LED Dimmer EIN/AUS-Fade Schaltung

Ich habe im netz folgende Schaltung gefunden:
LED´s ein- und ausfadenhttp://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?f=35&t=4432#p71465

Im prinzip wäre das genau sowas was ich suchen würde. jedoch ist die für 12V gebaut. ich würde jedoch eine für 5V benötigen.

Ich fass mich mal kurz:
try this

http://s11.directupload.net/images/090402/w68q6npq.png

wenn du mit den LEDs nicht auch die Versorgungsspannung (die 5V) mit abschaltest, kannst du den dicken 4700µF Elko auch weglassen und die Diode D1 auch. Und den Schalter dann anstelle von D2 platzieren (also D2 rausnehmen und stattdessen den Schalter rein).

Das is ja geil! vielen dank!
Doch, die LEDS werden mit der Versorgungsspannung abgeschalten.

Entspricht die ausfadezeit in der Schalten etwa gleich der einfade Zeit? Oder kommt es da zu differenzen?
Aja und wieviel Strom zieht denn die Schaltung in etwa?

Jein!

Leider ist die ausfadezeit theretisch doppelt so lang die Einfadezeit, weil sich die auf-/entlade impedanz für die 100µ ändert. Von 5k beim Aufladen (2 10k parallel sinngemäß) auf 10k beim entladen, weil sich die 100µ ja nicht über die Dioden entladen können und auch nicht sollen.

ABER

Ich hab das ganze simuliert und den dicken 4700µ so gewählt, dass das im maximalen Helligkeitsfall nach Augenmaß ziemlich identisch ist.

Wenn du die LEDs aber nicht voll aussteuerst, wird die ausfadezeit im grenzfall doppelt so lang sein wie die einfadezeit.

Die Zeitkonstante ist jetzt auf 0.5s bzw. 1s eingestellt. wenn du daran drehen willst, musst du zuerst den 100µ verändern. (größer->langsamer , kleiner->schneller)

Die 4700µ sind eigentlich nur dafür da, nach dem trennen der schaltung von der 5V Versorgung noch die restliche Energie für die LEDs zu liefern, was er ganz knapp schafft.

Wenn du also langsameres faden haben willst musst du nicht nur die 100µ größer machen, sondern auch die 4700µ. Für schneller brauchst du an den 4700µ nichts drehen (außer zum geld sparen).

Achte unbedingt auf den angegebenen Diodentyp bei der Diode D1.
Das darf keine Futzeldiode wie die 1N4148 sein, weil der Ladestromstoß in den 4700µF Kondensator beim Einschalten sehr erheblich ist (80A peak, aber nur ganz kurz, und laut Datenblatt sollte die 1N400x das mitmachen, aber vielleicht auch schon grade nicht mehr).
Am besten schaltest du noch einen kleinen Widerstand in Reihe zu D1, etwa 4.7 Ohm, dann bist du da auf der sicheren Seite mit 1A. Wenn die Diode kaputt geht, könnte dir sonst der Rückstrom aus dem Elko beim abschalten evtl deine 5V Versorgung zerschießen.

Ich nehme an du wirst einfach global den Saft abdrehen, und nicht zwischen 5V und der D1 einen schalter einbauen. Dann gilt der vorangegangene Absatz.
An der stelle könnte ich noch etwas mehr input gebrauchen - wo du genau ein/ausschaltest, evtl wie die Versorgung aussieht - um dafür sinnvolle angaben machen zu können.

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Wieviel Strom die gesamte Schaltung zieht steht fast direkt im Schaltplan.
Den meisten Strom ziehen die LEDs, und wieviel die genau ziehen hängt von der gewählten Einstellung des MAX-LED-CURRENT Potis und des INTENSITY Potis ab. Der einstellbare Strombereich steht dabei. Dabei sind die Maximalströme gemeint. Der minimalstrom ist nat Null.

Die Steurschaltung besteht nach dem aufladen des 100µ Kondensators quasi nur aus zwei in reihe geschalteten 10k Widerständen, also 20k an 5V, das ist quasi nix (0.25mA) und gegen den LED-Strom schon erst recht nix.

Grüß dich!
Nochmal danke für deine Unterstützung.

Das ganze wird in einem Computer verbaut. (Ein SX-64, wenn dir das etwas sagt.) Auf dem Netzteil steht 0.35A. Das Netzteil scheint nicht recht stark zu sein.
Das ganze macht mich etwas unruhig, wenn du schreibst das ich mir dabei das Netzteil schießen könnte. das wäre sehr unangenehm.

