LED RGB 3W, akumulator i sterowanie PWM - jak to ugryźć?

[ethanak]

Cóż - nie zawsze człowiek zajmuje się tym co chce i na czym się zna 😞

Dostałem "zlecenie" (od żony, czyli na wczoraj i bezpłatne) na reflektorek do teatru cieni do prowadzenia zajęć z dziećmi. Teoretycznie sprawa jest prosta: żadnej optyki (źródło światła musi być jak najmniejsze, praktycznie punktowe), zwykła dioda 3W, maskownica... aż się prosi wziąć po prostu jakąś chińską latarkę, wyjąć soczewkę i hajda! Sprawdzone, efekt dokładnie taki jak trzeba, z jednym wyjątkiem: to coś musi zmieniać kolor.

I teraz czy dobrze myślę: jakaś dioda RGB czy RGBW (w TME widziałem takie po paręnaście zeta), jakiś radiatorek, maskownica, sterowanie PWM, jakiś MOSFET...

No i tu jest problem. Urządzenie bezwzględnie musi być zasilane z akumulatora (myślę o jednym czy dwóch 18650) z możliwością podłączenia zewnętrznego zasilacza - czyli ukochane gotowce odpadają (wszystko co widziałem zasilane jest z 230V). Całe sterowanie z pilotem, guziczkami, gałeczkami i podobnymi bajerami to kwestia wygrzebania jakiegoś dyżurnego Pro Mini i podpięcie małego pilocika radiowego - czyli zajęcie na jeden zimowy dzień z przerwą na kawę. Arduino dałoby śliczny sygnał PWM... fajnie, tyle że w tym miejscu moja wiedza się kończy: mianowicie nie mam zielonego pojęcia, co ma być między Arduino i akumulatorem a diodą 😞

Rozwiązanie typu "rezystor w szereg z diodą" to takie straszliwie toporne, poza tym ten rezystor bardzo ładnie ogrzewałby całe pomieszczenie, a akumulatorki mają ograniczoną pojemność i trochę szkoda prądu.

Szukałem trochę w sieci, ale nic konkretnego nie znalazłem. Ktoś coś pomoże? Wystarczy nakierowanie na coś podobnego (najchętniej w wersji dla leniwca, czyli gotowy moduł)...

Aha, nie chciałbym stosować jakichś specjalistycznych scalaków za pół wypłaty (chociaż jeśli są jakieś niedrogie to czemu nie)...

 

[Marooned]

Po wpisaniu "rgb power led pwm mosfet" wyskakuje sporo projektów. Generalnie zakładam, że dajesz MOSFET na każdy kanał do ściemniania PWM, ale ów kanał powinien być tak zmontowany, by przy pełnym włączeniu tranzystora kanał w diodzie świecił pełną mocą (więc albo odpowiedni sterownik stałoprądowy dopasowany do konkretnej diody albo.. wspomniany rezystor).

[wn2001]

@ethanak Dopytam tylko, musi to być pojedyncza dioda LED RGB 3W? Nie może to być taki pierścień: https://botland.com.pl/lancuchy-i-matryce-led/9400-pierscien-led-rgb-ws2812-5050-x-12-diod-38mm.html - 12 LED'ów SMD w pierścieniu też fajnie świecą 🙂 Po dostarczeniu 5V i odpowiedniego sygnału (z pewnością wiesz, jakie to proste na bibliotece Adafruit) całą resztą kwestii sprzętowych zajmują się dedykowane układziki wewnątrz każdej diody 😉

[Marooned]

@wn2001 to ma być teatr cieni. Nawet źródło o średnicy centymetra rozmywa już strasznie cienie. Bawiłem się w to w domu z "księgą cieni" dla młodej, z telefonu (jedna dioda) było ok, a już z czołówki (reflektor ~1cm średnicy) drobne elementy zlewały się na ścianie, musiałem przykrywać palcem większą część światła by źródło było jak najmniejsze. Idealnie powinno być wręcz punktowe. Im mniejsze tym lepiej. (co zresztą sam @ethanak wyraźnie zaznaczył)

Edytowano Styczeń 4, 2021 przez Marooned

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[ethanak]

1 minutę temu, wn2001 napisał:

musi to być pojedyncza dioda LED RGB 3W?

Hm...

2 godziny temu, ethanak napisał:

źródło światła musi być jak najmniejsze, praktycznie punktowe

Pierścień nie jest punktem 😉 Tu nawet COB się nie nadaje, co dopiero mówić o pierścieniu.

