Piekstroom LED's

Bij fets altijd een weerstandje van de gate(drive) naar massa gebruiken in het geval van een uC of ander dingen met tri-state uitgangen.

Ik zie overigens ook niet hoe dat LCD moet sneuvelen? Of je hebt de sources van de FET's wel heel rottig aangesloten.

[Bericht gewijzigd door Sine op maandag 4 november 2024 16:11:49 (31%)

Is het scherm echt stuk, of doet hij het wel weer als je alles opnieuw opstart? Ik kan in je schema niet direct een oorzaak vinden, maar het zou kunnen dat de ground zo ongelukkig loopt (via de ground van het scherm naar de LED strips of zo), dat hij stuk gaat omdat zijn ground boven de ground van de microcontroller komt, waardoor hij een negatieve spanning op zijn data pinnen ziet. Je zou die datapinnen een weerstandje van 47 ohm of zo in serie kunnen geven om schade te voorkomen, maar is het beter om (ook) het fundamentele probleem aan te pakken.

Sine

Bedankt voor je reactie.

Wat betreft de weerstand van de G naar massa, die kan ergens rond de 100K om te ontladen. Of moet het sneller en daarom lagere waarde.

De LCD sneuvelt naar het even oplichten van de LEDS nadat de spanning erop is gekomen. Definieer rottig aansluiten!!

SparkyGSX

Bedankt voor je reactie

Bij 1 is er geen tekst meer op te krijgen, wel het backlight die werkend is en de andere is voor de helft qua tekst verdwenen maar ook wel het backlight die nog werkt. Dit dan beide in een test opstelling en niet in de bedoelde circuit. Een volledig werkende LCD doet het dan wel in de test opstelling. Lijkt me duidelijk niet meer bruikbaar.

Het weerstand verhaal is nooit verkeerd om uit te voeren, het hindert de werking niet en smoort toch richting B4...B7.

Of er ongewenste potentiaal verschillen optreden vind ik lastig te beantwoorden en kan ik ook niet. Massa is op de PCB een uitgevulde gedeelte/vlak van de ruimte en geen sporen. Dus een volgorde van het lopen van de stromen naar massa kan ik niet op volgorde beoordelen.

Ik ga er over na denken en zelfs ander ontwerp/manier. Ik bezie het even.

Groeten,

Marcel

Zo op het eerste gezicht heb ik het idee dat er 3 aandachtspuntjes zijn :

1) een 100nF nabij de voedingsingang van het LCD
2) een buffer cap na de uA7805
3) zoals reeds eerder opgemerkt, een weerstandje naar gnd, geplaatst tussen de 47 Ohm resistor en de gate van de MOSFET. Zelf gebruik ik een combinatie van een 300 Ohm weerstand, samen met een 4K7 naar gnd voor aansturen van een MOSFET.

-=[EDIT]=-
Ik zie dat je een 47 uF buffer cap gebruikt, maar dat de min-pool dicht bij de gnd van de uC zit. Als ik zou moeten kiezen, dan zou ik de plus-pool van de buffer cap juist het dichtst bij de VDD van de uC plaatsen. En ik gok dat de waarde wat groter kan / mag zijn. Maar eigenlijk verwacht ik dat de buffer cap juist dichtbij de uA7805 (OUT) geplaatst is. Ik weet niet hoe je PCB er uit ziet : Kan best zijn dat de uC al dicht bij de uA7805 zit.

Heb je daar een PCB van gemaakt? Dan is de layout wel interessant om te zien.

"Piekstroom" is een 'foute diagnose" die niet helpt om het probleem op te lossen.

Mogelijk heb je een spanningspiek. Maar dan nog is het "tricky" om de HD44780 displays kapot te krijgen.

Je schema is behoudens wat condensatortjes in princiepe gewoon goed. Dus het zal wel aan de implementatie liggen.

2) een buffer cap na de uA7805

Volgens mijn datasheet moet er een 330nF voor de 7805 en een 100nF erna. En die 2 C's moeten ook zo dicht bij als mogelijk.

Mijn gok is dat de 7805 net na het inschakelen door het ontbreken van deze condensator er te lang over doet om te stabiliseren met gevolg wat hoge piekspanningen waar je LCD niet tegen kan. De Arduino heeft nog een zooi eigen condensators maar het LCD volgens mij niet

Loop je software en instellingen eens na. Het kan ook zijn dat je de uitgangen hoog ingesteld staan als de uC inschakelt en dat je ze pas in het programma zelf laag maakt - dat ze daarom een paar ms de FET's aansturen (en mogelijk je LCD (op een verkeerde manier)).

