Welke voorschakel weerstanden RGB led?

[iMars]

Is volgens mij een vrij simpele vraag, en ik denk dat mijn berekeningen goed zijn, maar ik wil graag een bevestiging

Ik heb een paar RGB led's (3W) welke ik in een projectje wil gaan gebruiken. Het zijn common cathode leds, welke ik met PWM wil gaan aansturen, zie deze afbeelding:


Aansluitspanning zal bijna zeker 5 volt worden (kan natuurlijk voor een andere spanning gekozen worden).
Ik heb de volgende gegevens van de LED:

• DC Forward Voltage (VF): Red: 2.0-2.5Vdc, Green: 3.2-3.6Vdc, Blue: 3.2-3.6Vdc,
• DC Forward Current (IF): Red: 400MA/ Green: 350MA/ Blue: 350MA

Weerstand rode led:
Spanning weerstand = 5 - 2,5 = 5V
Weerstand R = U/I = 2,5/0,4 = 6,25Ohm -> 6,8Ohm
P=U*I=2,5*0,4=1Watt

Weerstand groene en blauwe led:
Spanning weerstand = 5 - 3,6 = 1,4V
Weerstand R = U/I = 1,4/0,35 = 4Ohm -> 3,9Ohm
P=U*I=1,4*0,35=0,49Watt

Deze weerstanden zijn berekend voor maximaal vermogen, welke ik vervolgens dmv PWM vanuit een ESP8266 wil gaan aansturen.

Zal dit zo gaan werken?

Edit:
Ik heb een website gevonden met bijna dezelfde schakeling.
De led ziet er hetzelfde uit:

Maar het schema klopt volgens mij niet:

De led heeft een common cathode (gemeenschappelijke min) terwijl in de schema een common anode (gemeenschappelijke plus) getoond wordt... toch?

[ Voor 19% gewijzigd door iMars op 13-01-2016 22:48 ]

[MdBruin]

Je berekeningen kloppen bijna. Je bent de spanningsval over de transistor vergeten.
Als je de transistor in verzadiging stuurt zal de spanningsval klein zijn (+/- 0,2V)

Wat wel in je schema mist zijn de basis weerstanden, tevens is de toepassing van de transistor niet correct.
Een NPN transistor heeft de emitor aan de massa liggen, bij een PNP transistor zit deze aan de plus.
Zoals je al aangeeft op het laatste plaatje is de correcte toepassing. Het klopt dat je hiervoor een gezamenlijke anode nodig hebt. Om je schakeling toch te kunnen aansturen kan je gebruik maken van een NPN transistor die een PNP stuurt, zeg maar een stuur transistor welke de schakel transistor aanstuurt.

Edit:
Let op dat je transistor wel de stroom aan kan. Let dan op de Ic specificatie in de datasheet. Tevens het maximale vermogen staat hierin.

[ Voor 13% gewijzigd door MdBruin op 13-01-2016 23:57 ]

[memphis]

MdBruin schreef op woensdag 13 januari 2016 @ 23:37:
Je berekeningen kloppen bijna. Je bent de spanningsval over de transistor vergeten.
Als je de transistor in verzadiging stuurt zal de spanningsval klein zijn (+/- 0,2V)

Wat wel in je schema mist zijn de basis weerstanden, tevens is de toepassing van de transistor niet correct.
Een NPN transistor heeft de emitor aan de massa liggen, bij een PNP transistor zit deze aan de plus.

Ehm, dit is een normale aansturing hoor, misschien niet de beste maar toch....

De transistoren staan als emittervolger, de emitter zal de spanning van da basis minus 0.6v aannemen, dus als de controler 5v uit stuurt zal er op de emitter een 4.4v staan.

[pickboy]

Wat betreft je polariteitsvraag.

Het voorbeeldschema wat je gevonden hebt gaat uit van een common anode led.
Hij schakelt idd de negatieve kant.

Jij moet dan idd de positieve kant schakelen.
Voor je berekeningen maakt dat verder niet uit.

[iMars]

memphis schreef op donderdag 14 januari 2016 @ 00:50:
[...]


Ehm, dit is een normale aansturing hoor, misschien niet de beste maar toch....

De transistoren staan als emittervolger, de emitter zal de spanning van da basis minus 0.6v aannemen, dus als de controler 5v uit stuurt zal er op de emitter een 4.4v staan.

Hoe zou je me adviseren om het op een andere manier aan te sluiten? Ik heb 3 pwm lijnen voor de RGB...

Edit..
Heb even zitten zoeken naar verschillende varianten die op internet staan, en de volgende lijkt mij ook wel interessant:

De diode SF14G kan weg, is alleen voor belasting als motor/fan... Bij een LED is deze niet nodig. Zou dit een betere oplossing zijn? (En ik zie geen weerstand voor de led, is dat in deze opstelling niet nodig?)

