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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 100mA LEDs mit MSP430F2013 dimmen


Autor: Daniel S. (Gast)
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Hallo,
ich würde gern 7 weiße LEDs mit jeweils 100mA dimmen. Da ich noch 
Anfänger bin, was Elektronik betrifft, würde ich das EZ430 Modul 
benutzten, auf dessen Targetboard sich der MSP430F2013 Microkontroller 
befindet.

Mein Problem ist, dass ich keine Ahnung habe, wie ich die LEDs an den 
Kontroller anschließen kann. Im Anhang ist trotzdem mal der Versuch 
eines Schaltplanes. Ich bin mir fast sicher, dass es so nicht gehen 
wird, daher bitte ich euch mir zu helfen.
Funktioniert die Schaltung vielleicht doch?
Welche Widerstände sind bei den '?' nötig?
Funktioniert die Dimmung indem einfach PIN7 in bestimmten Abständen auf 
0 und 1 gesetzt wird?
Welche Spannung haben die Output-Pins, wenn sie auf 1 gesetzt werden?
Ist der MOSFET geeignet, auch bzgl. des Stroms, den er vom uC bekommen 
kann?

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Anstelle des Widerstand zu VCC brauchst du einen Spannungsregler für 
3,3V.
Für den anderen zum Gate 10 bis 47 Ohm.
Der Fet ist ausreichend dimensioniert.

Autor: Daniel S. (Gast)
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Vielen Dank für die Antwort.

Bei Conrad habe ich diesen 163250 Spannungsregler gefunden. Ich hoffe 
der funktioniert, dazu habe ich auch noch zwei Fragen:

1. In dessen Datenblatt werden zwei 100uF Kondensatoren gezeigt (siehe 
Bild im Anhang). Kann ich dafür diese 445928 benutzen? Ich habe bei der 
Suche im Forum öfter von "keine Elektrolyt" gelesen, andererseits wird 
das im Datenblatt nicht explizit erwähnt...

2. In dessen Datenblatt wird auch ein Mindeststrom von 5-10 mA genannt, 
außerdem steht dort "Typically the resistor
dividers are selected such that this current is automatically
maintained." Bedeutet das, dass ich einen Widerstand (3,3 V / 10 mA = 
330 Ohm), wie in Schaltplan2 (Anhang) einbauen soll? Weil der uC braucht 
ja viel weniger Strom.

Und noch eine Frage zum MOSFET (162766): Wieviel Strom zieht der am 
Gate? Ich werde aus dem Datenblatt nicht schlau. Der kleine uC ist da ja 
sehr begrenzt.

Schönen Sonntag noch

Autor: T. H. (pumpkin) Benutzerseite
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Daniel S. schrieb:
> Vielen Dank für die Antwort.
>
> Bei Conrad habe ich diesen 163250 Spannungsregler gefunden. Ich hoffe
> der funktioniert, dazu habe ich auch noch zwei Fragen:
>
> 1. In dessen Datenblatt werden zwei 100uF Kondensatoren gezeigt (siehe
> Bild im Anhang). Kann ich dafür diese 445928 benutzen? Ich habe bei der
> Suche im Forum öfter von "keine Elektrolyt" gelesen, andererseits wird
> das im Datenblatt nicht explizit erwähnt...
The IRU1015-33 requires the use of an output capacitor as part of the frequency compensation in order to make the
regulator stable. Typical designs for microprocessor applications use standard electrolytic capacitors with a typical
ESR in the range of 50 to 100mV and an output capacitance of 500 to 1000mF. Fortunately as the capacitance
increases, the ESR decreases resulting in a fixed RC time constant. The IRU1015-33 takes advantage of this
phenomena in making the overall regulator loop stable. For most applications a minimum of 100mF aluminum
electrolytic capacitor such as Sanyo MVGX series, Panasonic FA series as well as the Nichicon PL series insures
both stability and good transient response.

Der wird passen.

