12V LED strip (één kleur) dimmen, hoe?

[pwillemske]

Mijn vraag
Voor een lithograaf (3d geprint) wil ik de belichting met 12V LED strips doen, gewoon een enkele kleur in het wit.
Deze wil ik graag kunnen dimmen met een potmetertje. Ik heb dit geprobeerd met een losse LED en een arduino. Dit krijg ik werkend. Zodra ik er een transistor aanhang met de LED strip (van 3 leds om te proberen) krijgt de led strip maar zo'n 6V zonder dat dit verandert.

De code heb ik van internet geplukt, de arduino dimt de LED d.m.v. een PWM signaal.

Relevante software en hardware die ik gebruik
Arduino IDE, Arduino UNO of NANO
12V LED Strip
Transistoren;
P2222 PNP
BC547 NPN

Hieronder de code;

int potPin=A0; //Analog 0 pin named as potPin
int output=9; //Pin-9 is declared as output

void setup()
{
pinMode(output, OUTPUT); //Pin-9 is declared as output
//We dont need to declare the A0 pin as input since it is predefined as input
}

void loop()
{
int reading=analogRead(potPin); //Reading the voltage out by potentiometer
int bright=reading/4; //Dividing reading by 4 to bring it in range of 0 - 255
delay(000); //Delay is not necessary you can remove it
analogWrite(output,analogRead); //Finally outputting the read value on pin-9 fading led
}


Zou ik ipv een transistor (heb een NPN en een PNP geprobeerd, zonder resultaat) een mosfet gebruiken? Ik heb hier vrij weinig ervaring mee eerlijk gezegd maar dit lijkt me wel dat dit moet kunnen

Ik weet nog niet precies hoeveel LED's ik ga gebruiken, maar dat zal niet boven de 30 uitkomen. (X 20mA = 600mA).

Graag hoor ik jullie meningen, ik sta voor alles open, ook zonder arduino vind ik prima.

[Sine]

Beide transistors zijn een tikje onderbemeten voor je ledstrip. Een logiclevel mosfet is een veel betere keuze.

Die 2n2222 is ook een NPN overigens.

[memphis]

Misschien moet je ook even een totaalschema plaatsen want een transistor heeft ook een basisweerstand nodig en ik vraag mij af hoe je de transistor geschakelt hebt.

In ieder geval gaat het lukken met een NPN transistor met de Emitter aan de massa mits the transistor goed bemeten is aan de benodigde stroom, een FET is inderdaad makkelijker....

Maar als 1 LED wel werkt en een stripje van 3 niet zegt mij dat je iets fouts hebt in je schema.

[pwillemske]

@Sine Oke, dus iets als dit is beter geschikt;
https://www.tinytronics.n.../tip120-transistor-60v-5a

Zo'n mosfet is ook snel genoeg om het pwm signaal bij te houden?

@memphis Een schema'tje heb ik momenteel niet. In plaats van het LEDje met een 220 Ohm weerstand op de PWM uitgang van de arduino heb ik de transistor met een 1K Ohm weerstand aangesloten op de base. Deze heb ik plus geschakeld en massa geschakeld aangesloten, maar beide zonder succes.

[mcDavid]

Je kunt wel een transistor gebruiken, maar dan heb je ook een weerstand nodig om de stroom te begrenzen. Een mosfet is idd een stuk makkelijker. En ja je hebt sowieso iets "beefyer" transistors nodig... tenzij het om een led strip van een paar cm gaat?

Je hebt trouwens ook gewoon kant en klare oplossingen:
https://www.ebay.com/itm/...cYkAAOSwyWZZUyZU&LH_BIN=1
https://www.ebay.com/itm/...kMUAAOSwhnNfYKA7&LH_BIN=1

[pwillemske]

Ik bestel een aantal mosfet’s (met nog wat ander spul) want ik wil gewoon dat het lukt met een arduino, zo moeilijk kan dat toch niet zijn

Naar verwachting is het maximaal een halve meter led strip dus echt hoge stromen zullen er niet gaan lopen.

[Brahiewahiewa]

pwillemske schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 21:34:
... zo moeilijk kan dat toch niet zijn ...

Nee, maar 3 ledjes aansturen met een transistor is ook niet moeilijk, en toch lukt het je niet.
Het lijkt nu alsof je een vlucht naar voren doet

Sine schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 11:10:
... Die 2n2222 is ook een NPN overigens.

pwillemske schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 21:34:
Ik bestel een aantal mosfet’s...

Wat voor mosfet's? P of N?

[pwillemske]

Brahiewahiewa schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 21:49:
[...]

Nee, maar 3 ledjes aansturen met een transistor is ook niet moeilijk, en toch lukt het je niet.
Het lijkt nu alsof je een vlucht naar voren doet

[...]


