Управление большим количеством 10Вт RBG светодиодов

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Всем привет.

Возник такой вопрос - требуется выполнить подсветку дома светодиодными RGB прожекторами, в количестве 20 шт. Каждый прожектор мощностью 10Вт и должен независимо динамически регулироваться.

Светодиоды там стоят такие (RGB, 10W).

Рулить одной штукой можно с помощью ШИМ и трех MOSFET или шилда, как предлагается тут. А вот как быть с таким большим количеством, на которое выводов ШИМ естественно не хватит.

В данном случае, вероятно, нужно содавать более мощный аналог адресуемым светодиодным лентам с отдельным контроллером с собственным ID на каждом светодиоде. Кто нибудь сталкивался с таким вопросом, где можно найти такой контроллер?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Denis111 пишет:

Рулить одной штукой можно с помощью ШИМ и трех MOSFET или шилда, как предлагается тут. А вот как быть с таким большим количеством, на которое выводов ШИМ естественно не хватит.

Поставить PWM-driver (например, два TLC5940 в каскаде дадут Вам 32 индивидуально управляемых ШИМ-канала). Если нужно всего 20, то можно обойтись и одной TLC5940, а остальные 4 канала добрать с ног ардуины.

Сама по себе TLC5940 управляется кажется через I2C - смотрите дадашит.

Дополнительная вкусняшка - TLC5940  сообщит если на каком-то канале ничего нет или случилось короткое замыкание.

Цена вопроса - говорить неочем.

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Евгений, спасибо. Читаю как это делать. Только поясни пожалуйста как подключить эти драйверы каскадом?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Denis111 пишет:

как подключить эти драйверы каскадом?

17 пин (SOUT) первого к 26-му пину (SIN) второго (если надо больше, то "и так далее"). А всё остальное управление (SCLK, XLAT и т.п.) запараллелить. Это описано в даташите, см. рис. 12 на стр.14 ну и вообще. почитайте.

Вот здесь есть более простой, "рабоче-крестьянский" пример каскадного подключения с комменатриями на русском. Только не верьте автору, что это светодиодный драйвер. Это ШИМ-контроллер, который можно использовать в том числе и как светодиодный драйвер, т.к. он обеспечивает стабильный управляемый ток.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Да, ктстати, там ограничение - 120ма на канал, но Вам же не напрямую к ленте цеплять. а через полевой транзистор, так что проблем нет.

Только не забудьте в цепь затвора поставить токоограничивающий резистор, чтобы ток заряда затвора за эти 120ма не улетел. Так-то в затвор ток не течёт, но в начальный момент, пока ёмкость заряжается ток может быть очень большим (теоретически бесконечным). Резистор выбирайте так, чтобы за 120ма не уходило, но чем меньше резистор, тем лучше - меньше будет задержка при переключении полевого транзистора. Впрочем подключение мосфетов - это уже другая тема, думаю, Вы с этим знакомы.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

резистор токоограничительный зачем? микруха сама же ограничивает ток

только полевик p-канальный. с n канальным сложнее немного

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

И ещё, обратите внимание на рисунок 22 (стр. 23) даташита. Там полный пример каскадирования, но главное не в этом. Там чётко видно, что нашрузки (диоды) подключаются с общим анодом. Если надо с общим катодом, такие драйверы тоде есть. Сходу не вспомню наименование. но поискать - легко находятся.

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

А есть ли вообще есть какой то предел по количеству каскадно подключенных драйверов?

И еще вопрос - можете подсказать схемку подключения силового транзистора? Драйвер ведь управляет землей, не могу понять как к нему ключ подключить, к сожалению я не силен в этом вопросе.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

jeka_tm пишет:

резистор токоограничительный зачем? микруха сама же ограничивает ток

Вполне возможно Вы и правы, я всегда перестраховываюсь :)

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Denis111 пишет:

А есть ли вообще есть какой то предел по количеству каскадно подключенных драйверов?

Конечно - скорость передачи данных определяет предел.

Denis111 пишет:

И еще вопрос - можете подсказать схемку подключения силового транзистора? Драйвер ведь управляет землей, не могу понять как к нему ключ подключить, к сожалению я не силен в этом вопросе.

Надеюсь, электронщики Вам помогут. Я программист - там, всё что угодно. А с электроникой, для себя делаю, а советовать другим - не считаю себя достаточно компетентным :(

Ну, если Вас смущает общий анод, я уже говорил, есть такие же драйверы с общим катодом.

Вот там поройтесь, там всякие есть.

