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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ULN2803A und Optokontroller SFH615


Autor: Sofixultra (Gast)
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Hallo zusammen,

bin neu hier und habe leider noch nicht so die Erfahrungen mit IC´s und 
soweiter...zu hause habe ich mir ne kleine LED Beleuchtung gebastelt, 
mit jeweils 4 hellen LEDs (1000ccmd), welche ich bisher über einzelne 
Schalter betätige, zur Stromversorgung bisher eine 9V Block Batterie 
genommen. Später will ich auf nen Netzteil umstellen.

Nun hatte ich die Idee, mir die Bedienung per LPT Anschluss zu basteln 
und mir mit Eagle mal nen Schaltplan erstellt.

Könnt Ihr da mal drüber schauen was für Fehler euch auffallen? Bin mir 
mit den Optokopplern nicht so sicher ob ich da alles richtig 
angeschlossen habe - wegen der invertierung vom ULN.

Meint Ihr ich zerschiesse mir da eher was oder bleibt alles dunkel wenn 
ich die einzelnen Ports mit High ansteuer?

Freue mich über eure Kommentare und entschuldigt bitte die Quali des 
Schaltplanes, mein erster mit Eagle ;)

Beste Grüße

Autor: Peter Roth (gelb)
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Die Sendedioden der Optokoppler müssen (wie die LEDs) über Widerstände 
angeschlossen werden, sonst kriegen sie zu viel Strom.

Grüße, Peter

Autor: Jens G. (jensig)
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Ja - die Sendedioden müssen alle über Einzelwiderstände betrieben werden 
(wie jede LED eben).

>angeschlossen habe - wegen der invertierung vom ULN.

Die Invertierung ist doch sicherlich gerade richtig hier - wenn die bei 
H am Eingang leuchten sollen, dann isses schon richtig (denn die 
Sende-LED's werden dabei ja dann auf Masse gezogen).

Warum machst Du überhaupt Optokoppler rein? Willst Du galvanische 
Trennung an der Stelle haben? (andererseits ist es natürlich nicht 
verkehrt, die Dinger drin zu haben)

Autor: Route_66 (Gast)
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>galvanische Trennung...
Dann würde ich die Optokoppler aber eher an den Eingängen des ULN2803 
positionieren, denn der hat bessere Treibereigenschaften für die LEDs 
als die SFH615.

Autor: Phantomix Ximotnahp (phantomix) Flattr this
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> Dann würde ich die Optokoppler aber eher an den Eingängen des ULN2803
positionieren, denn der hat bessere Treibereigenschaften für die LEDs
als die SFH615.


Wollte ich auch grad vorschlagen. Mach die Optokoppler zwischen die 
Schnittstelle und den ULN

Autor: Sofixultra (Gast)
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Guten Morgen zusammen,

sorry das ich gestern nicht mehr geschrieben habe, leider kein I-Net auf 
Arbeit :(

Vielen Dank für die Anregungen und klar, den Vorwiderstand für die 
Optokoppler hatte ich glatt vergessen, habe da so meine Schwierigkeiten 
bei der Dimensonierung derer, da ich an dem Datenblatt( 
http://www.datasheetcatalog.net/de/datasheets_pdf/...) 
vom Opti hänge, habe mir da mal einen 390 OHM Widerstand ausgerechnet. 
Ist der korrekt bei einem Vcc von 9V?

Ja, eine galvanische Trennung ist erwünscht, rein aus 
sicherheitsgründen, will mir ja meinen LPT nicht zum Toaster machen ^^

Nur mal so zum Verständniss: Wenn ich die Optis an die Ports hänge und 
danach den ULN, dann habe ich doch wieder eine Invertierung und die LEDs 
müßten mit der Kathode drann, oder?

Da meine bisherige Schaltung (die mit dem Kästchen und den Schaltern) 
Vcc durchschaltet, kann ich diese Idee nicht direkt anschliessen und 
müßte alles bisherige umbauen. Dies wollte ich an und für sich 
vermeiden.

Grüßle

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Sofixultra (Gast)

>vom Opti hänge, habe mir da mal einen 390 OHM Widerstand ausgerechnet.
>Ist der korrekt bei einem Vcc von 9V?