Richtig, es gibt da nur einen Netzschalter den ich umlege, der direkt die Netzspannung schaltet, mehr nicht. Die 5V zweige ich denn direkt vom Netzteil ab.
Theoretisch könnte man die Schaltung auch für 12V entwerfen. Keine Ahnung ob das Vor oder Nachteile bringen würde.
Ich hätte sogar einen Schaltplan des Netzteiles für dich. Den gibt es hier: Schaltpläne

Vielleicht noch zur Info: Ich habe vor die LEDs mit der halben helligkeit zu betreiben. Also ungefähr mit 1,5V Und da sollte die ein/aus-fadezeit etwa gleich sein.
In welchem Bereich muß ich die beiden C's verändern? 100, 200, 300 bzw. 4700, 4800, 4900 µF? Oder kleinere Schritte? Wenn ich jetzt nur die Ausfadezeit verkürzen möchte, muß ich auch beide C's verändern?

Noch eine Frage zur Schaltung:
Kann es in diesem Falle nicht passieren das die 80A dann kurzzeitig über die LEDs laufen?

Gruß zurück!

Keine Sorge:

Deinen LEDs passiert nichts.

Man sollte doch um 2 Uhr nachts keine Beiträge mehr schreiben.
Das ganze war ein Schnellschuss.

Die 80A fließen in den dicken Elko um den aufzuladen, allerdings nur in dem überidealisierten Fall, dass der Elko keinen Serieninnenwiderstand hat, dass die Spannungsversorgung bombenfest auf 5V hocken bleibt und instantan sprunghaft 5V erreicht nach dem einschalten und unendlich viel Strom liefern kann und vieles mehr.
Kurz, dieser Fall ist absolut unrealistisch, aber der Worstcase.

Wenn man auf 3000%-Sicher gehen will, schaltet man 4.7Ohm vor die D1 und es kann nichts mehr passieren.

Und eigentlich sollte das Netzteil auch intern eine Strombegrenzung haben, die solche Ströme gar nicht zulässt. Und überhaupt baut sich die Spannung immer langsamer als instantan auf (nicht wie in dem modell wo die 80A rauskommen) selbst ohne Strombegrenzung usw...

Ein dickes Sorry für die Beunruhigung.

Die Diode D1 ist wichtig, weil sie beim Ausschalten das entladen des Elkos über das Netzteil verhindert.
Das ist zum einen wichtig für die Funtkion und zum anderen verhindert es die Zerstörung eines nicht gegen diesen Fall abgesicherten Netzteils. Von daher ist das Leben von D1 auf alle Fälle zu schützen, da sie im Todesfall zu einem Kurzschluss wird und so ihre sperr und damit schutzwirkung verliert, und deswegen darf es auch keine Minidiode sein sondern sollte das eine Ampere schon abkönnen.

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Die Spannungsfrage:

12V ist schlechter als 5V in diesem Fall, weil durch die höhere Spannung mehr Leistung im Transistor verbraten werden muss, was diesen evtl. schon zu viel erwärmt, sodass man einen größeren nehmen müsste.
5V ist eigentlich optimal, weil einigermaßen effizient (ein kleiner Transistor), und noch genug Spannung für die Steuerung.


Zu deinem Netzteil:

350mA ist 10 mal mehr als du brauchst, von daher mehr als ausreichend. In deinem Schaltplan steht bei den 5V was von 3.15A. Bist du sicher dass die Aufschrifft auf deinem Netzteil sich auf den 5V Ausgang bezieht?

LEDs:
Die helligkeit von LEDs lässt sich nicht gut über die Spannung regeln, denn egal wieviel strom durch die LED fließt bleibt die Spannung immer etwa gleich. Doppelte spannung ist also nicht gleich doppelt so hell, sondern LED=tot.
Ausnahme wären LEDs (als physikalisches Bauteil) mit eingebautem Vorwiderstand, aber für die LED an sich gilt das immer.
Diese Schaltung ist übrigens nicht geeignet für LEDs mit integriertem Vorwiderstand.

Die Helligkeit von LEDs kann man gut über den Strom regeln, und genau das tut diese Schaltung.

Zu den Cs

In der Schaltung von mir oben ist ein gravierender Denkfehler.
Die Steuerung muss direkt an die Versorgung.

Die 5V sind im Netzteil mit einer unbekannten Kapazität abgepuffert, die auch mit berücksichtigt werden muss.

