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Hallo zusammen,

ich möchte gern in eine Deckenleuchte 100 LEDs einbauen, die (in mehreren parallelen Strängen mit Vorwiderstand) an einem 12V Netzteil hängen. Das dürfte soweit kein Problem darstellen.

Zusätzlich möchte ich jedoch, dass die LEDs etwa im 3 bis 5 Sekunden Takt heller und wieder dunkler werden. Das ganze sollte so einfach wie möglich aufgebaut sein, also ohne µController. Grundkenntnisse der Elektronik sind da - wenn auch etwas eingerostet. Leider fehlt mir momentan noch die zündende Idee, wie sich soetwas realisieren lässt.

Eine erste Überlegung besteht darin die Leuchtdioden mit einer sinusförmigen Gleichspannung zu betreiben. Kann man dazu einen NE555 Timerbaustein verwenden? Kann man die (Rechteck-)Ausgangsspannung mit Hilfe von Kondensatoren in etwas näherungsweise sinusförmiges überführen? Lässt sich das Puls-Pause-Verhältnis überhaupt so einstellen, dass man eine mehrere Sekunden lange Taktzeit erhält?

Oder gibt es vielleicht eine ganz andere Lösung für diese Problemstellung?

Vielen Dank im voraus für Eure Antworten!

» Hallo zusammen,
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» ich möchte gern in eine Deckenleuchte 100 LEDs einbauen, die (in mehreren
» parallelen Strängen mit Vorwiderstand) an einem 12V Netzteil hängen. Das
» dürfte soweit kein Problem darstellen.
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» Zusätzlich möchte ich jedoch, dass die LEDs etwa im 3 bis 5 Sekunden Takt
» heller und wieder dunkler werden.

PWM = Pulsweitenmodulation

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=174687&page=0&category=all&order=time

http://homepage.internet.lu/animations/portland/electronic/pwm/pwm.htm

Erstmal Danke für die schnelle Rückmeldung. Wenn ich es richtig verstanden habe, wäre mit Hilfe der PWM (über das Puls-Pausen-Verhältnis) die Ausgangsspannung zwischen 0 und 12V einstellbar. Diese wäre jedoch durch die äußere Beschaltung konstant.

Ich wollte eigentlich eine variable, d.h. an- und abschwellende Ausgangsspannung. Dazu hätte ich die Puls- bzw. Pausenlänge am Ausgang des NE555 auf mehrere Sekunden länge eingestellt, sofern das überhaupt möglich ist. Anschließend hätte ich die Rechteckspannung mit Hilfe von Kondensatoren geglättet um ein sanftes heller und dunkler werden der LEDs zu bewirken. Oder bin ich da auf dem Holzweg?

Inzwischen habe ich noch herausgefunden, dass es auch fertige IC Sinusgenerator gibt - oder besser gesagt gab. Der Einzige, den ich bisher finden konnte ist der XR8038, dessen Produktion (laut Wiki) jedoch eingestellt worden ist. Kennt jemand eine Alternative zu diesem Bauteil und woher man die bekommt? Danke!

» Erstmal Danke für die schnelle Rückmeldung. Wenn ich es richtig verstanden
» habe, wäre mit Hilfe der PWM (über das Puls-Pausen-Verhältnis) die
» Ausgangsspannung zwischen 0 und 12V einstellbar. Diese wäre jedoch durch
» die äußere Beschaltung konstant.
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» Ich wollte eigentlich eine variable, d.h. an- und abschwellende
» Ausgangsspannung. Dazu hätte ich die Puls- bzw. Pausenlänge am Ausgang des
» NE555 auf mehrere Sekunden länge eingestellt, sofern das überhaupt möglich
» ist. Anschließend hätte ich die Rechteckspannung mit Hilfe von
» Kondensatoren geglättet um ein sanftes heller und dunkler werden der LEDs
» zu bewirken. Oder bin ich da auf dem Holzweg?
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» Inzwischen habe ich noch herausgefunden, dass es auch fertige IC
» Sinusgenerator gibt - oder besser gesagt gab. Der Einzige, den ich bisher
» finden konnte ist der XR8038, dessen Produktion (laut Wiki) jedoch
» eingestellt worden ist. Kennt jemand eine Alternative zu diesem Bauteil und
» woher man die bekommt? Danke!