> 2. In dessen Datenblatt wird auch ein Mindeststrom von 5-10 mA genannt,
> außerdem steht dort "Typically the resistor
> dividers are selected such that this current is automatically
> maintained." Bedeutet das, dass ich einen Widerstand (3,3 V / 10 mA =
> 330 Ohm), wie in Schaltplan2 (Anhang) einbauen soll? Weil der uC braucht
> ja viel weniger Strom.

330Ohm passt auch.

> Und noch eine Frage zum MOSFET (162766): Wieviel Strom zieht der am
> Gate? Ich werde aus dem Datenblatt nicht schlau. Der kleine uC ist da ja
> sehr begrenzt.

Nunja, du schiebst da eine bestimmte Ladungsmenge rein. Siehe z.B. Fig. 
6 im Datenblatt. Sobald das geschehen ist fließt (nahezu) kein Strom 
mehr ins Gate. Der MSP wird nur einen gewissen Strom schaffen 
(Innenwiderstand des Portpins). Je kleiner der Strom den er schafft, 
desto länger dauert das Ein- bzw. Ausschalten. Dein Gatewiderstand 
erhöht übrigens die Schaltzeit. Wenn du mit PWM dimmen willst musst du 
das berücksichtigen, die PWM darf dann nämlich nicht zu schnell sein. 
Die Gateladung vom ausgewählten FET hält sich in Grenzen, ich sehe da 
wenig Probleme.

Cheers!

Autor: Christian R. (supachris)
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Daniel S. schrieb:

> 1. In dessen Datenblatt werden zwei 100uF Kondensatoren gezeigt (siehe
> Bild im Anhang). Kann ich dafür diese 445928 benutzen? Ich habe bei der
> Suche im Forum öfter von "keine Elektrolyt" gelesen, andererseits wird
> das im Datenblatt nicht explizit erwähnt...

Nimm die 100µ und schalte aber am Ausgang noch 100nF parallel, so dicht 
wie möglich am MSP430.

> 2. In dessen Datenblatt wird auch ein Mindeststrom von 5-10 mA genannt,
> außerdem steht dort "Typically the resistor
> dividers are selected such that this current is automatically
> maintained." Bedeutet das, dass ich einen Widerstand (3,3 V / 10 mA =
> 330 Ohm), wie in Schaltplan2 (Anhang) einbauen soll? Weil der uC braucht
> ja viel weniger Strom.

Das bedeutet, dass die beiden internen Widerstände das schon erledigen. 
Schau mal ins Innenschaltbild, da sind 2 Widerstände als Spannungsteiler 
im Regler, die sorgen für den mindeststrom. Einen extra Widerstand 
brauchst du nicht.

> Und noch eine Frage zum MOSFET (162766): Wieviel Strom zieht der am
> Gate? Ich werde aus dem Datenblatt nicht schlau. Der kleine uC ist da ja
> sehr begrenzt.

Im statischen Fall gar keinen Strom. Allerdings hat der eine gewisse 
Gate-Kapazität, die umgeladen werden muss. Je schneller du schaltest, 
desto höher steigt der Strom der für die Umladung nötig ist. Allerdings 
sollte der MSP430 das schon schaffen, wenn du mit einigen kHz die PWM 
bedienst.

Wieso schließt du den FET nicht an einen der Timer A Ausgänge an. P1.2 
P1.6 und P2.6 haben als Zweitfunktion TA1 drauf, damit kannst du die PWM 
ganz einfach in Hardware machen und die CPU ist noch für andere Sachen 
frei. An 1.7 musst du Software PWM betreiben.

Autor: Daniel S. (Gast)
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Vielen Dank auch an euch beide.

Ich will ja das MSP430 USB Entwicklertool (170285) benutzten und da habe 
ich gerade im Datenblatt gesehen, dass auf dem Target Board (170232) 
sogar schon ein 100nF Kondensator drauf ist. Sehr erfreulich :)

Das mit dem Timer ist eine gute Idee, soweit hatte ich noch nicht 
geplant, bisher stand die nötige Hardware im Vordergrund.
Getestet wird sobald die Sachen da sind, jetzt weiß ich endlich was ich 
bestellen muss.

