Люстра на светодиодных лентах с диммированием

[N0rdling]

Всем привет!
Задумал сделать себе Люстру на светодиодных лентах (5 кусков по 1м),которой будет управлять ардуина, каждой веткой независимо. Схема проста: ардуина - мосфет-лента. Стандартная частота шим ног ардуино порядка 467Гц, что маловато (рекомендуется от 1 кГц). Разогнать все три таймера ардуины до 8кГц не составило труда, однако появились нюансы: библиотека Gyver timer и button стали не корректно работать (в них используется millis). Прикрутил косиылии ввёл множитель для антидребесга кнопок и для задания тацмеров, и вроде все работает. Хочется ещё прикрутить беспроводное управление на 433 модулях, используя библиотеку 433 от Гайвера. Будет ли она работать с разогнанным нулевым таймером?
Возможно, есть более изящное решение для моей коеструкции: 5 полосок ленты нужно независимо управлять с шим?

 

[PiratFox]

рекомендуется от 1 кГц

Откуда Вы это взяли?

 

[Геннадий П]

Стандартная частота шим ног ардуино порядка 467Гц, что маловато (рекомендуется от 1 кГц).

400 Гц частоты ШИМ более чем достаточно для статичного освещения.

 

[N0rdling]

@PiratFox, не буду утверждать на 100% что это медицинский доказано, но на просторах интернета нашёл инфу.

@Геннадий П, в принципе, да, но вот с чем столкнулся: схема собрана сейчас на макете с использованием Irf840 (что было под рукой, в готовое изделие пойдут IRLR8726TRPBF в корпусе d-pack, на нормально разведенной плате). Так вот на стандартной частоте шим лента светится гораздо тускнее, чем на разогнанной, соответственно и по токопотреблению видна разница. Из-за чего?
Плюс ко всему, в ардуино по умолчанию 2 таймера работают на частоте 400Гц, а третий на 800Гц, получается, одна или 2 ленты будут мерцать с другой частотой, чем остальные. Конечно, это никак заметно не будет, но внутренний перфекционст не даёт мне покоя

 

[Геннадий П]

не буду утверждать на 100% что это медицинский доказано, но на просторах интернета нашёл инфу

Давно уже доказано что пульсации свыше 300 Гц являются безопасными.

ГОСТ 33393-2015 Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности (Переиздание) от 30 ноября 2015 - docs.cntd.ru
"Пульсация освещенности учитывает изменение светового потока, падающего на рабочую поверхность, частотой до 300 Гц. Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность человека."

 

[N0rdling]

@Геннадий П,спасибо, убедительный довод, насчёт частоты теперь спокоен. И всё же, вопрос изначально был о том, нет ли более эффективного или изящного решения, чем моё (мне пришлось занять 5 ног аппаратного шим из 6-ти)?

 

[PiratFox]

схема собрана сейчас на макете с использованием Irf840

Им в затвор 5V не хватит, чтобы полностью открыться. Отсюда непонятные Вам эффекты с яркостью. С IRLR8726TRPBF таких проблем не будет.

мне пришлось занять 5 ног аппаратного шим из 6-ти

А чем это плохо? Ну, если нужно выходов ШИМ больше, чем 6, то есть аппаратные I²C экспандеры.

 

[Геннадий П]

Им в затвор 5V не хватит, чтобы полностью открыться.

До 4 А тока вполне хватит.

схема собрана сейчас на макете с использованием Irf840 (что было под рукой, в готовое изделие пойдут IRLR8726TRPBF в корпусе d-pack, на нормально разведенной плате). Так вот на стандартной частоте шим лента светится гораздо тускнее, чем на разогнанной, соответственно и по токопотреблению видна разница. Из-за чего?

Схему покажи как и что соединено.

 

[PiratFox]

До 4 А тока вполне хватит.

В смысле? При 5V на затворе транзистор работает в линейном режиме. Это ещё не ключ, а значит, R_ds не минимальное. Ключевой режим(отсечка) начинается с 6,5 - 7V на затворе, согласно Вашего графика.

 

[Геннадий П]

При 5V на затворе транзистор работает в линейном режиме.

Но это не мешает ему быть открытым. У него Gate Threshold ~3 В

 

[PiratFox]

Но это не мешает ему быть открытым.

