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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bitte ganz einfache Schaltung kurz überprüfen


Autor: Thomas L. (tom)
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Hallo.
Ich habe eine ganz einfache Schaltung, welche ich gerne an den Ausgang
eines uCs hängen würde (Atmega88).

<pre>
                      o  (+5V)
                      |
                      |
                     | |
                     | | R(Led)
                     | |
                      |
                      |
                     ----
                      \/
                     ----
                      |
                      |
                     /
         ----      |/
o-------- RB ------|  BC337
         ----      |\
                     \
                      |
                      | Ie
                      |
                     ---
</pre>

Als Transistor verwende ich einen BC337, weil ich den gerade da hatte
und mind. 350mA Ic/Ie brauche.
Die LED benötigt 2,2V bzw. 3,55V

Ich habe mir gedacht ich nehme für RB 220Ohm, das würde dann einen Ib
von ~20mA geben - das sollte halbwegs passen, oder?
Für R(Led) bekomme ich bei 2,2V etwa 8Ohm / 1W
Für R(Led) bekomme ich bei 3,55V etwa 2 Ohm / 0,5W

Stimmen die Werte und die Schaltung oder habe ich mich irgendwo
vertan?

Herzlichen Dank :)

Autor: Schoaschi (Gast)
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Was für ein LED benötigt bitte 350mA?! Was für ein b(Verstärkungsfaktor)
hat dieser Transistor?

Autor: Vexti (Gast)
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Hallo!

 ich würde das so rechnen
 (I-LED ist der Strom den die LED zieht normalerweise 20mA)

1. 5V - 2.2V = 2.8V / I-LED(0.02A oder 20mA) = 140 Ohm .. und
   2.8V * ILED(0.02A) = 0.056W -> ist ergo ein normaler Widerstand
2. 5V - 3.55V = 1.45V / 0.02A = 72.5 Ohm
   1.45V * 0.02A = 0.029W

Autor: Sebastian F.... (haseluenne)
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schau mal ins Wiki, thema "Basiswiderstand".

Autor: Vexti (Gast)
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hi noch-X

.. wollt grad sagen für normalo LED´s reicht auch ein simpler BC547

lg Vex

Autor: Thomas L. (tom)
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Hallo :)

Bei der LED handelt es sich um diese hier:
http://www.led1.de/shop/product_info.php?products_id=308

Das Datenblatt für den BC337 ist hier zu finden:
http://www.thomaslinder.at/fileadmin/bc337.pdf

So wie ich das deute steht dort ein Wert bei 300mA, aber ein UCE von 1V
(Was aber lt. einer anderen Tabelle in dem DB nicht stimmen kann ->
0,2V)

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Wenn über Deiner LED 2,2 Volt abfallen, dann müssen über RLED die
restlichen 2,8 Volt stehen. (Den Spannungsabfall über der C-E Strecke
des Transistors lasse ich jetz mal außer 8) :-)

Also: RC = 2,8 Volt / 20mA = 140 Ohm.
Der Transistor haz laut Datenblatt einen Stromverstärkungsfaktor von
min. 100.
D.h. 0,2mA Basisstrom würden reichen. Nehmen wir mal an, der H-Pegel
am Ausgang des Professors betrage 4 Volt abzüglich Ube von 0,6 Volt
dann kämst Du auf Rb von 17 K Ohm. Wenn Du es gut meinst, gehe auf
15 K Ohm runter. Das ist ein guter Kompromiß zwischen "Knallhart den
Transistor durchgesteuert" und " wenig Strom vom Prozessor gezogen"

MfG Paul

Autor: Schoaschi (Gast)
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Hast du schonmal auf dieser Seite gelesen? Da ist ja eh eine Empfehlund
für einen Vorwiderstand.

5V   red=8 Ohm  / 1 W   blue,green=5 Ohm / 1 W

Autor: Vexti (Gast)
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Stimmt wir sind ja auch von lütten Led´s ausgegangen (20mA)

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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die Schaltung sieht ja vorbildlich aus !!!!
Aber R(led) stimmt so nicht.
R (Led) = Vcc - U(fluß)/ Ifluß wenn man die Sättigungsspannung
vernachlässigt. ( Uce Sat )
Der RB ist nur dazu da, den Strom zu begrenzen und das Portpin bei High
nicht über die B-E Diode auf 0,7V zu ziehen !!!!
Da kannst Du irgenwas bei 1 - 4,7 K nehmen.

machtfür R (led):
5V -ca.2,5V/0,02A = ??

genau !!

die 350 mA vergiss erst mal. Wir brauchen nur 0,02A !!
R (Led) begrenz ja den Kollektorstrom.
Das der BC337  mahr kann ist irrelevant.
Mit 1/8 Watt kommst Du alle Male hin. denn
2,5V + 0.02A = ????

