Noch ein Else? Ist das ein Witz?
In gewisser Weise kann ich die Frage mit "Ja" beantworten, ich habe auf dieser Platine das ursprüngliche ELSE (Lichtsteuerung) mit, wenn man so will 4 Witz (Widerstand Ist Thermisch Zwecklos) kombiniert. Dazu habe ich einen Baustein benutzt, die in unseren Regionen recht unbekannt ist/war, der PT4115. Dieses IC besticht durch seine geringe Anzahl von Bauelementen und den weiten Bereich der Anwendung. Der Baustein ist von der Firma PowTech und ist über Aliexpress für 4,54 Euro erhältlich - bei 100 Stück (siehe Bild). Aber nicht nur der Preis ist "heiß":
- Betriebsspannung 6V..30V (ideal für Modellbau)
- Ausgangsstrom: bis zu 1,2A (das gibt Licht)
- Schaltfrequenz bis zu 1MHz (kleine Komponenten)
- Effizienz: bis zu 97% (wenig Wärme)
- Modus: dimmbar, steuerbar
- Halbwegs lötbarer Footprint
- Schaltung ist stepdown.
Was will man mehr?
Das typische Applikationsschaltbild zeigt (neben dem Gleichrichter, den wir nicht brauchen) 5 Komponenten neben der LED - das war es!
Schaltplan
Doch erst einmal zum Schaltplan. Wie erwähnt, besteht der Steuerungsteil aus dem "alten" ELSE, allerdings sind die MOS-FET-Transistoren dank des PT4115 nicht mehr nötig:
Die Pads werden zum Programmieren des Mikroprozessors benötigt. Da mir ein Stecker zu schade ist, setze ich hier direkt mit Nadeln aus einem Nadelbettadapter auf die Platine auf.
Der zweite Teil des Schaltplans ist die Beschaltung des PT4115:
Zur Funktion: C3 puffert die Schaltlasten. R6 sorgt dafür, dass der PT-Baustein erst einmal aus ist, wenn er vom Prozessor keine Signale bekommt. R4 stellt den Strom durch die LED ein. Hier gilt Iled= (0,1 A * Ohm)/R4. Ein Ohm macht damit 100mA, 0,1 Ohm entsprechend 1A.
Die Diode ist die Freilaufdiode und L2 muss nach dem LED-Strom bemessen werden. Wer sicher gehen will, nimmt 68uH und einen Sättigungstrom von 1,5...2A. Der Kondensator C4 ist optional. Er kann eingesetzt werden, um den LED-Strom zu glätten. Ich habe ihn nicht bestückt.
Das Ganze viermal kopiert, ergibt die Platine. Die Widerstände R2, R5, R8 und R11 dienen als Trenner. Außerdem können hier zur Sicherheit Polyfuses eingebaut werden, die im Kurzschlußfall die Schaltung von der Batterie trennen - ElsePT4115 hängt ja direkt am Akku.
Layout
Die Platine sieht so aus:
Wichtig ist, das zuerst die kleinen Teile bestückt werden, wenn mit der Hand bestückt wird. In der Nähe des ICs geht es ganz schön eng zu.
Hier noch einmal eine Übersicht über die Anschlüsse:
Das besondere an der Platine ist, dass man sie auch bedenkenlos zersägen kann, wenn man den Prozessor nicht braucht. An den gelben Linien zersägt, bekommt man 4 unabhängige LED-Stepdown-Wandler in kleinem Format. Über die runden Pads wird in dem Fall die Versorgungsspannung angelegt - Auf der Top-Seite Plus, auf der Bottom Seite Minus.
Stückliste
Hier die Stückliste:
Bauteil Wert Device Package Description
C1 4u7/35V C-EUC1206 C1206 CAPACITOR, European symbol
C2 1u/35V C-EUC0805 C0805 CAPACITOR, European symbol
C3 4u7/35V C-EUC1206 C1206 CAPACITOR, European symbol
C4 1u/35V C-EUC0805 C0805 CAPACITOR, European symbol
C5 4u7/35V C-EUC1206 C1206 CAPACITOR, European symbol
C6 1u/35V C-EUC0805 C0805 CAPACITOR, European symbol
C7 4u7/35V C-EUC1206 C1206 CAPACITOR, European symbol
C8 1u/35V C-EUC0805 C0805 CAPACITOR, European symbol
C21 100n C-EUC0603 C0603 CAPACITOR, European symbol
D1 1A2 SCHOTTKYDIODE_SMA MURA160T3G MURA160T3G
D2 1A2 SCHOTTKYDIODE_SMA MURA160T3G MURA160T3G
D3 1A2 SCHOTTKYDIODE_SMA MURA160T3G MURA160T3G
D4 1A2 SCHOTTKYDIODE_SMA MURA160T3G MURA160T3G
IC1 PT4115
IC2 PT4115
IC3 PT4115
IC4 PT4115
IC21 ATTINY85-20S ATTINY85-20S SOIC8_EIAJ_208MIL ATMEL ATtiny 85
L1 68uH L_10X10 L_10X10 Induktivität 10x10
L2 68uH L_10X10 L_10X10 Induktivität 10x10
L3 68uH L_10X10 L_10X10 Induktivität 10x10
L4 68uH L_10X10 L_10X10 Induktivität 10x10
R1 0R2 R-EU_R0805 R0805 RESISTOR, European symbol
R2 0R oder Polyfuse R0805
R3 10k R-EU_R0402 R0402 RESISTOR, European symbol
R4 0R2 R-EU_R0805 R0805 RESISTOR, European symbol
R5 0R oder Polyfuse R0805
R6 10k R-EU_R0402 R0402 RESISTOR, European symbol
R7 0R2 R-EU_R0805 R0805 RESISTOR, European symbol
R8 0R oder Polyfuse R0805
R9 10k R-EU_R0402 R0402 RESISTOR, European symbol
R10 0R2 R-EU_R0805 R0805 RESISTOR, European symbol
R11 0R oder Polyfuse R0805
R12 10k R-EU_R0402 R0402 RESISTOR, European symbol
R21 2k7 R-EU_R0402 R0402 RESISTOR, European symbol
R22 2k7 R-EU_R0402 R0402 RESISTOR, European symbol
Die Platine
Hier die fertig bestückte Platine:
Schnell noch das ELSE-Programm mit dem Adapter auf den Prozessor geschoben und fertig.
Produktionsfiles
Nun zu den Dateien zum herunterladen: (ElsePT4115Eagle.zip)
Das File enthält die Eagle-Dateien für den Schaltplan und das Layout.
Für ganz Eilige: (ElsePT4115CAM.zip)
Das File enthält alle für die Platinenfertigung nötigen Gerber- und Excellon-Files. Ich habe die Platine bei EasyEDA bestellt.
Review
Die Leiterplatte arbeitet gut. Allerdings habe ich für die nächste Version noch folgende Änderung/-en:
- Die Lötaugen für den Stromstecker (Versorgungsspannung) müssen größer werden, die Bohrungen müssen ca. 1mm Durchmesser haben, damit dickere Kabel einfacher angelötet werden können.
- Die Lötaugen für die LEDs könnten auch massiver sein.