Unser Highschool-Theater veranstaltet eine Produktion, und ein großer Teil des Sets ist ein riesiger Plattenteller. Es wird cool und alles, aber ich wurde herausgefordert, LED-Streifen auf dem Plattenspieler über DMX zu steuern, und ich kann keine Kabel verwenden. Überschüssige Kabel können auch nicht über den Plattenteller gespannt werden, und die Beleuchtung erfolgt in drei allgemeinen Bereichen.
Ich habe mich bereits mit standardisierten LED-Controllern in Kombination mit drahtlosem DMX befasst und das Ganze dann an zyklenfeste Autobatterien angeschlossen, aber unser Theater ist nicht so heiß darauf, das Geld für die gesamte Ausrüstung auszugeben. Wir haben uns auch mit dem Mieten beschäftigt, aber es scheint, dass das, was wir brauchen, zu individuell ist, und wir würden die LED-Streifen kaufen, also wäre es großartig, sie jederzeit wiederverwenden zu können.
Also habe ich nach langem Nachdenken (und immer noch Überlegen) entschieden, dass wir drei Platinen bauen könnten, die eine Art PWM-Treiber zum Schalten von MOSFETs haben. Die drei Platinen müssten alle digital über SPI oder I2C gesteuert werden. Ich bin offen für andere Methoden der Kontrolle. Diese digitale Leitung würde von einem Himbeer-Pi gemastert und über ein standardisiertes drahtloses Protokoll (vielleicht WLAN?) Mit einem anderen Himbeer-Pi verbunden. Ich kann scripten. Der zweite Himbeer-Pi (in der Kabine) wird über DMX mit unserer Beleuchtungsplatine verbunden. Die Beleuchtungsplatine ist ein ETC Ion, und ich bin mir fast sicher, dass das DMX vollständig Standard ist.
Die Lichtleisten, die wir dimmen werden, stammen von Amazon, http://www.amazon.com/gp/product/B00W0VEOP4?ref_=cm_sw_r_awd_XlWawbR5CFVDD . Jeder Streifen ist RGB. In jeder der drei allgemeinen Zonen haben wir drei unterteilte Zonen. Auf jeder Platine, die ich für jede allgemeine Zone herstelle, benötige ich also 9 Kanäle mit PWM/9-MOSFETs.
Was PWM-Treiber betrifft, habe ich verschiedene DIY-Websites wie adafruit und verschiedene Hersteller wie NXP und Ti durchsucht. Ich versuche einen Treiber zu finden, der eine anständig hohe Frequenz erreichen kann. Alles, was ich gefunden habe, sind SMD-Chips. Ich fand einen SMD-Chip, der bereits an einem von Adafruit verkauften Breakout-Board angebracht war, um Servos zu steuern, und er würde wahrscheinlich für diese Anwendung funktionieren, aber er kostete 15 US-Dollar und der Chip darauf kostete nur ein paar Dollar. Ich brauche einen DIP-Chip, weil ich den SMD mit keiner Methode löten kann. Ich bin nicht gut genug, um das zu tun. Neben einem spezifizierten PWM-Treiber, um die Arbeit zu erledigen, habe ich auch überlegt, ein paar Mikrocontroller zu verwenden, wie den ATmega328P-PU, der durch Arduino zum Standard geworden ist. und sie mit dem bereits programmierten Bootloader zu bestellen und ein paar Arduinos zu verwenden, die ich herumliegen habe, um sie zu programmieren. Es würde jedoch zusätzliche Komponenten und mehr Arbeit erfordern, das Board wäre komplexer, nur um das volle Potenzial zu verschwenden, und es nähert sich den Kosten des Breakout-Boards von Adafruit. Ganz zu schweigen davon, dass ich zwei davon benötigen würde, da jeder Controller nur 6 (hardwarebasierte) PWM-Ausgänge versorgen kann.
Meine erste Frage: Was soll ich als PWM-Treiber verwenden? Wo kann ich einen bekommen?
Für die MOSFETs brauche ich einige ziemlich leistungsstarke Geräte. Jeder verallgemeinerte Bereich verfügt über LED-Streifen mit einem Wert von 15 Ampere bei jeweils 12 V. Ich kenne mich mit RGB-LEDs nicht aus, daher weiß ich nicht, ob sie mit nur 1 Farbe den vollen Strom ziehen. Aber nur um sicherzugehen, wäre es schön, MOSFETs zu haben, die jeweils 6 Ampere verarbeiten können. Ich hoffe, es hilft auch, mit den MOSFETs bei der ganzen Hitzesituation zu überschießen, wo die Schaltgenauigkeit abnimmt. Ich werde wahrscheinlich in der Lage sein, dem Gehäuse einen standardmäßigen 12-V-Computerlüfter hinzuzufügen, vielleicht zwei, und einige Unterlegscheiben auf die MOSFETs schrauben, um zusätzliche Wärmeableitung zu erzielen.