Also frisch ans Werk.

Stephan

PS.: für Low Current LED .... die haben 2mA !!!!

Autor: Thomas L. (tom)
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@Vexti:
Bei der LED handelt es sich um eine etwas stärkere, die kann ich nicht
direkt an den uC anschliessen (das packen die Ausgänge nicht).

@Sebastian F:
Das habe ich implizit gemacht ;) Verstärkung ist etwa 60 bei 300mA, ->
350mA dividiert durch 60 ist etwa 6 -> Das dreifache davon ist etwa
20mA (was ich gewählt habe).
Daraus ergibt sich dein Widerstand von etwa 215 Ohm

Autor: Vexti (Gast)
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hm ich würde eher nen PNP Transi als Längsregler nehmen

Autor: Thomas L. (tom)
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@Paul Baumann: Die LED will aber wie erwähnt 350mA (siehe auch den Link
zu led1.de den ich hier irgendwo eingefügt habe). Wie kommst du auf die
0,2mA Basistrom?

@Schoaschi: Ja, aber ich würde eben auch gern den Rest der Schaltung
überprüfen lassen. Mit meinen Werten liege ich bei der roten eh nicht
so weit weg, bei der grünen hingegen schon mehr ...

@Stephan Henning: Wieso darf ich die 350mA vergessen?

Autor: Thomas L. (tom)
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@Vexti: Bin leider bei den Bauelementen nicht so bewandert - gibts dafür
einen Link oder eine Typenbezeichnung?

Autor: Vexti (Gast)
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Ja stimmt schon .. ich dachte zuerst auch an eine normale LED mit 20mA,
die da nur geschaltet wird und du willst wahrscheinlich die LED so
ansteuern, dass damit auch die Farben geregelt werden oder?

Autor: Thomas L. (tom)
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@Vexti: Exakt :) Die PWM steht schon, UART funktioniert auch schon ...
Ich wüsste nur eben gern ob ich mit meiner Beschaltung halbwegs richtig
liege :)

Autor: Vexti (Gast)
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Als PNP so einen wie deinen Typen (nur eben als PNP) z.B. BC307 / BC327

Autor: Thomas L. (tom)
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Was wäre der Unterschied, wenn ich einen pnp statt einen npn nehme ?

(Bitte entschuldige, aber ich bin kein Profi)

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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Sorry, habe erst jetzt die Beschreinung der LED gesehen.
Habe das Datenblatt vom 337 nicht zur Hand.
Aber bei 2,3V/0,35A = 8 Ohm  bei 0,8 Watt.
und bei 3,55V macht das 4 Ohm bei 0,5 Watt.

Konnte ja keiner Ahnen das Du nen LED scheinwerfer nehmen willst.
Rb mußt Du dann machen. HFE bei Ca. 100 macht 3,5mA Basisstrom.

So denn jetzt haben wirs.
Denke an die verlußte am Transi. Uce sat * Ic !!!!
Wird da schon interessant. !!!!

Autor: Vexti (Gast)
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hab mal eben gegoogelt und das hier dazu gefunden
 hxxp://www.led-treiber.de/html/ldo-treiber.html#Opto-Koppler
 hxxp://www.led-treiber.de/html/ldo-treiber.html#OpAmp
scheinbar ne gut beschriebene Site, die sich grade um so etwas kümmert

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Na gut, dann nimm 8 Ohm im Kollektorkreis und 1 K Ohm als RB.

MfG Paul

Autor: Thomas L. (tom)
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@Stephan Henning:
Datenblatt von BC337: Siehe Link etwas weiter oben ...
Darf ich fragen wie du auf die Spannungen kommst? Hast du das UCE
eingerechnet?
Das UCE ist imho im Datenblatt widersprüchlich angegeben. Einmal wird
die Verstärkung (Gain) bei 300mA und 1V UCE angegeben. Ein anderes Mal
ist eine Tabelle, in der UCE bei 300mA etwa 0,2V ist (bei 25°C). Das
verstehe ich eben nicht ganz :(

Autor: Dirk (Gast)
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Hi,

laut Datenblatt der OSRAM Lumileds sollte man diese am besten per
Konstantstrom regeln.

Hier mal ein paar Links:

Fertiger Baustein:
http://www.dotlight.de/shop/product_info.php/cPath...

Fertiger Baustein mit DMX:
http://www.dmx4all.de/dmx334_DMX-LED-Dimmer.php

Beispiele & Schaltbild:

BILD 2.2.5 (LM2576 + MAX471)
http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlun...

