Elektronika - pitanja, odgovori, tutoriali

Probajte i ovdje, imaju dosta zanimljivu ponudu ;)

ELMATIS

 Na ovom linku sam našao gif koji točno potvrđuje tvoje riječi  

Ovo me sad zanima.Ako sam dobro shvatio: mali ulazni signal "otvara" bazu i time se dopusta protok vece struje iz kolektora prema emiteru.Napon je pojacan.E sad,odakle taj "veci napon"?? Jeli to Ucc ? Jeli trosilo spojeno na kolektor ili emiter,zbarajaju li se struje po Kirchoffovom zakonu Ie=Ib+Ic?

Možda se sjećaš onog mojeg 30W led reflektora. Njemu sam prije želio napraviti regulaciju svjetline. Probao sam s PWM-om preko Arduina, preko mosfeta, ali nije išlo - čim sam malo smanjio duty cycle, ledica počela treperiti (12V led trake se na taj način daju kontrolirati bez problema). Koji je uzrok tome ne znam - pretpostavljam da PWM ne paše led driveru s ograničenjem struje. S druge strane, PWM mi nije ni idealno rješenje - ako se ne varam frekvencija mora biti minimalno nekih 2000-2500 Hz da se ne vidi treperenje pri 1/50 sekunde (za 25 sličica u sekundi). Mada to nije problem postići preko Arduina s "poštelanim" timerima (32-64 kHz). Ali opet mi tu onda ostaje pitanje drivera. Uglavnom, odustao sam od regulacije svjetline tog reflektora jer tih 30W hladne bijele je zapravo slabo i nema potrebe ograničavati svjetlinu, ali bi mi u budućnosti mogla zatrebati za 100W 5500k ledicu.

Ali volio bih imati recimo 100W RGB ledicu, a da upravljam bojama ograničenjem struje i to po mogućnosti digitalno, preko Arduina. Vidio sam da postoje 10k (a i drugih vrijednosti, naručio sam standardnog 10k, stiže valjda za tri tjedna) digitalni potenciometri. E, kad bi se nekamo dao uvaljati 10k digitalni potenciometar pa da se pomoću njega može ograničiti struja svake od RGB komponenti, to bi bilo fantastično. Netreperavi, digitalno kontrolirani RGB reflektor. Zapravo mi je želja nekad u budućnosti imati nekoliko jakih LED reflektora koje mogu kontrolirati s Arduinom jer onda mogu s njima raditi što me volja (složiti si nekakvo daljinsko upravljanje). Nezadovoljan sam cca 40-50W CFL žaruljama i njihovom bojom, točnije problematičnom crvenom zbog koje boja kože ne ispada kako trebe (svjetlina je dosta dobra, "mekoća" izvrsna, ali boja, odnosno CRI...).

Pa evo mogu ti ukratko reći neke osnove da znaš kako dalje razmišljati i tražiti.

Običan pwm ti nije radio jer si njime regulirao napon, a ne struju. Ledicama treba regulirati struju, i same rade na jako malom duty cycleu. Također, frekvencija pwm-a bi trebala biti oko 20 khz (znam da je nekad problematična na mikrokontrolerima pa će i 16khz biti dovoljno), dakle van slušnog područja, dovoljno velika da komponente nisu prevelike, ali i dovoljno mala da nemaš prevelike gubitke preklapanja.

Sad se pitaš, kako regulirati struju pwm-om? Između minusa ledice, i minusa napajanja, u seriju s ledicom spojiš shunt. Shunt je mali otpornik za mjerenje struje metodom pada napona. Dakle na arduino dovedeš (idealno preko nekog namjenskog operacijskog pojačala) napon sa shunta - što je veći, struja je veća, prema ohmovom zakonu. Onda arduinu zadaš željenu vrijednost struje, tj. željenu vrijednost napona na tom shuntu, i prema tome reguliraš pwm. Kreneš od nule, i povećavaš ga dok napon na shuntu ne dosegne željenu vrijednost.

Evo ovo je dosta ugrubo, ima tu još dosta materije za proučiti.

Još malo problematike mjerenja struje preko shunta - pošto ne želiš gubiti previše energije ili napona na tom otporniku, želiš da bude malog otpora, tj da na njemu bude mali pad napona. Naravno, milivolte je jako teško mjeriti zbog šuma koji smeta mjerenju. Zato moramo taj mali napon pojačati na neku razinu koju arduino može pouzdano mjeriti (dakle da bude u rangu 0-5 V). To se obično radi specijalnim pojačalima za shunt, kao npr. mcp6042. No za početak, za igru, možeš staviti shunt toliko velikog otpora da ti daje pad napona od 5V, čisto da se igraš s programiranjem. Naravno, to moraš raditi na maloj snazi jer pad od 5V na velikoj struji će jako grijati otpornik. Također, napajanje mora biti dovoljno visoko, dakle onoliko koliko želiš na ledici plus 5V.

