Hallo,
für eine kleine Schaltung wollte ich gerne einen CD4017 einsetzen, da
der
1. leicht verfügbar ist und
2. ohne Spannungsregler mit 3-15 V läuft
Der Baustein soll dazu benutzt werden, ein LED-Lauflicht aufzubauen. Im
Netz gibt es dazu zahllose Vorschläge und Schaltpläne. Die allermeisten
verwenden den Baustein so, dass er die LEDs direkt ansteuert. Nur wenige
Vorschläge verwenden für jede LED einen Transistor.
Im Datenblatt
(http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A240/SMD4017_SMD4022.pdf)
ist für den Ausgangsstrom (high level output current bei 10V ) ein Wert
von ca. 1mA angegeben.
Außerdem ist eine max. Verlustleistung von 500mW angegeben. Bei 10V ist
das dann ein Strom von 50mA. Da immer nur 1 Ausgang + evtl. Carry aktiv
ist, frage ich mich, wie diese 50mA zustande kommen, wenn ein Ausgang
nur 1mA liefert.
Außerdem:
Eine LED braucht sagen wir mal 10mA. Laut Datenblatt kann eine LED also
nicht direkt getrieben werden.
In diesem schon etwas älteren
Beitrag "4017 wie Widerstand dimensionieren?" schreibt Stefan Us
(stefanus), dass er mit LEDs mit CMOS Bausteinen direkt ohne
irgendwelche Widerstände betreibt.
Jetzt ist mir unklar, ob ich die LEDs direkt mit dem Baustein ansteuern
kann (wie es meistens gemacht wird) oder ob ich einen Transistor
brauche.
Ich will die Schaltung nicht nach wenigen Stunden Betrieb in Rauch
aufgehen sehen, auf der andern Seite soll sie so einfach wie möglich,
d.h. z.B. ohne Transistor für jede LED aufgebaut werden.
Ausprobieren will ich das jetzt nicht einfach, sonst muss ich im Fall
seines Ablebens einen neuen Baustein bestellen.
Danke & Gruß
Sören
Du solltest gute "low current" LEDs verwenden,
die leuchten schon gut bei 1mA oder 2mA.
Nimm die Schaltung von hier
http://www.bowdenshobbycircuits.info/page5.htm
und zwar: 18 Stage LED Sequencer
Dort wird 1,5 kOhm eingesetzt, was bei 12 Volt Spannungsversorgung die
genannten ca. 6 mA ergibt: (12V-2V)/1.5k
Verwende für ca. 2 mA jedoch einen 5,6 kOhm bzw. 10 kOhm für 1 mA.
Gruss
Sören schrieb:> Ausprobieren will ich das jetzt nicht einfach, sonst muss ich im Fall> seines Ablebens einen neuen Baustein bestellen.
Da lebt nichts ab!
Sieh in das Datenblatt genau Deines 4017. Da findet man Kurven der
Ausgangsströme abhängig von Ausgangs- und Versorgungsspannung.
Gute LEDs leuchten mit 2 - 5 mA hinreichend hell.
Sören schrieb:> frage ich mich, wie diese 50mA zustande kommen, wenn ein Ausgang> nur 1mA liefert.
Im Datenblatt ist zum Ausgangsstrom auch die Spannungsdifferenz zur
Versorgung angegeben. Du kannst z.B. (lt. Fairchild Datenblatt) 8,8mA
aus einem auf low geschalteten Ausgang bei 15V Versorgung ziehen, wenn
du eine LOW Spannung von 1,5V zulässt. Je mehr Strom du aus dem Ausgang
ziehst, umso höher wird dann die Ausgangsspannung, der Chip schafft es
nicht mehr, den Ausgang auf GND zu ziehen. Bei High am Ausgang ist er
schwächer, da sinds bei erlaubten 1,5V Drop nur etwa 3,5mA.
Das ist für eine LED aber wurscht - du willst ja keinen weiteren
Logikbaustein ansteuern. Solange du deutlich unter der max.
