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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ULN2803 mit 3,3V betreiben


Autor: Michael (Gast)
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Hi Leute,

hat hier jemand schon Erfahrung mit der ULN2803 (8-fach 
Darlington-Array) an 3,3V Input-Signalen und 5V an der Common-Anschluss?

Hintergrund:
Ich möchte gerne mit einem 3V3 uC Relais ansteuern, die aber an 5V 
hängen (der ULN schaltet dabei die Relaisspule nach Masse.)

Aus dem Datenblatt werde ich irgendwie nicht so richtig schlau:

http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDE...

Danke für eure Hilfe!

Michael

Autor: Andreas K. (a-k)
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Der ULN2803 frisst selber ziemlich viel Spannung weg, ca. 1V, so dass 
die Relais effektiv mit ca. 4V betrieben werden. Du solltest nachsehen, 
ob das den Relais sicher ausreicht.

Die Eingangsspannung hingegen ist kein Problem, da die ULNs für 
Bausteine der TTL Ära konzipiert wurden, die per Definition nur 2.8V 
liefern müssen. Wenn dein IC also in der Lage ist, bei einer Last von 
0,5mA eine Ausgangsspannung von mindestens 2,7V zu liefern, dann ergibt 
sich bei einer Last von 200mA am ULN (Strom durch Relaisspule) kein 
Problem.

Autor: Peter Roth (gelb)
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Im Datenblatt steht:

Input Voltage (output on) VIN(ON)
VCE=2.0V
IOUT=200mA 2.4V
IOUT=250mA 2.7V
IOUT=300mA 3.0V

Bei den angegebenen Steuerspannungen und Lastströmen schaltet er auf 2V 
durch.
Da würden nur 3V fürs Relais bleiben...

Da dein Relais aber wahrscheinlich unter 100mA braucht, sieht die Sache 
etwas freundlicher aus: in der gleichen Tabelle liegt Uce für 100mA bei 
typ. 0,9V, so dass dein Relais noch 4,1V bekommt. Also immer noch knapp. 
Datenblatt des Relais konsultieren, möglicherweise genügen die 4,1V oder 
es braucht nur 50mA, dann kriegt es 4,25V (Kurve COLLECTOR-EMITTER 
SATURATION).

Vielleicht kann jemand einen besseren Treiber empfehlen.

Grüße,
Peter

Autor: Bensch (Gast)
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> Aus dem Datenblatt werde ich irgendwie nicht so richtig schlau:

Sei froh, dass in DEM Datenblatt kaum was drinsteht. Ich hab eins von 
'nen anderen Hersteller, dass ist wesentlich ausführlicher. Solltest mal 
lernen, die zu lesen und zu interpretieren.

Fazit: Worst-Case-Bedingungen in deinem Fall nicht eingehalten, aber für 
Bastelzwecke müsste es gehen.

Autor: Michael (Gast)
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Danke Euch für die schnelle und kompetente Hilfe!

Den Spannungsabfall an der ULN habe ich glatt unterschätzt.

Knapp zwar, aber es sollte für dieses Relais immer noch reichen:

http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDE...

Die 5V-Variante braucht min. 3,7V und 72mA Strom.

Irgendwie würde ich mich aber mit etwas mehr Sicherheit besser fühlen. 
0,4V ist nicht die Welt...

Diskret mit Transistoren aufbauen ginge zwar, aber für 8 Relais nehmen 
die Treiber einiges an PCB-Fläche weg.

Kennt jemand ein besser geeignetes Baustein, als der ULN2803?

Gruss: Michael

Autor: Andreas K. (a-k)
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Besser: 12V-Relais verwenden.

Autor: Michael (Gast)
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@Andreas:

mir stehen leider nur 5V auf dem Board zur Verfügung...

Autor: Andreas K. (a-k)
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Alternative: 2-fach MOSFETs in SO-8 (z.B. IRF7311, CSD).

Autor: Peter Roth (gelb)
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Mit dieser Kombination aus ULN2803 und 3,7V-Relais würde ich mich auch 
in eine Serie trauen, sofern die 5V ausreichend (min. 4,9V) stabil sind.

Grüße,
Peter

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

>Diskret mit Transistoren aufbauen ginge zwar, aber für 8 Relais nehmen
>die Treiber einiges an PCB-Fläche weg.

Naja, acht SOT-23 sind nicht soo gross. BSS138, N-Kanal MOSFET, 200mA.