Jedini način koji nije pomoću pwm-a je linearan, dakle da mosfet radi u zoni gdje nije potpuno otvoren, te preuzima višak napona na sebe. Tj. kao da imaš veliki reostat. I opet biš morao mjeriti struju, i koristiti nju kao povratnu vrijednost, npr. ovako:

http://electronics-diy.com/power-led-driver-circuit.php

(jačinu struje biraš vrijednošću shunt otpornika, R3, može biti i potenciometar spojen kao reostat za varijabilnost)

Ovo je primjer kruga koji mjeri struju na otporniku, pojačava taj pad napona, i time kontrolira koliko će biti otvoren mosfet, ali tako da uvijek bude ista struja. Tu nema pwma, ali je učinkovitost niska.

Evo malo primjera kako se može drajvati ledica: (poanta je uvijek imati konstantu struju, a nju moraš nekako izmjeriti)

http://www.pcbheaven.com/userpages/LED_driving_and_controlling_methods/

Taj modul koji imaš ti može dobro doći, dakle na njemu imaš tri pina, napajanje, zemlja i izlaz. Na napajanje spojiš 5V. E sad, za jedan amper struje koju taj čip izmjeti, dati će ti 185mV na trećem pinu, OUT. Taj pin spojiš na analogni ulaz arduina. Imaš ledicu od 100W. Ona radi na 33V, i 3A. Ajmo reći da ju za probu želiš drajvati na 100%, dakle 3A. Moraš imati izvor od 35V koji može dati bar 3A. E sad, u arduinu znaš struju, i imaš izlaz, digitalni pwm. Zadana vrijednost struje ti je 3A, dakle na analognom ulazu ćeš dobiti 555 mV kada ledica bude na 3A. Narediš arduinu da krene s pwmom od nule, i da diže dok ne očita 555mV na analognom ulazu. I kad se to dogodi, održavati će pwm tako da uvijek dude 555mV na analognom ulazu, tj 3A na ledici.

Sad želiš imati kontrolu jačine ledice. Dakle želiš joj mijenjati struju (ne napon). Na 50% snage će biti 1.5A, dakle 278 mV na analognom ulazu. Dodaš potenciometar, koji daje od 0-5V na drugi analogni ulaz arduina. Kada je signal s potenciometra 5V, arduino mora imati zadanu vrijednost od 3A na ledici, tj 555 mV na prvom analognom ulazu. Kada je signal s potenciometra na 2.5V, onda je zadana vrijednost na prvom analognom ulazu 278 mV.

Jel kužiš kako razmišljam?

EDIT: i dodatak, dakle uvijek kontroliraš struju preko mosfeta, bilo pwmom, ili linearno.

Ajmo reći da ne mjeriš struju, nego pogađaš neki duty cycle za dobiti tu struju. U teoriji to možeš, ali pošto ledica ima jako nelinearnu karakteristiku, kao prvo biš jako teško pogodio točan dut cycle za određenu struju, a i nakon što biš pogodio, najmanja varijacija u naponu napajanja, ili kao što si rekao temperaturi ledice, bi ti jako brzo pomakla tu struju i opet ne biš dobio zadovoljavajući rezultat. Primjetiti ćeš da svi led driveri mjere struju. Čak i najgluplje drajvanje ledice se bazira na konstantnoj struji, to je ono pomoću otpornika. Nitko ne gađa točan napon napajanja da dobije neku struju ledice, nego se stavi malo veći napon, i otpornik za ograničavanje struje.

E sa što se tiče pwm, mosfeta, struje i napona. Ovo može biti dosta neintuitivno i zbunjujuće, ali u biti se događa to da mosfet na gate dobije isjeckan napon, pa isto tako na izlazu da isjeckan napon na ledici, no pošto je to na jako velikoj frekvenciji, struja ledice je konstanta vrijednost (ravna crta) zbog induktiviteta (bilo vlastiti induktivitet ledice ili dodana zavojnica u krugu). Pošto se ledice drajvaju strujom, snaga ledice, i njen output tj svjetlina, će biti konstanti, iako je napon koji joj se daje isjeckan, tj može biti samo nula, ili makimum (tako radi pwm). Do problema bi došlo kada bi frekvencija pwm-a bila premala, ili bi induktivitet bio premali, pa bi onda titranje bilo vidljivo. Zato treba osigurati uvjete i naštimati sklop da je struja dovoljno ispeglana, tj ravna crta kad se gleda na osciloskopu.