 

[wn2001]

Faktycznie, nie zauważyłem tego kryterium - przepraszam. Przypuszczam, że takie coś byłoby idealne: https://handsontec.com/index.php/product/3w-high-power-neopixel-full-color-led-module/ - ale nie znalazłem tego nigdzie indziej, nie mówiąc już o sklepach w Polsce 😞

[ethanak]

O, nie pomyślałem nawet o neopixelach!

Znalazłem właśnie chyba ze trzy modele, żadnego nie ma w sklepie 😉

[marek1707]

Robiłem kiedyś lampy IR do latania dronami po nocy. Tak, są goście którzy montują czułe kamery video B-W bez filtrów IR, dają z przodu lampę z wiązką 5W/15° i ścigają się w lesie o północy między drzewami. Widziałem nagrania z tych kamer - robi wrażenie. No ale o driverach miało być. Używałem wtedy takich płyteczek:

https://allegro.pl/oferta/driver-p4115h-led-140ma-320ma-510ma-680ma-pwm-lin-7411814238

https://allegro.pl/oferta/driver-p4115adj-led-200ma-700ma-pwm-lin-adj-7783033612

Gość to chyba produkuje, bo wie o tym wszystko. Jest to impulsowe step-down źródło prądowe - więc idealne dla Ciebie, ale jak zwykle potrzebuje zapasu napięcia. Przy jednej diodzie na wyjściu i LoPo 2S na wejściu powinno zadziałać. Jasność regulujesz napięciem analogowym albo (na tym samym pinie) po prostu podając PWM i mrugając szybko 0-100%. O ile pamiętam, a zrobiłem tych lamp trochę, nie było z tym żadnego kłopotu. Tam miałem zasilanie 3S lub 4S i 6 diod w szeregu, ale to IR więc tylko 1.2V na każdej. Dla RGB musisz mieć trzy osobne drivery. Prąd dobierasz opornikami. Jak już zmontujesz to tak je dobierz, by było w miarę biało przy 100% każdego kanału. Czy ta dioda RGB jaką masz, to może 3W/kanał czy w sumie? I jaka to obudowa? Typowy emiter (gwiazdka)? Bo wiesz, oszczędzasz na źródle prądowym, a z samej diody będzie tyle ciepła, że spory radiator będzie potrzebny. A zamknięcia tego w całości w jakimś pudełku bez wiatraczka to sobie nie wyobrażam.

 

[SOYER]

41 minut temu, marek1707 napisał:

Robiłem kiedyś lampy IR

@marek1707wiem, że to off topic, ale proszę choć o dwa zdania na ten temat. Co używałeś jako źródło światła ir, co do zasilania? Dodam tylko, że nie będzie problemu z dostępem do zasilania sieciwego, baterii, akumulatorów nie potrzebuję. 

Lata (wieki) temu chciałem zrobić "z czegoś" mocną latarkę do mojego noktowizora made in ussr, to państwo w sklepie elektronicznym długo i dziwnie na mnie patrzyli 🤣.

Teraz chciałbym coś do doświetlenia w nocy pewnych zacienionych okolic, by były widoczne w kamerach monitoringu. Ty masz w małym palcu zakresy ir itd... ;). 

Edytowano Styczeń 4, 2021 przez SOYER

[ethanak]

1 godzinę temu, marek1707 napisał:

Używałem wtedy takich płyteczek:

No i to jest strzał w dziesiątkę - zaraz zamawiam 🙂

Diody 3x1W emiter, co prawda patrzę na 3x3W i się oblizuję - ale tego te akumulatorki nie wytrzymają, a z pewnych przyczyn 2S 18650 to dla mnie optymalne rozwiązanie. Radiatorek jakiś do tej gwiazdki jeszcze dokleję (coś w rupieciach się znajdzie), wiatraka na 3W chyba nie będę potrzebować, ale w razie czego jakiś leży w szufladzie.

1 godzinę temu, marek1707 napisał:

Gość to chyba produkuje

Tak przynajmniej twierdzi a nie mam powodów aby mu nie wierzyć. Dzięki - duże piwo masz u mnie!

Edytowano Styczeń 4, 2021 przez ethanak

[Sabre]

@ethanak może trochę przesada choć nie podałeś kluczowego parametru czyli odległości z jakiej taki reflektor ma świecić, ale buszując kiedyś w poszukiwaniu najmocniejszego kolimatora do led spotkałem taki na 3°. Z odległości 2 -3 metrów będziesz miał światło skupione tak mocno, że będziesz widział na ścianie nie koło a kwadrat bo będzie to kształt płytki półprzewodnika z którego to światło pochodzi.

