Projektarbete LED drivdon

[Lemmy Kilmister]

Hej allesammans!

Jag skulle behöva lite hjälp att komma igång med mitt projekt arbete och jag tror det här forumet är den perfekta starten. Valde detta som projekt då jag inte kan så mycket om elektronik, men tycker det är intressant och vill lära mig mer!

Det jag tänkt göra är att tillverka ett drivdon för LED anpassat för bil (12V). Bara iomd kommer massa frågor, begränsas komponent valet av temperatur växlingarna, fukt, kondens, vibrationer? Hur är det med spänningsspikar, bör jag ha skydd för det, och bilens spänning är den tillräckligt konstant eller bör jag använda någon sorts regulator?

Huvudfunktionen jag vill få fram är att dioderna ska gå att dimmra med hjälp av pwm styrning. Det är väl mest här jag kört fast. Vet till att börja med inte vilka komponenter jag ska använda. Har fått tips av en jag känner att använda två OP-förstärkare, en för att få fram en trekantsvåg och använda den andra som komparator. Antar sen att man ska ändra tändvinkeln på komparatorn för att få olika pulslängder till dioderna.
Annars har jag funderat på hur det skulle vara att använda en triac, men vet inte om jag bara skapar mer bekymmer då. För det första, hur ska jag få fram växelspänningen till triacen, och ska jag sedan likrikta den igen innan dioderna i så fall? Måste finnas smidigare sätt tycker jag. Alla tips är välkomna.

Antal dioder som ska drivas vet jag inte exakt än, men det blir ett tiotal "vanliga" 5mm dioder. Så det är inte så höga effekter det handlar om.

All hjälp uppskattas stort!
//Markus

[eqlazer]

Några riktmärken vad gäller driftspänning och drifttemperatur att gå efter:

9-16V kontinuerligt, Temp -40 - +85
20V 1h, Temp -40 - +55
24V 1min
40V 400ms

En tillgänglig EMC-spec: http://www.fordemc.com/docs/download/EM ... 09rev1.pdf

Och precis som du misstänker så finns det mekaniska och miljötester där vibrationer, temperaturer och luftfuktighet ingår.

[Mindmapper]

Du har rätt att skapa växelström för att använda till en triac för att styra LED i en bil låter som den överlägsnast krångligaste lösningen.

Även att få en stabil matningsspänning i en bil är också en utmaning, sedan är det enkelt att fixa resten. Men det är ditt projektarbete så jag ska inte göra jobbet åt dig.

[Lemmy Kilmister]

Tackar så mycket för hjälpen!

Självklart ska ni inte göra jobbet åt mig, då lär jag mig inget. Kommer väl mest bli småfrågor jag behöver hjälp med. Just nu måste jag hitta en ände att börja projektet i.

Skulle denna op förstärkaren kunna fungera i bilen?
https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/in ... &toc=19684

Operationsförstärkare DIL-8, LMC6462AIN/NOPB

Tekniska data
Arbetstemperatur -40…+85 °C
Utförande 2x
Bandbredd 0.05 MHz
Kapsel DIL-8
Brusspänning 80 nV/√Hz
Matningsspänning 3...15.5 V
Slew rate 0.028 V/µs
Matningsspänning 3…15.5 V

[IDÉATOR]

Det finns kretsar som kräver mycket få externa komponenter för att styra LED´s.
Strömmen är det du reglerar när du dimmar.

[Lemmy Kilmister]

Har kopplat upp två op-amps på en labbplatta för att få en triangelvågsgenerator. Jag använder UA741CP op-amps.
Här är en simulering på hur jag gjort.
http://www.falstad.com/circuit/#%24+3+5.0E

Dock fungerade det inte lika bra i praktiken som på simuleringen. Jag har mätt upp volten till det här:

Enligt simuleringen ska det vara 6V konstant på op 1:s + och -. Åt mig är det 6,1V på + och 11,6V på -. Trodde att 10k motståndet (mitten längst ner) skulle dela spänningen från op 2, som i matningsspänningen till vänster på bilden. Så jag antar att problemet ligger där, men vet inte hur det ska lösas! Hjälp någon? Tack på förhand.

[PHermansson]

Ett tips är att kolla upp den berömda 555-an. Kolla även i wikin här på EF, finns en del intressant om led-drivning och elektronik i bil.

[Lemmy Kilmister]

555an har jag kollat lite på, men tyckte att op-amps verkade lättare. Hade varit skönt att få det att fungera nu när jag fått fram alla komponenterna också. Kollade lite på wikin och tykte det stod lite dåligt om pwm där, eller så är det jag som hittar dåligt. Tackar för tipset i alla fall.

Om det är någon som kan hjälpa mig med hjälp av bilden och länken så hade jag varit väldigt tacksam. Själv har jag då kört fast.

[Gustav180]

Bilens arbetsspänning är lite vidare än som angetts av eqlazer. Jag har designat en del bileketronik i mitt yrke och då hade vi följande riktlinjer för en bil med 12 V elsystem.

