LM3915 + LEDs

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Autor
LM3915 + LEDs

    







BID = 720722

dings

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Beiträge: 8
Wohnort: Bremen
 

  


Hallo, ich hoffe ich bin hier im LED-Bereich richtig, da es sich um eine beliebte Schaltung mit LEDs handelt.

Ich möchte mir ein VU-Meter mit dem LM3915 Display Driver im Bar Mode bauen. Der LM3915 soll mit 12V versorgt werden. Als Laie bin ich jedoch aus dem Datenblatt nicht wirklich schlau geworden, wie viel Last ich nun an die Ausgänge des LM3915 hängen darf.

Was ich bislang glaube verstanden zu haben:
Der LM3915 ist eine Stromquelle und den Strom pro Ausgang kann ich bis auf 30mA regeln.
Die Spannung die an den Verbrauchern abfällt soll 7V nicht übersteigen um Leistungsverluste am LM3915 gering zu halten.

Meine Fragen:
Bedeutet das nun, dass ich an jeden der 10 Ausgänge 3 LEDs à ca. 2V 20mA in Reihe anschließen kann oder erreicht der LM3915 an einem 12V-Netzteil gar nicht die dafür notwendige Ausgangsspannung, um 20mA durch 3 LEDs in Reihe zu schicken?
Wenn im Bar Mode nun alle LEDs (in diesem Beispiel 30 Stück) gleichzeitig leuchten entspricht das in etwa einer Leistung von 1,2W, ist das realistisch oder benötigt der LM3915 dazu eine höhere Spannungsversorgung oder übersteigt dieser Wert seine zulässige Belastung?

Wo liegen allgemein die Grenzen des LM3915 bezüglich angeschlossener Verbraucher? Sprich ab wann muss man mit der Spannungsversorgung höher gehen als 12V? Und steht mir an den Ausgängen maximal die Versorgungsspannung vom Netzteil zu Verfügung oder fällt "unterwegs" am LM3915 selbst noch Spannung ab?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: dings am 17 Okt 2010  8:56 ]

BID = 720751

Harald73

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Beiträge: 1016

 

  

Hi dings,

wilkommen im Forum.

>> ...bauen.

oder kaufen?
http://www.elv.de/output/controller.....2=774
http://www.pollin.de/shop/dt/Njk4OT......html



>>Der LM3915 ist eine Stromquelle und den Strom pro Ausgang kann ich bis auf 30mA regeln.
Sozusagen.
>>Die Spannung die an den Verbrauchern abfällt soll 7V nicht übersteigen um Leistungsverluste am LM3915 gering zu halten.
Nö, die Spannung an den Verbraucher (LEDs) ist dem LM3915 vollkommen egal, es kommt auf die Differenz zwischen Versorgung und LED-Spannung an, weil nämlich diese Differenz am LM3915 abfällt und (zusammen mit dem Stom) die Verlustleistung pro Kanal bestimmt.



Der minimale Spannungsfall am Treiberausgang ist bei 20mA 1.5V oder weniger. Bei 12V Versorgung dürfen an der Last also max 10,5V abfallen.
Bei 3 LEDs und 12V hast Du 6 V am LM3915 zur Verfügung, das ist auf jeden Fall genug, damit der LM3915 sauber regeln kann. Im Gegenteil, von den Verlusten betrachtet ist das (1.2W) schon recht viel.
Du solltest:
a) Die Versorgungsspannung reduzieren (9V), wenn du weisst, dass die LEDs wirklich "nur" 2V haben (nicht dass du nachher blaue oder weisse LEDs verwenden möchtest).
b) bei 12V bleiben und
b1) 4 oder 5 LED pro Kanal nehmen (LED-Flussspannung siehe oben)
b2) in jedem Strang einen zusätzlichen Widerstang in Serie mit den 3 LEDs schalten, an dem dann ein Teil der Spannung abfällt. Da verringert zwar nicht die Gesamtverlusten, aber "zieht sie aus dem LM3915 raus". z.B. 180 Ohm = 3.6V.
c) immer nur leise Musik hören, damit nicht alle LEDs angehen.

b2 ist wahrscheinlich die flexibelste Variante, da du den Widerstand bei anderen LED-Flussspannungen / -Anzahlen einfach anpassen kannst.

Gruß
Harald


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*..da waren sie wieder, meine 3 Probleme: 1)keiner 2)versteht 3)mich
* Immer die gültigen Vorschriften beachten und sich keinesfalls auf meine Aussagen verlassen!

BID = 720761

dings

Gerade angekommen


Beiträge: 8
Wohnort: Bremen

Hallo Harald, erst mal Danke für die Informationen.

