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Tuneable White Zweidraht an KNX anbinden (Umbau Badezimmerschrank)

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    Tuneable White Zweidraht an KNX anbinden (Umbau Badezimmerschrank)

    Unser Sanipa Badezimmerschrank hat tuneable white als Zweidrahtansteuerung (mit Polaritätswechsel) umgesetzt. Natürlich sollte die Steuerung in KNX integriert werden. Da ich nicht die recht schwer zugänglichen Stripes umbauen wollte, habe ich eine Umsetzung von KNX TW (mit MDT Controller) auf diese Zweidrahtlösung aufgebaut. Sie lässt sich für weniger als 20€ aufbauen. In der Anlage ist die recht einfache Umsetzung beschrieben.

    Auf Seite 1 ist das Blockschaltbild. Die TW Signale werden vom MDT AKD LED Controller über die Bastellösung KNX TW Interface für die LED Ansteuerung (hier im Badezimmerschrank) umgesetzt. Erwähnenswert ist zum einen das gesonderte Netzteil Meanwell HDR-30-24. Ich habe dies vorgesehen, um den Spannungsabfall, der im Interface mit der bipolaren H-Brücke ansteht (ca. 1,5V @ 1,1A) kompensieren zu können und auch nicht mehr Leistung einzuspeisen, als für die 27W LEDs im Badezimmerschrank notwendig sind. Da vom AKD nur zwei Kanäle benutzt werden, habe ich (in grau) auch mal skizziert, wie die anderen zwei Kanäle noch von einem zweiten Netzteil mit anderer Spannungslage gespeist werden könnten. Ich habe das mal in einem Probeaufbau getestet.

    Auf Seite 2 ist dann der Aufbau des Interface gezeichnet. Beginnend von links ist ein Pegelumsetzter 24->5V aufgebaut. Durch die zwei Widerstände (10k/15k) wäre auch ein versehentlicher Anschluß von IN1/2 auf eine Spannungsquelle unproblematisch. Mit dem CMOS 4001 wurde dann noch eine Invertierung und eine gegenseitige Verriegelung der beiden Kanäle umgesetzt. Dies ist eigentlich nicht notwendig, da der MDT AKD in der Betriebsart TW konstante Helligkeit sauber immer nur einen Kanal aktiviert und auch die H-Brücke zwei aktive Signale als Bremsbetrieb für Motoren interpretieren würde (als nicht beide H-Brückenzweige aktiv schaltet), aber es waren ja noch zwei Gatter übrig. Zum Verständnis der Gatterschaltung ist hilfreich, das die Signale über die senkrechten Gatter invertiert durchgeschaltet werden. Daher sind danach In1/2 in dem Schaltplan vertauscht (ist also kein Schreibfehler). Kernstück der Ansteuerung ist die H-Brücke, die es in der Bucht für 2-3 Euro zu kaufen gibt. Vorteil ist, das neben der Beschaltung des L298 auf diesem Modul auch noch ein 5V Spannungsregler integriert ist, der hier benötigt wird. Im Modul sind zwei H-Brücken enthalten, die Brücke B wurde durch Ziehen des Jumpers deaktiviert.

    Auf den Fotos ist noch ersichtlich, das ich den Kühlkörper gegen einen etwas größeren und vor allem für dem senkrechten REG Einbau passende Rippenausrichtung ausgewechselt habe. In meinem Fall hatte ich bei 27W LED Leistung nach 90min Dauerbetrieb auch am optimierten Kühlkörper 66°C durch die ca. 2W Verlustleistung. Das Netzteil war dabei auf 25,5V eingestellt, um an den LEDs (gemessen mit dem Oszi) 24V zu haben. Für höhere Leistungen wäre hier sicherlich eine H-Brücke mit MOSFET mit niedrigem RDSon notwendig. Für die 1,1A in meinem Fall ist das aber völlig problemlos. Die 5V liegen auf der Anschlussleiste nur für Kontrollzwecke.
    Angehängte Dateien
    Zuletzt geändert von willisurf; 20.11.2020, 19:50.
    Gruß Bernhard

    #2
    Habe mit meinem Badezimmerschrank was ähnliches gemacht.
    Auch unter zuhilfenahme des L298N.
    Steuere diesen aber über einen ESP32 an welcher über MQTT mit Edomi kommuniziert.

    Habe aktuell nur ein 24V Netzteil und die Verluste des L298 stören micht etwas, bin noch auf der Suche nach einer Alternative dafür.
    Die originale Steuerung läuft nämlich auch nur mit 24V und Mosfets.

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      #3
      Ja, die hohe Verlustleistung ist ungünstig. Entweder ein zweites kleines Netzteil oder alternativ in der Schaltung die H-Brücke durch vier MOSFETs mit geringem RDSon zu ersetzen. Die Verriegelung der Kanäle ist ja schon durch die CMOS Gatter erledigt. Gerade wenn Du per Software ansteuerst ist das wichtig, um nicht einen Brückenkurzschluß zu machen.
      Dazu noch ein 5V Regler und dann müsste das passen. Wahrscheinlich braucht man die MOSFETs noch nicht einmal zu kühlen.
      Gruß Bernhard

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        #4
        Ich stehe vor dem gleichen Problem bei der Küchenbeleuchtung von Nobilia. Gibt es schon eine V2 mit den genannten Verbesserungen?

