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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Problem mit LED-Matrix und PCF8574


Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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Hallo zusammen,

ich habe wahrscheinlich ein elektrisches Problem:

Schaltplan ist dem Dateianhang zu entnehmen. Es geht um den Teil mit der 
LED-Matrix und da speziell um P4..7 des IC1.

Programmtechnisch schicke ich via TWI High zu diesen 4 Ports. Elektrisch 
gesehen, kommen aber nur ca. 0,5 V an den Ports raus, was wohl nicht 
ausreicht die Transistoren durchzusteuern. Trenne ich die Verbindung 
zwischen IC und Transistor stimmt der Pegel und liegt in dem Rahmen der 
Ports P0...3 des gleichen IC.

Woran kann das liegen?

Grüße & Danke Uwe

Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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... der Schaltplan ...

Autor: holger (Gast)
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Häng Pullups an PD4..7.
Oder wenn du es richtig machen willst nimm PNP
Transistoren für die High Side. Mit Basiswiderstand
versteht sich ;)

Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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holger wrote:
> Häng Pullups an PD4..7.
>
... hatte ich auch schon probiert (4,7K), ohne Erfolg...

> Oder wenn du es richtig machen willst nimm PNP
> Transistoren für die High Side. Mit Basiswiderstand
> versteht sich ;)
>
ähm, ich habe mich diesmal an die Standardschaltung für LED-Matrix, hier 
auf dieser Seite, gehalten und da stehen npn-Transistoren an der 
Stelle...

Autor: holger (Gast)
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>ähm, ich habe mich diesmal an die Standardschaltung für LED-Matrix, hier
>auf dieser Seite, gehalten und da stehen npn-Transistoren an der
>Stelle...

Mir doch egal. Der PCF kann nur bei Low Pegel
vernünftig Strom liefern. Also PNP auf die High Side
und Ausgangspegel vom PCF invertieren um die zu schalten.

Autor: olykar (Gast)
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Hallo,

laut Datenblatt ein I/O Pin ist maximal mit 300µA belastbar, d.h. der 
Wert für die Widerstände R1-R4 mit 470 Ohm ist zu klein, die Ausgänge 
sind überlastet.
mfG

Autor: Falk Brunner (falk)
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Siehe [[Port-Expander PCF8574]]

Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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MoinMoin,

also irgendwie brauche ich doch noch etwas Nachhilfeunterricht mit der 
Beschaltung des PCF8574 in Sachen LED-Matrix im Schaltbild oben (der 
Tastaturmatrixteil funktioniert).

Ich habe verstanden, dass die Ausgangsströme nicht zu hoch sein dürfen, 
weis aber momentan nicht, wie ich das hardwaretechnisch korrekt umsetzen 
soll... Kann mir jemand konkret sagen/zeigen wie z.B. die Kette zwischen 
P0 und P4 von IC1 auszusehen hat?

Sorry für diese, wahrscheinlich triviale Frage, aber ich möchte ja auch 
mal was lernen....

Grüße & Danke Uwe

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Du hast folgendes Problem:

Der PCF kann nur low-aktive Stöme treiben.
Deine Transistoren um Q5 sonst sogenannte Emitterfolger 
(Kollektorschaltung).

So eine Koll.schaltung funktioniert so, dass die Spannung an Basis auch 
an E ausgegeben wird. Das geht aber nur, wenn die Basis ein klein 
bsichen Strom ziehen kann. Wenn diese PCF-Treiber aber nur Low-können, 
fehlt der Basisstrom.
(Man kann sagen, die Teile können nur LOW oder "hochohmig high" 
ausgeben.)

Vorschlag:

Baue, wie schon gesagt, für Q5..Q8 pnp Typen mit Vorwiderstand (2k2) 
ein.
Dann musst du die aktiv mit LOW ansteuern.

Und wenn du willst, kannst du Q1 bis Q4 auch durch pnp ersetzen:
Kollektor auf Masse, Emitter an die SV2, und die Basen direkt an den 
PCF, ohne Vorwiderstände. (Das wäre dann ebenfalls ein Spannungsfolger, 
allerdings mit pnp realisisert)

Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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MoinMoin,

bevor ich mich wieder wundere und nicht verstehe, warum es nicht 
funktioniert, hier (im Anhang) mal die vorgeschlagenen Varianten in 
einem Schaltbild... Ist es so korrekt und gemeint? (Wobei der 
68-Ohm-Widerstand dem Multiplexing geschuldet ist; siehe Gesamtbild ganz 
oben...)