Im Prinzip ja.

>Ja, eine galvanische Trennung ist erwünscht, rein aus
>sicherheitsgründen, will mir ja meinen LPT nicht zum Toaster machen ^^

Dann packt man die Optokopper aber DIREKT an den LPT und nicht an die 
Last.

>Nur mal so zum Verständniss: Wenn ich die Optis an die Ports hänge und
>danach den ULN, dann habe ich doch wieder eine Invertierung und die LEDs
>müßten mit der Kathode drann, oder?

Müssen sie sowieso, da der ULN ein Open Collector Treiber ist, siehe

Ausgangsstufen Logik-ICs

MFg
Falk

Autor: Sofixultra (Gast)
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Hallo Falk,

danke für Deine schnelle Antwort ;)

Dann kann ich das so nicht umsetzen, da es zu aufwendig ist, alle 
verdrahtungen und Schalter um zu belegen, daher auch die Idee, die Optis 
nach dem ULN, weil ich damit die Invertierung "umdrehen" kann, auch wenn 
die Treiberfunktion vom ULN damit nicht wirklich genutzt werden.

Grüße

Autor: Jens G. (jensig)
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ob zuerst die Optis, oder zuerst der ULN, das ist für die Invertierung 
irrelevant:
(+1)*(-1)=(-1)*(+1)=-1

Autor: Sofixultra (Gast)
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Hallo Jens,

also entweder mache ich einen Denkfehler schlecht hin oder ich kann mich 
schlecht ausdrücken.

Also, wenn ich nach meinem ersten Schaltplan gehe, dann schalte ich doch 
Vcc an die LEDs. Wenn ich zuerst die Optis drann habe, dann schalte ich 
damit Vcc an ULN, dieser invertiert und ich muss mit dem "Minuspol" an 
die LEDs.

Oder?

Da ich aber in meiner jetzigen Verdrahtung, Vcc mittels Schalter an die 
LEDs liefere (GND ist nicht geschaltet, da durchgehend Verbunden), würde 
ich mit der Richtung LPT -> Optis -> ULN -> LED ja einen Kurzschluss 
erzeugen (die Schalter sollten drinn bleiben zwecks "offline" 
Verfügbarkeit).

Ich für meinen Teil bin der Meinung, das mir die Invertierung nicht das 
Ergebniss liefert, wie ich es gerne hätte, so wie ich mir das ausgedacht 
habe.

Best Regards

Autor: Jens G. (jensig)
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Also wenn ich Dich richtig verstehe, dann soll doch eine LED rechts 
leuchten, wenn der entsprechende LPT-Port-Pin H ausgibt - oder?
Ich kenne mich mit den LPT-Ports nicht so genau aus, aber wenn das 
Gegentaktausgänge sind (also Push-Pull), dann kannste den Opti vom Port 
gegen Masse, oder auch gegen Vcc schalten, somit kannst Du die Sache 
invertierend oder auch non-invertierend gestalten. Wenn du die gegen 
Masse (des Rechners) anschließt (und anderen Pin via Rv an LPT), und den 
Opti-Ausgang zw. Vcc (deiner Schaltung) und ULN-Eingang schaltest, und 
LED's (mit Rv) dann zw. ULN-Ausgang und Vcc (deiner Schaltung), dann 
haben wir doch wieder das richtige Verhalten (H ergibt helle LEDs).
Und wenn Du die Opti-Eingänge zw. LPT und Vcc schaltest, dann geht's 
andersherum (L = helle LED)

Autor: Jens G. (jensig)
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es sei denn, Du hast was dagegen, daß die LED's in dem Falle gegen Vcc 
geschaltet sind.

Autor: Sofixultra (Gast)
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Servus Jens,

also um ehrlich zu sein, haste mich jetzt überfordert ^^
Hab ma nen Schaltbild gemacht, wie ich es vorhatte, bzw. wünsche.

Wobei S1 und die LEDs bereits so vorhanden und verdrahtet sind.

Da der ULN das Signal invertiert, würde es nach meiner Auffassung so 
nicht funktionieren.