Damit erzeugst du doch nur Wärmeverluste!!!
Die PWM Impulse sind doch optisch nicht wahrnehmbar. Dein Fernseher hatte einst 50Hz, dein jetziger 100Hz. Die PWM die ich dir vorstelle hat 220Hz. Da flimmert nichts!
Ich habe schnell mal eine selbst steuernde PWM-Schaltung Entworfen.
Einfacher und mit stets verfügbaren Bauelementen geht es nicht.
Die Leistungsendstufe habe ich jetzt nicht berücksichtigt.



t-Aufladung = ta = 51kOhm * 68nF * Ln2 = 2,4ms
Bei diesem Widerstandsverhältnis ist; ta:te = 1:1
f = 1 / (2*ta) = 1 / (2 * 2,4ms) = 208Hz


f Steuerspannung = 1 / (2 * 510kOhm * 6,8µF * Ln2) = 0,2Hz

» Einfacher und mit stets verfügbaren Bauelementen geht es nicht.

LM339, und etwas Hühnerfutter.

» Die PWM Impulse sind doch optisch nicht wahrnehmbar.

Das ist genau das Problem. Aus diesem Grund verstehe ich den Sinn einer konstant eingestellten PWM nicht.

Das Puls-Pausen-Verhältnis bestimmt die Ausgangsspannung. OK!
Eine Pulsfrequenz von 220Hz kann man nicht sehen. OK!

Ich bräuchte wenn dann eine Schaltfrequenz von sagen wir 0,1Hz. D.h. 5sec werden die LEDs durch die Kondensatoren heller (Puls) und 5sec werden sie dunkler (Pause).

» Damit erzeugst du doch nur Wärmeverluste!!!

Ok, offenbar ist von dieser Variante jedoch abzuraten.


Zurück zur PWM: Nochmals danke für die Mühe. Leider verstehe ich die Schaltung nicht ganz. Mir ist nicht klar, wieso 2 Timerbausteine benötigt werden und wieso der Pin3 (Output) nicht benötigt wird!? Für eine kurze Erklärung der Schaltung wäre ich sehr dankbar.

Ich bin bisher immer von 1 Timerbaustein als astabile Kippstufe ausgegangen, welcher eine Pulsfolge erzeugt, die über die äußere Beschaltung festgelegt und damit stets konstant ist.

» » Erstmal Danke für die schnelle Rückmeldung. Wenn ich es richtig
» verstanden
» » habe, wäre mit Hilfe der PWM (über das Puls-Pausen-Verhältnis) die
» » Ausgangsspannung zwischen 0 und 12V einstellbar. Diese wäre jedoch durch
» » die äußere Beschaltung konstant.
» »
» » Ich wollte eigentlich eine variable, d.h. an- und abschwellende
» » Ausgangsspannung. Dazu hätte ich die Puls- bzw. Pausenlänge am Ausgang
» des
» » NE555 auf mehrere Sekunden länge eingestellt, sofern das überhaupt
» möglich
» » ist. Anschließend hätte ich die Rechteckspannung mit Hilfe von
» » Kondensatoren geglättet um ein sanftes heller und dunkler werden der
» LEDs
» » zu bewirken. Oder bin ich da auf dem Holzweg?
» »
» » Inzwischen habe ich noch herausgefunden, dass es auch fertige IC
» » Sinusgenerator gibt - oder besser gesagt gab. Der Einzige, den ich
» bisher
» » finden konnte ist der XR8038, dessen Produktion (laut Wiki) jedoch
» » eingestellt worden ist. Kennt jemand eine Alternative zu diesem Bauteil
» und
» » woher man die bekommt? Danke!
»
» Damit erzeugst du doch nur Wärmeverluste!!!
» Die PWM Impulse sind doch optisch nicht wahrnehmbar. Dein Fernseher hatte
» einst 50Hz, dein jetziger 100Hz. Die PWM die ich dir vorstelle hat 220Hz.
» Da flimmert nichts!
» Ich habe schnell mal eine selbst steuernde PWM-Schaltung Entworfen.
» Einfacher und mit stets verfügbaren Bauelementen geht es nicht.
» Die Leistungsendstufe habe ich jetzt nicht berücksichtigt.
»
»
»

Ist der 741 tatsächlich noch verfügbar?
Fällt der nicht schon unter Geriatronik?