Ich wollte die Schaltung auf Lochraster aufbauen, im großen und ganzen nach dem Plan von Knolle_P der überall durchs Web geistert Link
Was mir daran nur ein wenig spanisch vorkommt ist die Form des Audiosignals (ist das überhaupt gleichgerichtet?) aber habe diesbezüglich keine Beschwerden gelesen.

Deine Antwort bzgl. der Leistungsverluste am LM3915 hat mich überrascht aber irgendwie ists ja doch schlüssig
In der Anleitung von ELV sind die LEDs auch ohne Widerstand und die Versorgungsspannung darf laut ELV bis zu 35V betragen, ich gehe mal davon aus, dass das bei deren Produkt noch unkritisch ist, da durch die dort verwendeten LEDs ein deutlich geringerer Strom fließt?

Von deinen Lösungsvorschlägen tendiere ich auch zu b1 oder b2, wobei insgesamt 100 (weil Stereo) superhelle LEDs schon zu einer Kostenfrage werden würden für das Geld könnte man fast schon High Power LEDs nehmen
Ansonsten hell solls ja werden, letztendlich soll jeder der zwei Audiokanäle auf eine 50-100cm lange Leiste verteilt werden und die Tapete über meiner TV-Bank anstrahlen...

Grüße, dings

BID = 720779

Harald73

Schreibmaschine


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Beiträge: 1016

ELV hat ~8mA, ausserdem im Leuchtbandmodus nur bis max 15V.

Die Audiosignalaufbereitung in dem Link ist tatsächlich komisch. Der wertet nur die positiven Halbwellen aus (so weit OK), die Gleichrichtung erfolgt nicht wie normal über eine Diode im Rückkoppelzweig sondern durch das Fehlen einer negativen Versorgungsspannung. Je nach Übersteuerungsverhalten des OP kann das klappen. Bei niedrigen Eingangspegeln ist D1 ohne Wirkung, bei sehr hohen Eingangspegeln verschiebt sie (zusammen mit dem Eingangstransistor des OP) den Arbeitspunkt.

Normalerweise hat so ein VU-Meter eine definierte Anstiegs- und eine andere (längere) Abfallzeit. Das ist bei der Schaltung bei hohen Pegeln nicht gegeben, das Ergebnis könnte also anders aussehen, als man es vom Flimmerstreifen im Mischpult oder Kassettendeck (MP3-Stick, Version -2 ) gewohnt ist.



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BID = 721000

dings

Gerade angekommen


Beiträge: 8
Wohnort: Bremen

Okay, vielleicht ists doch etwas ausgereifter, wenn ich das Ganze auf Basis der Schaltung von ELV aufbaue.

Verstehe ich das richtig, dass die gesamte Masse der Schaltung um +5V angehoben wird und ich somit auch die beiden LM3915 mit einer Spannung versorge, welche um 5V geringer ist als die meines Netzteils? Und das entsprechend auch der gesamte Strom über den Festspannungsregler läuft, was in meinem Fall ja allein für die LEDs schon 400mA wären?

Außerdem schauts bei ELV so aus, als seien die Kondensatoren C2 & C5 parallel geschaltet, welchen Grund gibts diese nicht einfach zu einem Kondensator zusammenzufassen? Muss dabei etwas beachtet werden in der Art "Kondensator X möglichst nah an Pin Y von Bauteil Z verbauen"?

BID = 721010

dings

Gerade angekommen


Beiträge: 8
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Huch, wieso kann ich denn meinen Beitrag nicht mehr editieren

Habs wohl etwas falsch verstanden, bei ELV steht, dass der Festspannungsregler die Schaltungsmasse auf 5V unterhalb der Versorungsspannung anhebt, damit müsste ich ja in der kompletten Schaltung nur noch 5V zu Verfügung haben?

Wenn durch den Festspannungsregler die Versorgungsspannung für den LM3915 auf 5V gesetzt wird und man sich aber doch entscheide so einige LEDs in Reihe zu schalten, wirds mit der Spannung ja ziemlich schnell ziemlich eng.
Kann man da einfach den Pin2 (v-) vom LM3915 auf die Masse des Netzteils legen um wieder die vollen 12V Versorgungsspannung zu kriegen oder verschiebt sich damit auch automatisch das Potential des Eingangssignals? Pin4 (R_LO) könnte man ja weiterhin auf der Schaltungsmasse des Festspannungsreglers lassen. Da wäre ich allerdings überfragt, wie es mit den Pins 6, 7 und 8 (R_HI, REF_Out, REF_ADJ) ausschaut, welcher davon mit der Masse des Netzteils und welcher mit der Schaltungsmasse aus dem Festspannungsregler verbunden werden müsste, damit das Ganze unverändert seinen Dienst verrichtet, falls mein Denkansatz überhaupt richtig ist

... hätte noch den angenehmen Nebeneffekt, dass der Festspannungsregler nicht irgendwann mit den LEDs um die Wette glüht

[ Diese Nachricht wurde geändert von: dings am 18 Okt 2010 11:08 ]

BID = 722100

dings

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*push* Thema ist noch aktuell, weiß jemand weiter?