Korrekt erkannt, wenn vom LPT ein High kommt, soll die LED leuchten.
Kann ich über dem SFH dem ULN auch ein "negatives" Signal geben und er 
macht daraus ein Vcc?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Sofixultra (Gast)

>Da der ULN das Signal invertiert, würde es nach meiner Auffassung so
>nicht funktionieren.

Das geht wie bereits gesagt sowieso nciht, wel der ULN nur nach GND 
durchschalten kann, aber keine Spannung ausgeben kann.
Das könnte ein UDN2981.

>Korrekt erkannt, wenn vom LPT ein High kommt, soll die LED leuchten.

Das kann aber ggf. problematisch werden.

>Kann ich über dem SFH dem ULN auch ein "negatives" Signal geben und er
>macht daraus ein Vcc?

Nein. Das kann man aber hier mit einem normalen Transistor ala BC337 
direkt machen.

MFG
Falk

Autor: Sofixultra (Gast)
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Hallo Falk,

hey, vielen Dank für den Tip mit dem UDN, dann schaue ich mir mal das 
Teilchen an, scheint die einfachere Lösung zu sein als über Transistoren 
zu gehen.

Coole Sache und super nette Leute hier im Board.

Danke euch

Autor: Jens G. (jensig)
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@Falk Brunner (falk)
>>Korrekt erkannt, wenn vom LPT ein High kommt, soll die LED leuchten.

>Das kann aber ggf. problematisch werden.

Warum? Ist der LPT bei H nicht sehr belastbar? Oder gar OC (PullUp-R's 
würden das dann ja regeln - R's brauchen wir ja sowieso dort ;-)


@ Sofixultra

>Wobei S1 und die LEDs bereits so vorhanden und verdrahtet sind.

Schlecht. Dann vielleicht doch eher den UDN2981 nehmen, wie von Falk 
empfohlen.

Und so, wie Deine letzte Schaltung aussieht, gibt's sowieso eine 
Explosion.
Erstens kann der ULN die Ausgänge nur nach Masse ziehen (OpenCollector 
(OC)), so daß die Last nach Vcc geschaltet werden muß (was aber noch 
nicht so gefährlich ist), und zweiten würde ein eingeschalteter 
ULN-Ausgang (=Masse) zusammen mit eingeschalteter S1 einen satten Kurzen 
erzeugen, bei dem der ULN abbrennen dürfte. Dann lieber doch so wie in 
deinem allerersten Plan. Da aber die Optis dabei nicht sehr 
stromtragfähig sind (verglichen mit dem ULN), und deren 
Übertragungsfaktor weit unter 100% liegen könnte, kann es dann aber 
sein, daß deine LED's nicht so richtig zum Leuchten kommen wegen 
erhöhtem Spannungsabfall am Fototransistor im Opti.
Alles in allem wäre also die Variante mit dem UDN2981 dann wohl doch die 
beste.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Jens G. (jensig)

>>Das kann aber ggf. problematisch werden.

>Warum? Ist der LPT bei H nicht sehr belastbar? Oder gar OC (PullUp-R's
>würden das dann ja regeln - R's brauchen wir ja sowieso dort ;-)

Genau deshalb.

MFG
Falk

Autor: Sofixultra (Gast)
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Hallöchen zusammen,

sodele, habe mir nun mal nen neuen Schaltplan gemacht mit dem UDN, statt 
dem ULN.

So sollte ich nun mein Vorhaben realisieren können.

Wenn Ihr hier noch was findet oder weitere Verbesserungen habt, bitte 
einfach los lassen :)

Beste Grüße

Autor: Jens G. (jensig)
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also wenn Du Pin4 der Optis noch mit Vcc verbindest, sollte es nicht 
mehr viel zu meckern geben.
Dran denken, daß die Ausgänge intern nur durch npn-Darlington als 
Emitterfolger getrieben werden. Das heist, es fallen deutlich über 1V 
über diesen ab. Bei Vcc=9V zwar eigentlich nicht so dramatisch, aber 
wenn man noch die Uf der beiden LED's in Reihe betrachtet, dann wirds 
mit 2*3,2V+1,5V --> ~8V äuserst knapp (also nur noch 1V über den Rv 
(330Ohm), was pro LED-Zeile nur noch rund 3mA macht - nicht gerade viel.