Grüße & Danke für die Geduld,
Uwe

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Ja. beides möglich.

Autor: Nitram L. (nitram)
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Matthias Lipinsky wrote:
> Ja. beides möglich.
nee, da liegst du falsch...


Was ist bitte der Unterschied von (1) zu seinem Ausgangsschaltplan?
1 funktioniert nicht so nicht zuverlässig, wenn überhaupt!

Der 8574 hat nun mal open Kolektor Ausgänge mit einer internen
Stromquelle (100 µA). laut Datenblatt aber min. 30µA. Da kanst du selbst
ausrechnen, was für eine Stromverstärung nötig wäre um den Transistor 
durchzuschalten...

Je nach dem wie viel Strom du durch die LED fließt, kannst du die auch
direkt an die Ports klemmen...

nitraM

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>nee, da liegst du falsch...
>Was ist bitte der Unterschied von (1) zu seinem Ausgangsschaltplan?
>1 funktioniert nicht so nicht zuverlässig, wenn überhaupt!

Dann gucke mal genau hin. Im Ausgangsschaltplan war das ein 
Emitterfolger mit npn. Der braucht High, das der PCF nicht bringt. Jetzt 
(in Version1) ist das eine Emitterschaltung mit pnp. => geht, da der PCF 
LOW treiben kann.
Hasts doch hier bestätigt:
>>Der 8574 hat nun mal open Kolektor Ausgänge...


>kannst du die auch direkt an die Ports klemmen...

Nein. Es geht um eine LED-Matrix.

Autor: Nitram L. (nitram)
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Matthias Lipinsky wrote:
> Emitterfolger mit npn. Der braucht High, das der PCF nicht bringt. Jetzt
> (in Version1) ist das eine Emitterschaltung mit pnp. => geht, da der PCF
> LOW treiben kann.

ja, und wo soll der Strom für den unteren Transistor herkommen??
geht so also nicht...

>>kannst du die auch direkt an die Ports klemmen...
>
> Nein. Es geht um eine LED-Matrix.

wo bitte liegt der Unterschied, wenn ein Transistor gegen GND schaltet,
oder der interne des 8574??? => Keinen, ergo kannst du die vier unteren
weglassen, unter der Vorraussetzung das der Strom passt...
Zur Errinnerung

Uwe Berger wrote:
> Hallo zusammen,
>
> ich habe wahrscheinlich ein elektrisches Problem:
>
> Schaltplan ist dem Dateianhang zu entnehmen. Es geht um den Teil mit der
> LED-Matrix und da speziell um P4..7 des IC1.

Port 4-7 sind nun mal die unteren...

Resümee:

1. lesen
2. verstehen
3. antworten
4. noch mal drüber nachdenken
5. "Absenden" drücken....

nitraM

Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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MoinMoin,

>> Nein. Es geht um eine LED-Matrix.
>
> wo bitte liegt der Unterschied, wenn ein Transistor gegen GND schaltet,
> oder der interne des 8574??? => Keinen, ergo kannst du die vier unteren
> weglassen, unter der Vorraussetzung das der Strom passt...
>
wenn ich das Datenblatt vom PCF8574 richtig verstehe, kann ich aus den 
Ports bei Low-Pegel auch nur 25mA ziehen, richtig? Das würde doch dann 
bedeuten, dass von den 4 LEDs einer Spalte nur eine an sein darf, um den 
Ausgang nicht zu überlasten, richtig (wobei dann der 68-Ohm-Widerstand 
dann aber auch schon zu niedrig wäre)?

> Port 4-7 sind nun mal die unteren...
>
... bei denen ich auch das eigentliche Problem (siehe ganz oben) habe. 
Deshalb verstehe ich auch nicht so richtig, warum Variante 1 
(Transistoren an P0...3 durch pnp-Typen austauschen, aber den 
eigentlichen Problemfall an P4...7 so lassen) funktioniert?!

Variante 2 (alles durch pnp-Transistoren zu ersetzen) erscheint mir 
einleuchtender, weil jetzt alle Ports Low-aktiv sind und der IC bei Low 
genügend Strom liefern kann. Würdet ihr deshalb auch Variante 2 
preferieren?

Grüße & Danke Uwe

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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@Martin L. (nitram)

Ja du hast recht. Ich hab mich nur auf die oberen konzentriert.


>Würdet ihr deshalb auch Variante 2 preferieren?

Ja.

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