» » Einfacher und mit stets verfügbaren Bauelementen geht es nicht.
»
» LM339, und etwas Hühnerfutter.

Und du glaubst, dass der TE erfahren genug ist, die beiden Dreiecksgeneratoren so zu dimensionieren, dass die Schaltung sauber läuft? Natürlich hätte er eine echte Dreieckspannung. Aber für ne LED, hell - dunkel, reicht doch so eine verbogene Steuerspannung.

» »
»
» Ist der 741 tatsächlich noch verfügbar?
» Fällt der nicht schon unter Geriatronik?

Ja selbstverständlich!!!
Ich hatte aber keinen Komparator gefunden der nur einen, seiner Sorte in sich verbirgt.
Und den TCA 325 gibt es ja auch nicht mehr.
Der OPV 741 ist ja nicht gerade geeignet, weil er nicht weit genug nach masse durchsteuern kann. Das könnte Probleme bei der Ansteuerung der Leistungsendstufe bringen.
Als einzelner OPV kommt noch TL081 oder TCL271 in frage. Wobei mit der TCL271 zu schade währe.
Außerdem ging es mir nur um das Prinzip. Da reicht ein 741!

» Aus diesem Grund verstehe ich den Sinn einer
» konstant eingestellten PWM nicht.

Is keine konstante PWM. der rechte 555 mit 0,4 Hzmycht die vom linken 555 erzeugte PWM länger und kürzer.

» .. wieso der Pin3 (Output) nicht benötigt wird!?

Man kann auch die am Kondensator entstehende Dreieckspannung nehmen.
Die linke geht mit ~220Hz rauf und runter, das ist die PWM Frequenz.
Und diese Dreieckspannung wird mit der Vergleichs-Dreieckspannung des rechten 555 verglichen (die ganz langsam rauf und runter geht. = Helligkeit.
Ist die linke höher als die rechte, leuchtet die LED.

hws

» » » Einfacher und mit stets verfügbaren Bauelementen geht es nicht.
» »
» » LM339, und etwas Hühnerfutter.
»
» Und du glaubst, dass der TE erfahren genug ist, die beiden
» Dreiecksgeneratoren so zu dimensionieren, dass die Schaltung sauber läuft?
» Natürlich hätte er eine echte Dreieckspannung. Aber für ne LED, hell -
» dunkel, reicht doch so eine verbogene Steuerspannung.

Verbogene Steuerspannung reicht völlig. Ich nehm alles: Sinus, Dreieck, irgendwas Krummes...

» » »
» »
» » Ist der 741 tatsächlich noch verfügbar?
» » Fällt der nicht schon unter Geriatronik?
»
» Ja selbstverständlich!!!
» Ich hatte aber keinen Komparator gefunden der nur einen, seiner Sorte in
» sich verbirgt.
» Und den TCA 325 gibt es ja auch nicht mehr.
» Der OPV 741 ist ja nicht gerade geeignet, weil er nicht weit genug nach
» masse durchsteuern kann. Das könnte Probleme bei der Ansteuerung der
» Leistungsendstufe bringen.
» Als einzelner OPV kommt noch TL081 oder TCL271 in frage. Wobei mit der
» TCL271 zu schade währe.
» Außerdem ging es mir nur um das Prinzip. Da reicht ein 741!


Nimm halt einen halben LM358 - oder ist der auch zu schade? Kostet das gleiche wie der 741

Vllt. kann man den zweiten OP noch für ne andere Spielerei einsetzen ...

» » Die PWM Impulse sind doch optisch nicht wahrnehmbar.
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» Das ist genau das Problem. Aus diesem Grund verstehe ich den Sinn einer
» konstant eingestellten PWM nicht.
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» Das Puls-Pausen-Verhältnis bestimmt die Ausgangsspannung. OK!
» Eine Pulsfrequenz von 220Hz kann man nicht sehen. OK!
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» Ich bräuchte wenn dann eine Schaltfrequenz von sagen wir 0,1Hz. D.h. 5sec
» werden die LEDs durch die Kondensatoren heller (Puls) und 5sec werden sie
» dunkler (Pause).