[...]

Wat voor mosfet's? P of N?

Ja dat is ook weer zo, daar heb je helemaal gelijk in. Zodra ik op de base van de transistor wel gewoon 12V zet (met een weerstand uiteraard) dan brandt de strip wel fel. Met een PWM signaal niet dus lijkt me dat de transistor maar half open gezet wordt?

Ik zat te denken aan deze mosfet’s;
https://www.tinytronics.n.../tip120-transistor-60v-5a

[Brahiewahiewa]

pwillemske schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 22:12:
[...}
Ik zat te denken aan deze mosfet’s;
https://www.tinytronics.n.../tip120-transistor-60v-5a

Da's geen mosfet; dat is een (vermogens) transistor

[Brahiewahiewa]

pwillemske schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 22:12:
[...]
Ja dat is ook weer zo, daar heb je helemaal gelijk in. Zodra ik op de base van de transistor wel gewoon 12V zet (met een weerstand uiteraard) dan brandt de strip wel fel. Met een PWM signaal niet dus lijkt me dat de transistor maar half open gezet wordt?...

En wat als je 5V op die basis zet? Vziw werkt een arduino op 5V en komt er uit de PWM uitgang dus ook maximaal 5V

[timberleek]

Even voor de goede orde. Klopt het dat je het zo hebt aangesloten?


R1 heb je dan 1k
Q1 is nu de BC547?
R2 = ?

_{de volgorde van R2 en D1 maakt in dit geval niet uit}

[ Voor 25% gewijzigd door timberleek op 14-10-2020 22:28 ]

[pwillemske]

Brahiewahiewa schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 22:19:
[...]

Da's geen mosfet; dat is een (vermogens) transistor

Ik ga er vrijdag weer mee verder (morgen een drukke dag) maar ik heb nog veel te leren over die dingen merk ik.

@timberleek Yup, voor R1 heb ik een 1K Ohm weerstandje gebruikt, en R2 heb ik alleen gebruikt bij de losse LED. Bij de LED strip heb ik gewoon een 12V voeding op de strip gezet en de transistor de massa laten schakelen.

Bij Q1 heb ik een BC547 en een P2222 gebruikt.

Edit; Vrijdag sluit ik in plaats van de led strip ook eens alleen het ledje (met 220Ohm weerstand)icm de transistor, kijken wat ie dan doet. Want zonder transistor werkt het ledje naar behoren (direct op de uitgang van de arduino gezet met een weerstand).

In ieder geval bedankt voor alle hulp tot nu toe!

[ Voor 52% gewijzigd door pwillemske op 14-10-2020 22:51 ]

[memphis]

Heb je wel de juiste pinbezetting van de transistoren? Misschien dat daar nog je probleem zit.

[Septillion]

Misschien domme vraag, voed je de ledstrip uit dezelfde voeding als de Arduino? Zo niet, dan moet je de V- van beide voedingen koppelen door V- van de ledstrip voeding ook aan de GND hangen.

BC547 is te zwak voor 1,5m (al naar gelang de strip gebruikt dat ergens tussen de 750mA tot 3A). Maar stukje met 3 ledjes zou prima moeten werken. Dus als dat niet het geval is sluit je iets niet goed aan. Een PNP (zoals de P2222) is niet zomaar te gebruiken.

Als je bij TinyTronic een mosfet wilt bestellen voor de hele strip, pak de IRLZ34N. Die zal niet wakker liggen van 1,5m strip met 5V op zijn gate.

Wat betreft je code, dat kan het niet geweest zijn want dat compiled niet Kleine aanpassing:

C++:

const byte potPin = A0; //Analog 0 pin named as potPin
const byte outputPin = 9; //Pin-9 is declared as output

void setup()
{
  pinMode(outputPin, OUTPUT); //Pin-9 is declared as output
  //We dont need to declare the A0 pin as input since it is predefined as input
}

void loop()
{
  int reading = analogRead(potPin); //Reading the voltage out by potentiometer
  byte bright = reading / 4; //Dividing reading by 4 to bring it in range of 0 - 255 
  analogWrite(output, bright); //Finally outputting the read value on pin-9 fading led
} 

Enige waar je rekening mee moet houden is dat analogWrite() soms wat rare dingen doet als je hem zo vaak aanroept. Maar goed, dat zou je al met een enkel ledje moeten zien.

En een versie met gamma correctie (waardoor dimmen er geleidelijker uit ziet) gebruikmakende van de FadeLed library.