BID = 722107

dl2jas

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Mir ist nicht ganz klar, was Du da vor hast, setze bitte einen Link zur Schaltung von ELV.

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BID = 722112

dings

Gerade angekommen


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Mach ich sofort. ELV VU-Meter Hoffe das hilft weiter?

Edit: Anbei noch das Datenblatt des LM3915


PDF anzeigen



[ Diese Nachricht wurde geändert von: dings am 23 Okt 2010 17:17 ]

BID = 722129

dl2jas

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Jetzt muß man hier auch noch denken.

ELV arbeitet mit einem kleinen Trick. Für den OPV wird eine positive und eine negative Spannungsversorgung benötigt. Da darfst Du nicht wirklich was dran ändern. Wenn Du mehr Leuchtdioden in Reihe anschließen möchtest, geht das über einen anderen Festspannungsregler, der z.B. 9 Volt hat. So etwa 3 Volt Differenz zwischen Batteriespannung und Ausgangsspannung des Reglers sollten schon sein. Bei 12 Volt hättest Du 9 Volt am LM3916 und es bleiben 3 Volt für den OPV als negative Hilfsspannung übrig, bezogen auf GND im Schaltbild.

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BID = 722135

dings

Gerade angekommen


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Hehe, danke fürs Denken, das mit einem anderen Festspannungsregler wäre also auch noch eine Möglichkeit.

Am elegantesten wäre es wohl, wenn man das Problem direkt am LM3915 lösen könnte. Sprich wenn man dessen Versorgung vom Festspannungsregler entkoppelt. Wenn man sich das Blockdriagramm des LM3915 auf Seite 5 des Datenblatts anschaut, siehts so aus, als könne man an LED_V+ einfach eine höhere Spannung anlegen. Ist nur blöd, da ich nicht weiß wo ich die ohne zusätzlichen Aufwand herkriegen soll. Jedoch hätte man vor dem Festspannungsregler ja eine höhere Spannung (die des Netzteils), jedoch bezogen auf die Masse des Netzteils und nicht der Schaltungsmasse. Daher wäre es genial, wenn man die Masse des Netzteils irgendwie am LM3915 nutzen könnte, womit dessen Versorungsspannung nicht mehr an den Festspannungsregler gebunden wäre.

Das sieht für mich aber nicht so einfach aus, da man ja nicht einfach ALLES am LM3915 bezogen auf die Masse des Netzteils anschließen kann, da das Eingangssignal (welches aus dem OP kommt) sich nach wie vor auf die Schaltungsmasse vom Festspannungsregler beziehen müsste.

Ich habe kaum Ahnung von Elektrotechnik und mir raucht der Kopf

BID = 722144

dl2jas

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Offensichtlich bist Du auf dem richtigen Weg.

Positive und negative Spannung für den Operationsverstärker sind schon notwendig, damit der vernünftig arbeitet. Die negative Spannung wird praktisch nicht belastet, nur die positive Spannung nach GND.

Ohne Gewehr und Pistole.
Wenn Du mit einer weiteren Spannung zur Versorgung der Leuchtdioden arbeiten möchtest, sollte das gehen. Die Schaltung wird so aufgebaut, wie von ELV vorgeschlagen. Nur trennst Du die Verbindung zwischen LEDs und V+ an Pin3 auf. Die LEDs werden dann über eine eigene Spannung versorgt. Oder anders ausgedrückt, ST1 ist nur noch mit V+ verbunden, nicht mehr mit den LEDs. Für diese nimmst Du eine eigene Spannung, deren Minus mit GND in der Schaltung verbunden wird. Die muß aber galvanisch getrennt sein. Keinesfalls dürfen GND und ST2 auf selbem Potential liegen.

DL2JAS

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BID = 722365

dings

Gerade angekommen


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So würde das sicher gehen aber wenn ich an die Spannungsversorgung an LED_V+ (grün) rangehe, bräuchte ich wohl ein zweites Netzteil.
Massen hingegen hat man auf der Schaltung von ELV sowieso zwei unterschiedliche. Daher wäre es super, wenn man die Verbindungen zur Masse (rot) einfach anstatt mit der Schaltungsmasse mit der Netzteilmasse verbindet und PÄNG hat man 12V
Dazu muss ich aber wie gesagt wissen, welche Masse der LM3915 als Referenz für das Signal (blau) nimmt, denn genau diese darf ich ja NICHT einfach verändern.

Grüße, dings


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