LEDstrip aansturen met PWM van Raspberry PI GPIO via mosfet

[hacky]

Hallo, ik heb een schakeling met een ledstrip van 24V, 10A en stuur deze aan met een soortgelijke voeding. Dit werkt prima.
Nu wil ik deze ledstrip dimmen via een raspberry pi. De software-kant is geregeld, maar de hardware kant is voor mij nog een vraag.
Ik denk dat het op de manier kan zoals op dit plaatje:
Deze pagina beschrijft het proces: http://joost.damad.be/2012/09/dimming-1 ... t-and.html

Nu heb ik iets meer power nodig dan de auteur van bovenstaand stuk. Kan ik daarvoor de volgende mosfet gebruiken en kan ik deze op dezelfde manier aansluiten? http://www.distrelec.nl/en/mosfet-60-50 ... p/17117542

Ik weet niet goed hoe ik de datasheet moet lezen. De raspberry pi kan op zijn GPIO poorten een spanning van 3.3V plaatsen. Is dat genoeg om de mosfet in "spannings-doorlaat-modus" te laten komen? ook mag de GPIO maar 50mA leveren. Zal dit goed gaan?

Deze mosfet kost minder dan 1 euro. Als ik op LED PWM drivers zoek kom ik vaak uit bij apparaten van rond de 100 euro en die verwachten ook een input van 0-10v, dus dat is nog niet eens plug-n-play.
Is dit de juiste manier?

[Kennetht]

Je moet volgens mij een current limiter maken om de leds aan te sturen.
Als de PWM constant hoog zou zijn dan branden je leds kapot, tenzij de aangeboden spanning onder de toegestane waarde voor de leds liggen.

Ik heb bijgevoegd schema getekend, waarbij R2 de MAX stroom door de leds bepaald. Hierdoor kunnen de leds, onafhankelijk van de aangeboden spanning (lees fluctuaties in de voeding/accu of door thermische schommelingen) constant blijven branden. De PWM schakeld dan de leds.
Schakeling werkt perfect en de componenten zijn zeer goedkoop.
het lichtvolume van de leds blijft altijd constant en alleen de PWM kan deze beinvloeden.


Ileds=0,68V/R2

Let even op het vermogen van de weerstand. Echter doordat de weerstandswaaarde extreem laag is, is 1/2 watt vaak voldoende. Alleen bij powerleds even narekenen voor de zekerheid.

Er zit ook nog een AMS1117-5V(U1) in, om de arduino die ik hiervoor gebruik van 5V te voorzien. Deze levert max 800mA

[hacky]

Bedankt Kenneth.
De IRF3205 is een mooi alternatief!

De voeding is een goede gestabiliseerde voeding. Ik verwacht dus niet dat het kan gebeuren dat de spanning boven de 24v komt.
Als het goed is zal de led ook maar zeer kort branden, want het wordt meer als een soort flitser gebruikt bij fotografie.

Begrijp ik het goed als ik aanneem dat met een gestabiliseerde voeding geen andere componenten dan de mosfet nodig zijn?

En is het pwm voltage van een GPIO van de pi voldoende om de gate aan te sturen denk je? (3.3v)

[Kennetht]

Met een Vgs van 3V moet het prima schakelen. Daarvoor heb ik hem uitgekozen.

Je hebt juist wel extra componenten nodig.
De transistor 2n3904 (of BC547) stuurt de gate bij om de maximale stroom door de Mosfet te regelen. Dus de Mosfet gaat niet alleen aan en uit op de PWM, maar wordt ook afhankelijk van de stroom door R2 via de transistor Q1 beperkt.

maw, 3 componenten. Mosfet, transistor en current sensing resistor.
Zorg er wel voor dat die weerstand voldoende vermogen kan dissiperen. 3W is meestal (veel) meer dan voldoende.

Bereken R2 als volgt:
0,65V/Imax

Imax is de maximale stroom die door de leds mag lopen. Let er wel op dat ook de mosfet die aan kan. Kijk naar de RdsOn vande Mosfet en bereken het vermogen dat hij gaat omzetten in hitte.

[hacky]

Ah, ok.
Het voltage is dus niet het enige dat er toe doet. Ik vond het al vreemd dat ik de ledstrips na 1 minuut niet meer met mijn blote handen kon aanraken zonder mijn vingers te branden. Ik heb een 24V 10A voeding en 8A ledstrip (24V 10W/m, 8m)
Er gaat dus ergens 2A / 20W aan energie verloren in hitte?

1 meter ledstrip heeft 1A nodig, dus 8m trekt 8A
Imax is dan 0.65v/8 = 0.08125Ω
Dat is wel een heel klein weerstandje. Weet je zeker dat ik het zo goed doe?

[Kennetht]

24V met 10W/m -> 0,42A

Als je dat 8x parallel zet dan heb je :
24V met 80W/m -> 3,36A

0,65V / 3.36A = 0,19 Ohm
I2xR=2.14Watt weerstand van 0,19 Ohm.


Ik zou wel de voedingsspanning over de leds minimaal over beide kanten aanbieden.


kan je eens duidelijk aangeven hoeveel p/m en welke leds er in die strip zitten? Zo warm mag het volgens mij niet worden. Niet dat het een 12V led strip is???

[hacky]

Ik heb 4 strips geknipt van elk 2m. Zeker weten 24V
Die ziten elk parallel in de 24V voeding, dus ik denk dat aanbieden aan beide kanten niet nodig is.

Bedankt voor het aanwijzen van mijn rekenfout!
De reden van de hoge temperatur kan dus zijn dat ik 10A aanbied aan een ledstrip van maar 3,26A? Werken LEDS anders dan motoren e.d. in de zin dat ze gewoon de stroom opvreten die je er in stopt? Als ik 20A aanbied aan een motor van 10A, dan zal er toch niet meer dan 10A gaan lopen?

[Kennetht]

leds 10A stroom aanbieden is een onjuiste benadering.
Een led heeft een If, een maximale stroom die er doorheen loopt. Bij die stroom ontstaat er over de led heen een specifieke spanning.
Leds worden met stroom aangestuurd. dat is veiliger. De spanning over de led is afhankelijk van diverse factoren, o.a. ook de temperatuur van de led.
De led met stroom sturen is stabieler als met een spanning over de led.

Als je de leds en serie zet, blijft die stroom altijd het zelfde en de spanning telt op. Zet je ze in parallel, tel je de stromen op en de spanning blijft het zelfde. Nadeel van parallel plaatsen van leds en met stroom aansturen is dat als 1 led uitvalt, de andere leds de overgebleven stroom gaan delen omdat hoe dan ook de stroom er doorheen wordt gestuurd.
Er moet dan een spanningsmeting plaatsvinden die de schakeling uit zet als de spanning over de leds een bepaalde drempel gaat overschrijden. (meer stroom, meer spanning over de leds)

In serie is beter, omdat de leds allemaal uit gaan als 1 led defect raakt.
En de anderen niet opgeblazen worden. Nadeel is dat de totale som van de spanningen over het gehele circuit onwenselijk groot wordt. Zeker als je met accu's wilt gaan werken.

Ik ben voorstander van parallel, met spanningsbewaking.


Terugkomende op je 10A aanbieden bij een 3.26A vraag: heb je al eens de spanning over en stroom door de leds gemeten ? Is dat wel 10A?
Heb je een link naar de ledstrips die je hebt gekocht?