Autor: T. H. (pumpkin) Benutzerseite
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Christian R. schrieb:
> Das bedeutet, dass die beiden internen Widerstände das schon erledigen.
> Schau mal ins Innenschaltbild, da sind 2 Widerstände als Spannungsteiler
> im Regler, die sorgen für den mindeststrom. Einen extra Widerstand
> brauchst du nicht.
Typically the resistor
dividers are selected such that this current is automatically
maintained.

Christian hat Recht.

Autor: Christian R. (supachris)
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Zumindest verstehe ich das so. Wäre auch mal was ganz neues, wenn man 
bei einem Linear-Regler eine Grundlast erzeugen müsste.

Mit dem PWM Ausgang an einem TA1 Pin bist du auf der sicheren Seite, 
dann kannst du den Timer A die Arbeit machen lassen.

Allerdings sind die 2013 ganz schön mickrig, da hat man ja kaum Pins. 
Glücklicherweise gehen die per SBW zu debuggen, sonst wäre es ja noch 
schlimmer. Was willst du denn außer den LEDs noch machen?

Autor: Stefan (Gast)
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>Allerdings sind die 2013 ganz schön mickrig, da hat man ja kaum Pins
Ja und?
Das ist doch gerade das schöne an dieser Familien-Architektur, dass man 
sich nicht immer gleich mit 80-Pinnern mit 128k Flash und 16k RAM 
rumschlagen muss, wenn man's gar nicht braucht ;-)

Autor: Christian R. (supachris)
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Stefan schrieb:
>>Allerdings sind die 2013 ganz schön mickrig, da hat man ja kaum Pins
> Ja und?
> Das ist doch gerade das schöne an dieser Familien-Architektur, dass man
> sich nicht immer gleich mit 80-Pinnern mit 128k Flash und 16k RAM
> rumschlagen muss, wenn man's gar nicht braucht ;-)

Ist richtig. Aber ich wollt vorher lieber nachfragen, nicht dass ihm 
dann die begrenzten Möglichkeiten auf die Füße fallen. Aber zum Glück 
ist ja auch der Code problemlos portabel.

Autor: Daniel S. (Gast)
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Also das Projekt ist mein Einstieg in die Mikrocontrollerprogrammierung, 
daher genügt mir der 2013 noch eine Weile. Eigentlich ist die LED 
Dimmung auch erstmal alles, was der 2013 zu tun hat, da wird er sich 
ganz schön langweilen, wenn ich den Timer benutze. Ich hatte Anfangs 
noch die Idee eine Zeitschaltuhr für 1-4 Steckdosen mittels Relais damit 
zu steuern, aber gleich zu Beginn 230Volt? Das ist mir doch etwas zu 
unsicher, daher sammle ich erstmal ein paar Erfahrungen im Low-Voltage 
Bereich. Wobei man ja einfach nur ein Relais, statt den LEDs, an den 
MOSFET anschließen müsste!? Eine Temperaturmessung wäre vielleicht noch 
eine nette Erweiterung. Die könnte ich mir zur Einfachheit ja auf 
Knopfdruck durch eine LED im Binärformat ausgeben lassen ;)

Wenn das erste Projekt erfolgreich sein sollte, habe ich auch schon 
weitere Ideen: (Funk-)Uhr mit 128x32 Display, Ambilight (am PC), kleines 
Zusatzdisplay für PC mit Fernbedienung, ...

Dafür sollte der 2013 noch eine Weile genügen, schätze ich. Außerdem hat 
er noch den Vorteil, dass das Targetboard mit dem uC etwas größere 
Anschlusspins hat, da ich noch nicht so viel gelötet habe.

Autor: Christian R. (supachris)
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Achso. Wobei AmbiLight und Grafikdisplay mit dem 2013 eher nicht machbar 
sein werden....aber sammle erst mal Erfahrungen. Das ist schon sinnvoll.

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