TLC5940 mit 200 LEDs aus Autobatterie

Für ein batteriebetriebenes Projekt müssen Sie sich die gesamte Energie ansehen, die Sie verschwenden.

Mit einem 3,3V-Netzteil sollte dies möglich sein.
Es gibt viele weiße LEDs, die eine niedrigere Durchlassspannung haben und viel heller sind als die, die Sie verbinden. Der RGB-Link hat nicht funktioniert.
Weiße LEDs erhalten Sie mit einer Lichtstärke von 46.000 mcd.
Sie könnten den Strom um den Faktor 8 (2,5 mA) reduzieren und die Belastung des Akkus bei gleicher Helligkeit stark reduzieren.
Hier sind einige Beispiele für hellere weiße LEDs: Weiße DigiKey-LEDs

Bei 3,3V können Sie zusätzlich 33% für die Spannungsreduzierung einsparen.
Wenn Sie den Strom auf 2,5 mA reduzieren, verringern Sie die Durchlassspannung der LED, wodurch ein wenig Energie gespart wird.

Sie können Ihre Batteriekapazität um mehr als das 10-fache reduzieren, indem Sie die Spannung reduzieren und den Strom verringern.

Dadurch wird auch verhindert, dass der TLC5960 zu heiß wird.

Wie berechnet man Widerstände für TLCs? Oder werden die nicht benötigt..?

Der TLC 5940 liefert einen konstanten Strom, sodass kein Widerstand benötigt wird.

Und wie berechnet man Widerstände für LED?
Es heißt I = 39,06 / R (in Ohm) (ich weiß nicht, warum U 39,06 ist ..) U = (Vc-Vled) / ILed => (5-3,4) / 0,03 = 53 Ohm ?

Nicht benötigt.

Wie schütze ich TLCs vor möglicher Überhitzung, die mir nicht bekannt ist?

Wahrscheinlich nicht erforderlich, wenn Hitze ein Problem wäre, würden Sie den Strom reduzieren.

Sind meine LED-mA-Berechnungen korrekt? Wie ich mit eingeschalteter Einzel-LED gemessen habe, zeigte es zwischen dem Arduino-5-V-Stift und dem Steckbrett ~ 36 mA auf dem Multimeter. Ich habe unten eine Skizze angehängt, sie zeigt nur zwei TLCs, aber diese Verkabelung wird wie gezeigt fortgesetzt.

Sie benötigen nur einen Widerstand R _IREF für jeden TLV5940. Der Wert wird mit der Formel in Abschnitt 8.3.7 des Datenblatts berechnet. Der Widerstand stellt den maximalen Strom für alle 16 LEDs ein.

Beachten Sie, dass es keine LED-Widerstände gibt, um den Strom zu begrenzen.

RGB

Eine Sache, die Sie verstehen müssen, ist, dass Sie nicht nur auf die mcd-Bewertung schauen können. Sie müssen auch den Blickwinkel berücksichtigen.

Der mcd ist die Intensität des emittierten Lichtstrahls. Der Betrachtungswinkel ist die Größe des Strahls. Beides zusammen gibt an, wie viel Licht (Lichtstrom, also Lumen) abgestrahlt wird.

Ihre grüne LED hat 14400 mcd (14,4 Candela)n bei 30° = 3 Lumen.
Eine andere grüne LED hat möglicherweise nur 7200 mcd (7,2 cd), aber einen Betrachtungswinkel von 60°.
Wie vergleichen sich diese? Ist deiner doppelt so hell? Ja und nein. Hängt von dem Winkel ab, aus dem Sie die LED betrachten.
Wenn Sie die Menge des emittierten Lichts vergleichen, ist der Unterschied 2x.
Nur dass die 7,2-cd-LED doppelt so viel Licht ausstrahlt wie die 14,4-cd-LED.
Die 7,2 cd @ 60° = 6 Lumen

Aber wenn Sie die LED geradeaus bei 0° betrachten, ist Ihre doppelt so hell.
Es geht darum, wie das emittierte Licht durch die Form der LED optisch gelenkt wird.

Wenn Sie die LED aus einem Winkel von 30° betrachten, kann Ihre nicht gesehen werden. Bei 30° wird die 7,2-cd-LED mit 50 % Intensität gesehen, was einer 3,6-cd-LED entspricht.

