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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Microcontroller LED Schaltung


Autor: Flroian (Gast)
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Hallo allerseits,

habe mich nun versucht in das Thema einzu lesen und ich weiß das es zu 
der Beschaltung von LEDs mehr als einen Thread gibt. Leider versteh ich 
es immer noch nicht.

Aus dem Datenblatt des Controller kann ich folgende Parameter für die 
Ports entnehmen:
Each PIO has a weak internal pullup/-down resistor.
PIOs as input have Schmitt Trigger features. PIOs that programmed as 
output can drive ≈4mA

Parameter:                               Min Typ Max Unit

VOL Output Voltage Low @IOL max          -   -   0.4  V
VOH Output Voltage High @IOH max         2.4 -   -    V
Low level output current @VOL 0.4V [4mA] 4.4 7.1 8.5 mA

In einer Beispielschaltung habe ich nun gesehen dass eine LED über einen 
120R Pullup Widerstand an den Port angschlossen ist.? (3.3 Volt)

Wieso wird der Port nicht zerstärt. Die LED würde ja 20mA fließen 
lassen! Was heißen die begriffe VOL VOH IOL etc.

Vielen Dank schon mal für eure Antworten

Autor: Fred S. (Gast)
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Hi Flroian (Florian?),

> In einer Beispielschaltung habe ich nun gesehen dass eine LED über einen
> 120R Pullup Widerstand an den Port angschlossen ist.? (3.3 Volt)

Ich bin nicht so sicher, dass Du das Datenblatt richtig zitierst (das 
Englisch ist nicht in Ordnung; allerdings gibt es das bei Datenblättern 
öfter mal!). Um welchen Controller handelt es sich denn?

VOL: Ausgangsspannung bei LOW
VOH: Ausgangsspannung bei HIGH

Angenommen, Du schließt eine rote LED (ca. 1,9V) mit einem 120 Ohm 
Serienwiderstand zwischen einem PIO Pin und Masse an. Dann fließt ein 
Strom von (2,4V-1,9V)/120Ohm, also etwas mehr als 4 mA. Also alles OK!

Gilt für Deinen Controller IOH=IOL?

Gruß

Fred

Autor: Entwickler (Gast)
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VOH: Voltage Output High
Idealerweise sollte diese Spannung nahe VCC sein. Wenn ein Strom aus dem 
Ausgang herausfließt, wird dieser nach unten gezogen. Daher wird die 
minimale zu erwartende Spannung bei maximaler Belastung (IOH max, 
Current Output High) angegeben.

VOL: Voltage Output Low
Idealerweise sollte diese Spannung nahe 0V sein. Wenn ein Strom in den 
Ausgang hineinfließt, wird dieser nach oben gezogen. Daher wird die 
maximale zu erwartende Spannung bei maximaler Belastung (IOL max, 
Current Output Low) angegeben.

V steht für Voltage, I für Current...

Deine Vermutung ist absolut korrekt, 20mA entprechen nicht dieser 
Spezifikation. Allerdings gibt es noch einen Bereich, in dem die 
Ausgangsspannungen nicht mehr garantiert werden, der Strom aber durchaus 
noch zulässig ist. Von welchem Baustein stammen die Daten?

Autor: Winfried (Gast)
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Den Vorwiderstand eine LED bezeichnet man nicht als Pullup-Widerstand.

Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Pullup_Widerstand

Autor: Flroian (Gast)
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Hallo,

Vielen Dank schonmal. Stimmt natürlich habe keinen Pullup Widerstand 
sondern um einen Vorwiderstand
Es handelt sich hierbei um einen BECK IPC23(eher unbekannt)

nochmal zu den Daten
Versorgungsspannung 3,3 wegen VOL 0,4 habe ich dann eine 
Differenzspannung von        Vss = 2,9 Volt.
Durchflusspannung            Vd  = 2,1
Differenz über Vorwiderstand Vr  = 0,8 V

Durchflusstrom durch die Diode        If  = 20mA

Strom durch Widerstand (Strom der in den PIN fließt)
0,8V/120R = 6,6 mA

Stimmen nun meine Berechnungen? Der Strom der der Ausgang maximal 
treiben kann ist ja laut Datenblatt siehe oben 8,5 mA. Sollte ich den 
Widerstand größer diemensionieren? Was mich noch stutzig macht ist, dass 
nur der Strom angegeben wird der, der Ausgang treiben kann. Nachdem aber 
der Port hier GND ist müsste der doch eigentlich mehr treiben können 
oder?

Bei einer Low Current Variante wäre es dann:
0,8/400= 2 mA

Stimmt das nun alles so? Kann ich die LEDs so betreiben? Nachdem meine 
Durchflusstrom geringer ist leuchtet meine Dioden dann eben auch 
geringer(Das wäre nicht so schlimm. Dann müsste ich mir eben eine 
entsprechende raus suchen)

Vielen Dank schon mal für eure Antworten und Schöne Grüße

Autor: Fred S. (Gast)
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Oben habe ich es Dir schon einmal für VOHmin vorgerechnet. Wenn Du, was 
durchaus realistisch ist, von VOHtatsächlich=2,9V ausgehst und eine LED 
mit einer Durchflussspannung von 2,1V einsetzt, brauchst Du einen 
Serienwiderstand von 0,8V/0,004A=200Ohm, um 4mA nicht zu überschreiten. 
Nimm 220Ohm und eine LED, die bei 3,6mA noch hell genug ist. Oder 
entschließe Dich, die Controller Familie zu wechseln. Oder (falls Du bei 
Deinem Controller 2 Pins gleichzeitig ansteuern kannst) schließe 
mehrere Pins parallel, falls zulässig (habe ich bei den Atmel AVRs schon 
mehrfach gemacht, um mir einen Treiber-Transistor zu sparen).

Fred

Autor: Flroian (Gast)
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Hallo Fred,

Vielen Dank für die Antwort.

"Wenn Du, was
durchaus realistisch ist, von VOHtatsächlich=2,9V ausgehst und eine LED
mit einer Durchflussspannung von 2,1V einsetzt"
Warum sollte ich davon nicht ausgehen können Vss-Vol. 3,3-0,4. Oder kann 
man dass so nicht rechnen


Schöne Grüße

Autor: Fred S. (Gast)
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Kann man: wie ich geschrieben habe, sind die Werte realistisch!

Fred

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