Jetzt kann/muss man das experimentieren Anfangen.
Ist an dem 5V Anschluss an den du deine LEDs anschließen willst noch etwas anderes dran?
Man muss herausfinden wie die Spannung nach dem Ausschalten zurückgeht ohne die LEDschaltung drangehängt. Das muss ein gutes Stück schneller passieren als die LEDs faden sollen, damit die Steuerschaltung überhaupt "merkt", dass da jetzt ausgeschalten wird und sie den LEDs ihre eigene Zeitkonstante aufzwingen kann.

http://s10.directupload.net/images/090403/8w34y8lr.png

Die Diode D2 fällt nun weg.
Für R4 würde ich erstmal 1kOhm einsetzen.

Mit der Korrigierten Schaltung sind nun auch die Ein und Ausfadezeiten fast gleich, wenn die Spannung der Versorgung schnell genug absinkt.

C2 soll nur dazu da sein, nach dem Ausschalten genug Energie für die LEDs bereit zu stellen, bis diese durch die Steuerschaltung ausgefadet sind. Daher muss er groß genug sein um möglichst keinen Einfluss auf den Fadeprozess zu haben.

C1 ist für die Zeitkonstante zuständig. Wird er verdoppelt, verdoppelt sich die Fadezeit.

Hi,
hab mir heute die ganzen Teile besorgt, dann habe ich fürs Wochenende gleich was zu basteln. Von dem 100µF hab ich nur einen mit 35V bekommen. Und von der Diode eine 1N4007 statt 1N4004.

Gleich noch einige kurze Fragen:
Du hast R4 nur nebenbei erwähnt. Wofür steht der?

Diesen nicht bekannten Kondensator von dem du schreibst. meinst du damit C25? C24 und C21 haben jeweils 1000µF laut Schaltplan Kann ich nachsehen.
Dürfte aber kein gepolter sein.

Wie kurz muß der Spannungsabfall mind. sein damit die Schaltung noch korrekt funktioniert.

Bezüglich der Frage ob da noch etwas drann hängt: Ja, die komplette Stromversorgung für die CPU und den Hauptplatinen, Laufwerk, Schnitstellen, etc. Also eigentlich wird damit der komplette Rechner versorgt. Die 12V scheinen hauptsächlich nur für den integrierten Röhrenmonitor zu sein. Und davon würde ich auch gleich die Stromversorgung für die Schaltung abzweigen. Würde das dann überhaupt funktionieren? Den ich hätte die Spannung nicht direkt am Netzteil bzw. kurz danach abgegriffen, sondern an zwei Leiterbahnen mitten auf einer der Prozessorplatinen.

Das Gerät sieht so aus, damit du dir ungefähr ein bild davon machen kannst.

Die Schaltung ist so gedacht wie sie auf dem Schaltplan steht. Alles an 5V! Keine 12V!

1N4007 ist OK. Das ist eine Reihe von identischen Dioden die sich nur in der Sperrspannung unterscheiden. Hier ist nur der Strom relevant.

35V ist auch ok.

R4 sorgt dafür, dass sich C1 auch über R1 nennenswert entladen kann und so die Ausschalt-Zeitkonstante fast gleich der Einschalt-Zeitkonstante wird.

Ja den 1000µ habe ich auch gesehen. Sollte ein Elko sein, spielt aber eigentlich hier keine Rolle.

EDIT: Das im Schaltplan ist eine Parallelschaltung von 2 Kondensatoren. Dabei ist deren Gesamtkapazität für uns von Bedeutung. C25 ist tatsächlich ungepolt, trägt aber zur relevanten Kapazität kaum bei.

Dass da die ganze restliche Schaltung drann hängt kommt uns entgegen, weil die den Elko schnell leersaugen sollte.

Du kannst ja mal einen Test machen und mit einer LED in Reihe mit einem 1k Widerstand direkt an die 5V und dann schauen wie lange es dauert, bis die LED beim ausschalten aus ist.

Wie schnell das genau sein soll kann man nicht sagen, aber auf jeden Fall deutlich schneller, als du die LEDs am Ende ausgefaded bekommen haben möchtest. Schneller als bei diesem Test kann es nicht werden, nur langsamer.

Die Stromversorgung für eine solche Zusatzschaltung einfach irgendwo abzuzweigen ist nicht unbedingt zu empfehlen.

Ich würde dir empfehlen direkt die 5V am Netzteil (so direkt wie möglich), sowohl Plus als auch Masse abzuzweigen und mit Kabel zu der Zusatzschaltung zu führen.
Mach vielleicht ein (oder auch zwei ;)) Photo(s) von der Situation, und markiere, wo du die Versorgung abgreifen willst.

Hi, zum zusammenbauen bin ich leider doch noch nicht gekommen. Jedoch habe ich mir das ganze mal so aufgezeichnet wie ich es auf einer Lochraster aufbauen werde. Da ich gerne Platzsparend arbeite habe ich jede Kontaktierung ausgenutzt.

