Hallo ^^ Unzwar habe ich ein Paar Fragen zum Thema LED Cube. Ich nutze dieses Tutorial zum Thema LED Cube(4x4x4): http://tronicstuff.blogspot.de/2013/07/led-cube-4x4x4.html dazu diesen Schaltplan: http://1.bp.blogspot.com/-jam-WIQHgcA/UcXvYcrPCcI/AAAAAAAAAzo/Iom1I08RfKI/s1600/Capture.PNG Jetzt meine Fragen: Warum werden Transistoren und Widerstände an die Kathoden und nicht auch an die Anoden verbunden!? Kann man ausrechnen wie viel Ohm der Widerstand am Basis Anschluss des Transistors haben muss und wenn ja wie?! Wie man den Widerstand für LEDs ausrechnet weiß ich (R = U / I) aber muss ich noch was bei dem Widerstand am Kollektor für die LEDs beachten(Sind ja 16 LEDs in einer Schicht). Wäre schön wenn mir das vielleicht auch noch jemand erklären kann ^^. Die Daten zu den LEDs sind diese: Forward voltage: 3.0V - 3.8V DC operating current: 20ma Danke Schonmal an alle Helfer.
>Warum werden Transistoren und Widerstände an die Kathoden und nicht auch >an die Anoden verbunden!? Geht beides, low-side-schalten ist einfacher zu entwerfen. >Kann man ausrechnen wie viel Ohm der Widerstand am Basis Anschluss des >Transistors haben muss und wenn ja wie?! Im "Schaltplan" sind sie doch schon drin, am Kollektor 100 Ohm an der Basis 1kOhm >Wie man den Widerstand für LEDs ausrechnet weiß ich (R = U / I) aber >muss ich noch was bei dem Widerstand am Kollektor für die LEDs >beachten(Sind ja 16 LEDs in einer Schicht). Wäre schön wenn mir das >vielleicht auch noch jemand erklären kann ^^. Hab mir die Software nicht angesehen, aber nach dem Hardwareaufbau kann man nur je eine LED pro Transistor vernünftig ansteuern (nur ein Vorwiderstand am Transistor). Also eine (gesamt vier) LED, dann die nächste, die nächste ...
Peter S. schrieb: > Danke Schonmal an alle Helfer. So wie diese zum Beispiel: http://www.arduinoforum.de/arduino-Thread-LED-Cube-4x4x4 http://www.gutefrage.net/frage/wie-viel-ohmwiederstand-brauche-ich-fuer-eine-blaue-led http://www.roboternetz.de/community/threads/67676-4x4x4-LED-Cube-Schaltplan
Hallo Peter, der Link http://1.bp.blogspot.com/-jam-WIQHgcA/UcXvYcrPCcI/AAAAAAAAAzo/Iom1I08RfKI/s1600/Capture.PNG ist leider kein Schaltplan eher eine Verschaltungsanleitung. Mehr dazu: https://de.wikipedia.org/wiki/Schaltplan Zu deinen Fragen, mit einem richtigen Schaltplan ist es einfach auf Deine Fragen einzugehen. Vielleicht hilft dir folgende Betrachtung bzgl. der Spannungswerte: Ucc = Uce + Uled + Uwiderstand
noob schrieb: > Peter S. schrieb: >> Danke Schonmal an alle Helfer. > > So wie diese zum Beispiel: > > http://www.arduinoforum.de/arduino-Thread-LED-Cube-4x4x4 > > http://www.gutefrage.net/frage/wie-viel-ohmwieders... > > http://www.roboternetz.de/community/threads/67676-... Ist das euer ernst? Fragen ist doch kein verbrechen und wenn mir dort niemand aussagekräftig hilft, dann kann ich auch nichts dafür :D led schrieb: >>Kann man ausrechnen wie viel Ohm der Widerstand am Basis Anschluss des >>Transistors haben muss und wenn ja wie?! > > Im "Schaltplan" sind sie doch schon drin, am Kollektor 100 Ohm an der > Basis 1kOhm > Klar ist alles drinn, aber ich weiß doch die Daten der LEDs von ihm nicht :D so bringen mir die 100Ohm auch nichts :)
Peter S. schrieb: > Ist das euer ernst? Fragen ist doch kein verbrechen und wenn mir dort > niemand aussagekräftig hilft, dann kann ich auch nichts dafür :D Aha, niemand dort hilft dir also "aussagekräftig": Peter S. schrieb woanders: > Wenn jemand so nett von euch wäre und mir ein Schaltplan entwickeln könnte > Den Schaltplan verstehe ich.. Auch alle anderen im Netz, nur ist jeder > anders. Ich will sozusagen "DEN" Schaltplan, der komplett richtig ist und > man nichts zerschießt. > "Ich würde so gerne die Welt verändern..., aber Gott gibt mir den > Quellcode nicht!" Und den Schaltplan auch nicht, außerdem müsste er dir wohl auch noch sagen was du wo ändern musst. Es wird genau so wie in den anderen Foren, dir fehlen die elementaren Grundlagen und so werden die meisten Antworten für dich unverständlich bleiben.