MfG
Falk

Autor: Andreas K. (a-k)
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Nochmal 4 SOT-23 für die Dioden nicht vergessen. Oder Relais mit 
integrierter Diode verwenden.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Andreas Kaiser (a-k)

>Nochmal 4 SOT-23 für die Dioden nicht vergessen. Oder Relais mit
>integrierter Diode verwenden.

Stimmt, aber die kleinen SOT-23 kann man individuell platzieren und so 
Lücken nutzen, z.b. unter den Relais.

MFG
Falk

Autor: Michael (Gast)
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Mit FETs habe ich bisher noch nicht gearbeitet.

Würde die Schaltung wie in der Skizze im Anhang funktionieren?

Statt SOT-23 habe ich für die Diode ein BAS32 genommen.

Gruss: Michael

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

>Würde die Schaltung wie in der Skizze im Anhang funktionieren?

Ja. Man muss aber aufpassen. Wenn der uC im Reset hängt bzw. per ISP 
programmiert wird sind die IOs hochohmig. Dann floated das Gate und kann 
zufällig durchschalten. Deshalb sollte man 0,1-1 MOhm als 
Pull-Down-Widerstand am Gate einbauen.

Mfg
Falk

Autor: juppi (Gast)
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@Falk Brunner

besser gegen masse, fet schaltet nicht durch

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

>besser gegen masse, fet schaltet nicht durch

???

MfG
Falk

Autor: Michael (Gast)
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Die Skizze ist korrigiert. So ist es denke ich richtig.

Gruss: Michael

Autor: Falk Brunner (falk)
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Passt.

Autor: Michael (Gast)
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Danke Euch allen für die schnelle Hilfe! Ich habe einiges dabei gelernt!

Gruss: Michael

Autor: juppi (Gast)
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ok

Autor: Simon D. Seim (seim)
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Hab den Thread bei Google gefunden, weil ich das gleiche vorhabe.

Mein Ergebnis beim Test mit dem Breadboard (das Datenblatt ist echt 
nicht wirklich hilfreich bei der Frage):

Ein ULN2803A lässt bei V_in von 3,3V nur ca. 1,3mA über den Ausgang 
abfließen wenn man dort eine weiße LED ohne Vorwiderstand anschließt - 
das ist denke ich zu wenig für die meisten Fälle.

Autor: MaWin (Gast)
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> Ein ULN2803A lässt bei V_in von 3,3V nur ca. 1,3mA über den Ausgang
> abfließen wenn man dort eine weiße LED ohne Vorwiderstand anschließt -
> das ist denke ich zu wenig für die meisten Fälle.

Das ist kein Ergebnis.

Ein ULN2803 lässt schon laut Datenblatt bei einer Eingangsspannung von 
3.85V am Ausgang 350mA durch, dabei fliessen zumindest 0.93mA, liegen 
also 2.5V über dem Eingangswiderstand von 2k7.

Bei 3.3V liegen an dem nur noch 1.93V was zu 0.72mA führt und damit 
zumindest 270mA Ausgangsstrom reicht.

Das sind alles Grenzwertbetrachtungen, es kann also besser werden, aber 
nicht laut Datenblatt schlechter.

Deine weisse LED ist absolut falsch angeschlossen, ohne Vorwiderstand 
sind keinerlei sinnvolle Aussagen möglich, die einzige zutreffende 
Aussage wäre "sie kann kaputt gehen".

Bei 3.3V an der LED die von einem ULN2803 nach Masse geschaltet wird, 
ist das Problem nicht der ULN2803, sondern die LED, die zwischen 3 und 
3.6V benötigen kann, aber nicht bekommt. Dein limitierter Strom liegt 
also an der LED, und nicht am ULN.

Auf solche fehlerhaften Schlussfolgerungen wie du kommt man, wenn man 
schon falsche Grundlagen in die Schaltungen einbaut.

Bei 5V an der LED wäre mehr als 2mA zu erwarten, obwohl bei 350mA der 
ULN bis 1.6V für sich benötigen kann, die LED bis zu 3.6V für dich, 
bleibem im ungünstigen Fall keine Volt übrig um Strom fliessen zu 
lassen, zumindest nicht die vom ULN aus möglichen 350mA. Dennoch wird 
die LED an 5V ohne Vorwiderstand am ULN potentiell abrauchen, eventuell 
ordentlich leuchten, und möglicherweise nur 2mA fliessen lassen. So legt 
man keine Schaltung aus, wenn das Ergebnis eher Zufall ist.

Autor: Simon D. Seim (seim)
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Habe nun ein ULN2003 genommen.

Autor: Fritz Ganter (fritzg)
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Nach fast 2 Jahren? Bist ja ein Schnellentscheider!

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