Dein RGB sieht sehr gut aus. Der Betrachtungswinkel ist etwas klein, aber wenn es geradeaus betrachtet werden soll, sehr gut.

Unten ist ein Diagramm der räumlichen Strahlung Ihrer LED (Lichtrichtung). Der Bogen bei der hervorgehobenen 0,5 ist der 50 %-Intensitätspunkt.
Bei 15° (die Hälfte von 30°) liegt die Intensität bei 50 %.

In Bezug auf die Widerstände verwendet der TLC5940 einen Konstantstromsenkentreiber für alle 16 LED-Treiberleitungen. Dieser Basisstrom wird durch einen Widerstand eingestellt, Abschnitt 6.7, Abbildung 1. Es gibt eine Dimmfunktion, die durch die PWM-Fähigkeit bereitgestellt wird. Beachten Sie, dass RGB-LEDs für die Farbbalance schwierig sind, da das Licht für das Auge möglicherweise nicht „weiß“ aussieht, wenn alle drei LEDs den gleichen Strom erhalten, was kompliziert werden könnte, insbesondere da dieser Referenzwiderstand über alle 16 Leitungen angelegt wird. Sie verwenden also entweder PWM zum Neuausgleich oder Sie führen jede R / G / B-Farbe zu einem separaten TLC5940 und optimieren den Referenzwiderstand.

Beachten Sie auf den Datenblättern, wie sich diese DC-Durchlassspannung für jede LED ändert (sogar innerhalb einer Charge von LEDs mit Min / Typ / Max). Farb- und Helligkeitsgrade (Binning ist der Volksmund) können in High-End-Anwendungen kritisch werden (weiß nicht, unter was Ihr fällt). die 3,4 V ist die typische weiße LED, beachten Sie die 2,1 / 3,1-Typen für R / GB sowie die Streuung. Ein 53-Ohm-Widerstand würde
60 mA in die rote LED leiten (typisch). Aus diesem Grund ist die Stromsenkentechnik des TLC5940, die Helligkeit proportional zum Strom.

Laut den LED-Datenblättern sollten Sie Ihren Strom für die beste LED-Zuverlässigkeit auf 20 mA oder weniger einstellen, was auf einen Referenzwiderstand von etwa 2 kOhm hinweist.

In Bezug auf die Überhitzung des TLC5940 müssen Sie die Abschnitte 11.2, 11.3 sowie die Abschnitte 9.x beachten.

Abbildung 3 gibt Ihnen eine Vorstellung von der Verlustleistung im Chip durch die Stromsenken, also 0,02 A * 0,5 V * 16 Ausgänge = 0,16 W pro Chip, was nicht schlecht ist, für insgesamt 4 W Verlustleistung.

Sie werden feststellen, dass die verschiedenen Gehäuse unterschiedliche maximale Verlustraten haben (Abschnitt 6.7, Abb. 2), insbesondere wenn der Kühlkörper des Power-Pads nicht richtig auf eine sehr gute Kupferebene gelötet ist, um die Wärme vom Chip wegzuleiten. Beachten Sie den Unterschied von 2:1 und beachten Sie, dass Sie dieses powerPAD nicht mit einem normalen Lötkolben löten können – es befindet sich unter dem Chipkörper. Sie benötigen mindestens eine Heißluft-Lötstation oder noch besser ein freundliches Geschäft mit einem Reflow-Ofen.

Glücklicherweise sind Sie bei 20 mA in Ordnung, aber wenn Sie sich entscheiden, die LEDs per PWM zu betreiben, möchten Sie möglicherweise den maximalen Stromantrieb auf ein höheres Niveau ändern, und dieser Verlustleistungsfaktor kann kritisch werden, insbesondere abhängig von der Umgebungstemperatur.

Ich empfehle, dieses Datenblatt zu lesen und sicherzustellen, dass Sie verstehen, was und warum sie tun. Beachten Sie, dass die LED-Treibereingänge bis zu 17 VDC aufnehmen können, was bedeutet, dass Sie auch LED-Strings herstellen können, was Ihnen das Leben erleichtern kann (bis einer durchbrennt und der String dunkel wird).