led schrieb: > Mit 100 Ohm machste nix falsch. Wie immer nur alle davon ausgehen das ich nichts verstehe, aber dann solche Antworten kommen... :D Die Ohm müssen schon genau für die LEDs ausgerechnet werden die an dem Kollektor hängen.. Will ja nicht das die LEDs statt vier Jahre nur eins Leben!
Kindchen,
die 1k Ohm an der Basis sind ja nur dazu da um einen Basisstrom zu
erzeugen (bei den 5V ausgängen deines boards ca. 5mA (5V/1000R=0,005A))
Die 100 Ohm sind zum Strombegrenzen durch die LEDS. Da du hier ebenfalls
5V hast, jedoch 3-3,8V Flussspg. deiner dioden haste nachher,
vorrausgesetzt der Transistorwiderstand ist vernachlässigbar,
(5V-3,0(3,8)V) = 1,2 - 2V, Also muss an dem 100R max. 2V abfallen =>
Strom durch den widerstand: 12-20mA.
>Mit 100 Ohm machste nix falsch.
Passt doch.
Okay ich danke euch erstmal ^^ Kennt vielleicht jemand ein Tutorial oder ähnliches wo ich die Arbeit mit einen Transistor & LEDs lernen kann? Ich versuche noch zu vestehen wie ich das alles selber bestimmen kann(Widerstände an Transistor und alles). Wäre echt nice ^^
Schon mal hier im Forum geschaut? Ist doch das einfachste, oder? Und ein Link nach gratis dazu: http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor
Peter S. schrieb: > Kennt vielleicht jemand ein Tutorial oder ähnliches wo ich die Arbeit > mit einen Transistor & LEDs lernen kann? Es gibt Hunderte von Lehrbüchern zu diesen Themen, davon einige mehr und andere weniger gut. Amazon liefert bei Eingabe des Suchbegriffes "Schaltungstechnik" sehr viele Fachbücher, wobei der Tietze/Schenk mit etlichen Auflagen auftaucht. Einen Großteil dieser Bücher findet man in so ziemlich jeder Bibliothek, ebenso bei Amazon und Konsorten auch Probekapitel. Bevor Du die Funktion von Transistoren und (Leucht-)dioden verstehst, musst Du Dich erst einmal mit dem Ohmschen Gesetz usw. vertraut machen. Die Grundlagen hierzu findet man in jedem Schul-Physikbuch der betreffenden Jahrgangsstufe. Elektronische Schaltungstechnik ist ein viel zu komplexes Thema, um es nur anhand von ein oder zwei Tutorials zu verstehen. Diese ergänzen zwar ganz hervorragend entsprechende Lehrbücher, und auch in Online-Bibliotheken wie z.B. Wikipedia findet man sehr wichtige und interessante Artikel, aber die Hauptarbeit besteht im Selbststudium von Lehrbüchern.
Peter S. schrieb: > dazu diesen Schaltplan: Vergiss die Schaltung, die ist grober Unsinn. Die Multiplexrichtung in der Schaltung von 1:16 ist falschrum, die Strombegrenzung entsteht im wesentlichen durch Überlastung der Arduino-Ausgänge, hier war ein Pfuscher am Werk, und auf 20mA pro LED kommt man mit ihr nicht. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.1
okay :O und was ist wenn ich den Cube einfach so bauen würde?: http://www.instructables.com/id/4x4x4-LED-Cube-Arduino-Uno/?ALLSTEPS%29 komplett ohne Transistors und nur mir Widerständen?!
Peter S. schrieb: > okay :O > > und was ist wenn ich den Cube einfach so bauen würde?: > http://www.instructables.com/id/4x4x4-LED-Cube-Arduino-Uno/?ALLSTEPS%29 > > komplett ohne Transistors und nur mir Widerständen?! Du willst jetzt also sagen, dass du nicht mal ein Instructables Projekt nachbauen kannst, ohne hier nochmal nachzufragen? Da du ohnehin nichts lernen willst, sondern nur schnell alles vorgekaut haben willst, ist so ein fertiges Projekt Step by Step doch genau das richtige für dich. Mach es einfach so.
