Piekstroom LED's

Allen,

Wederom bedankt voor de nuttige informatie en aanbevelingen. Het is inmiddels een aardig verhaal geworden maar dat is een ontwerp van theorie naar praktijk dan ook. Ik neem ze te harte, want hoe ik het deed was nog ver van de 100%.

Er zijn ook aanbevelingen die toepasbaar zijn wanneer ik de PCB opnieuw zou maken, wat kan natuurlijk (en ik ook aangaf) maar heb nog 3 PCB's liggen van de huidige ontwerp en probeer die eigenlijk te gebruiken om het resultaat toch ook anders te laten zijn. Als het niet kan, dan wordt het een nieuwe.

Ohm Pi

Oke, de 330 op de PCB laten is gewoon de 47 vervangen dus, makkelijk te doen. Een sterpunt aanbrengen is wat lastiger als ik de huidige print wil gebruiken. Ik kan wel de massa op het printje van de FETs naar een bepaald punt aansluiten, zoals de niet gebruikte massa van de 7805, welke op de plek van de 7812 komt zodat ik de C'tjes rondom kan plaatsen.

Rew

Bedankt voor deze toevoeging. Wanneer ik de FETs op een aparte print monteer, kunnen zo ook op een koelplaat. Heb nog een een stuk liggen.

Paulinha_B

Koelplaat kan geen kwaad, blijft het wat koeler denk ik.

benleentje

Het gedeelte onder U2 loopt ook via de FETs en G-weerstanden naar de +5V van de pinheader(LCD).

Groep 1 t/m 3 zijn samen zo'n 1,5A en is nooit tegelijkertijd aan met groep 4 (~2A). Volgens mij zit het wat spoordikte betreft wel goed.

Ohm Pi

Ze gaan op een koelplaat en heb tijdens de Fade in niet echt grote temperatuur stijging gevoeld. Maargoed, kan geen kwaad.

Arco

Bedoel je dat berekende waarde met de aangegeven parameters en specificaties de meest zekere uitkomst geeft, maar ook dat er ruimte is ten opzichte van wanneer het in de praktijk werkt.

Oxurane

De top layer is +5V en de bodem is de ground.Daarmee zijn alle C's verbonden met de + en -.

Wat C6 betreft kan het geen kwaad, ook omdat ik al het advies kreeg het in plaats van dicht bij de massa te plaatsen, beter dicht bij de +5V kan plaatsen. Tevens kon het hoger, dus ik laat hetzitten en voel me gesterkt door de 220uF.

Ik pas de diode ook steeds vaker toe in de plus aansluiting, vooral vanwege het omdraaien van de + en -. Piekspanningen kunnen dan nog steeds in de 7805 en de diode over de 7805 vloeit juist mooi te hoge waardes af lijkt mij. Dus deels eens, maar twijfel over bestrijding van ontstane probleem.

Zal mijn test opstelling voortzetten.

Bedankt allen,

groeten,

Marcel

benleentje

Het gedeelte onder U2 loopt ook via de FETs en G-weerstanden naar de +5V van de pinheader(LCD).

Ok de bovenkant is dus geen groundplane.
Ik zou dat veranderen in een later ontwerp. Voor die paar dingen die 5V nodig hebben kan je gewoon PCB sporen maken.

Ja dat kan zeker. Het kon zo makkelijk (niet altijd beter), vandaar.

De fase 1 van de testopstelling is gereed. Alleen groep 4 (~2A/fade groep) is nu op de nieuwe wijze aangesloten (gate weerstand naar gnd/47 op de DB4/5/6/7 en C'tjes rond de 7805). Wanneer de spanning erop gaat, geen flits (aan/uit) in de ledstrip en LCD nog prima in orde. Volgende keer verder.

Marcel

Op woensdag 6 november 2024 17:05:40 schreef Marets:
Wanneer de spanning erop gaat, geen flits (aan/uit) in de ledstrip en LCD nog prima in orde.
Marcel

Gefeliciteerd! Doel bereikt. De overige aanbevelingen van ons kan je gebruiken om de schakeling 'mooier' of betrouwbaarder te maken.

geen flits (aan/uit)

Dat is mooi.
De ontwikkelaar van de pic maar ook alle anderen hebben er over nagedacht wat er gebeurt als ineens de spanning aan gaat. En van de pic zelf zal er nooit zomaar een uitgang hoog zijn. En als dat wel zo is om 1 of andere reden dan staat dat in de datasheet. Meestal zijn dit enkel de programmeer pinnen maar voor de rest zijn alle pinnen tijdens het opstarten zoveel mogelijk ingang of laag.
Maar een fet die nog niet aangestuurd word kan al een beetje open staan en met die weerstand zorg je ervoor dat de fet uitstaat.