To ti je ova fora, ovo je samo primjer sa sinusnim signalom, na ledici je puno jednostavnija situacija jer imamo istosmjerni signal:

Zeleno je u biti struja kroz trošilo, a plavo je napon na trošilu.

Naš slučaj je više ovako:

A ovako bi bilo da nema dovoljno induktiviteta:

U oba slučaja je plavo napon, a crveno struja.

I da, struja i napon na trošilima koja nisu 100% rezistivna, nisu isti! :)

I ne znam kako maknuti ovu sliku viška, ovu crnu.
 

Pišem ovo kao odvojenu poruku jer nema veze s ledicama i PWM-om. Nadam se da ste vidjeli ovo:

Ludilo od stroja, savršen poklon za pod bor svakom elektrotehničaru or "hobyst alikeu". 

Jednostavno trebas si napraviti constant current driver za ledicu :) napravis buck converter ali umjesto naponske povratne veze ti mu sa shunta dovedes strujnu povratnu vezu, a arduino možeš koristit za postavljanje vrijednosti jačine :) i nema treptanja, a imas regulaciju od 0 d 100 posto.

Možeš i arduino koristiti kao pwm kontroler, koji će u ovisnosti o željenoj vrijednosti zadavati pwm na mosfet :)

 Odes u servis. Kazes mu da ti to zalemi sve natrag, i da pogleda pcb da jos nema negdje kakvo ostecenje

Hvala na savjetima. Do servisa mogu uvijek ali si volim sam popraviti te "trivijalne" probleme kao šta je lemljenje dva kondenzatora, odlemljena žica itd.

Pročitao sam ovdje da ukoliko mogu nabaviti bilo koji kondenzator koji fizičkim dimenzijama odgovara na kontakte na PCBu da bi trebalo sve raditi normalno. Da li je to istina?

"as long as you can grab a surface mount capacitor that is the correct size to fit where that one fell off, it will work just fine."

Ako se ne varam, samo 7500 dolara. Mogao bi svatko od nas skupiti nešto love pa da zajednički kupimo jednog, pa da svaki tjedan bude kod drugog. 

Gledao sam prošle godine printer koji printa vodiče - sad ne znam jesu li to ti isti. Već je i to bila zakon stvar, ali ova sad kombinacija 3D printera i pisača vodiča je jednostavno genijalna stvar.

Kad ću se sljedeći put igrati s ledicama, onda ću ih staviti pod skop pa točno gledati što se događa. Sad ću to ostaviti po strani nekoliko tjedana, jer mi nije prioritet, a imam i druge stvari za raditi. Uglavnom, kad se primim toga javit ću se u ovu temu s nalazima. 

Rado.  Ali moje znanje je daleko nedovoljno za tako nešto.

Kako bi se to radilo?

EDIT:

Kad lemite stvari po dvostranoj rupičastoj pločici (ako to radite), koristite li punu ili licnatu žicu? Ima neko pravilo ili ovisi o preferencijama? Lemio sam danas 11 gumbiju na 7x5 cm i spajao na 16-bitni port expander (DIP s 28 pinova) na dvostranoj rupičastoj pločici. Koristio sam punu žicu i zapitao sam se bi li mi bilo lakše s licnatom, a ako bi i bilo, bilo li to bilo i općenito gledano bolje.

Također, ako morate spojiti dva susjedna pina (recimo nožice gumba), koristite li tu žicu (kakvu?) ili ih samo kratkospojite lemom?

Pouzdanije je staviti malo žice nego samo zalemiti zajedno, ali oduzima više vremena naravno. A za "stacionarne" namjene pa tako i za jumere na tiskanoj je prikladnije koristiti punu žicu, licnasta je nezgodnija za rad, ima nešto manji presjek za isti promjer, te se može dogoditi da se licne koje se ne vide kratko spoje, treba biti oprezan.

@mbaksa, ako si zainteresiran možemo tu na forumu razviti neki jednostavni driver za ledice :) 

A regulacija putem arduina, pa uzmemo jedan od PWM pinova i taj signal mu uz pomoć RC filtera pretvorimo u analogni signal čija amplituda ovisi o duty cycleu i na taj način imamo kontrolni signal koji onda dovedemo na komparator nekog PWM kontrolera. 

@ya sam ya

Daj shemu po kojoj si spojio, koji ti je driver ? Koji mosfet je sumnjiv ? High side ili low side ?

Probaj zamjeniti tranzistor za koji sumnjas da je u defektu. Na netu imas metoda kako ispitati MOSFET sa multimetrom. Čime upravljaš tranzistorima ? Koristiš neki IC driver ili ? 

Inače kada MOSFET rikne onda najčešće probije na dionici drain gate pa kroz gate nahebu i najčešće driver i ostali MOSFETi koji su vezani na neispravnu komponentu.