In der Maxim Appnote zum MAX471 findet man auch eine Moeglichkeit diese
zu regeln mittels externen DAC.

Die letzte Variante ist in meinen Augen am besten.

Gruß,

Dirk

Autor: Thomas L. (tom)
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Ehrlich gesagt wollte ich das Ganze so billig wie möglich machen. Daher
auch meine einfache Lösung. Im Prinzip will ich es vermeiden einen
hohen Aufwand deswegen zu treiben.

Autor: Rahul (Gast)
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R(LEDrot) = 7,14Ohm mit 0,875W
R(LEDgn,bl) = 3,3Ohm mit 0,4W
RB = 750Ohm B = 200, ü = 3 (Bü = 60 angenommen => ü = 3,33..)

Ucesat = 0,3V, Ube = 0,63V (aus dem Datenblatt abgelesen)

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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Uce wird wegen der Verlustleistung interessant.

Also max. Basisstrom ist 100mA und Ic ist max. 0,8A / Impuls 1A
Die Sättigung liegt bei Ece sat 0,7V.
Bei 0,7V und 0,35A macht das 0,245 Watt Verlustleistung im Transi.
Umsetzen kann er bei 66 Grad max. 625 mW. Passt also.
Heist für Dich:

R Led = 5V-2,3V-0,7V = 2V/0,35A = 5,71 Ohm bei 0,7 Watt.

Für Rb gilt max. Portstrom des uC nutzen um den Transi voll auf zu
bekommen. Notfalls Darlington oder 2 Ports nehmen.
Kommt auf die Stromverstärkung an.

So denn


ps.: "manchmal geht testen schneller als rechnen !!!!!"

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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Hallo Rahul

im Datenblatt steht zwar Vce Sat aber doch 0,7V !!
zumindest in dem da oben. Hast Du noch was anderes ??
Mit Korrektur meiner Sättigung haben wir ja wenigstens gleiche werte.
;-))


Also dann

Autor: Rahul (Gast)
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Ich habe mir halt die Graphen angeguckt und die Werte für 150°C (worst
case) benutzt...

Autor: Thomas L. (tom)
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Also gut. Dann ist also das was ich gerechnet habe mal nicht ganz falsch
:)

Bezüglich RB habe ich noch eine Frage: Stephan schreibt, dass man
möglichst den maximalen Portstrom nehmen soll. Irgendwo (ich glaube auf
elektronik-kompendium) wird jedoch von IBmax abgeraten, da es durch
Umladungskapazitäten zu einer Verschlechterung kommen soll. Ist da was
dran?

Autor: Unbekannter (Gast)
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Oh man, hier geht ja wieder einiges schief.

Du willst mindestens 350 mA schalten also musst Du den Transitor in
die Sättigung treiben. Dafür brauchst Du als Basisstrom in diesem Fall
1/10 vom Kollektorstrom, also 35 mA! Der Verstärkungsfaktor des
Transistors ist für den Schaltbetrieb völlig irrelevant.

D.h. Du kannst den Transistor nicht mal direkt an einen AVR-Pin hängen,
sondern brauchst schon einen zweiten Transitor (PNP) der den Basisstrom
erst mal zur Verfügung stellt.

Ausserdem ist 350 mA für einen BC337 schon in der Nähe seiner Grenze.
Es geht zwar, aber das Teilchen wird schon gut warm. Und effizient ist
es auch nicht, weil wie oben gesagt, schon 35 mA Basisstrom fällig
werden.

Nimmst Du weniger Basisstrom, geht der BC337 nicht in die Sättigung,
die Kollektor-Emitter-Spannung wird größer, die Verlustleistung steigt
und das Ding geht dir kaputt.

Die einfachste Lösung wäre, einen kleinen Mosfet zu verwenden, z.B. im
Sot-23 Gehäuse. Da gibt es genügend die das schaffen. Kommt eben darauf
an, ob Du vor SMD Angst hast oder nicht.

Wenn es unbedingt bipolare Transitoren sein müssen, würde sich hier der
BD137 geradzu aufdrängen. Dann brauchst Du zwar immer noch 35 mA
Basisstrom, aber Vce(Sat) wäre deutlich kleiner und das Ding würde
nicht so sehr warm und würde auch mehr Verlustleistung vertragen.

Da bei diesen relativ hohen Strömen und den Toleranzen der LEDs und den
niedrigen Spannungen an den Vorwiderständen sich Widerstandstoleranz und
Transistortoleranzen relativ stark auf den LED-Strom auswirken, wäre
eine kleine Konstantstromsenke die technisch sauberste Lösung. Dazu
würde sich ein einfacher OPV, vier Widerstände und ein BD137 oder BD138
anbieten.

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