Maar hoe die stroom en of spanningspiek je display kan slopen snap ik niet.
Het meest logisch is dat spanningsregelaar zelf een spanningspiek geeft door het ontbreken van de verplichte 100nF op de uitgang.

Ohm Pi

Bedankt en zeker is dat de tips toegepast worden. Het zit m soms in de detail en soms gewoon in het niet negeren van wat gewoon nodig is voor een goede schakeling.

Benleentje

Uitgangen zijn inderdaad niet zomaar hoog, wat soms met ingangen die geen duidelijke 1 of 0 hebben wel kan en zweven. Maar goed, dat heeft in dit geval niets met de uitwerking te maken omdat alle ingangen een harde 1 of 0 kennen bij opstarten.

De oorzaak die je beschrijft is ook mijn eindconclusie.

Om de tips over dissipatie en temperaturen wat aan het licht te brengen heb ik de temperaturen gemeten van de FETs in de mogelijke situatie welke vermogen ontwikkelen die niet bruikbaar zijn.

De grafiek is toegevoegd over Gr1/gr2/gr3/gr4 aan. Maar ook de PWM naar vol aan en andersom. De warmste temperatuur gemeten is 27,3 en dan is gr4 390 sec aan. De omgeving temperatuur was 18C.

Vond het opvallend dat wanneer groep 4 van vol aan naar PWM down ging, de temperatuur een 1,3 C opliep, alvorens het zakte. Terwijl vol aan al stabiliseerde op 27,3 C.

Het gebruik van enige extra koeling heb ik hiermee wel uitgesloten.

En als slot nog de stroom, die waren als volgt:

* Groep 1 470 mA
* Groep 2 440 mA
* Groep 3 260 mA
* Groep 4 1,47 A

Totaal 2,64 A

Groeten,

Marcel

Op donderdag 7 november 2024 09:44:28 schreef Marets:

[...]

Vond het opvallend dat wanneer groep 4 van vol aan naar PWM down ging, de temperatuur een 1,3 C opliep, alvorens het zakte. Terwijl vol aan al stabiliseerde op 27,3 C.

[...]

Dat is vrij normaal, schakelen is nooit meteen, je gaat altijd door het gebied heen waarbij de MOSFET niet helemaal open of dicht is. Daar heb je verliezen. Met PWM doe je dit vaker per tijdseenheid dan gewoon aan-uit en dus meer verliezen. Bij de hogere PWM waardes waar aan-tijd-verliezen en schakel-verliezen opgeteld meer zijn dan alleen de aan-verliezen loopt de temperatuur dan op. Hogere gate weerstanden zorgen voor meer verliezen, maar ook voor minder rommel in het radio gebied. En zeker met lange LED-strips die als antennes werken moet je niet te scherpe flanken maken.

Op woensdag 6 november 2024 09:59:13 schreef Marets:
Arco
Bedoel je dat berekende waarde met de aangegeven parameters en specificaties de meest zekere uitkomst geeft, maar ook dat er ruimte is ten opzichte van wanneer het in de praktijk werkt.

Nee,
Ik bedoel dat je de parameters niet losstaand van elkaar kunt aanhouden.
Voor de maximale stroom/spanning bijv. moet je ook rekening houden met het max. vermogen en de C/W waarde van de behuizing...
(je moet aan alle parameters voldoen. )

Benadski

Oke, bedankt voor deze toevoeging. Top

Arco

Bedankt voor het ophelderen.

Groeten

Marcel

Hallo,

Inmiddels heb ik de print zover af en heb beide zijdes in een PDF toegevoegd. Daarbij zijn de aanbevelingen naar mijn mening meegenomen. Het is in ieder geval een vooruitgang. De print is 99 x 99. De gnd sporen zijn 1mm, de +12V zijn 1mm, +5V is 0,5 en de rest is 0,25mm.

Morgen nog een na inspectie en dan naar China.

Groeten,

Marcel

Ik mis alleen nog de GND via's om zo het onder en bovenvlak met elkaar te verbinden. Wees daar niet te zuinig mee kost toch niets extra.

Ik zou op een van de zijden een groundplane maken, simpeler en beter als losse (dunne) baantjes...

Benleentje/Arco

Ik probeer het te begrijpen cq uit te voeren. Met Via's werkt ik nooit en moet nog wat uit zoeken. Ik heb er wel even geplaatst als voorbeeld. De instelling zegt dat het van de bovenkant (fe/cu) naar de onderkant loopt, maar een controle wijst uit dat 1 kant verbonden is en de andere kant niet.

