen is of door er een transistor tussen te zetten maaakt niet uit.

Als je de driver daar al hebt, post eens wat highres scherpe foto's van de onder en bovenkant, en wat voor componenten erop zitten (vooral de chip)

[Adion]

Ik heb ondertussen ook even de driver onbelast aan staan om te kijken of hij warm word of op een andere manier vreemd doet/stuk gaat, maar momenteel lijkt alles nog in orde.



Bij deze de foto's dus.
De chip die ik zie is een EL 817 8933 geloof ik, er is een 2de iets grotere chip, maar die zit onder de grote condensator en kan ik dus niet zien.

Edit: Door de condensator iets te verplaatsen lijkt het er op dat er een etiket op die onderste chip geplakt was dat er afgetrokken is. Hierdoor blijft enkel een witte vlek papier over, geen idee welke chip het is dus...

Edit2: Ik zie dat de 2 condensatoren aan de kant van de uitgang een rating van 25V en van 35V hebben. Ik vermoed dat het dus wel veilig is om aan te nemen dat aan de uitgang nooit meer spanning zal staan?

[ Voor 23% gewijzigd door Adion op 09-05-2010 00:45 ]

[naftebakje]

Twee dingen:
-Die driver is een relatief standaard switching netvoeding: primair netspanning afvlakken naar DC, gepulst door een trafo jagen, secundaire van de trafo is galvanisch gescheiden (zou dus aanraakveilig moeten zijn, als alles goed is). Het is el-cheapo, dus alle uitzonderlijke stress (zoals onbelast-belast gaan PWM'en) lijkt me een garantie op zeer korte levensduur.

-Het spulletje levert constante stroom, en dat wil je em ook liefst laten doen (levensduur). Als je de stroom niet door de leds wil, steek die dan door een FET of transistor, das het simpelste met de leddriver die je nu hebt. Ga dus gewoon met je µC-gestuurde FET of transistor de uitgang van de leddriver kortsluiten.

[Adion]

Bedankt voor de uitleg, kan je mss ook uitleggen wat er dan precies voor die stress zorgt en wat er daardoor kapot zou gaan?

Ik weet ook niet echt wat de weerstand zou zijn bij het kortsluiten, dus ik weet ook niet hoeveel verlies er in dat geval zou zijn?

Ik had het al snel even getest op de eerste manier, dus het onderbreken van de uitgang, en op zich lijkt het PWM'en prima te lukken.
Er is dan wel een licht gezoem te horen uit de driver. Hoewel ik dit liever niet zou hebben weet ik niet of het direct iets zegt over de levensduur. Een aantal gekochte led-parren doen dit bijvoorbeeld ook en die gaan nu toch al meer dan 5 jaar mee zonder problemen. Ook verschillende halogeen-dimmers zoemen wel wat.
Ik vrees dat daar als ik op deze manier verder wil gaan verder niet veel aan te doen zal zijn?

[SA007]

Als dat soort dingen gaan zoemen is het een heel duidelijk teken dat er wat componenten belastingen erdoorheen krijgen waar ze niet tegen kunnen.
Je hebt wel dingen die altijd zoemen, maar gezien deze duidelijk niet voor PWM gemaakt is lijkt me dit een slecht teken.

Is de zoem op je PWM frequenstie of is die zoem op 50Hz van de netspanning?

[Adion]

Ik vermoed dat het PWM-frequentie is.

Als ik naftebakje goed begrijp zou volgend schema dus ook moeten werken?
Nadeel is dan wel dat de leds aan zijn tot de microcontroller is opgestart.
In de datasheet van de TIP120 staat ook niets over de weerstand tussen collector en emiter, dus ik weet niet hoeveel vermogen er dan verloren gaat als de leds uit zijn.


Edit: Net dit schema even getest, en dat lijkt niet bepaald beter te gaan. De driver maakt het zelfde geluid, het pwm-en leek minder goed te functioneren.

Edit2: Ik ben er ondertussen ook achtergekomen dat het gezoem van de gele spoel (transfo?) aan de uitgangskant afkomstig is. Deze stevig aandrukken zorgt ervoor dat het gezoem compleet verdwijnt.
Op andere forums heb ik ivm 'coil whine' al gelezen dat mensen dit oplossen door de component in te pakken met lijm bijvoorbeeld zodat er geen speling meer op zit. Gezien de manier dat dit component opgebouwd is verwacht ik niet echt dat dit gaat lukken.
Is het vervangen hiervan dan een optie, of gaat het moeilijk zijn om hiervoor een alternatief te vinden dat zeker niet zal zoemen?

[ Voor 46% gewijzigd door Adion op 09-05-2010 17:26 ]

[Adion]

Ondertussen heb ik al wat verder gewerkt aan het project, hier wat fotootjes:


Momenteel dus 3 series van 5 3W leds, met een transistor aan de led-drivers en de Arduino aangesloten zoals in het schema in mijn eerste post.
Er komt allesinds nog een serie warm-witte leds bij, maar die had ik nog niet op een ster.

Van de 3 led-drivers is er slechts 1 die echt storend zoemt, de eerste dus. De andere maken nauwelijks geluid. Ik ga het dus waarschijnlijk toch eens proberen met hot glue of ik de transfo op die manier stil krijg.
Het dimmen gaat allesinds prima, en de kleurenmenging op een afstandje is zeer goed te noemen.
Ik ga ze zo eens langere tijd al fadend laten aan staan om te kijken of er nog iets vreemd gebeurd met de led-drivers, maar tot nog toe lijken ze het verder goed te doen.