Allen,

Bedankt voor jullie interessante reacties.

Oxurane

Punt 1/2/3 zijn denk ik raadzame tips en ze ontbreken in het ontwerp. Ik denk een onderschatting, van een naar mijn mening goede aanbod van de 12V gelijkspanning wat niet alles dekkend is. Zeker met pieken dus niet.

Sine

Ik heb de PCB afbeeldingen na fabricage, toegevoegd. Opmerking hierbij is dat de 7812 niet meedoet en ingang met de uitgang is doorverbonden. Dit omdat ik direct 12V aanbied ipv de oorspronkelijke ontwerp waar een gelijkgerichte trafo spanning voor de 7812 stond.

Rew

Het ontwerp vergt wat aandacht en is onderheven aan verbeteringen.

Benleentje

Kan zijn inderdaad. Er is geen Arduino bij betrokken tenzij je de 16F628A bedoelt. Het punt is in ieder geval duidelijk.

OPTOdesign

Ik heb het programma toegevoegd en naar mijn mening is het laag maken van de uitgangen, welke betrekking hebben op de FETS eerder overdone dan te weinig.

Mijn eind conclusie is dat het ontwerp naar de tekentafel gaat en de tips meegenomen worden. Denk dat er hier en daar wat te licht is gedacht.

groeten,

Marcel

Condensator aan output 78xx is geen 'raadzame tip', maar 'mandatory'...
(evenals een elco aan de Vdd als de afstand tussen 78xx en Vdd groter is als 15cm)

@Arco: Hij gebruikt alleen de 7805, maar daar geldt hetzelfde voor. En ik zou bij het LCD ook nog 100nF toevoegen.

@Marets: 5V power planes op deze manier vind ik zelf niet zo mooi. Ik route liever zelf vanaf de regulators.

Ik ben niet bekend met PICs, maar als de pinnen hoog zijn bij opstarten, dan loopt er kortstondig veel stroom door het IC. Tot wel 400mA naar de FETs. Andere pinnen kunnen dan ergens tussen 0 en 5V mee stuiteren, niet alles vindt dat leuk. Kun je de weerstanden naar de FETs niet wat groter maken, moeten ze aan zijn in minder dan 100ns? Als je PWM frequentie laag genoeg is, dan kan groter maken weinig kwaad. Ik kies ze meestal zo dat de RC tijd van weerstand en input capaciteit de helft is van de kleinste PWM tijd. Bij 1kHZ PWM is dat ongeveer 2us. Bij 1nf krijg je dan een weerstand van rond de 2k.

En hoe goed gaat je 12V voeding om met grote pieken? Sommige voedingen regelen niet snel en dan krijg je enorme uitschieters in de spanning.

Arco,

Ja, klopt en tevens juist. 7812 zit er niet in en is al aangegeven en er had na de 7805 ook nog condensatoren gemoeten en dat bedoelde ik met "te licht" gedacht. Voeding printen die ik tot nu toe maakte kende alle hun toegevoegde afvlakkingen en storing/piekbestrijdingen. Gewoon onderschat maar leerzaam als je het gevolg dan ook direct meekrijgt.

Benadski

De power planes in KiCad zijn zo makkelijk, maar inderdaad niet altijd bruikbaar. Goede tip. De uitgangen van de PIC worden bewust laag gehouden, althans zo is het geprogrammeerd. Of het gebeurd is een tweede.

Wat de voeding betreft kan in ieder geval met de scoop zijn voeding en rimpel bekijken, ook al zit er voor de 7805,de C'tjes. Wellicht kan de voeding nog strakker.

Ik heb een plaatje toegevoegd.

Groeten,

Marcel

Geen slecht merk vind ik zelf, maar ik weet niet of die LED voedingen wel zo blij zijn met wisselende belastingen. Er zit wel een overspanningsbeveiliging op, maar hoe snel die ingrijpt weet ik niet. Ik verwacht dat deze wel goed genoeg is en dat de 5V daar geen last van zou moeten hebben.

De maximale piekstroom per pin voor de PIC is 25mA. Met 47 Ohm weerstanden ga je hier flink overheen.

Wat is je PWM frequentie?