Es geht nicht darum das ich es nachbauen will, sondern ich will es verstehen, sonst würde ich ja nicht nachfragen sondern es still und heimlich bauen!
Peter S. schrieb: > und was ist wenn ich den Cube einfach so bauen würde?: Nun, wie dunkel sollen die LEDs denn sein ? Das Video zeigt deutlich, daß schon bei mässiger Beleuchtung nichts zu erkennen ist und nur im stockfinsteren die LEDs leuchten. Kein Wunder bei so wenig Strom (20mA/16/4, also 312uA). Klügere Leute bauen doch nicht deswegen mehr Bauteile rein, weil sie die übrig haben. Dümmere findet man per Arduino und Instructables.
Peter S. schrieb: > sondern ich will es verstehen Ich habe Dir doch bereits sehr deutlich geschrieben, dass Du Dich erst einmal mit Schaltungstechnik beschäftigen musst, d.h. lernen, lernen, rechnen, rechnen.
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Hallo Peter, Hier mal was konstruktives für Dich, was Dich aber wohl nicht der Mühe entheben wird, Dich tiefer in die Materie einarbeiten zu müssen... Strombegrenzung durch eine LED LED haben eine Durchlassspannung (Flussspannung (Uf)) welche vom verwendeten.Halbleitermaterial (-> Farbe!) abhängig ist. Auch darf der vom Hersteller festgelegte Strom durch die LED einen bestimmten Wert nicht übersteigen. Legt man eine Spannung, welche größer als Uf ist ohne Maßnahmen zur Strombegrenzung dauerhaft an die LED, nimmt der Strom lawinenartig zu und die LED wird durch diese Überlastung unbrauchbar (brennt durch). Die einfachste Maßnahme zur Strombegrenzung ist die Verwendung eines Vorwiderstandes. In der Regel kann die Ausgangsspannung eines IC, z.B. eines Microcontrollers, nicht größer als die Versorgungsspannung (Vdd) -meist 5V - sein. In nachstehender Tabelle sind die für die jeweilige LED-Farbe typischen Durchlasspannungen aufgeführt. rot ~ 1,6 - 2,0 Volt gelb ~ 2,4 - 3,2 Volt grün ~ 2,7 - 3,2 Volt orange ~ 2,2 - 3,0 Volt blau ~ 3,0 - 5,0 Volt weiss ~ 3,4 - 5,0 Volt Für besonders lange Lebensdauer, evtl. mit einer Einbuße an Leuchtkraft verbunden - kann der untere Wert von Uf verwendet werden, aber es ist auch nicht falsch den Mittelwert anzuwenden. Berechnung des LED- Vorwiderstandes (Rv) Vorgaben: Imax LED = 0,010A = 10mA, rote LED mittlere Uf = 1,8V max. Ausgangsspannung am µC-Ausgang = 5V Rv = (5V-1,8V) / 0,01A = 3,2V/0,01A = 320 Ohm. Verwendet wird der nächstgrößere Normwert für den Widerstand = 330 Ohm Um den Ausgang des Microcontrollers zu entlasten kann eine LED auch über einen Transistor geschaltet werden (siehe Anlage). Mit dieser Schaltung kann man die Versorgungsspannung der LED erhöhen (z.B. mehrere LED in Reihe geschaltet) oder sonst den Erfordernissen anpassen. Nebenbei: Die beigefügte Schaltung wurde mit dem kostenlosen Simulationsprogramm LTSpice IV erstellt. Download: [http://www.linear.com/designtools/software/] Anleitung:[http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html] Diese Software kann Dir evtl. zu weiterem Verständnisgewinn auf dem Gebiet der Elektronik verhelfen. mfG Ottmar
Nimm 8 Schieberegister (8Bit) Dan hast du kein multiplexing und alles ist leicht zu verstehen. 64 Bit ist doch kein Aufwand!
Peter S. schrieb: > Will ja nicht das die LEDs statt vier Jahre nur eins Leben! Dann scheine ich irgendwie anders geartet zu sein. Mir wäre ein 4*4*4 LED Cube nach 20 Minuten schon zu fad. Nach 1 Jahr liegt der ganz sicher bei mir in irgendeiner Ecke und gammelt vor sich hin.