* "Normal" arbetsspänning 9 - 16 V
* Vid kall start från 4,5 V. (Cranking)
* Trasig laddningsregulator, 20 V
* Om batterikabeln glappar vid laddning, 40 V spikar. (Load dump)

Det betyder att du måste dimensionera för 9 - 20 V för kontinuerlig drift. Om du kommer under 9 V, så skall elektroniken återställa sig själv (reset) när spänningen blir tillräckligt hög igen, förutsatt att det inte behöver fungera då också.

De höga spänningsspikarna vid Load dump kan dämpas med VDR eller klurig koppling som stänger av drivspänningen när maxvärdet överskrids.

PWM-styrning är en elegant metod att dimma ljus på om den görs på rätt sätt. Jag vet inget om bilen, men om den har radio eller telefon, så är det lätt att få in störningar från ledningar med PWM-signaler.

[eqlazer]

Spänningar etc är ju väldigt olika beroende på vilken OEM som specat.
I Ford-fallet (enligt AC-spec, då den är lättillgänglig), så är deras crank 5V under 15ms. Men man behöver "bara" uppfylla status II vilket innebär att man får avvika till viss del ifrån normal funktion som i detta fallet skulle kunna innebära att LEDarna slocknar. Däremot om man har en processor får den inte starta om då man inte får tappa något temporärt minne.

Så vilka krav som gäller är väldigt beroende på tillämpning, i fallet med bara lite LED-belysning för bekvämlighet/mysfaktor så kommer man undan lindrigt. Men om LEDarna används för att indikera säkerhetskritisk information kan det krävas lösning med två processorer, en som styr och en som övervakar att det blir rätt.

Om man ska fortsätta på spåret med vad konstruktionen bör tåla, så är polvändning en grundläggande sak. ESD en annan, lätt att glömma det men de där jäkla överslagen har en tendens till att ställa till det

[Gustav180]

I det här fallet med enbart lite mysljus eller liknande, så kan man bortse från cranking problemet. Däremot finns ju loaddump problemet kvar. Enklast bör vara att dimensionera LED-elektroniken för t.ex. ca 10 V och använda en linjär stabilisator som tål 40 V framför t.ex. LM317 eller liknade. Det går ju t.o.m. modulera denna och göra den som konstant strömgenerator för lysdioderna. Jag skulle nog använda en 555 som PWM-modulator i stället för OP-ampar. Det blir mindre prylar för samma funktion.

Ett litet tips, släck inte lysdioderna helt, det kan bli svängningar som överskrider dess maxvärde i backspänning.

[Lemmy Kilmister]

Tackar för all info. Verkligen intressant och lärorikt. Jag tror nog att jag tar och testar en 555a istället eftersom dom flesta av er rekommenderat det.
Vad tror ni om en SE555JG, 4.5...18 V
https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/in ... &toc=19541
Då tål den väl cranking i alla fall, och kanske en trasig laddregulator? Risken för en glappande batterikabel känns rätt liten. Ang polvändning så räcker det väl med dioder åt båda riktningarna + -?

Som sagt, belysningen är för bekvämlighetens skull så det är inte hela världen om något pajar.

Ett litet tips, släck inte lysdioderna helt, det kan bli svängningar som överskrider dess maxvärde i backspänning.

Där hängde jag inte med riktigt. Måste dioderna lysa jämnt när bilen är igång? Tänkte att det skulle gå att stänga av hela drivdonet/dimmern när det är ljust ute.

[Gustav180]

Ja det bör gå en liten bias-ström genom dem även när de är släckta under PWM-tiden, ca 0,1 mA räcker. Om du skall driva många dioder, så behöver du även en drivtransistor. Då minus på dioderna företrädesvis går till jord, så använder du en P-transistor i +ledningen som switch. Om du lägger ca 10 kohm parallellt med transistorn, så är det fixat. När PWM-tiden är slut och dioderna skall vara helt släckta behövs det ingen ström.

[Lemmy Kilmister]

Parallellt med transistorn, blir det mellan emitter och kollektor?

Jag ger då upp med op-amps nu. Har kopplat upp efter schemat ett flertal gånger nu, men det vill inte fungera.
Så nu kör jag med 555an istället. Testade att koppla upp den, och det fungerade i alla fall. Men det kändes nästan för lätt, så nu funderar jag på någon mer funktion. Fade in, fade out kanske, eller att ljusstyrkan ställs efter ljuset ute. Bör väl inte vara allt för svåra funktioner att få fram.

[Lemmy Kilmister]

Skulle behöva hjälp med en liten grej. Försöker förstå hur 555ans funktion är uppbyggd. Hittade det här diagrammet på kretsen. Förstår dock inte vad symbolerna jag ringat in är för något. Någon som vet?
Gissar att 1an är AND grindar med en invers på en ingång? Vad är då tvåan?
Uppskattar all hjälp!