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| Schaltplan | Board | Maske:
Top PS (302K),
Bottom PS (250K), Top PDF (621K) Bottom PDF (522K) |
| Bauteil | Wert, Ausführung | Reichelt Bestellnr. |
|---|---|---|
| IC1 | Controller AT89C51 | AT 89C51 PDIP |
| IC2 | IC MAX232 | MAX 232 CPE |
| IC3 | Treiber 7407 | LS 07 |
| IC4 | Linearregler 7805 | µA 7805 |
| - | 2x CPLD 64 Macrozellen | M4A5 64/32-10 JC |
| - | IR Empfänger | TSOP 1738 |
| FET 1-4 | P-Kanal MOSFET | IRFD 9024 |
| Q2 | Quarzoszillator 10 MHz | OSZI 10,000000 |
| QG1 | Quarz 15 MHz | 15-HC49U-S |
| C3, 9, 10, 11, 12 | ElKo 10 uF | RAD 10/35 |
| C4, C14 | ElKo min. 470 uF, 16 V | RAD 470/16 |
| C5-8, 16, 15, 20-22 | Tantal Kondensator 100 nF | TANTAL 0,1/35 |
| C1, 2 | Keramik Kondensator 33 pF | KERKO 33P |
| R2 | Widerstand 10 k | METALL 10,0K |
| R5-8 | Widerstand 2k2 | METALL 2,20K |
| R3 | Widerstand 4k7 | METALL 4,70K |
| R15 | Widerstand 330 | METALL 330 |
| - | 8x Widerstand 5W (Wert s.u.) | 5W AXIAL xx |
| JP1-4, 6 | Stiftleiste einreihig | SL 1X36G 2,54 |
| X1 | Sub D9 Buchse | D-SUB BU 09EU |
| IC Sockel | GS 14, GS 16, GS 40, 2x PLCC 44 |
Beschreibung
Die Schaltung basiert im Prinzip auf der
PWM Lüftersteuerung. Die Erzeugung der PWM
für die PWM-Kanäle wird hier allerdings von 2 CPLDs übernommen. Der Controller
ist hauptsächlich für den Empfang des IR Signals einer Fernbedienung und
dessen Auswertung verantwortlich. Für die Konfiguration der Kanäle
adressiert der Controller den entsprechenden CPLD und legt die neue
Kanalstufe über den 8-Bit Bus an Port 1 an.
Die Endstufen für die Kanalansteuerung
bilden 4 P-Kanal FETs. Im Gegensatz zur Lüftersteuerung ist hier kein
LC-Glied nachgeschaltet. Die für Lüfter notwendige Spannungsglättung
kann hier entfallen, da man ab 100 Hz PWM-Frequenz kein flackern der
LEDs mehr wahrnehmen kann. Benötigt wird allerdings für jeden Kanal
ein Vorwiderstand (um die Werte genauer einhalten zu können sind 2
Widerstände vorgesehen) zur Strombegrenzung und Spannungsanpassung.
Hinweise:
Die Werte der Vorwiderstände für einen Kanal können analog dem folgenden
Beispiel berechnet werden (zur Kanalverdrahtung
siehe LED-Leiste):
geg: Eingangsspannung 12V, Ledflussspannung 3,4 V bei 30mA, 3 LEDs pro Segment,
insgesamt 48 LEDS
Pro LED-Segment sollen 3 x 3,4V = 10,2V abfallen. D.h. die Differenz zur
Eingangsspannung beträgt 1,8V. Diese müssen über dem Vorwiderstand abfallen.
Durch die 16 LED-Segmente fließt jeweils ein Strom von 30mA, somit ergibt
sich ein Gesamtstrom von 480mA für den Kanal. Nach dem Ohmschen Gesetz
muss der Vorwiderstand also 1,8V / 0,48A = 3,75 Ohm (z.B. 2,7 Ohm + 1 Ohm)
groß sein. Zudem ergibt sich eine Verlustleistung von knapp 1W. In der
Schaltung sind zur besseren Wärmeverteilung 5W Typen vorgesehen.
Auf der Platine ist der Port 0 des Controllers über Transistoren
auf einen Steckverbinder geführt. Die Intention hierbei war, mit der
IR-Fernbedienung nach andere Sachen schalten zu können. Ist auf meinem
Prototypen allerdings nicht bestückt und somit ungestestet.
Die Spannungsversorgung ist variabel ausgelegt. Benötigt werden 2 Spannungen:
Einmal die Eingangsspanung für die Leuchtdioden und 5V für die Schaltung.
Die 5V werden entweder aus der LED-Spannung durch den 7805 erzeugt oder
aber können extern eingespeist werden. In diesem Fall ist der 7805 nicht
zu bestücken. Ich verwende ein kleines Open Frame Schaltnetzteil mit
5 und 12V Ausgang. Bei der Auswahl der Stromversorgung ist noch
die Leistungsaufnahme der LED-Kanäle zu beachten. In meinem Aufbau
bei 196 LEDs knapp 2A bei 12V (=24W).