Benadski

Lijkt me ook niet en gemiddeld genomen heeft Reichelt (waar deze vandaan komt) deugdelijke spullen.

Ik had al begrepen dat de G-weerstand hoger kan, zit nu toch op zo ronde de 100mA, phoe/ai. Bij de BUZ11 heb ik hier geen problemen door gehad. Maargoed, die gaat omhoog.

PWM frequentie is bij de 16F628A met gebruik van de interne oscillator 4 mhz. En dit in stappen van 1 per seconde, van 0 naar 250. Een cycle duurt 2msec.

Groeten,

Marcel

Even gezocht op PICbasic PWM:

De PWM frequentie is bij de instructie PWM dus niet apart in te stellen.

4MHz => 5ms = 200Hz

Dus als je in 1/(200*256*2) => ongeveer 10us de gate hebt "opgeladen" dan is dat snel genoeg. Met 10k of lager lukt dat prima.

Voordeel van langzamer de FET open sturen is minder RF emissie, minder pieken en dus minder kans op storingen. Nadeel is dat de FET wat warmer wordt. Maar met deze stromen verwacht ik daar geen probleem.

Ok, goed om de limiet aan te geven. De eerdere vermeldde 300 Ohm (628A naar gate) en Gate naar 4K7 naar gnd lijkt dan ook een goede combinatie.

De FETS limiet is 10A, dus 1,5 max moet kunnen.

Bedankt

Marcel

Hallo,

Ik heb de reacties nog eens goed doorgelezen en inmiddels een aangepaste versie gemaakt. Volgens mij zit het erin.(zie bijlage)

Volgende stap is op een breadboard uitzetten met de LED strips als belasting. In de originele test opstelling gebruikte ik transistors met 5mm leds, om puur de werking te testen. Dus niet de belasting.

Nu heb ik nog een vraag over FETs en dat is of ik ze los van de print op zo een 10-15 cm kan monteren zonder dat het nadelige gevolgen heeft. Mijn idee is om los van de print de FETs opstelling op een aparte print te monteren met daarbij de Gate weerstanden, zowel van de microcontroller (330) als ook de weerstand (4K7) naar massa. Wordt dat vervelend of niet?

Bedankt alvast.

Groeten,

Marcel

Op dinsdag 5 november 2024 20:07:26 schreef Marets:
Nu heb ik nog een vraag over FETs en dat is of ik ze los van de print op zo een 10-15 cm kan monteren zonder dat het nadelige gevolgen heeft. Mijn idee is om los van de print de FETs opstelling op een aparte print te monteren met daarbij de Gate weerstanden, zowel van de microcontroller (330) als ook de weerstand (4K7) naar massa. Wordt dat vervelend of niet?

De gate-weerstanden van 330Ω zou ik op de print van de microcontroller zetten als een soort van kortsluitbeveiliging van de uitgangen van de microcontroller en de 4k7-weerstanden op de print van de FET's.
Wijs ergens een sterpunt aan. Dat wordt de ground van de gelijkspanningsvoeding, de ground van de microcontrollerprint en de ground van de FET-print.
De ground van de HD1602 moet verbonden worden met een/de ground op de microcontrollerprint en niet op het sterpunt.

Op dinsdag 5 november 2024 12:02:49 schreef Marets:
De FETS limiet is 10A, dus 1,5 max moet kunnen.

Dat moet kunnen, maar is niet echt overbemeten.

De fabrikant geeft altijd het max-van-het-max aan. Dus met "goede" (of soms zelfs "onrealistisch ideale") koeling.

Nu is het zo dat jou fets (IRLB8721) door de fabrikant opgegeven tot 62A kunnen. Dan is die 1.5A ineens "schappelijk".

Ik reken altijd met "max 1W" in een TO220.

Met 1.5A en 16mOhm kom ik op 24mV en 36mW. Dat gaat prima. 5x meer stroom moet ook nog gaan. Dat is 7.5A, 10 is m.i. op of net over het randje....

Waarom zou je een losse print maken voor de fets? Echt met dit soort stromen hoeft dat nog lang niet.

Ik reken altijd met "max 1W" in een TO220.

Dat is ook al eeuwenlang mijn vuistregel, ooit in Elektuur gelezen denk ik. Let wel, het betreft dan een ongekoelde TO220.

Nog even naar je print gekeken je gebruikt in ieder geval wel een gropundplane?