Noch eine Frage zu den Kondensatoren deren Wert wir noch nicht wissen. Sind diese nun für die Schlatung relevant?

Ich werde das ganze zuest mal an einer 5V Fixspannungsquelle testen bevor ich die Schaltung in den Computer einbaue.
Ich werde mir auch deinen Rat zu Herzen nehmen und die Schaltung direkt an das Netzteil anschließen.

http://s3b.directupload.net/file/d/1756/a3d7egjw_gif.htm. Vielleicht kannst du kurz überprüfen ob ich keinen Fehler gemacht habe.

Wenn der Restliche Computer noch mit dran hängt hilft uns der genaue Wert des unbekannten (1000µ) Kondensators auch nicht weiter.

Da hilft nur der Test mit der LED den ich oben beschrieben habe und schauen wie lange es dauert.

Dein Layout sollte passen.
Wenn du sowas öfter machst (layouten), kann ich dir EAGLE empfehlen.

Hi!
Heute war es endlich soweit. Mußte noch die letzten Bauteile besorgen. Nicht so einfach bei uns hier.

Zusammengebaut und getestet.
Die helligkeitsregelung funktioniert problemlos. Fein. Was nicht so toll läuft ist erstens die Anlaufzeit. Die LEDs werden viel zu schnell hell. Ein langsames eindimmen von ca. 5sek. wäre optimal.
Nach dem stromlos machen dauert es viel zu lange bis die LEDs zum abdimmen beginnen. Fast 5sek. Und auch hier, dass abdimmen selbst geht zu schnell. Auch hier wären ca.5sek. optimal.

Ich muß jedoch dazusagen das ich die Schaltung erstmal mit einer stinknormalen 5V Spannungsquelle getestet habe, also nicht im Gerät selbst. Möglicherweise ist die Zeit bis zum abdimmen dort kürzer.

Hast du das Labornetzteil einfach nur ausgeschaltet, also den Netzschalter betätigt bzw. den Netzstecker gezogen, oder hast du die Klemme direkt vom geregelten Ausgang abgezogen?
In letzterem Fall müsste das abdimmen eigentlich sofort einsetzen.

Als allererstes solltest du C1 (die 100µ) vergrößern, bis dir die Einfadegeschwindigkeit beim Einschalten gefällt. Versuche es vielleicht mit 470µ oder 1000µ.
(Tipp: Elkos mit geringeren Spannungsfestigkeiten sind gemeinhin Kleiner. Nur weniger als 6.3V sollten es nicht sein und dann auch beim testen aufpassen, dass du diese Spannung nicht überschreitest. Das kann dann sehr gefährlich werden, weil dir die Dinger dann um die Ohren fliegen können. Abschreckende Beispiele sollte es auf YouTube geben: "capacitor explosion")

Beim Ausschalten dauert es dann prinzipiell genauso lange wie beim Einschalten, wenn C2 (4700µ) groß genug ist, um lange genug Energie für die LEDs bereitstellen zu können.

Das wird sich zeigen und hängt vor allem auch davon ab wie hell du die LEDs feuern lässt. Je weniger strom die ziehen desto länger hält logischerweise auch das reservoir. Aber bei maximaler Helligkeit fürchte ich, dass er das nicht schafft, du ihn also vielleicht noch wirst vergößern müssen.

Aber eins nach dem anderen.

Guter Tip. Ich hatte natürlich in meiner "Weisheit" das Netzteil von der Steckdose genommen anstelle die Verbindung zum Netzteil zu trennen.
Wie sich nun die Schaltun in eingebauten Zustand verhält wäre noch zu ergründen. Vielleicht schaffe ich es noch Morgen dies zu testen.
Das die Kondensatoren gut austeilen können ist mir bekannt, darum habe ich auch recht schiss mit diesen Dingern herumzuhantieren. Ich dachte jedoch immer das nur ein verpolen ungesund sei.
Der kleine hält 6,3 Volt aus. Also wenn ich mit einem 5Volt Netzteil hantiere und die polung beachte kann ja eigentlich nichts schief gehen, oder? Kann beim Einschalten meines Netzteiles nicht passieren das kurzzeitig mehr als 6,3 Volt anliegen? Falls ja, kann das schon das Exitus des Kondensators bedeuten?
Ich bin da lieber etwas vorsichtiger.
Also wenn sich das ganze im Gerät dann genauso verhält wie gerade eben, wäre ich schon glücklich. Eventuell könnte man die einblendzeit doch etwas verlängern.