C++:

#include <FadeLed.h>

const byte PotPin = A0;
const byte LedPin = 9;

FadeLed led = LedPin;

void setup() {
  
}

void loop() {
  FadeLed::update();

  led.begin(map(analogRead(PotPin), 0, 1024, 0, 101));
}

Ennuh, jongen, laten we niet vergeten dat een mosfet een transistor is

[pwillemske]

De led strip heeft zijn eigen aparte voeding, een 8A 12V (MeanWell) dus dat is voldoende. De arduino voed ik via de usb poort of de 9V poort. Die massa’s moeten aan elkaar vast zitten? Want dat heb ik niet gedaan, misschien dat daar het probleem zit?

En bedankt voor de code, die ga ik ook eens bekijken en proberen maar alles een voor een.

Overigens is het toch zo dat bij een transistor een klein stroompje gaat/moet lopen om te kunnen schakelen, maar bij een mosfet is alleen de spanning al genoeg (dus geen stroompje) of zit ik hier verkeerd?

[Sine]

@Septillion
Een P2222 = KSP2222 = PN2222A = NPN

@pwillemske
Correct, een transistor heeft een stroomversterking (hFE) een fet heeft een gate spanning nodig, de enige stroom die daar loopt is het laden van de gate-source capaciteit.
Hier niet belangrijk, maar wel spannend als je snel moet schakelen.

Wat wel belangrijk is dat niet alle Fets tevreden zijn met 5V gate spanning, zeker de oudjes hebben 10V nodig om vol in geleiding te gaan, daar staan een mooi grafiekje van in iedere datasheet.

[ Voor 95% gewijzigd door Sine op 14-10-2020 23:32 ]

[Septillion]

Sine schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 23:29:
@Septillion
Een P2222 = KSP2222 = PN2222A = NPN

Oeps, me laten leiden door de start post.

Maaruh:

Correct, een transistor BJT heeft een stroomversterking (hFE) een fet heeft een gate spanning nodig, [...]

[Sine]

Metaal oxide veld-effect transistor? Of toch maar gewoon mosfet

[memphis]

pwillemske schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 23:28:
maar bij een mosfet is alleen de spanning al genoeg (dus geen stroompje) of zit ik hier verkeerd?

Hoewel je goed zit bij een FET is een laag ohmige Gate weerstand nog wel aan te raden, zeker als je hem vanuit een uitgang van een processor stuurt. Heeft met de interne capaciteit op de Gate te maken die bij een schakel puls een piekstroompje kan veroorzaken dat schadelijk kan zijn voor de processor.

[Sine]

Als je uC geen nF kan aansturen heb je wel een HEEL wimpy plakje silicium.

Wat ik wel wil doen is een weerstandje tussen gate en aarde, dan heb je in ieder geval nooit een zwevende gate ( als je tristate uC pennetje zwevend gaat)

[pwillemske]

@memphis Ik zal een zo laag mogelijke weerstand (die ik heb) plaatsen tussen de base en de arduino, ik vond 1K Ohm al best veel maar ik las dat ergens dat dat prima was.

@Sine Dus eigenlijk is een weerstandje tussen de emitter en de massa een veel beter idee?

[Piepersnijder]

Septillion schreef op woensdag 14 oktober 2020 @ 23:08:
Enige waar je rekening mee moet houden is dat analogWrite() soms wat rare dingen doet als je hem zo vaak aanroept. Maar goed, dat zou je al met een enkel ledje moeten zien.

Dit kan je ondervangen met een extra variabele en alleen een waarde versturen als de potmeterwaarde is veranderd.

code:

const byte potPin = A0; //Analog 0 pin named as potPin
const byte outputPin = 9; //Pin-9 is declared as output
byte oldval = 0;

void setup()
{
  pinMode(outputPin, OUTPUT); //Pin-9 is declared as output
  //We dont need to declare the A0 pin as input since it is predefined as input
}

void loop()
{
  int reading = analogRead(potPin); //Reading the voltage out by potentiometer
  byte bright = reading / 4; //Dividing reading by 4 to bring it in range of 0 - 255
    if (oldval != bright){
        analogWrite(output, bright); //Finally outputting the read value on pin-9 fading led
        oldval = bright;
    }
}

[Sine]

pwillemske schreef op donderdag 15 oktober 2020 @ 06:57:
@memphis Ik zal een zo laag mogelijke weerstand (die ik heb) plaatsen tussen de base en de arduino, ik vond 1K Ohm al best veel maar ik las dat ergens dat dat prima was.

@Sine Dus eigenlijk is een weerstandje tussen de emitter en de massa een veel beter idee?

Gate en massa, of gate en source zoals je wilt, en dat mag in de order van tientallen kilo ohms zijn, een weerstand tussen uC en gate zoals memphis beschrijft is ook geen gek idee, maar in deze toepassing niet echt noodzakelijk.
Men wil wel eens 47 oid opnemen tussen gate driver en fet, maar dat is vooral om te voorkomen dat het spul gaat oscilleren.