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

А не подскажите аналог TLC5940 с общим катодом? У меня с английским серьезные затруднения, а на русском не могу найти

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

ЕвгенийП пишет:

Вполне возможно Вы и правы, я всегда перестраховываюсь :)

возможно и прав

ЕвгенийП пишет:

... а советовать другим - не считаю себя достаточно компетентным :(

я тоже выражаю свое мнение. практика покажет что да как)) (но теоретически должно работать, просто пострадает немного регулировка яркости, но ведь это не экран уличный для получения правильных цветов, а тупо подсветка)

Denis111 пишет:

А не подскажите аналог TLC5940 с общим катодом? У меня с английским серьезные затруднения, а на русском не могу найти

если делать с р-канальным полевиком то уже по умолчанию общий катод получается

 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

jeka_tm пишет:

ЕвгенийП пишет:

Вполне возможно Вы и правы, я всегда перестраховываюсь :)

возможно и прав

А правда. Я ставлю там резистор не для того, конечно, чтобы мосфет защитить - ему-то ничего не сделается. А вот не может ли он в момент начала зарядки перегрузить микросхему? Или в ней по сути тот же резистор и стоит?

Bee
Offline
Зарегистрирован: 08.01.2016

А можно использывать схему с оптронной развяккой, и входы от оптронов подключить как душе вздумается, хоть с ощим катодом, хоть с общим анодом.

Тут http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=99351&#entry1102986

Или тут http://compcar.ru/forum/showthread.php?t=10266&p=106024&viewfull=1#post106024

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Denis111 пишет:

А не подскажите аналог TLC5940 с общим катодом? У меня с английским серьезные затруднения, а на русском не могу найти

денис, вот где-то у меня это было, но сейчас не могу найти.

Однако, я нашел другой pwm-драйвер PCA9685 (тоже с общим анодом), но в его даташите  (стр.29. внизу) есть схемы включения как с N-канальным транзистором, так и P-канальным. Схема "общая" в том плане, что Вы можете её использовать с любым драйвером.

Ну, а если Вы знаете схему включения, то какая Вам разница, что там общее, так же? Решена проблема?

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Спасибо, кажется решена. Т.е. логично думать, что по этой же схеме можно к мосфету подключать и  TLC5940?

А за ней поставить транзистор IRL630A, наверно нормально будет? Через него пойдет 0,3А при 12 В.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Denis111 пишет:

Спасибо, кажется решена. Т.е. логично думать, что по этой же схеме можно к мосфету подключать и  TLC5940?

Да, конечно.

Denis111 пишет:

А за ней поставить транзистор IRL630A, наверно нормально будет? Через него пойдет 0,3А при 12 В.

Смотрите даташт транзистора - съест ли он ту частоту ШИМа и будет ли он надёжно переключаться при том напряжении, которое Вы дадите. 5940 вроде позволяет до 17 вольт.

Если что, покопайте другие микросхемы этой серии TLC59xxx. Типа TLC5946 и т.п. Они как раз и отличаются напряжениями и частотами

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

[/quote]

Смотрите даташт транзистора - съест ли он ту частоту ШИМа и будет ли он надёжно переключаться при том напряжении, которое Вы дадите. 5940 вроде позволяет до 17 вольт.

[/quote]

Так я как понимаю, TLC5940 на выходе не более 5 В будет выдавать?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Denis111 пишет:

Так я как понимаю, TLC5940 на выходе не более 5 В будет выдавать?

Да, нет же. Это питание у неё 5В.

Но она ведь землёй управляет. Там же подключение какое: нагрузка (светодиод или там полевой транзистор) цепляется одним концом к СВОЕМУ (а не микросхемы) питанию (плюсу), а другим - к пину микросхемы. Так вот,  питание нагрузки может быть до 17В. Микросхема спокойно его уравновесит или же даст землю. См. даташит:

VO Voltage applied to output (OUT0–OUT15) 17 V

Тольео не забываем минусы (землю) питания микросхемы и питания нагрузки соединить вместе.

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

В общем у меня такая схема получается:

 

тут два варианта силовых ключей после драйвера - дарлингтон и мосфет (для более мощных светодиодов). Вроде все правильно, должно работать?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

неа

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

А что не так ?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

схема с uln возможно вообще никак не будет работать, а с полевиком не соблюдены требования работы микрухи. посмотри изначально для чего она предназначена и какая схема

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Ты о микрухе пишешь - TLC5940 имеешь ввиду?

Смотрел, вроде все нормально...

Вот тут пишут как ее к ардуино подключать.

Жека, подскажи что конкретно не так???

