LED Spots dimmen: PWM am ESP32

In meinem Campervan (oder auch zu Hause in der Wohnung) ist es cool wenn man LED-Spots nicht nur einfach an und aus schalten kann. Zusätzlich sollen diese auch dimmbar sein. Realisieren lässt sich dies mit Hilfe von PWM (Pulsweitenmodulation).

Was ist PWM-Pulsweitenmodulation?

Vereinfacht gesagt, wird der Strom zur Lampe – in diesem Fall dem LED-Spot – ultraschnell an und wieder aus geschaltet. Je nach Frequenz bzw. dem Timing generell kann auf diese Weise anstelle von 100% Energie auch nur 50% oder ein anderer beliebiger Wert erreicht werden. Fürs menschliche Auge entsteht auf diese Weise ein konstantes und gleichzeitig reduziertes Leuchten.

Benötigte Hardware

Als erstes sind da natürlich die LED Spots selbst. Es gibt eine ganze Reihe verschiedener Varianten. Ich habe sowohl die 4-er aber auch die 6er Sets verbaut. Um die Steuerung zu realisieren, habe ich vorgefertigte MOSFET Transistormodule verwendet. Diese werden durch den ESP32 selbst angesteuert. Wenn du dich unten in der Übersicht der Komponenten über die zwei unterschiedlichen Transistoren wunderst, hier kommt die Erklärung:

IRF520 vs IRLZ34N

In dem fertigen MOSFET Modul ist der IRF520 Transistor verbaut. Trotz hin und her probieren, habe ich ihn am PWM Ausgang des ESP32 nicht zum laufen bekommen. Warum das so ist kannst du dir gern selbst im IRF520 Datenblatt gegenüber dem IRLZ34N Datenblatt recherchieren. Die Kurzantwort bzw. meine Erkenntnis: kleine Spannung am GPIO Pin des ESP32 recht offenbar nicht aus, um den MOSFET Transistor richtig zu steuern. Habe ich den verbauten Transistor jedoch entfernt und stattdessen den IRLZ34N angelötet, funktioniert alles wie es soll 🙂 Sicherlich gibt es noch smartere Möglichkeiten, sich diesen Umbau zu sparen und direkt z.B. den IRLZ34N zu verwenden, aber es führen ja bekanntlich viele Wege nach Rom.

Die Konfiguration in ESPHome

Mehr als diesen kleinen Abschnitt (pro Lampe) benötigt es gar nicht.

output:
  - platform: ledc
    pin: GPIO14
    frequency: 20000 Hz
    id: wohnlicht

light:
  - platform: monochromatic
    output: wohnlicht
    name: Wohnlicht

ESPHome Ressource

Dank der in ESPHome verfügbaren Komponente „Monochromatic Light„, wird einem die meiste Arbeit abgenommen und das Setup um LED-Spots im Wohnmobil dimmen zu können ist ein Kinderspiel.

Die Komponenten

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