[timberleek]

pwillemske schreef op donderdag 15 oktober 2020 @ 06:57:
@memphis Ik zal een zo laag mogelijke weerstand (die ik heb) plaatsen tussen de base en de arduino, ik vond 1K Ohm al best veel maar ik las dat ergens dat dat prima was.

Die lage weertand is alleen van toepassing op een mosfet in dit geval, niet een (BJT) transistor die je nu hebt.
Begin maar eens met de massa's aan elkaar koppelen.

@Sine Dus eigenlijk is een weerstandje tussen de emitter en de massa een veel beter idee?

Nee die mag aan de massa blijven zitten.

Wat Sine noemt is van toepassing op een mosfet, niet een (bjt) transistor zoals jij hebt.

Een bjt heeft echt een stroom nodig om te kunnen geleiden. Als de basis los hangt gaat hij dus vanzelf uit. De "lucht" kan niet een noemenswaardige stroom opwekken.

Een mosfet heeft enkel een spanning nodig die amper belast zal worden. Wat statische lading kan "de wereld" prima voor je opbouwen (als die stroom maar laag is). Als de gate van de fet los hangt, zou het zo kunnen dat op die gate spanning wordt opgebouwd en hij per abuis (semi) in geleiding gaat.

Daarom is het handig om een (hoge) weerstand tussen de gate en de ground te hangen.
Op deze manier:


Die weerstand (R2) mag prima 10k of zelfs 100k zijn (in deze toepassing).
R3 is in dit geval om de stroom vanuit de microcontroller iets te begrenzen. Die gate condensator is in het begin "leeg" en gedraagt zich als kortsluiting. Dit wordt steeds minder naarmate hij voller raakt.
Dat zal wel loslopen, zeker met het kaliber microcontrollers op zo'n arduino.

maar, good practice is om een klein weerstandje toe te voegen om de boel toch iets te dempen.
Je kan zelfs uitrekenen wat voor weerstand je in theorie nodig hebt:
De ATMEGA328P (ik neem even aan dat deze op jouw arduino zit) mag maximaal 40mA uitsturen op 1 pinnetje. De werkspanning van de controller is 5V (toch?).
5/0.04 = 125 ohm.
Daarmee zit je altijd binnen alle grenzen van de fabrikant.

Dat gezegd. 100 gaat ook wel. (en minder waarschijnlijk ook)


Let wel op: dit is allemaal van toepassing op MOSFET's, niet op de transistor die je nu hebt

[Septillion]

De max van 40mA specificeert Microchip (blijft raar om te zeggen ) specifiek als DC. Zelf zou ik daarom nooit zo hoog gaan als 125Ω en maximaal een order lager gaan zitten. Met een hogere weerstand ga je namelijk steeds meer verstoken in je mosfet. En praktijk plaats ik ze nooit

@Piepersnijder Deels ja, maar als je ADC net staat te stuiteren doe je het dan nog elke cycle. Limiteren in tijd (samen met change detectie) is dan nog beter. Als je het limiteert tot 1 keer per 20ms merken wij daar als mens helemaal niets van.

En zoals gezegd hebben de drie weerstanden andere taken:
Base serie weerstand is om je spanning uit je microcontroller om te zetten naar stoom voor je BJT omdat deze stroomgestuurd is.
Gate weerstand is om tijdens het schakelen de stroom te beperken omdat je de gate capaciteit van je mosfet oplaadt.
Gate-source weerstand om je gate laag te houden als je hem niet aanstuurt (laat zweven / float). Ooit een input van je Arduino gelezen zonder er iets aan? Dat kan alles zijn omdat de pin gevoelig genoeg is om straling uit de lucht op te pikken. Zelfde voor een mosfet gate.

[pwillemske]

Zojuist heb ik alles aangesloten als voorheen, maar nu ook nog een kabeltje tussen de massa van de emitter en de massa van de potmeter (welke naar de arduino gaat). Nu werkt het met bovenstaande codes van @Septillion goed. Met mijn oude code (welke nog op de arduino stond) werkt het gewoon niet.

Mocht er interesse naar zijn kan ik een schema maken en hier posten.

Haal ik het kabeltje tussen de emitter en de potmeter weg dan knippert het stripje alleen snel en gebeurt er niet veel. Ik begrijp het nu wel want het stroompje van de base moet terug naar waar het vandaan kwam en dus de arduino, dit kon eerst niet omdat er geen massa van de transistor naar de arduino ging, alleen naar de externe voeding van de led strip

Iedereen ontzettend bedankt voor het meedenken!

[Septillion]

@pwillemske Top dat het nu werkt! En nog beter, dat je het snapt!

[pwillemske]

Net alles aangesloten en geüpload naar een Arduino Nano (ik gebruik de Uno om te proberen, en de Nano in een eindproject) en ook hier werkt alles naar behoren.