Ik heb het idee, wat ik uit jullie reacties opmaken toegevoegd en wellicht is het in de richting.

Marcel

Voor uitleg over een via, kijk eens hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Via_(electronics)

Ik probeer ze ook te vermijden, maar zelfs al doe ik enkel tweelagige printen omdat ik nu eenmaal een simpele ziel ben, zelfs dan kom ik er soms niet onderuit om een via te plaatsen.

Op woensdag 6 november 2024 05:32:43 schreef oxurane:

-=[EDIT]=-
Het valt me op dat je op de onderkant van je PCB geen baantjes hebt lopen. Gebruik die kant en zeker voor de 12V is er dan ruimte om brede banen te trekken.

Nee. Zeker niet doen. Een groot massa vlak zonder onderbreking is een van de belangrijkste eigenschappen van een goed ontworpen print. Dus gewoon de hele onderkant gereserveerd houden voor het massavlak. Een vervelende eigenschap van KiCad is dat bij de standaard instellingen, de koperlakken niet tussen de pinnen van DIP IC's en headers door gaan. Daardoor is de weg van C5/C6 naar de massa pin van de microcontroller helemaal om het IC heen, en dat is niet goed vanuit een EMC standpunt. Maar van wat ik hier begrijp (ik heb niet alle berichten even aandachtig gelezen) heeft verbetering van ontkoppeling met extra condensatoren al geholpen. Ik gebruik zelf nooit de standaard instellingen voor DIP IC's en headers. Ik maak de pads altijd ovaal, zodat het massa vlak tussen de pootjes door ook kontact maakt.

Wat EMC betreft. Elke draad die aan de print zit is een antenne en een potentiele stoor bron. Zowel voor inkomende storing, als voor uitgaande. Hoog frequent storing gaat dwars door een spannings regelaar zoals de ua7805 heen. De transistoren in zo een IC zijn simpelweg te traag om op storingspieken te reageren. De meeste uC schakelingen die ik bouw is op matrix bord, en een echt massa vlak heb je dan niet. De enige manier die ik heb gevonden om het betrouwbaar te maken is door toevoeging van ferriet kralen en spoelen in de voeding leiding. Ook weerstanden in de voeding kunnen helpen. B.v. Als je uC + LCD + Backlight 100mA nodig heeft, dan kun je een weerstand tussen de 12V en de ingang van de ua7805 zetten. (Een spoel is beter, combinatie spoel + weerstand is nog beter). ua7805 heeft ong. 2 tot 3V nodig om te regelen, dus je kunt best 4V over een weerstand laten vallen. 4V/100mA = 40 Ohm. Deze weerstand moet dan voor de condensatoren komen.

De complete volgorde waarop je de print sporen trekt is ook belangrijk.
1). Van de ingang connector naar de spoel (+ serie weerstand = EMC filter).
2). Van het ingangs "filter" naar de condensator.
3). Van de condensator naar de spannings regelaar.

Wat je nu hebt gedaan, is de 12V van de ingang connector rechtstreeks naar de spannings regelaar, en daarna een aftakking naar wat condensatoren die verderop staan. Dit werkt niet goed. Bedenk dat elk stuk draad, en elk print spoor ook zelfinduktie heeft. Tegen de tijd dat de condensatoren in de 12V een binnenkomende storings piek zien, is diezelfde storings piek al voorbij de spannings regelaar, en gaat hij richting je microcontroller.

Elektrische signalen (en dus ook storing) gaat wel heel snel door koperdraad (Iets van 50% tot 80% van de licht snelheid geloof ik), maar de kortste weg is nog steeds de snelste.

maar een controle wijst uit dat 1 kant verbonden is en de andere kant niet.

IK werk zelf met eagle aan daar is het een via [gnd] dacht ik vergeet dat commando steeds. Een gewone via probeert juist de verbinding van boven en onder te vermijden omdat dat voor een gewoon spoor is.

Ik probeer ze ook te vermijden,

Als je zelf moet etsen en van vroeger dan begrijp ik dat. Maar tegenwoordig als je een pcb laat maken kan je net zo goed ruim zijn met via's

Je opbouw van de print is nog niet ideaal zoals kortsluiting_online veel beter uitlegt. Mijn pcb kunsten zijn ook nog maar van een beginner.

Het is de bedoeling om de gnd en dus de groundplane zo groot en aangesloten mogelijk te maken. Als je dan aan 1 kant een spoor hebt zitten wat door de groundplane heen gaat dan kan je wel via via's de onderbroken stukken groundplane aan de andere zijde verbinden