Autor: Peter Roth (gelb)
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Ob der LPT-Ausgang die fast 10mA schafft? Sinken schon, aber sourcen?

Grüße, Peter

Autor: Sofixultra (Gast)
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Nabend zusammen,

@Jens: Danke für den Hinweis, habe ich bereits nachgearbeitet und Pin4 
ist nun auch auf dem Schaltplan verbunden ;)
An die Verluste habe ich so gar nicht gedacht - Himmel muss man da viel 
beachten - wenn ich aber einen kleineren R nehme, dann würde wieder 
zuviel fliessen wenn ich es nur über die Schalter ansteuer und 9V direkt 
anliegen...da wird doch der Hund in der Pfanne verrückt. Fällt dir dazu 
was ein?

Testen kann ich es leider erst nach meinem Umzug, ist bereits alles 
verpackt

@Peter: Auch Dir danke für den Hinweis, eine genaue Beschreibung was ein 
LPT abkann habe ich so leider nicht gefunden, bisher habe ich bei allen 
Beispielen gelesen, dass 10 mA kein Thema sei. Bei früheren Versionen 
des LPT sollen es soagr bis zu 50 mA gewesen sein. Hast Du eine genauere 
Spezifikation wieviel der ab kann?

Guts Nächtle zusammen

Autor: Jens G. (jensig)
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@Peter Roth (gelb)

>Ob der LPT-Ausgang die fast 10mA schafft? Sinken schon, aber sourcen?

Deswegen meinte ich ja - evtl. Pullup-R's reinbauen.
Aber egal - ist eigentlich nicht nötig, da der Optokoppler keine Last 
treiben muß (100µA reichen da völlig in den UDN als Input), reicht auch 
ein recht niedriger Diodenstrom für die interne LED der Opti's - 1mA 
reichen mit Sicherheit völlig, auch wenn die Opti's einen schlechten 
Übertragungsfaktor haben sollten.

@ Sofixultra (Gast)
vielleicht gibt's auch einen UDN o.ä. mit pnp-Ausgang - der hätte dann 
nur noch im Zehntel-Voltbereich etwas Abfall.

Oder in Reihe zum Schalter noch einen entsprechenden R schalten, der 
ungefähr dann denselben Spannungsabfall verursacht (was aber wieder 
nicht richtig stimmt, wenn Schalter und UDN Saft draufgeben).

Generell würde ich sagen, daß die von mir erwähnten 1V Abfall (bzw. 
Reserve) schnell dahin sind, wenn die 9V-Batterie bei höherer Last (alle 
LED's an) oder wenn halb entladen keine 9V mehr gibt, sondern nur noch 
8V oder weniger. Dann werden die LED's ohnehin dunkler. Die ganze 
Spannungslage ist hier also noch nicht so richtig ausgegoren (bei deinem 
ursprünglichen Konzept genau so, weil der Opti ebenfalls einen recht 
hohen Spannungsabfall bei ein paar 10mA für die LED's verursacht).

Übrigens - die LED's sollen doch je 20mA bekommen - macht bei 16 
LED-Strängen 320mA, wenn alles an. Kann das die 9V Blockbatterie 
wirklich, ohne daß die Spannung zu sehr einbricht???

Autor: Sofixultra (Gast)
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Hallo Jens,

also alle Stränge gleichhzeitig an, hatte ich bisher noch nicht, aber 
ich denke nicht das hier die Batterie lange mit macht, deshalb werde ich 
auch auf ein Netzteil umstellen, damit die Spannungsversorgung gewahrt 
bleibt.

Mit dem zusätzlichen R hatte ich auch schon überlegt, jedoch ist es 
nicht beabsichtigt, Schalter und UDN gleichzeitig zu benutzen, nur das 
ich die Möglichkeit habe auch per LPT zu "steuern".

Danke dir auf jedenfall für deine Einfälle und die fachlichen Ratschläge 
;)

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