Верно. Я и не говорил, что он закрытым будет. Только ключевое слово здесь НЕПОЛНОСТЬЮ. Отсюда и проблемы с яркостью(если схема собрана правильно). А

Gate Threshold ~3 В

значит, что при этом напряжении(или выше) начнётся отпирание. И полностью канал сток - исток откроется только при достижении напряжения отсечки на затворе.

 

[Геннадий П]

Отсюда и проблемы с яркостью

Нет. От того что мосфет не полностью открывается не должно быть изменения его быстродействия.
Тем более странно что на повышенной частоте ярче светит. Единственное этому объяснение то, что тока выходов ардуины не хватает для быстрого закрытия мосфета. Но это подтвердить можно только используя осциллограф.

Можно еще посчитать сколько времени требуется на закрытие транзистора и укладывается ли это время в период ШИМ: ток выхода МК и заряд затвора мосфета известны. Но мне уже лень.

 

[kDn]

@Геннадий П, и я о том же. Люминесцентные лампы, которые с дросселем и стартером - те вообще на 100 герцах работают. И никто не жаловался.

Про стробоскопический эффект вы в курсе? Для светодиодных светильников мне комфортны частоты от 1кГц, выше 4кГц обычно уже смысла нет, т.к. с увеличением частоты и ёмкость затвора сильнее влияет + потери выше.

 

[PiratFox]

@Геннадий П, не хочу лезть в дебри, но сдаётся мне, что если применить полевик с более низким напряжением отсечки(Logic level), то этот цирк с яркостью прекратится. Хотя неизвестно ещё, как ТС подключил мосфет к ардуине.

 

[Геннадий П]

@PiratFox, Нужно смотреть на заряд (или емкость) затвора.

IRF840:


IRLR8726:


То есть заряд затвора у IRLR в три раза меньше чем IRF840.

 

[N0rdling]

В тестовом варианте полевик подключён через резистор 100Ом к ноге ардуино. В окончательном варианте планирую затвор ещё подтянуть к земле резисторов 10к

 

[PiratFox]

@Геннадий П, конечно и это тоже, но не только. Напряжение отсечки так же влияет на ток стока, а следовательно, на яркость ленты.

 

[PiratFox]

В окончательном варианте планирую затвор ещё подтянуть к земле резисторов 10к

Лучше 2-3К.

 

[N0rdling]

@PiratFox,да, пожалуй... Меня только смущал вопрос мерцания на частоте 400Гц..

 

[PiratFox]

@N0rdling, Пусть он Вас больше не смущает. Мерцания на 100Hz практически не видно(про люминесцентную лампу я писал выше), чего уж говорить про 400. Так что пляски с бубном вокруг таймеров совсем ни к чему.

 

[kDn]

, да мерцания на 100Hz практически не видно

Ещё раз. Гуглить про стробоскопический эффект и карандашный тест.

При малой частоте PWM на быстро двигающиеся объекты будет весьма некомфортно глядеть, я это гарантирую. Светодиоды обладают низкой инерцией относительно ламп накаливания, для них частота переключения критична, если здоровье дорого.

 

[Stamp]

@N0rdling, Здесь, скорее, дело в чём то другом. Человеческий глаз ниже 24 замечает мерцание.
Не цифровое кино имело такую частоту. Позже частоты начали увеличиваться. При этом улучшилась плавность движений, но не мерцание.
Может @PiratFox, прав и дело в неполном открытии транзистора.

 

[PiratFox]

Человеческий глаз ниже 24 замечает мерцание.
Не цифровое кино имело такую частоту.

Об том и речь. Ещё аналоговое телевидение имело частоту кадров 25 кадров/сек.

 

[N0rdling]

@Stamp,мне кажется, вы путаете. 24 кадра в секунду максимум различает человеческий глаз, если говорить о меняющецся картинке на экране. Но частоту мерцания светодиодов даже в 30 Гц глаз способен уловить (проверял на себе, в моей люстре прописан эффект стробоскоп, стартует с частоты 30 Гц).

 

[PiratFox]

@N0rdling, на 30 герцах скорее замечается лёгкое мерцание, да и то краем глаза. Впрочем, это индивидуально. Но 400Hz точно никто не заметит.