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In einen Partyraum passt es dekorativ immer hin. Als Programmierübungsteil ist es auch nutzbar.
Karl H. schrieb: > Peter S. schrieb: > >> Will ja nicht das die LEDs statt vier Jahre nur eins Leben! > > Dann scheine ich irgendwie anders geartet zu sein. > Mir wäre ein 4*4*4 LED Cube nach 20 Minuten schon zu fad. Nach 1 Jahr > liegt der ganz sicher bei mir in irgendeiner Ecke und gammelt vor sich > hin. Naja das ist schon klar das ich nicht 3 Jahre davor sitze und mich freue das es blinkt :D es geht darum in den bereich Elektrotechnik einzusteigen. Ich möchte es einfach verstehen und dann freut man sich wenn man etwas gebaut hat was dann auch geht :P Ein großes DANKE @Ottmar K. Deine Antwort ist gut :) Ich weiß schon wie ich den Widerstand für eine LED berechne. Es geht mir nur darum das ich nicht verstehe wie der Widerstand am Kollektor eines Transistors arbeitet. Wird das einfach nur so berechnet, dann klemmt man den 330Ohm Resistor drann und das wars? Wenn ja ist doch die Diskussion hier sinnlos :D Wenn dem so ist, waum hat mir das niemand vorher so gesagt? XD
Peter S. schrieb: > Deine Antwort ist gut :) Ich weiß schon wie ich den Widerstand für eine > LED berechne. Es geht mir nur darum das ich nicht verstehe wie der > Widerstand am Kollektor eines Transistors arbeitet. Genau gleich wie alle anderen Widerstände, die von einem Gleichstrom durchflossen werden. Über dem Widerstand fällt eine Spannung ab (die sich ergibt, indem man vom kompletten Pfad in dem der WIderstand liegt die Spannung nimmt und davon die Spannungsabfälle aller anderen Bauteile in diesem Pfad abzieht), aus dem Spannungsabfall über dem Widerstand und dem Wert des Widerstands berechnet sich dann mit dem Ohmschen Gesetz der STrom der durch den Widertand rinnt. Oder in deinem Fall ungekehrt: du willst einen gewissen Strom durch den Widerstand (und damit dann auch durch die LED bzw. den Transistor) und da du den Spannungsabfall über dem Widerstand kennst, kannst du ausrechnen, wie gross dazu der Widerstand sein muss. > Wird das einfach nur > so berechnet, dann klemmt man den 330Ohm Resistor drann und das wars? Man kann das alles natürlich ganz genau berechnen. Aber erstens kannst du den so berechneten Widerstand sowieso nicht kaufen zweitens hat der Widerstand ja auch Fertigungstoleranzen drittens haben auch die LED und die Kollektor-Emitter Strecke Toleranzen viertens ist es ziemlich unerheblich, ob durch die LED jetzt 17 oder 18mA fliessen. Die ist visuell deswegen auch nicht heller Bei 5V und einer stink normalen roten LED sind 330Ohm ein Wert, mit dem man die LED erst mal an 5V hängen kann und dann leuchtet die noch ordentlich. Ohne gross rechnen.
1 | 5V -----+------------ |
2 | | |
3 | +-+ |
4 | | | R |
5 | +-+ |
6 | | |
7 | LED |
8 | | |
9 | GND ----+------------- |
Im Pfad mit dem Widerstand sind von oben nach unten 5V. Davon gehen ca 1.6V für die rote LED drauf. Bleiben für den Widerstand also noch ca 3.4V, die an ihm abfallen müssen. Wenn durch den Widerstand bei 3.4V ca. 10mA rinnen sollen, dann muss der Widerstand 3.4/0.01 = 340Ohm gross sein. 330 Ohm ist etwas kleiner als 340, daher rinnen da etwas mehr als 10mA. Was wiederrum die LED immer noch locker aushält. Jetzt hast du unter der LED noch den Transistor, an dessen Kollektor Emitter Strecke auch noch mal ca. 0.6V 'hängen' bleiben. D.h. die Rechnung sieht jetzt so aus, dass von den 5V ca 1.6V an der LED bleiben, 0.6V am Transistor, womit für den Widerstand noch 5 - 1.6 - 0.6 = 2.8V übrig bleiben. Bei 330Ohm rinnen dann 2.8/330 = 0.0084A, also knapp 8.5mA. Auch das ist noch kein Wert, bei dem eine normale rote LED schlapp macht. Im Zweifel lieber erst mal weniger Strom. Das schlimmste was passieren kann ist, dass die LED zu dunkel ist. Aber sie brennt nicht durch. Einen zu grossen Widerstand kleiner machen, kann man immer noch. Und genau das wirst du sowieso tun, dann bei einem 16:1 Multiplex bleibt dann von der Helligkeit gar nichts mehr übrig. > Wenn dem so ist, waum hat mir das niemand vorher so gesagt? Weil das eigentlich ziemlich logisch ist, dass es dem Widerstand piep schnurz egal ist, wer oder was da noch im gleichen Pfad liegt. Über ihm fällt eine Spannung ab und laut Herrn Ohm rinnt dann ein bestimmter Strom. Aus. Punkt. Ende. Mehr muss man nicht wissen (solange man Gleichstrom hat). Und weil man eigentlich, wenn man eine Schaltung im Umfang und der 'Komplexität' eines Cubes aufbaut, wenigstens schon einmal in seinem Leben eine stink normale LED mit einem Transistor auf einem Steckbrett geschaltet haben sollte (oder ein Relais oder sonst irgendwas). Sprich: Wer einen Cube baut, sollte doch bitte nicht vöööööllig blank in dieses Abenteuer gehen.