Kupiłem sobie je na aliexpress gdy chciałem wprowadzić w życie niecny plan wyłączania telewizorów ludziom w bloku na przeciwko mojego 😇.

[marek1707]

@SOYER Gdy dostałem zlecenie długo szukałem optymalnego rozwiązania. Bo miało być małe, lekkie i potężne. A do tego gdyby jeszcze była możliwość regulacji oświetlanego pola.. Soczewki germanowe (lub z podobnie dziwnych materiałów) do nastawialnej optyki odpadały ze względu na dostępność, koszt i masę. Wielkie diody IR były smakowite, ale świeciły w 60° a założeniem był raczej szperacz niż żyrandol. Okazało się, że z dostęnych bez problemu elementów jedynie małe diodki fi 3mm spełniają wszystkie założenia oprócz mocy. Mają fabryczne skupienia nawet do 3° (pamiętaj, że podają to jako połowę kąta w którym natężenie spada do połowy), są lekkie i.. regulowane. Może mam jeszcze gdzieś zdjęcie gotowej lampy, a na pewno projekt PCB pasujący do jednego z ww. modułów. Wyszła kanapka, w której czoło stanowiło PCB z matrycą diodek a pod nią siedział driver. Matryca miała organizację 4S7P jeśli mogę tak powiedzieć, a każda z 7 kolumn miała swój opornik wyrównujący (kilka Ω). Zestaw diodek pobierał ok. 700mA przy napięciu łańcucha rzędu 6V. Tak jak pisałem, driver był zasilany z aku 3S lub 4S i na tym napieciu prądu było potrzeba oczywiście znacznie mniej. Modulacja jasności zrobiona była sygnałem PWM z pokładowego kontrolera lotu, ale nie wiem czy ktoś ustawiał mniej niż 100% 🙂 No i to działało. Z 20m oświetlało drzewa i ludzi jak normalna latarka - przynajmniej tak to wyglądało na obrazie z kamery.

Diodki były OSRAMa, z TME:

https://www.tme.eu/Document/a5d3fe8b55b34fa41d0c18e517a99d05/SFH4550.pdf

ale obecnie na pewno coś innego jeszcze jest dostępne w podobnych kątach i mocach (100mW w pracy ciągłej). Jednak nie spodziewam się istotnie innych cen. Dobre kosztuje. Acha, LEDy THT w plastikowych obudowach chłodzone są przez nóżki. Nie możesz ich zamontować "na styk" na płytce. Moje stały tak z 8mm ponad powierzchnią a ponieważ raster był ok. 4mm (zgaduję z pamięci), między "soczewkami" zostawało miejsce na przepływ powietrza i chłodzenie. A dłuższe nóżki umożliwiały lekkie rozchylenie wiązki gdy ktoś potrzebował szerszego kąta niż gdy pracowały równolegle do siebie.

[ethanak]

9 minut temu, Sabre napisał:

może trochę przesada choć nie podałeś kluczowego parametru czyli odległości z jakiej taki reflektor ma świecić,

Typowa odległość to 1 do 2m do ekranu (czasem nawet bliżej). Żadne kolimatory tu nie zdają egzaminu - potrzebna jest raczej maskownica. Zresztą... co ja będę palce strzępił; facet co prawda strasznie smędzi, ale pokazuje różne źródła światła i efekt na ekranie:

 

[Sabre]

O ile dobrze rozumiem, to w teatrze cieni wiązka światła musi być prawie jak w laserze, tzn musi być to wiązka jak najbardziej równoległa. Bo przy oddalaniu od ściany cień będzie się powiększał ale nie zniekształcał i będzie zachowywał kontrast. Można takie coś uzyskać tylko na dwa sposoby, albo właśnie poprzez bardzo mocne skupienie tak jak w tym kolimatorze 3°, albo poprzez użycie bardzo dużego zwierciadła wklęsłego (czasza anteny satelitarnej). Prostsze jest użycie kolimatora, który skupi wiązkę bardzo mocno przy okazji zyskując na jasności.

[Marooned]

@Sabre Nie wiem jak u żony @ethanak, ale jak ja robiłem domowy teatr cieni to równoległość nie była potrzebna, a wręcz by przeszkadzała. Kluczowe było punktowe źródło, by krawędzie były ostre. A dzięki nierównoległej wiązce mogłem małą książkę rzucać na dużą ścianę czy sufit, więc miałem możliwość regulacji wielkości cienia i dopasowania się do dostępnej ściany.