Verlustleistung bleibst, besteht überhaupt keine Gefahr für den
Baustein. Die Höhe der Versorgungsspannung ist das entscheidende. Wenn
die hoch ist (so über 8-9V), solltest du trotz allem mit einem
Vorwiderstand den Strom durch die LED begrenzen (z.B. auf 8-10mA), bei
niedriger Vcc kann man evtl. auf den Widerstand verzichten. CMOS
Ausgangsstufen sind nämlich ab einer bestimmten Last
Konstantstromquellen.
Na das hört sich doch gut an:
Auf die Transistoren kann verzichtet werden (einfacher Aufbau) und das
IC nimmt keinen Schaden.
Ich werde das so mal ausprobieren.
Vielen Dank!
Die Ausgänge der üblichen CD40xxB Serie liefern im Kurzschlussfall schon
wesentlich mehr als 1mA.
Die Stromstärke hängt sehr stark von der Versorgungsspannung ab. Bei 12V
und einigen kurzgeschlossenen Ausgängen kann so ein Chip schnell
überhitzen. bei 5V aber eher nicht.
Leuchtdioden kannst du ohne Vorwiderstand direkt an CMOS Ausgänge der
CD40xx Serie hängen. Bei 5V Spannungsversorgung fließen dann etwa
10-15mA was für "normale" Leuchtdioden optimal ist. Bei 3,3V kannst du
mit 5-10mA rechnen.
Wenn du ein Ausgangssignal aber noch an einen anderen CMOS Eingang
weiter leitest, sind gültige High/Low Pegel gefragt, und die sind nur
bis etwa 2mA garantiert (soweit ich mich erinnere).
Low Current Leuchtdioden kaufe ich nicht mehr, weil handelsübliche
aktuelle gewöhnliche Leuchtdioden bei 2mA schon heller sind und sie
kosten weniger. Bei Conrad muss man vorsichtig sein, die verkaufen noch
uralte LEDs (gefühlt aus den 80er Jahren) mit nur zweistelligen mcd
Werten. Aktuelle Leuchtdioden haben über 100mcd. Ich habe neulich
gewöhnliche LEDs mit angeblich 800mcd gekauft, für jeweils 0.5 Cent.
Stefan U. schrieb:> Leuchtdioden kannst du ohne Vorwiderstand direkt an CMOS Ausgänge der> CD40xx Serie hängen.
Hört denn dieser diletantische Bullshit denn nie auf!?
Gruss Chregu
Christian M. schrieb:> Hört denn dieser diletantische Bullshit denn nie auf!?
Nein, man kann das tatsächlich bis 5V so machen, wenn nur eine LED
angeschlossen wird und ansonsten das Signal für eine Weiterverarbeitung
nicht mehr benötigt wird. Ich habe schon professionelle Schaltungen mit
einem 4093 gesehen bei denen das so gemacht wurde.
> Hört denn dieser diletantische Bullshit denn nie auf!?
Wenn man keine Ahnung hat, einfach mal Klappe halten. Ich benutze diese
IC's seit 35 Jahren, ich weiß wovon ich rede. Dieser Bullshit stammt
übrigens unter anderem aus dem Unterrichtsmaterial der Ausbildung zum
Kommunikationselektroniker.
Sören schrieb:> Außerdem ist eine max. Verlustleistung von 500mW angegeben. Bei 10V ist> das dann ein Strom von 50mA. Da immer nur 1 Ausgang + evtl. Carry aktiv> ist, frage ich mich, wie diese 50mA zustande kommen, wenn ein Ausgang> nur 1mA liefert.
Ein CMOS-Baustein erhöht die Leistungsaufnahme, wenn er hohen
Taktfrequenzen ausgesetzt wird.
Daher gibt es so schöne Diagramme wie
typical dynamic power dissipation as a functiomn of clock input
frequence im Datenblatt.
> Außerdem:> Eine LED braucht sagen wir mal 10mA. Laut Datenblatt kann eine LED also> nicht direkt getrieben werden.
Richtig, nicht so eine, bei der man Helligkeit nach Datenblatt erwartet.
> In diesem schon etwas älteren> Beitrag "4017 wie Widerstand dimensionieren?" schreibt Stefan Us> (stefanus), dass er mit LEDs mit CMOS Bausteinen direkt ohne> irgendwelche Widerstände betreibt.
Es gibt immer Leute die bei rot über die Strasse gehen.