[ Voor 28% gewijzigd door iMars op 14-01-2016 17:39 ]

[memphis]

Je weet zeker dat je LED's een gezamelijke massa hebben?

In dien zo zou ik PNP transistoren gebruiken en deze met je controler geïnverteerd aansturen (een "0" is aan) of anders die transistoren weer met een NPN aansturen.



Dit geeft in ieder geval een lagere spanningsval over de transistor.

[iMars]

memphis schreef op donderdag 14 januari 2016 @ 17:39:
Je weet zeker dat je LED's een gezamelijke massa hebben?

In dien zo zou ik PNP transistoren gebruiken en deze met je controler geïnverteerd aansturen (een "0" is aan) of anders die transistoren weer met een NPN aansturen.

[afbeelding]

Dit geeft in ieder geval een lagere spanningsval over de transistor.

Nou ik moet nu eerlijk bekennen dat ik de 4 led's die ik heb niet kan vinden
Twee jaar geleden verhuisd en vorig jaar veel "troep" opgeruimd, en nu kan ik ze niet meer vinden
Ik weet zeker dat de LED 3x + en 1x - heeft, wat mij zegt dat het een common cathode is.

De linker dus (3x +, 1x -).

Als ik ze niet kan vinden zal ik ze opnieuw moeten bestellen
(Heb deze op het ook, deze kan ik aansluiten hoe ik wil )

Nu is voor mij de vraag wat het beste is om het aan te sluiten.

De schema die je laat zien bevat een stroombron. U R3 = 0,6 volt. Om bijvoorbeeld een stroombron van 400mAh te maken zou R3 (0,6 / 0,4) = 1,5 Ohm moeten zijn, toch?

[memphis]

Nee, is geen stroombron. R3 voorkomt een zwevende basis die door een lekstroom via Q3 alsnog iets aangestuurd wordt.

Maar als je nieuw moet gaan bestellen zou ik voor je eigen suggestie met de FET gaan.

[iMars]

Wat is het grootste verschil tussen een TIP120 (Darlington transistor) en een IRLZ34 (Mosfet)?

Qua schema/opstelling ziet het hetzelfde uit.
TIP120:

IRLZ34:


Beide werkt, maar vind het wel handig om te weten wat het meest efficient is (minst warmte generen etc)

[MdBruin]

Het grootste verschil tussen een BJT/darlinton transistor en een FET/MOSFET is de manier hoe ze aangestuurd worden.

Een BJT/darlinton transistor schakel je door middel van stroom.
Een FET/MOSFET schakel je door middel van spanning.

Beide werken inderdaad, maar is efficiëntie wel zo belangrijk?
Je zal een spanningsval moeten creëren voor de led, of dit nu in de transistor/(MOS)FET wordt gedaan of in een weerstand is niet zo belangrijk. Warmte ontwikkeling hangt helemaal af van de gebruikte transistor/(MOS)FET.
Een transistor welke 0,5A kan schakelen zal warmer worden als een die een 1A kan schakelen.

Om je van een beter advies te kunnen voorzien zal je wat meer informatie moeten geven.
Bijv. hoeveel leds zal de transistor/(MOS)FET moeten kunnen schakelen?
Het stroomverbruik bepaalt in grote delen wat de specificaties van de "schakelaar" moeten worden.
Voor de genoemde 400mA zou ik een transistor uit de BD serie pakken, een BD140 kan bijv. al max 1,5A schakelen. Dit resulteert in een temperatuur stijging (zonder koelllichaam) van 24 graden boven omgevingstemperatuur, mits deze natuurlijk 100% aan staat. Bij een lagere aan tijd zal de temperatuur lager zijn.

Notitie voor het eerder genoemde PNP:
Zoals je in je schema aangeeft ben je van plan om 5V voor alles te gaan gebruiken, in dat geval kan een microprocessor (mits 5V uitgangen) een PNP transistor schakelen. Het probleem ontstaat pas als de spanning welke geschakeld moet worden groter word als de stuurspanning. De stuurspanning moet even hoog komen als de te geschakelde spanning om de transistor uit te kunnen zetten.

[iMars]

MdBruin schreef op zaterdag 16 januari 2016 @ 13:21:
Het grootste verschil tussen een BJT/darlinton transistor en een FET/MOSFET is de manier hoe ze aangestuurd worden.

Een BJT/darlinton transistor schakel je door middel van stroom.
Een FET/MOSFET schakel je door middel van spanning.

Beide werken inderdaad, maar is efficiëntie wel zo belangrijk?
Je zal een spanningsval moeten creëren voor de led, of dit nu in de transistor/(MOS)FET wordt gedaan of in een weerstand is niet zo belangrijk. Warmte ontwikkeling hangt helemaal af van de gebruikte transistor/(MOS)FET.
Een transistor welke 0,5A kan schakelen zal warmer worden als een die een 1A kan schakelen.

