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Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
07.03.2015, 12:55
Beitrag #1
Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
Hi Leute,

kurz vorweg: Bisher habe ich mich nie wirklich mit Arduino beschäftigt - Finde aber die Möglichkeiten die sich einem damit bieten mehr als Klasse !
Ich bin gerne bereit, mich in ein paar Dinge einzulesen. Ich will ja auch was lernen.. Worauf ich aber keine Lust habe, sind dicke fette Lektüre Wälzer. Ich will den Kram ja nicht studieren - sondern als kleines Hobby betreiben ;-)

Nun zu meiner Frage..
Ich habe vor, mir aus High Power LED's ein ca. 200W starkes Panel zusammen zu bauen. Ich will mich ein wenig unabhängig vom "fertig Kraut" machen. Ich ziehe deswegen einige Kräuter wie Pfefferminz, Oregano, Thymian und größere Pflanzen wie Kamille und Wegerich. Auch früchtetragende sollen dort drunter.. Die Walderdbeere und eine Paprika Variante...

Das Panel sollte ein paar technische Funktionen können - Zumindest, nach meinen Ideen.. Und zwar wäre es für mich wichtig, ein paar LED Gruppen seperat anzusteuern. So würde ich gerne in den ersten paar Wochen überwiegend die blauen LED's strahlen lassen. Später sollen dann alle LED's leuchten (Also hier die Roten zB).
Ich würde auch gerne den Arduino mit einem Temp. und RLF Messer ausstatten.

Da die LED's ja auch gekühlt werden müssen, wäre ein Temp. Messer am Kühlkörper evtl. nicht verkehrt der, beim errreichen eines definierten Wertes, dann den Lüfter ansteuert.

Außerdem wäre eine Dimmfunktion wünschenswert. So könnte man vielleicht den Sonnenauf bzw. auch den Untergang imitieren.

Habt ihr Tipps zur Umsetzung ? Mit was für einem Preis muss ich rechnen, welche Hardware wird benötigt ?

Ich freue mich auf eure Antworten!

Liebe Grüße,
Jannis
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07.03.2015, 13:42 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 07.03.2015 13:46 von ardu_arne.)
Beitrag #2
RE: Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
Hallo und herzlich willkommen Jannis.

200W ist schon eine Hausnummer.
Bevor du einen passenden Arduino auswählen kannst sollte die LED Seite vollkommen geklärt sein.
Wie viele einzelne LEDs hast du vorgesehen?
Welche Ströme brauchen die?
Wie viele Reihen- und Parallelschaltungen gibt es?
Welches Netzteil soll verwendet werden?
Wie viele LED-Gruppen sollen getrennt voneinander gedimmt werden?
Hast du schon per PWM dimmbare Konstantstromquellen?

Schön wäre es wenn es einen Schaltplan gäbe in dem alle LEDs dargestellt sind.

Gruß
Arne

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07.03.2015, 14:22
Beitrag #3
RE: Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
Hallo Arne!
Vielen dank für deine schnelle Antwort!

- Insgesamt werden 70 einzelne LED's (alle 3W) in benutzung sein.
- Je nach Wellenlänge bis zu 700mA. Allerdings möchte ich die nicht unter volllast laufen lassen. Das soll auf die Lebensdauer gehen (?).
- Bisher habe ich noch garnichts hier. Einzig und alleine die LED's sind bestellt - Aber die dauern noch. Wenn ich es richtig im Kopf habe, dann müssten es ca. 4 Reihenschaltungen geben, da ich ca. 4 KSQ benötigen werde.
- Das ist die angepeilte KSQ KSQ
- Insg. sind 9 (leicht) verschiedene Wellenlängen geplant. Sinnvoll wären vermutlich um die 3 Gruppen (Blau,Orange ; Rot,IR,UV ; Weiß)

Schaltplan habe ich leider keinen..
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07.03.2015, 21:24
Beitrag #4
RE: Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
Hallo Jannis,

du hast also vor die 3W-LEDs mit 350mA zu betreiben um die Lebensdauer zu erhöhen.
Wenn ich die LED Problematik richtig verstanden habe verkürzt ein Betrieb bei Nennstrom (ca.700mA bei den 3W LEDs) die Lebensdauer nur minimal. Was sich aber sehr negativ auf die Lebensdauer auswirkt ist mangelnde Kühlung.

Die von dir verlinkten Stromquellen liefern 350mA in einem Bereich von 30-72V.
Da musst du dann bei den Reihenschaltungen aufpassen dass die 30V nicht unterschritten werden. Ich habe keine Ahnung was die KSQ macht wenn die Spannung an den LEDs kleiner wird.
Außerdem sind das erst mal nur KSQ die nicht direkt dimmbar sind. Zum dimmen brauchst du also noch zusätzliche Schaltung die sich dann aber mit den KSQ vertragen muss.

Gruß
Arne

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08.03.2015, 13:48
Beitrag #5
RE: Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
Hi Arne,

Mir wurde gesagt, das man die LED's mit 2/3, besser noch 1/3 ihrer maximalen Leistung betreiben sollte. Ob das so stimmt, kann ich nicht sagen. Habe da wenig Erfahrung..

Meanwell LCM-60DA Ist dieses hier dann besser geeignet ?

Was die KSQ macht, wenn da noch zuvielt Volt im Spiel ist, weiß ich auch nicht. Wird halt irgendwas passieren Big Grin Müsste doch dann aber sowieso mit einem Widerstand arbeiten, oder ?