> Jetzt ist mir unklar, ob ich die LEDs direkt mit dem Baustein ansteuern> kann (wie es meistens gemacht wird) oder ob ich einen Transistor> brauche.
Wenn du 20mA für die LED haben willst: Ja.
Wenn nur irgendein Strom durch die LED fliessen soll für irgendeine
Helligkeit, auch gerne die eine 1/4 so hell wie die andere bzw. 4 mal
heller als die Nachbarin, dann kannst du Stefans Faulheit folgen.
Fig 7: Typical output high source current characteristics bei 10V
Versorgunsgapnnung kann man bis 20mA typical (14mA min bis 28mA max)
erwarten, bei 5V aber 4mA typical (2.8mA min bis 5.6mA max), nur liefert
der Ausgang dann halt kein Logiksignal mehr, sondern nur noch die
Spannung der LED.
> Ich will die Schaltung nicht nach wenigen Stunden Betrieb in Rauch> aufgehen sehen, auf der andern Seite soll sie so einfach wie möglich,> d.h. z.B. ohne Transistor für jede LED aufgebaut werden.
Es gibt halt immer mehr Pfuscher.
Michael B. schrieb:> Wenn nur irgendein Strom durch die LED fliessen soll für irgendeine> Helligkeit, auch gerne die eine 1/4 so hell wie die andere bzw. 4 mal> heller als die Nachbarin, dann kannst du Stefans Faulheit folgen.
Diesen Schwachsinn wiederholt Du ja immer wieder. Einen Nachweis für
Deine Behauptung hast Du bis heute nicht erbracht. (Kann ja auch
garnicht gelingen)
@TO
Mach Deine Versuche und ignoriere die Weltverschwörer.
R. M. schrieb:> So viel Platz nimmt ein ULN2003 oder ULN28003 auch nicht weg, die> Anschlussbelegung und der Preis ist auch Bastlerfreundlich.
Dann achte mal schön darauf, daß der ausgesuchte 4000er die ULNs
überhaupt ansteuern kann. Es kann gut sein, daß der Ausgangsstrom dafür
zu klein ist ;-)
> auch gerne die eine 1/4 so hell wie die andere bzw. 4 mal> heller als die Nachbarin
Damit eine LED 4 mal so hell aussieht, muss der 16-fache Strom fließen.
Du glaubst nicht im Ernst, dass die Treiberstufen innerhalb eines IC
auch nur ansatzweise so stark variieren, dass man da einen Unterschied
sehen kann, oder?
> Diesen Schwachsinn wiederholt Du ja immer wieder.
Ja, weil ich von meinen Aussagen überzeugt bin. Aber ich möchte Dich mal
fragen, warum Du dann immer mit Schimpfworten gegensteuerst. Tu Dir
selbst mal einen gefallen, und probiere es mal aus. Du wirst sehen, dass
das Ergebnis gar nicht so übel ist, wie du erwartest.
m.n. schrieb:> Dann achte mal schön darauf, daß der ausgesuchte 4000er die ULNs> überhaupt ansteuern kann. Es kann gut sein, daß der Ausgangsstrom dafür> zu klein ist ;-)
Für die CD4000 er Reihe gibt es ja deshalb auch den ULN2004.
Gruß Anja
Anja schrieb:>> Es kann gut sein, daß der Ausgangsstrom dafür zu klein ist ;-)>> Für die CD4000 er Reihe gibt es ja deshalb auch den ULN2004.
Sollte der Ausgangsstrom des Gatters beim ULN2003A für die Last
tatsächlich zu klein sein, dann wird das beim grösseren Basiswiderstand
des ULN2004A auch nicht besser. ;-)
Der ULN2004A ist eher was für 4000er bei 12V oder so. Um die nicht zu
sehr zu belasten.
A. K. schrieb:>> Sollte der Ausgangsstrom des Gatters beim ULN2003A für die Last> tatsächlich zu klein sein, dann wird das beim grösseren Basiswiderstand> des ULN2004A auch nicht besser. ;-)>> Der ULN2004A ist eher was für 4000er bei 12V oder so. Um die nicht zu> sehr zu belasten.
Wenn ich die Datenblätter der genannten Treiber richtig gelesen habe,
benötigen die zum vollständigen Durchsteuern (500mA am Ausgang) etwa
1mA.