Meine zweite Frage: Welchen MOSFET soll ich verwenden? Das Wechseln der Seite spielt keine Rolle, aber ich denke, ich würde die hohe Seite bevorzugen. Ich würde einen gewöhnlichen MOSFET bevorzugen.
Meine dritte Frage: Welche Art / welchen Kondensator sollte ich verwenden / sollte ich einen verwenden, um den PWM-Ausgang des MOSFET auszugleichen / zu mitteln? Die Show wird mit hochwertigen Kameras aufgezeichnet, und ich möchte nicht, dass die Kamera ein Bild aufnimmt, bei dem die LEDs ausgeschaltet sind, und ein Computer dieses Bild auswählt, während die Bildrate (wie auch immer das genannt wird) heruntergeschraubt wird. Es würde bestimmt mehr als einmal passieren.
Meine vierte Frage: Da der MOSFET eine so hohe Stromstärke haben muss, wäre es richtig anzunehmen, dass ich einen Transistor brauche, um ihn ein- und auszuschalten? Sollte ich auch eine Form der Isolierung verwenden? Ich habe einen Thread in diesem Forum gelesen, http://www.avrfreaks.net/forum/how-use-opto-couple-pwm , und es heißt, dass Oktokoppler im Allgemeinen nicht schnell genug für Hochfrequenz-PWM sind.
Um das gesamte Setup mit Strom zu versorgen, muss jeder Bereich über zyklenfeste Autobatterien verfügen. Wir verwenden Standard-Autobatterieladegeräte, die 4 bis 5 Stunden halten müssen. Wir werden wahrscheinlich riesige 80-100-AH-Batterien bekommen, und ich hoffe, dass das ausreicht. Zusätzlich zu den Batterien habe ich bei ebay nach einem anständigen Buck / Boost-DC-DC-Wandler gesucht, um so viel Zeit wie möglich aus ihnen herauszuholen und sicherzustellen, dass wir die LEDs nicht durchbrennen.
Meine fünfte Frage: Kennt jemand gute Abwärts-/Aufwärtswandler, um sicherzustellen, dass die Batterien so lange halten, wie wir sie brauchen, und werden wir die Batterien zerstören, wenn sie auf eine zu niedrige Spannung abfallen?
Das wars so ziemlich. Wenn Sie das alles gelesen haben, VIELEN DANK, denn es war ziemlich langatmig für ein Forum. Wenn Sie etwas vorschlagen oder eine meiner Fragen beantworten könnten, wäre das GROSSARTIG. Bitte denken Sie daran, ich bin nur ein Highschool-Student im zweiten Jahr, daher verstehe ich keine hochrangigen Begriffe der Elektrotechnik.
Das Problem bei allem, was Sie hier aufgelistet haben, ist, dass Sie an der Grenze zu einer vollständig benutzerdefinierten Lösung stehen und nur sehr wenig Kompromisse eingehen müssen. Aber ich werde versuchen, alle Lücken zu füllen.
Der PWM-Treiber, den ich empfehlen würde, ist dieser https://www.sparkfun.com/products/10615. Er kann die Spannung direkt bis zu 17 V unterstützen. Dies würde die Notwendigkeit von Optokopplern beseitigen.
Sie möchten einen N-Kanal-MOSFET und ihn auf der niedrigen Seite schalten. N-Kanäle sind billiger und haben einen geringeren Einschaltwiderstand. Finden Sie einen, der den Strom und die Spannung unterstützen kann, die Sie benötigen.
Verwenden Sie keinen Kondensator. Der Kondensator sieht aus wie ein Kurzschluss zum MOSFET, wenn er nicht geladen ist. Dies kann den MOSFET überlasten.
Sie haben teilweise recht. Das Gate des MOSFET sieht aus wie ein Kondensator. Sie benötigen einen Widerstand in Reihe mit dem Gate, um sicherzustellen, dass Sie den Treiber nicht überlasten. Darüber hinaus wirkt sich der Strom des Treibers, solange das Gate ausreichend hoch genug gezogen werden kann, nur auf die Schaltzeiten aus.
Ihre Mathematik geht hier nicht auf. Sie geben an, dass jeder Kanal 3 A zieht, und bei 27 Kanälen erhalten Sie ungefähr eine Stunde Laufzeit von der 100-Ah-Batterie. Die Verwendung eines Aufwärtswandlers kann diese Laufzeit tatsächlich verkürzen, da es zu Effizienzverlusten im Zusammenhang mit dem Wandler kommt. Auch ein Konverter, der die gewünschte Stromart verarbeiten kann, würde Ihr Budget weit überschreiten. Läuft direkt aus der Batterie.
Adam
Aaron Füller
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Aaron Füller
Wesley Lee
Kikanaide
Aaron Füller