Gruß,
Jannis
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09.03.2015, 12:20
Beitrag #6
RE: Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
(08.03.2015 13:48)Nifu schrieb:  ...
Mir wurde gesagt, das man die LED's mit 2/3, besser noch 1/3 ihrer maximalen Leistung betreiben sollte. Ob das so stimmt, kann ich nicht sagen. Habe da wenig Erfahrung..
...

Das ist doch indirekt das was ich geschrieben hatte. Wenn man die LEDs nicht mit maximaler Leistung betreibt werden sie nicht so warm und leben deshalb länger.

Wenn die LEDs über eine KSQ betrieben werden brauchst du keinen zusätzlichen Widerstand. Das ist halt der Vorteil einer KSQ. Du brauchst aber für jede Reihenschaltung eine eigene KSQ.
Welches Netzteil das beste ist kann man so nicht sagen. Das hängt von der Verschaltung der einzelnen LEDs ab. Deshalb erst mal einen Schaltplan machen und zeigen. Das Netzteil muss auch keinen Konstantstromausgang haben wenn du für jede Reihenschaltung eine eigene dimmbare KSQ verwendest.
Eine dimmbare Stromquelle wäre z.B. diese. Das ist jetzt nur eine Beispiel für 150mA. Die gibt es vom gleichen Hersteller auch für andere Ströme und andere maximale Spannungen.

Gruß
Arne

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10.03.2015, 19:32
Beitrag #7
RE: Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
Hi Arne!
Hab mich mal hingesetzt und versucht da was vernünftiges zu zeichnen... Hoffe es ist verständlich..

Dazu kurz eine Erklärung..
Links im Bild seht ihr ganz oben die angegeben Volt für die verschiedenen Farben (Bsp. Red 2,2 - 2,4V)
Dadrunter habe ich die Anzahl pro Wellenlänge angegeben.
Und ganz unten habe ich versucht, alle LED's in Gruppen aufzuteilen und dann pro Gruppe/Band maximal Volt und minimal Volt ausgerechnet. Die verschiedenen Gruppen (3 an der Zahl) sind farblick gekennzeichnet (Rot für Rot, lila für Blau und Schwarz für Weiß,IR und UV).
Mittig ist natürlich der Schaltplan als solches zu sehen. Da ich wie gesagt nicht soviel Ahnung davon habe, habe ich mich einfach mal meines Schulwissens von damals bedient.. Mal schauen ob das so ausreicht.. Big Grin

Außen auf dem Plan ist die 1. Gruppe angeordnet. Insgesamt sollen dort 21 LED's verbaut werden.
Gruppe 1:
15x Blau (3,2-3,4V)
6x Orange (2,2-2,4V)
Vmax= 61,2V Vmin= 65,2V
Hätte dort das LCM-40 auf 600mA; 2-67V laufen lassen.

Obere und Untere Mitte des Plans ist für die 2. Gruppe:
34x Rot (2,2-2,4)
10x Orange (2,2-2,4)
Vmax= 105,6V Vmin= 96,8V
Da ich kein Netzteil gefunden habe, welches den Voltbereich aufeinmal abdeckt, splittete ich die Gruppe in zwei gleiche Hälften mit eigenem Netzteil.
Auch hier jeweils das LCM-40 auf 600mA; 2-67V

Ganz in der Mitte ist die dritte Gruppe:
3x Weiß (3,2-3,4V)
1x UV (3,2-3,4V)
1x IR (1,8-2,0V)
Vmax= 15,6V Vmin= 14,6
Da hier nur max. 15,6V gebraucht werden, hätte ich hier das PLM-12 bei 700mA ; 11-18V eingesetzt.


Ich könnte 1 NT sparen, wenn ich bei Blau um die 10 Rote hinterschalte.. Dann hätte die 2 Gruppe "wenig genug" um nur mit einem NT betrieben zu werden..
Wanke zwischen dem LCM-40 und dem LCM-60..


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11.03.2015, 22:45
Beitrag #8
RE: Anfänger[!] Arduino zum Dimmen und schalten von LED's ?
Hallo Jannis,

Ich habe deinen Text und den Plan dazu nur mal kurz überflogen aber nichts nachgerechnet.

Aufgefallen ist mir dass Gruppe 1 rechnerisch 65,2V braucht, das Netzteil aber nur 67V bringt. Die Reserve von 1,8V wäre mir hier gefühlt zu gering, möglicherweise werden die 600mA dann nicht ganz erreicht. Bei den beiden anderen Gruppen passt das besser.

Zum Schalten und Dimmen der LEDs werden üblicherweise N-Kanal MOSFETs verwendet. Wegen der recht hohen Spannung durch deine "langen" Reihenschaltungen fallen schon einige Transistoren heraus weil sie die Spannung nicht vertragen. Man sollte bei der Auswahl auch einen gesunden Abstand zwischen der realen Versorgungsspannung und den zulässigen Spannungen (UDS) der Transistoren lassen.
Ohne zusätzliche Treiberstufe vor den Transistoren sind direkt am Arduino nur Logic-Level-FETs sicher zu betreiben. Aber leider haben gerade diese meist keine so hohe zulässige Drain-Source Spannung.

Einfacher wäre es wenn du statt der 4 Gruppen die LEDs so aufteilen könntest, dass sich 6 Gruppen ergeben wobei keine Gruppe über 30V Gesamtspannung kommst. Dann vor jede Gruppe eine dieser KSQ geschaltet werden.
Du brauchst dann auch nur ein Netzteil das 36V 4A liefert. Das darf dann auch kein spezielles LED Netzteil mit Stromregelung sein.

Gruß
Arne

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