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          #5
          Nein, mir genügt das soweit. Neben den passenden Mosfet müsst man ja noch einen Treiber mit Ladungspumpe für die Highside Mosfet suchen. Ist natürlich machbar.
          Notwendigkeit hängt von der LED Leistung ab.
          Gruß Bernhard

          Kommentar


            #6
            Danke für die Lösung willisurf . Werde dies in meiner Küche auch so umsetzen.
            Allerdings habe meine LEDs 12V, sollte damit genau so gehen oder?

            Welches Gehäuse hast du genau gekauft?, brauch das ganze 2(4) mal, da ich insgesamt vier Bänder an zwei Seiten habe.
            Zuletzt geändert von lo4dro; 10.08.2021, 11:10.
            --
            Gruß
            Lothar

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              #7
              Sollte prinzipiell mit 12V auch gehen. Allerdings ist es wichtig ein extra Netzteil vorzusehen, um die recht hohen Spannungsverluste der bipolaren H-Brücke auszugleichen. Bei 24V läuft es problemlos mit 25-30W LED Leistung.
              Bei 12V oder höheren LED Leistungen wird ggf. die Verlustleistung zu hoch. Ggf. müsste man das nochmal mit MOSFETs mit geringem Rdson (dann inkl. Ladungspumpe) aufbauen oder eben aufteilen bzw. gut kühlen.

              Als Gehäuse habe ich ein Hutschienengehäuse von Reichelt benutzt.
              Gruß Bernhard

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                #8
                besteht die Möglichkeit einen Schaltplan für die MOSFET + Ladungspumpe zu bekommen. Bin zwar ein guter Nachbauer, aber ein schlechter Entwickler.
                --
                Gruß
                Lothar

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                  #9
                  Habe ich leider nicht und so aus der Hüfte wird das nichts.
                  Schau mal, ob es da etwas als fertiges IC oder als Baustein gibt.

                  Oder Du bleibst bei dem Baustein mit extra Netzteil und teilst die Stripes auf. Bis ca. 1,5 A sollte sich die Verlustleistung in einem Hutschienengehäuse noch gut wegkühlen lassen.
                  Zuletzt geändert von willisurf; 11.08.2021, 17:51.
                  Gruß Bernhard

                  Kommentar


                    #10
                    nach mosfet halbbrückem oder brückentreiber suchen. gibts unmengen von produkten....
                    gemäss forenregeln soll man bitte und danke sagen! also: bitte und danke!

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                      #11
                      Meine Steuerung mit dem Schaltplan von "willisurf" funktioniert sehr gut.
                      Jetzt muss ich das ganze noch in ein schönes Gehäuse bringen.
                      Gibts Gehäuse die gleich mit Loch-Platine geliefert werden?

                      Novh eine Frage zu dem L298N:
                      Der L298N hat doch zwei Ein & Ausgänge? Kann man da nicht gleich zwei Kanäle steuern?
                      --
                      Gruß
                      Lothar

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                        #12
                        Zitat von lo4dro Beitrag anzeigen
                        Der L298N hat doch zwei Ein & Ausgänge? Kann man da nicht gleich zwei Kanäle steuern?
                        Das geht sicherlich, wenn Du mit der Verlustleistung hinkommst.
                        Gruß Bernhard

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                          #13
                          Zitat von willisurf Beitrag anzeigen
                          Das geht sicherlich, wenn Du mit der Verlustleistung hinkommst.
                          Hab das Gefühl, das der gar nicht so groß ist. Zu mindestens ist das Licht auf "Tageslicht" (50% Warm / 50% Kalt) eingestellt und der original Kühlkörper ist nicht so sehr warm geworden.
                          Kann es sein das die Verlust bei 12V geringer sind als bei 24V? (5V Erzeugung)
                          --
                          Gruß
                          Lothar

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                            #14
                            Sollte in erster Näherung hauptsächlich mit dem Strom skalieren (sind ja bipolare Transistoren mit annähernd konstantem Spannungsabfall). Bei mir ist das bei 27W, also etwas über 1A (@24V) schon recht warm geworden. Nicht kritisch, aber ich wollte auf der sicheren Seite liegen.

                            Inzwischen bin ich sicher, das der CD4001 entfallen kann. Zumindest die MDT Dimmaktoren steuern bei TW sauber zeitversetzt an, auch würde der L298 bei gleichzeitiger Ansteuerung sicher verriegeln. Eine Invertierung ist auch nicht notwendig, dazu genügt es einfach die Ansteuerung zu tauschen. Die Transistoren werden dann direkt mit den Eingängen des L298 verbunden und die Schaltung wird noch einfacher
                            Zuletzt geändert von willisurf; 03.10.2021, 18:29. Grund: Edit: Entfall CD4001
                            Gruß Bernhard

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                              #15
                              Zitat von willisurf Beitrag anzeigen
                              Inzwischen bin ich sicher, das der CD4001 entfallen kann. Zumindest die MDT Dimmaktoren steuern bei TW sauber zeitversetzt an, auch würde der L298 bei gleichzeitiger Ansteuerung sicher verriegeln. Eine Invertierung ist auch nicht notwendig, dazu genügt es einfach die Ansteuerung zu tauschen. Die Transistoren werden dann direkt mit den Eingängen des L298 verbunden und die Schaltung wird noch einfacher
                              Das klingt schon mal super, dann teste ich meine Schaltung mal ohne CD4001 und dafür mit beide Kanälen, würde den Aufbau im Sicherungskasten sehr vereinfachen.

                              Was für ein Kühlkörper hast du genutzt?
                              --
                              Gruß
                              Lothar

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