thinkJDs Blog WhooHoo es blinkt!!!

Eine verdammt helle LED!

Kennt ihr die erste Regel im Umgang mit ICs?
Richtig, das Datenblatt lesen! Was passiert wenn man das mal eben sein lässt, will ich euch in diesem Artikel erzählen.
Außerdem erwarten euch noch einige Informationen zum Thema LED und deren Ansteuerung. Habt ihr Fragen? Dann packt sie in die Kommentare, wenn ich kann werde ich sie euch beantworten.

Ich habe mir drei wirklich helle LEDs bestellt. Je eine Rote, eine Grüne und eine Blaue. So kann man mit geschickter Ansteuerung viele verschiedene Farben, aus dem sichtbaren Spektrum, darstellen.
Die LEDs sitzen, zwecks besserem Handling, ?bereits auf einer Adapterplatine um die Linse und den Kühlkörper anzubringen.

Kühlkörper? Ja richtig, die Teile benötigen einen Kühlkörper.
Immerhin werden sie mit bis zu 700 mA Strom betrieben, was das Silizium bei 3V Spannungsabfall schon reichlich zum Schwitzen bringt.
Für die Rechenfaulen unter euch 700mA X 3V = 2,1W und da ist noch nicht Ende der Fahnenstange

Auch die Ansteuerung solcher Monster ist nicht so trivial wie man vermutet. Ein einfacher Vorwiderstand, wie ich es in diesem Artikel beschrieben habe, kann man aus wirtschaftlichen Gründen nicht benutzen. Bei so hohen Strömen würde man unnötig viel Energie "verheizen". Eine Spannungsregelung ist bei LEDs dieser Größe ist auch nicht Mittel der Wahl, da die Kennlinie sehr steil ist (wie bei allen Dioden) und bereits kleine Spannungsschwankungen nahezu gigantische Stromschwankungen mit sich bringen.

Will man es richtig machen, regelt man den Strom durch die LED. Dazu gibt es einige sehr gute Treiber ICs, man muss das Rad ja nicht neu erfinden. Ich habe mich entschieden den ZXLD1360 zu benutzen.
Ein wirklich tolles IC mit einigen interessanten Features:

• Er befeuert LEDs mit bis zu einem Ampere
• Der Ausgangsstrom kann auf einen Maximalwert begrenzt werden
• Bis zu einem Megaherz PWM-Frequenz
• Ein sehr geringer Aufwand an externen Bauteilen
• Und zuletzt der Knackpunkt dieses Artikels, er besitzt einen Tri-State Inputpin

Jetzt muss ich natürlich kurz erklären was Tri-State bedeutet.
In der Digitaltechnik wird keineswegs nur zwischen 0 und 1 unterschieden, es gibt noch einen dritten Zustand. Nennen wir ihn der Einfachheit halber mal IchBinWeg-Zustand.
In der C-Mos Technik wird eine logische 0 nicht durch 0V dargestellt, sondern durch 0 bis 1,5V eine logische 1 entspricht einem Pegel von 3,5V bis 5V alles dazwischen wird undefinierter Zustand genannt und sollte tunlichst vermieden werden.
Der dritte Zustand ist einfach hochohmig, kein Pegel vorhanden, der PortPin ist quasi weg. (Ich hoffe man versteht das so wie ich es beschreibe)

Jetzt besitzt das wunderbare Treiber IC also einen solchen Eingang. Logisch 0 bedeutet die LED ist aus. Hochohmig bedeutet die LED wird mit dem in der Schaltung vorgegeben Maximalstrom betrieben und Logisch 1 bedeutet die LED wird mit maximalem Strom betrieben.

Ihr ahnt sicher schon was kommt. Ich habe diesen Umstand einfach großzügig überlesen und die LED bei einem Ampere schön knusprig gebraten.
Daher immer ja wirklich immer das Datenblatt lesen!

Fuuuuuuuuuuuuuu!!!!!

Vielleicht wollt ihr noch wissen warum es so eine Option überhaupt gibt, wenn man damit die LED schrotten kann.
Nun das ist ganz einfach. Um eine LED zu dimmen benutzt man PWM, dabei wird der Strom gepulst, um so länger die Pulse in einem festgelegten Zyklus um so heller leuchtet die LED.
Wie das genau funktioniert kann ich gerne mal in einem extra Artikel erklären. Wenn man mehrere LEDs betreiben will, aber nur wenige Ausgänge zur verfügung hat, kann man diese multiplexen.
Das bedeutet man schaltet LED1 an, dann LED2, dann LED3, immer nacheinander. Das Auge ist so träge, dass es von dem schnellen Schalten nichts mit bekommt. Der unangenehme Nebeneffekt ist, dass diese Signalform wie PWM wirkt. Die LED wird immer dunkler wahrgenommen, da sie nicht mehr so viele Photonen aussenden kann (sie ist ja seltener eingeschaltet). Dem kann man entgegenwirken, indem man die LED mit einem höheren Strom betreibt.
Es ist also zulässig einen größeren Strom anzulegen, allerdings nur für eine gewisse Zeit. Diese Zeit ist im Datenblatt angegeben und beträgt je nach Strom maximal ein paar Millisekunden.

Überschreitet man diesen heiklen Grenzwert, verabschiedet sich die LED blitzartig in den Failhimmel.

Man sollte bei solchen Späßen auch immer auf sein Programm achten. Eine Schleife, die zu lange dauert, kostet euch genau wie ein Freeze die LED. Ein Watchdog oder gut ausgetestet Interrupt Routinen sind Pflicht, zumal die LEDs nicht gerade billig sind.

Ich hoffe euch hat der Artikel gefallen und ich kann ähnliche Fails bei euch vermeiden

thinkJD

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