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BC547A_Beispiel.PNG
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@ Peter Schüßler ..hm - danke - ich finde es eben nicht gut wenn ein offensichtlicher Neuling auf seine Fragen keine sonderlich konkreten Antworten erhält. Karl Heinz hat ja schon einiges gesagt, jetzt gebe ich halt auch noch was dazu: >Kann man ausrechnen wie viel Ohm der Widerstand am Basis >Anschluss des Transistors haben muss und wenn ja wie?! Ja, kann man. Das beigefügte Schaltbild zeigt die prinzipiellen Zusammenhänge. LTSpice gibt diese Werte für die gezeigt Schaltung aus: V(uc): 3.12846 V V(basis):0.662675 V V(n001): 5 V V(n002): 1.53014 V Ic(Q1): 0.00187154 A Ib(Q1): 10.46 µA Ie(Q1): 0.001882 A I(R3): 0.000157 A I(Rc): 0.00187154 A I(V1): 0.00202926 A U1(V) 0.000147 A Mit dem Potentiometer U1 wird die Basisspannung und damit der Basisstrom Ib eingestellt. Ib wiederum wirkt sich mit dem Verstärkungsfaktor multipliziert auf den Kollektorstrom aus. Schau Dir mal ein Transistor-Datenblatt an. Dort findest Du unter anderem den Verstärkungsfaktor hfe für einen bestimmten Betriebszustand z.B. "hfe=100" Dies bedeutet, dass ein Basisstrom von z.B. 10µA einen 100fachen Kollektorstrom = 10µA*100 = 1000µA = 1mA = 0,001A zur Folge hat. Soll nun z.B. die Kollektorspannung Uce=3,0V betragen, muss bei Ub=5V am Kollektorwiderstand (Rc) eine Spannung von 2V abfallen. Dies geht jetzt gut zu rechnen: Rc = 2V/0,001A = 2000Ohm. Leider streut der Verstärkungsfaktor (z.B. BC547A/548A typisch = 110, max=220 min=180). Es kommen noch Einflüsse wie z.B. Erwärmung von außen, Erwärmung durch die Verluste im Transistor usw hinzu. Dazu gibt es jedoch wieder alternative Lösungen. Eine Einführung in die Schaltungstechnik mit Transistoren, die Funktionsweise, die physikalischen Zusammenhänge, die Anwendung von Basis- Kollektor- und Emitterwiderstand, die Beschaltung als Wechselspannungs- oder Gleichspannungsverstärker usw. würden hier allerdings zu weit gehen. Mit Hilfe der Seite (es gibt noch andere) [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm/] kannst Du Dich sehr gut in die Grundlagen einarbeiten und wertvolle Grundkenntnisse erwerben. Dann werden Deine Fragen und die Reaktionen darauf im Forum wohl auch etwas gnädiger ausfallen. :-) Nimm dazu noch ein Steckbrett (oder LTSpice IV), baue Dir die Schaltungen auf und erforsche die Zusammenhänge. mfG Ottmar
Okay ich danke euch erstmal. Ihr seit beide die ersten, aus 5 Foren und geschätzten 500 Antworten, die was von ihrem Handwerk verstehen und wissen wie man es einen Neuling erklärt :D vielen Dank. Damit kann ich erstmal schön weiter Lernen. Grüße Peter
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