Om je van een beter advies te kunnen voorzien zal je wat meer informatie moeten geven.
Bijv. hoeveel leds zal de transistor/(MOS)FET moeten kunnen schakelen?
Het stroomverbruik bepaalt in grote delen wat de specificaties van de "schakelaar" moeten worden.
Voor de genoemde 400mA zou ik een transistor uit de BD serie pakken, een BD140 kan bijv. al max 1,5A schakelen. Dit resulteert in een temperatuur stijging (zonder koelllichaam) van 24 graden boven omgevingstemperatuur, mits deze natuurlijk 100% aan staat. Bij een lagere aan tijd zal de temperatuur lager zijn.

Notitie voor het eerder genoemde PNP:
Zoals je in je schema aangeeft ben je van plan om 5V voor alles te gaan gebruiken, in dat geval kan een microprocessor (mits 5V uitgangen) een PNP transistor schakelen. Het probleem ontstaat pas als de spanning welke geschakeld moet worden groter word als de stuurspanning. De stuurspanning moet even hoog komen als de te geschakelde spanning om de transistor uit te kunnen zetten.

Bedankt voor je reactie! Geeft me meer inzicht in verschil tussen BJT en FET.

Ik heb een aantal ESP's waarmee ik o.a. ledverlichting wil aansturen vanuit mijn domotica (domoticz). De ESP's hebben een PWM waarmee ik de lampen kan dimmen, en de RGB lamp meerdere kleuren kan laten geven. In dit specifieke geval wil ik een RGB lamp maken. De RGB led heeft de volgende specificaties:

• DC Forward Voltage (VF): Red: 2.0-2.5Vdc, Green: 3.2-3.6Vdc, Blue: 3.2-3.6Vdc,
• DC Forward Current (IF): Red: 400MA/ Green: 350MA/ Blue: 350MA

Als ik weet hoe ik dit moet aansturen, is het voor mij makkelijk om het aan te passen voor andere LED lampen.

De RGB LED's kan ik echter niet meer vinden, dus zal ik nieuwe gaan bestellen. Kans is groot dat ik dan gelijk voor RGBW LED's ga (dus een extra pwm kanaal).

De stromen door de FET zullen dan 350mA~1000mA max zijn als ik bijvoorbeeld voor deze RGBW of deze led ga.

[MdBruin]

Ik ben nog niet helemaal thuis in MOSFET's maar wat ik tot nu toe heb geleerd en heb gelezen is het volgende.

Je kan het schema gebruiken welke je al aangaf met een IRLZ34 mits de ESP een stuur signaal kan geven van 5V.
Het is een beetje overkill aangezien deze wel heel veel kan schakelen maar echt duur is deze bijv. bij farnell niet te noemen.
De temperatuur stijging kan je berekenen door het vermogen te berekenen van de overgang tussen source en drain.
In de datasheet zie ik de volgende gegevens staan
Rdson bij 5V 0.05 Ohm
Rdson bij 4V 0.07 Ohm
Rthja van max 62 graden per watt

Gaan we even uit van de slechtste situatie 1A en een gate voltage van 4
P = I2 * R = 1A * 1A * 0.07 Ohm = 0.07W
De temperatuur stijging wordt dan 0.07W * 62 = 4.34 graden stijging t.o.v. de omgevingstemperatuur.

Het verlies wat optreed tussen de source en drain wordt bepaald door de Rdson weerstand en de stroom die er doorheen loopt. Bij 4V en 1A zou dit dus zijn:
U = I * R = 1A * 0.07 Ohm = 0.07V
Verwaarloosbaar dus en je kan deze dus gewoon negeren.

Voor de weerstanden krijg je afhankelijk van de stroom door de led (bij 1A zullen ze warm worden en de levensduur korter worden) de volgende berekening.
Neem even 1 kleur als voorbeeld.
Rood 2.25-2.6V neem gelijk maar de slechtste situatie 2.6V en een gekozen stroom van 0,6A

R = U / I = (Utotaal - Uled) / I = (5V - 2.6V) / 0.6A = 4 Ohm
P = i2 * R = 0.6A * 0.6A * 4 Ohm = 1,44 W

Ik neem aan dat je hiermee wel wat verder kan komen

[iMars]

Daar kan ik inderdaad wel verder mee komen. Al heb ik een heel interessant component gevonden: PT4115

Dat samen in de volgende opstelling is eigenlijk precies wat ik zoek, denk ik



Ik ga het stukje gebruiken vanaf de diodes, en dan voor elk kanaal 1:

Zit nu aan 4 kanaals te denken: RGBW

[Damic]

Dat is een leuke pcb

[ Voor 4% gewijzigd door Damic op 18-01-2016 14:29 ]

[iMars]

Dat is zeker een leuk pcbtje. Ik ga mijn variant maken met een esp-12e erop.

Hier de website