Die sollte auch noch ein historischer, ungepufferter CMOS-Ausgang
hinbekommen.
A. K. schrieb:> Der ULN2004A ist eher was für 4000er bei 12V
Natürlich, 4000er sind ja auch eher für 12V.
Bei 5V sind ihre Daten so schlecht, daß man nicht ernsthaft an eine
Verwendung denken sollte.
R. M. schrieb:> Wenn ich die Datenblätter der genannten Treiber richtig gelesen habe,> benötigen die zum vollständigen Durchsteuern (500mA am Ausgang) etwa> 1mA.
@ Uin ca. 3,5 V
> Die sollte auch noch ein historischer, ungepufferter CMOS-Ausgang> hinbekommen.
eben nicht! Besser sind da die HEF bzw. B-Ausführungen oder man nimmt
zwei CMOS-Ausgänge parallel ;-)
Michael B. schrieb:> Bei 5V sind ihre Daten so schlecht, daß man nicht ernsthaft an eine> Verwendung denken sollte.
Meine Antwort speziell für Dische:
Beitrag "Re: 7-Segment Anzeige 3-3tellig"
> Bei 5V sind ihre Daten so schlecht, daß man nicht ernsthaft> an eine Verwendung denken sollte.
So ein quatsch. Selbst umfangreichste getaktete Logikschaltungen mit den
ersten ungepufferten 40xx Gattern funktionierten schon ab 3V absolut
zuverlässig.
Langsam ist nicht = schlecht
Manchmal sind langsame Gatter sogar Vorteilhafter, als schnelle. Es
kommt ganz auf die Anwendung an.
> Besser sind da die HEF bzw. B-Ausführungen
Ja, die haben ordentlich gepufferte Ausgänge und damit die sauberen
Pegel, an die wir uns längst gewähnt haben.
Ich denke, die ungepufferten kann man ohnehin nirgends mehr kaufen. Das
war schon vor 20 Jahren so.
Stefan U. schrieb:> Ich denke, die ungepufferten kann man ohnehin nirgends mehr kaufen. Das> war schon vor 20 Jahren so.
Sag das nicht: CD4007 ;-)
Ungepuffert ist nicht out: es gibt 74HC04 und selbst ganz flotte
74LVC1GU04 als ungepufferte Ausführungen.
m.n. schrieb:> es gibt 74HC04 und selbst ganz flotte> 74LVC1GU04
Dürfen diese CMOS Logikschaltungen auch an 12V betrieben werden, so wie
die 4000er Reihe? Oder handelt es sich hierbei etwa um 5V TTL-Bausteine,
nur weil 74 davorsteht?
Stefan U. schrieb:> Nein, schau ins Datenblatt.
Worauf bezieht sich das Nein?
Nein, ich darf keine 12V anschließen oder
Nein, es sind keine TTL-Bausteine?
m.n. schrieb:> 2 x Nein ;-)
2 x Nein widerspricht sich. Jetzt werden hier 6 Beiträge hintereinander
geschrieben, ohne Sinn und Verstand. Dabei wäre es doch ein Klax gewesen
sofort eine lösungsorientierte Antwort zu geben?
Durch Selbstrecherche im Internet bin ich jetzt erst hinter das
Geheimnis gekommen. Dann hat m.n. doch Recht gehabt, es widerspricht
sich nämlich nicht, sorry. Die 74HC Typen dürfen nur mit 5V (2 bis 6
Volt) betrieben werden und gehören aber trotzdem nicht zur CMOS-Familie
und auch nicht zur TTL Familie.
Ich habe vorher immer geglaubt die 74HC Typen kann ich direkt an 12V
anschließen, weil sie zu der CMOS Familie gehören und keine TTL Typen
sind.
Deswegen auch die starke Erwärmung ohne Funktion. Alles klar.
Konstantin schrieb:> Durch Selbstrecherche im Internet bin ich jetzt erst hinter das> Geheimnis gekommen. Dann hat m.n. doch Recht gehabt, es widerspricht> sich nämlich nicht, sorry. Die 74HC Typen dürfen nur mit 5V (2 bis 6> Volt) betrieben werden und gehören aber trotzdem nicht zur CMOS-Familie> und auch nicht zur TTL Familie.