Maar nu zijn het vooral 2 grote kopervlakken en ik verbind dan nog op veel plaatsen met een gnd via de onder en bovenvlakken. Zeker in de hoeken en tussen sporen door zit nu wel koper maar daar zit doodlopende stukkken in. Daar plaats ik dan zeker een gnd via.

Het vlak wat onder U2 doorloopt zit maar aan 1 kant ergens aan vast en dat kan beter.

Als er ca 1,5A per fet mag lopen dan vind ik die sporen daar nog wat dun

[Bericht gewijzigd door benleentje op dinsdag 5 november 2024 21:58:25 (11%)

Op dinsdag 5 november 2024 21:29:21 schreef rew:
Ik reken altijd met "max 1W" in een TO220.

Met 1.5A en 16mOhm kom ik op 24mV en 36mW. Dat gaat prima. 5x meer stroom moet ook nog gaan. Dat is 7.5A, 10 is m.i. op of net over het randje....

Blijf je ook beneden de 1W tijdens de fade in/fade out fase (groep 4, 2A)? Meeste vermogensverlies heb je tijdens de overgangstoestanden.

Parameters is altijd een 'stoelendans'...
(je moet alle parameters bij elkaar bekijken, en dan zie je dat de werkelijke waardes veel lager zijn, o.a. afhankelijk van vermogen, stroom, C/W,...)

Ik heb nog even gekeken naar je PCB, maar klopt het dat C4/C6 helemaal niet zijn aangesloten ? Ze zijn inderdaad vlak bij de uC geplaatst en beide zijn verbonden met de GND, maar ik zie geen printbanen aan de onderkant die naar de 5V gaan. Of is het een 4-layer board ?

Verder, met het nieuwe ontwerp, ik denk dat je in het nieuwe schema C6 (100 uF) weg kunt laten die dicht bij de uC zit. Je hebt tenslotte C4 (220uF) al dicht bij de uA7805 geplaatst. Dat zou al voldoende moeten zijn. Van de andere kant, je kunt hem ook laten zitten in het ontwerp en eerst niet erop plaatsen bij een eerste test. Mocht blijken dat er nog steeds hick-ups optreden, dan kun je C4 altijd achteraf nog erop solderen. Beter dat de plek alvast gereserveerd is voor deze cap, dan dat je later weer achter de ontwerptafel moet gaan zitten of ergens printbanen moet bewerken en extra gaten moet boren in je PCB.

En dan heb ik nog een tip voor je, die ik zelf ook wel eens toepas, indien ik vermoed dat er grote piekstromen verwacht kunnen worden, in combinatie met een spanningsregelaar die ook van de 12V spanning moet "eten". Je kunt D1 anders plaatsen, tussen C1 en C2. C1 is hoofdzakelijk bedoeld -denk ik- om rimpelspanning op de 12V-lijn af te vlakken. De LCD + uC zullen geen rare dingen doen, waardoor D1 niet over uA7805 geplaatst hoeft te worden. Plaats je D1 op de voorgestelde plek, dan heb je dat de uA7805 beschermd is tegen ompoling / verkeerd-om aansluiten van de 12V op je bordje. Daarmee bescherm je indirect de uC en LCD erachter en is de spanning minder hoog op de uA7805. De LED-string bestaat zelf al uit LEDs, die in wezen diodes zijn, maar in 1 richting kunnen geleiden. Zij zijn -in weze- al beschermd tegen ompolen.
Het kan best zijn dat iemand vraagtekens plaatst bij deze voorgestelde constructie. Ik nodig hen uit om dat hieronder weer te geven. Ik geef alleen aan, waar ik prima ervaringen mee heb.

-=[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, vanwege de mogelijke hoge stromen. Voor connectoren kan ik je dat ook aanraden. De reden is simpel : mocht je een connector los moeten solderen en vervolgens niet goed gedaan hebben, trek je ook een printbaan mee. Dat wordt lastig repareren bij terugplaatsen / solderen van de connector. Het is een crime om een koperdraadje te trekken door het gat heen om vervolgens aan de bovenkant weer te verbinden met een losgetrokken printbaan. Je moet dan tenslotte de pin van de connector, samen met een koperdraadje door het gat wurmen en vast solderen. Het is eenvoudiger om dat aan de onderkant te doen.

[Bericht gewijzigd door oxurane op woensdag 6 november 2024 05:41:15 (17%)