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

да она

светодиод включается как? между выходом и + питания

вот устройство выхода TLC5940

а вот вывод микроконтроллера (частично)

разницу видишь?

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Ну микроконтроллер управляет питанием, а TLC5940 землей.

Только какой дальше из этого вывод я не догоняю...

Или нужно вместо TLC5940 ставить драйвер с общей землей, а с TLC5940 сигнал не усилить?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

не совсем. TLC5940 землей, а микроконтроллер и землей и питанием. а теперь посмотри почему например uln не будет работать

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Теряюсь в догадках. Потому что у нее + к 12В привязан, а не к +5 как на TLC5940 ?

Я где то видел что uln2803 так подключена... Думал просто инвертировать выход будет и все...

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

хорошо. насчем с более простого: как управляется uln? что нужно подать на вход?

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

управляющий ток?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

в том числе, так как там биполярные транзисторы, но что нужно чтобы потек ток для npn транзистора? подать на базу напряжение относительно земли и потечет ток. но откуда потечет напряжение если микросхема может только на землю замыкать?

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Я как то так и начал подозревать, после твоих вопросов.

Так может вводы uln2803 подтянуть на +5В, тогда получатся что TLC5940 будет их отключать, т.е. инверсия сигнала получится. Можно так сдеать?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

ну вот. правильно.  почти сам додумался

думаем дальше. TLC5940 это источник тока с шим управлением, значит точно уверенным что замыкаться на землю "до конца", в смысле без резисторов мы не можем. если сверху мы подтянули, так как TLC5940 может только замыкать на землю. а внутри самой TLC5940 предсположим есть резистор, то получается делитель, и то что точно транзистор закроется уверенным быть нельзя без макетирования

но этот момент можно легко обойти, правда светодиоды получатся с общим катодом, сейчас у тебя с общим анодом

можно сделать и с общим анодом, но транзисторов и резисторов понадобится вдвое больше

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Точно, действительно может быть делитель...

А обойти каким образом можно, просто переверуть светодиоды и соединить с землей? Но это ведь ни как не повлияет на наличие делителя.

Так то без разницы как светодиоды подключать, хоть анод хоть катод общий будут, лишь бы деталей поменьше.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

ну раз не догадался вот посмотри. номинал резисторов взят от балды

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Чёт Вы, парни, по кругу ходите. Точно такая же схема была в даташите, о котором ещё позавчера говорилось. И вот к ней вернулись :)

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

А, так на моей схеме есть такой вариант - мосфет с дополнительным транзистором.

только выше ты написал что он работать не будет...

А как быть с uln2803, можно ли ей как то воспользоваться - у меня RBG светодиодов несколько десятков планируется, с током 0,3 А на каждый канал. Ставить по  3 мосфета на каждый - как то много получается.  uln2803 вроде как идеально бы было, если б удалось ее подключить

_A_r_d_u_i_n_o
Offline
Зарегистрирован: 02.08.2015
ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Денис, я не электронщик, потому цена моему мнению невелика, сразу предупреждаю. По мне так с мосфетом у Вас похоже на правду, а вот с unl'кой что-то не так с полярностью.

Я бы на Вашем месте взял бы макетку, взял бы мосфет, воткнул бы и посмотрел. Если заработал бы - дал бы поработать с полачаса и пощупал бы нагрев. Также и с unl'кой. И вообще, появилась идея - взять и попробовать. Так намного эффективнее.

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Евгений, у меня в городе только 3 места, где радиодеталями торгуют, ни TLC5940 ни ULN2803 там нет и не было. Заказал у китайцев, пока не привезли приходится теоретически вопрос решать.

 

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

ЕвгенийП пишет:

Чёт Вы, парни, по кругу ходите. Точно такая же схема была в даташите, о котором ещё позавчера говорилось. И вот к ней вернулись :)

я хотел чтобы человек понял что для чего

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

Denis111 пишет:

А, так на моей схеме есть такой вариант - мосфет с дополнительным транзистором.

только выше ты написал что он работать не будет...

А как быть с uln2803, можно ли ей как то воспользоваться - у меня RBG светодиодов несколько десятков планируется, с током 0,3 А на каждый канал. Ставить по  3 мосфета на каждый - как то много получается.  uln2803 вроде как идеально бы было, если б удалось ее подключить

 да но как потечет ток?

попробуй uln с подтяжкой к +5в

std
Offline
Зарегистрирован: 05.01.2012

jeka_tm пишет:
TLC5940 землей, а (...) посмотри почему например uln не будет работать

А подтягивающий резистор на вход ULN2003 (каждый всмысле есличо) прихерачить же, и всё будет. Не?

