Uso de PWM para atenuar LED

El teatro de nuestra escuela secundaria presenta una producción y una gran parte del escenario es un tocadiscos gigante. Va a ser genial y todo, pero he tenido el desafío de controlar las tiras de LED en el tocadiscos a través de DMX, y no puedo usar ningún cable. Cualquier exceso de cableado tampoco se puede estirar a través de la plataforma giratoria, y la iluminación estará en tres áreas generalizadas.

Ya he buscado controladores LED estandarizados combinados con DMX inalámbrico, y luego conectándolo todo a baterías de automóvil de ciclo profundo, pero nuestro teatro no está demasiado interesado en gastar el dinero en todo el equipo. También hemos considerado alquilar, pero parece que lo que necesitamos es demasiado personalizado, y estaríamos comprando las tiras de LED, por lo que sería genial poder reutilizarlas en cualquier momento.

Entonces, después de pensarlo mucho (y aún contemplarlo), he decidido que podemos construir tres placas que tengan algún tipo de controlador PWM para cambiar los MOSFET. Las tres placas deberían controlarse digitalmente, a través de SPI o I2C. Estoy abierto a otros métodos de control. Esta línea digital sería dominada por una raspberry pi y se conectaría a otra raspberry pi a través de un protocolo inalámbrico estandarizado (¿quizás wifi?). Puedo escribir. La segunda raspberry pi (en la cabina) se conectará a través de DMX a nuestra placa de iluminación. La placa de iluminación es un ETC Ion, y estoy casi seguro de que el DMX es completamente estándar.

Las tiras de iluminación que atenuaremos son de Amazon, http://www.amazon.com/gp/product/B00W0VEOP4?ref_=cm_sw_r_awd_XlWawbR5CFVDD . Cada tira es RGB. En cada una de las tres zonas generales, tendremos tres zonas subdivididas. Entonces, en cada tablero que haga para cada zona general, necesitaré 9 canales de PWM/9 MOSFET.

En cuanto a los controladores PWM, he estado buscando en diferentes sitios web de bricolaje como adafruit y en diferentes fabricantes, como NXP y Ti. Estoy tratando de encontrar un controlador que pueda obtener una frecuencia decentemente alta. Todo lo que he estado encontrando son chips SMD. Encontré un chip SMD ya conectado a una placa de conexión vendida por adafruit, destinado a controlar los servos y probablemente funcionaría para esta aplicación, pero costaba $ 15 y el chip solo costaba un par de dólares. Necesito un chip DIP porque no hay forma de que pueda soldar el SMD con ningún método. No soy lo suficientemente bueno para hacer eso. Además de un controlador PWM específico para hacer el trabajo, también he considerado usar un par de microcontroladores, como el ATmega328P-PU que se ha convertido en estándar a través de arduino, y ordenándolos con el bootloader ya programado y usando un par de arduinos que tengo por ahí para programarlos. Sin embargo, requeriría componentes adicionales, más trabajo, la placa sería más compleja solo para desperdiciar todo el potencial y se acerca al costo de la placa de arranque de adafruit. Sin mencionar que necesitaría dos de ellos porque cada controlador solo puede alimentar 6 salidas PWM (basadas en hardware).

Mi primera pregunta: ¿qué debo usar como controlador PWM? ¿Donde puedo conseguir uno?

Para los MOSFET, necesitaré algunos dispositivos de bastante alta potencia. Cada área generalizada tendrá una tira de LED de 15 amperios, a 12v cada una. No estoy bien informado sobre los LED RGB, por lo que no sé si extraerá toda la corriente con solo 1 color encendido. Pero solo para estar seguro, sería bueno tener MOSFET que puedan manejar 6 amperios cada uno. Espero que también ayude a sobrepasar los MOSFET con toda la situación de calor, donde la precisión de conmutación disminuye. Probablemente pueda agregar un ventilador de computadora estándar de 12v al gabinete, tal vez dos, y atornillar algunas arandelas en los MOSFET para disipar el calor adicional.

Mi segunda pregunta: ¿qué MOSFET debo usar? Cambiar de lado no importa, pero creo que preferiría el lado alto. Preferiría un MOSFET común.

Mi tercera pregunta: ¿qué tipo/qué tamaño de capacitor debo usar/debo usar uno para equilibrar/promediar la salida PWM del MOSFET? El programa se grabará con cámaras de alta calidad, y no quiero que la cámara capture un cuadro en el que los LED están apagados y que una computadora elija ese cuadro mientras reduce la velocidad de cuadros (como se llame). Tendría que pasar más de una vez.

Mi cuarta pregunta: dado que el MOSFET necesita tener un amperaje tan alto, ¿sería correcto suponer que necesitaré un transistor para encenderlo y apagarlo? Además, ¿debería usar algún tipo de aislamiento? Leí un hilo en este foro, http://www.avrfreaks.net/forum/how-use-opto-couple-pwm , y decía que los octoacopladores generalmente no son lo suficientemente rápidos para PWM de alta frecuencia.

Para alimentar toda la configuración, cada área tendrá que tener baterías de automóvil de ciclo profundo. Usaremos cargadores de batería de automóvil estándar y tendrán que durar de 4 a 5 horas. Probablemente obtengamos enormes baterías de 80-100 AH, y espero que eso sea suficiente. Además de las baterías, he estado buscando en eBay un convertidor DC DC buck/boost decente para sacarles el mayor tiempo posible y asegurarme de que no quemamos los LED.

Mi quinta pregunta: ¿alguien sabe de algún buen convertidor reductor/elevador para asegurarse de que las baterías duren tanto como las necesitemos, y destruiremos las baterías si caen a un voltaje demasiado bajo?

Eso es practicamente todo. Si leyeron todo esto, MUCHAS GRACIAS, porque fue bastante extenso para un foro. Si puede sugerir algo o responder a alguna de mis preguntas, sería GENIAL. Recuerde, solo soy un estudiante de segundo año de secundaria, por lo que no entenderé los términos de ingeniería eléctrica de alto nivel.