Dann eben nicht 4,7µF oder 10µF sondern 22µF.
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» Zurück zur PWM: Nochmals danke für die Mühe. Leider verstehe ich die
» Schaltung nicht ganz. Mir ist nicht klar, wieso 2 Timerbausteine benötigt
» werden und wieso der Pin3 (Output) nicht benötigt wird!? Für eine kurze
» Erklärung der Schaltung wäre ich sehr dankbar.
»
» Ich bin bisher immer von 1 Timerbaustein als astabile Kippstufe
» ausgegangen, welcher eine Pulsfolge erzeugt, die über die äußere
» Beschaltung festgelegt und damit stets konstant ist.

Für die PWM Steuerung benötigt man eine Dreieckspannung. Eine fast solche greife ich vom RC-Glied des ersten 555 ab.
Dazu benötigt man eine Steuerspannung um das Tastverhältnis einzustellen. Da du ein Rauf und Runter der Helligkeit wünschst, ist da wieder eine Dreieckspannung erforderlich. Die greife ich vom zweiten 555ab. Der OPV (besser ist ein echter Komparator) vergleicht dies und liefert das Puls-Pausenverhältnis.

» » » » Einfacher und mit stets verfügbaren Bauelementen geht es nicht.
» » »
» » » LM339, und etwas Hühnerfutter.
» »
» » Und du glaubst, dass der TE erfahren genug ist, die beiden
» » Dreiecksgeneratoren so zu dimensionieren, dass die Schaltung sauber
» läuft?
» » Natürlich hätte er eine echte Dreieckspannung. Aber für ne LED, hell -
» » dunkel, reicht doch so eine verbogene Steuerspannung.
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» Verbogene Steuerspannung reicht völlig. Ich nehm alles: Sinus, Dreieck,
» irgendwas Krummes...

Mit einer Sinusspannung würde der optische Eindruck wesentlich schlechter sein!

» » Aus diesem Grund verstehe ich den Sinn einer
» » konstant eingestellten PWM nicht.
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» Is keine konstante PWM. der rechte 555 mit 0,4 Hzmycht die vom linken 555
» erzeugte PWM länger und kürzer.
»
» » .. wieso der Pin3 (Output) nicht benötigt wird!?
»
» Man kann auch die am Kondensator entstehende Dreieckspannung nehmen.
» Die linke geht mit ~220Hz rauf und runter, das ist die PWM Frequenz.
» Und diese Dreieckspannung wird mit der Vergleichs-Dreieckspannung des
» rechten 555 verglichen (die ganz langsam rauf und runter geht. =
» Helligkeit.
» Ist die linke höher als die rechte, leuchtet die LED.
»
» hws


Ahh, das am Kondensator eine Dreieckspannung entsteht wusste ich nicht. Das klärt schon mal einiges! Vielen Dank.

Ich verstehe allerdings immer noch nicht ganz, wieso 2 Timer + Komperator erforderlich sind. Wieso verwendet man nicht ausschließlich den rechten NE555. Dieser erzeugt ja eine Dreieckspannung mit 0,4Hz - also ziemlich genau das was ich für die LEDs brauche.

» » » Aus diesem Grund verstehe ich den Sinn einer
» » » konstant eingestellten PWM nicht.
» »
» » Is keine konstante PWM. der rechte 555 mit 0,4 Hzmycht die vom linken
» 555
» » erzeugte PWM länger und kürzer.
» »
» » » .. wieso der Pin3 (Output) nicht benötigt wird!?
» »
» » Man kann auch die am Kondensator entstehende Dreieckspannung nehmen.
» » Die linke geht mit ~220Hz rauf und runter, das ist die PWM Frequenz.
» » Und diese Dreieckspannung wird mit der Vergleichs-Dreieckspannung des
» » rechten 555 verglichen (die ganz langsam rauf und runter geht. =
» » Helligkeit.
» » Ist die linke höher als die rechte, leuchtet die LED.
» »
» » hws
»
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» Ahh, das am Kondensator eine Dreieckspannung entsteht wusste ich nicht. Das
» klärt schon mal einiges! Vielen Dank.
»
» Ich verstehe allerdings immer noch nicht ganz, wieso 2 Timer + Komperator
» erforderlich sind. Wieso verwendet man nicht ausschließlich den rechten
» NE555. Dieser erzeugt ja eine Dreieckspannung mit 0,4Hz - also ziemlich
» genau das was ich für die LEDs brauche.

Nochmal von Forne:

http://homepage.internet.lu/animations/portland/electronic/pwm/pwm.htm