VictorNsk
VictorNsk аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.09.2015

Denis111

Простое, не дорогое  решение вашей проблемы. 

http://geektimes.ru/post/258602/

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Denis111 пишет:

Евгений, у меня в городе только 3 места, где радиодеталями торгуют

Сачстливсик! У меня вообще ни одного такого места. Если нужно купить быстро - чип-дип или тиксер через Евросеть, а так - только китацы.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Denis111 пишет:

приходится теоретически вопрос решать.

Зачем? Воткните мосфет, Затвор соедините с ШИМ выходом ардуины. Можно добавить операционный усилитель, чтобы поднять напряжение (не ограничиваться 5V). Переключайте ШИМ и смотрите. При земле (нулевом ШИМе) нагрузка должны работать на всю катушку, при полном ШИМе - не работать, при промежуточных - работать промежуточно. Именно это и будет делать Ваша TLC'шка. Просто прикиньтесь ею. Операционный усилитель практически любой (лучше rail-to-rail, но не обязательно). Операционник-то какой-нибудь в хозяйстве или в магазине найдётся? Там типа народного LM358 - из везде как грязи. Можжно и без него, если нагрузке 5V хватает.

Так что всё Вы можете попробовать прямо сейчас. Удачи!

Только не забудьте к затвору поставить токоограничавающий резистор, чтобы не перегрузить ардуину или операционник. Для ардуины максимальный ток 20мА, а для операционника смотрите по его даташиту.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Не пойму, господа, Вы занимаетесь "впихиванием невпихуемого", т.е. TLC5940 в драйвер светодиода на 10Вт? Тогда напомню, что специфика мощных светодиодов требует стабилизации тока через них, особенно при их нагреве. С чем TLC5940 отлично справляется на маломощных светодиодах, отсюда и тот источник тока в 120мА, с которым Вы боретесь. Для начала нужно чтото типа такого (спер тут -http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=149225 ).

А потом уже шимы, пины и расширение портов. Я бы управлял источником, подключив к цифровой части верхний вывод R2 и повысив его номинал до 200Ом. Если надо больше Вт, то полевик мощней и каскад усиления между цифрой и R2, простенький на транзисторе, чтото типа эммитерного повторителя и номинал R2 понизить можно.

Можно готовые драйвера поискать на али, я там брал на 3Вт, импульсный с питанием от 12В. Но не уверен что импульсный с пониманием отнесется к ШИМ.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Denis111, я бы не рекомендовал вам шиммить мощные светодиоды. Глаза не жалко? Это только кажется, что регулируется яркость. Реально же ничего не регулируется, всё основано на обмане зрения. Можно легко получить ожог глаз, смотря на мощный светодиодный прожектор, когда тот светит через шим  в режиме "очень слабо", особенно если это паршивый светодиод, который светит не только в своём спектре, но и в ультрафиолете. Не говоря уже просто о вреде моргания на мозг. Лучше "лампочки Ильича" пока ничего не придумано.

Denis111
Offline
Зарегистрирован: 09.03.2015

Dimax, светодиоды RGB, как без шимирования каналов цвет менять под управлением ардуиной? А потом они будут не в глаза светить, а на глухую стенку здания. Глаз будет видеть отраженный и рассеяный свет.
ViktorNsk у меня 20 rbg светодиодов. Предлагаемых Вами устройств нужно будет 20 шт. Это слишком много...

Piskunov
Offline
Зарегистрирован: 13.02.2014

Denis111,

Вы делаете ошибку и можете легко спалить светодиоды. Из всех мнений я лично безусловно могу согласиться только с рекомендацией dimax'а )).

Попробую аргументировать свою точку зрения. (хотя это будет нелегко - коньяк закончился только вчера)

Судя по Вашей ссылке в топике к использованию предполагаются чистые светодиоды с рабочим током 900 мА. Это означает, что для каждого канала отдельно (R, G и B) будет нужен индивидуальный источник тока 900 мА. (часто встречается термин "драйвер", но это как то не по русски). Который затем можно регулировать ШИМом.

Понятна ли Вам идея источника тока?

Если нет, могу пояснить.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

в принципе я тоже согласен, стабилизации нет, но разговор был (часть по крайней мере) как подключить в принципе мощные светодиоды к tlc

а вообще можно использовать правильный драйвер PT4115, который кстати применен в этой плате например

управлять правда по отдельности

+ вот еще нашел. ws2811 если правильно понял генерит сигнал для диммирования. в этом плане она пожалуй удобее tlc. меньше проводов тянуть