Sie gehören sehr wohl zur CMOS-Familie. Nur eben nicht zur 4000er
CMOS-Familie.
m.n. schrieb:> Stefan U. schrieb:>> Ich denke, die ungepufferten kann man ohnehin nirgends mehr kaufen. Das>> war schon vor 20 Jahren so.>> Sag das nicht: CD4007 ;-)
Das ist kein herkömmlicher Logikschaltkreis.
> Ungepuffert ist nicht out: es gibt 74HC04
Der heißt in der ungepufferten Version 74HCU04. In der 4000er Familie
gibt es noch den 4049UB, enthaltend 6 CMOS-Inverter aus 2 MOSFET, ganz
nach Schulbuch.
Ebenfall ungepuffert ist die K176 Reihe von den Russen. Die hat dazu
noch die Eigenheit, daß sie (offiziell) nur mit 9V läuft.
Konstantin schrieb:> Durch Selbstrecherche im Internet bin ich jetzt erst hinter das> Geheimnis gekommen.
Da gibt es kein Geheimnis, sondern alles relevante steht im Datenblatt.
RTFM.
Sören schrieb:> Hallo,>> für eine kleine Schaltung wollte ich gerne einen CD4017 einsetzen, da> der> 1. leicht verfügbar ist und> 2. ohne Spannungsregler mit 3-15 V läuft>> Der Baustein soll dazu benutzt werden, ein LED-Lauflicht aufzubauen.
Wenn Du sozusagen für Deine eigenen privaten Zwecke baust, und Du
keine weiteren Logikbausteine mit den Ausgängen steuern willst,
kannst Du Deine LEDs direkt anschliessen. Bei Ub<6V auch ohne
Vorwiderstand. Bei Ub>6V müsstest Du den passenden Vorwiderstand
ausprobieren. Es ist auch nicht auszuschliessen, das der eine oder
andere 4000er bei einem solchen Betrieb durchbrennt. Es sollte Dir
aber klar sein, das die korrekte Beschaltung nur mit zusätzlichen
Treibertransistor aufgebaut werden sollte, speziell wenn man eine
solche Schaltung in grösseren Stückzahlen baut und verkaufen will.
Für andere Bausteinfamilien, speziell die, die eine "74" enthalten,
kann ich keine Angaben machen, weil ich da keine Erfahrung mit dem
Direktanschluss von LEDs habe.
Axel S. schrieb:>> Sag das nicht: CD4007 ;-)>> Das ist kein herkömmlicher Logikschaltkreis.
Inverter sind keine Logikbausteine?
Der CD4007 war mit der erste Baustein von RCA.
Harald W. schrieb:> weil ich da keine Erfahrung mit dem> Direktanschluss von LEDs habe.
Mit 74HCxxx wären das auch eher schlechte Erfahrungen.
74LSxxx macht keine Probleme. Da gab es ja noch ein "fanout".
Die 74HC IC's haben richtig leistungsstarke Ausgänge. Im Kurzschlussfall
habe ich einmal (aus versehen) über 100mA gemessen. Aber nur ganz kurz,
danach war der Chip kaputt.
> Inverter sind keine Logikbausteine?> Der CD4007 war mit der erste Baustein von RCA.
Der ist insofern eine Ausnahme, dass er ausdrücklich einzelne CMOS Paare
enthält. Deswegen eignete er sich lange Zeit hervorragend, die
Eigenschaften von MOSFET Transistoren zu erforschen, als man diese
einzeln nicht oder nur für sehr viel Geld kaufen konnte.
Er wird auch heute noch gelegentlich in analogen Schaltungen verwendet.
Axel S. schrieb:> Ebenfall ungepuffert ist die K176 Reihe von den Russen. Die hat dazu> noch die Eigenheit, daß sie (offiziell) nur mit 9V läuft.
Hi,
und 250 ns Schaltzeit, sowie 1 MHz Schaltfrequenz max.
(Habe aber an einem der Ausgänge mit 1 kOhm Widerstand in Reihe eine LED
zum Leuchten gebracht.)
Für höhere Schaltfrequenzen werden die K155er empfohlen.
Die haben sogar 50 ns Schaltzeit.
z.B.
http://tec.org.ru/board/k155id10/151-1-0-1886
ciao
gustav
