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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Darlington (PNP) an AVR Pin?


Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Ich wollte gerne den BC516 (weil ich den hier noch rumliegen habe) am 
AVR nutzen (Last 7xLed a 20mA). Die LEDs werden per ULN an masse 
geschaltet.
Der BC516 ist ja ein Darlington (laut datenblatt 30.000 
Stromverstärkung) also dachte ich mir ich nutze den internen Pullup des 
AVRs (~100k bei 5V *30.000 = 1.5A <-- Transistor sperrt).

Mein "Problem". Wenn ich nur den Pullup an schalte, sollte der ja 
sperren da PNP... aber leitet der zuverlässig wenn ich den Pullup 
ausschalte? Ich hab irgenwie sorge das bei so einer großen Verstärkung 
der Transitor bei offenen AVR Eingang wild schaltet.

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Er wird nicht leiten. Oder sich massig Störungen einfangen. Ist ein 
Portpin auf Eingang geschaltet, so ist er ohne PullUp wie eine offene 
Leitung. Mein Rat: Dem Transistor einen passend berechneten 
Basisvorwiderstand verpassen und den Portpin auf Ausgang schalten. Dann 
lassen sich aber auch die billigeren BC327-Transen verwenden.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Wenn es ein NPN wäre, dann würde die Sache mit den internen Pullups an 
Stelle von Basiswiderständen funktionieren. Bei PNP hingegen nicht.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Ok, Schade, dann bau ich einen Vorwiderstand ein, 100k sollte okay sein 
oder? Und vieleicht sollte man das im Tutorial mal klarstellen das es 
nur mit NPN geht.

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Ähemmm. In welchem Tutorial? Habe gerade mal kurz das AVR-ASM-Tutorial 
durchgesehen, da wird immer mit Vorwiderstand und PortPin auf Ausgang 
gearbeitet.

Andreas Kaiser wrote:
> Wenn es ein NPN wäre, dann würde die Sache mit den internen Pullups an
> Stelle von Basiswiderständen funktionieren. Bei PNP hingegen nicht.
Theoretisch ja, nur besteht die Gefahr, daß bei einem Programmfehler 
oder Absturz der Portpin als Ausgang geschaltet wird, wodurch dann der 
Strom nahezu ungebremst in die Transistorbasis fließt. Und das tut weder 
dem Controller noch dem Transistor gut. Deshalb ist das kein gutes 
Schaltungsdesign.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: crazy horse (Gast)
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naja, Darlington high-side, Darlington low-side - das wird dann je nach 
LED-Typ schon langsam eng. Rot geht :-)

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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crazy horse wrote:
> naja, Darlington high-side, Darlington low-side - das wird dann je nach
> LED-Typ schon langsam eng. Rot geht :-)
Wieso eng?
Ganze schaltung hängt an 5V bei ~2V Durchlaßspannung ist da doch noch 
etwas luft oder? Hab jezt allerdings das Problem das der Transistor 
leider nicht durchschaltet...
Habe Basis an den AVR Pin über 100k, Emitter an 5V und Collector an der 
"Last" (wobei zur Zeit keine Last dranhängt auser dem Multimeter).

Jezt ist es aber egal was der AVR ausgibt, es liegen immer 5V an der 
Basis an :-\
Ist der Vorwiderstand zu groß gewählt?

Pin sollte auch als AUsgang geschaltet sein, wenn ich ne LED da direkt 
dranklemme gehts...
//PB4
sbi DDRB, PB4
cbi PORTB, PB4

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Kommando zurück... dämlicherweise hab ich gerade einen Hersteller 
erwischt der ne andere Pinzählung als in meinem Datenblatt hatte :(

Autor: Thomas (Gast)
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schau mal im Datenblatt nach was dein Darlington als Basisstrom braucht. 
Ich hab grad so 1-10 mA im Kopf, damit er gut durchschaltet. Der AVR-Pin 
kann max. 20 mA, also stell ihn mal auf 10 mA ein.

R=U/I = 5 V / 10 mA = 500 Ohm

du siehst die 100k sind etwas viel ;)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>schau mal im Datenblatt nach was dein Darlington als Basisstrom braucht.
>Ich hab grad so 1-10 mA im Kopf, damit er gut durchschaltet. Der AVR-Pin
>kann max. 20 mA, also stell ihn mal auf 10 mA ein.

Wofuer brauch ich dann einen Darlington ?
Der BC516 hat mindestens 30000 fache Stromverstaerkung. Maximaler 
Kollektorstrom ist 1A.

Ib = 1A / 30000 = 33uA damit muesste er voll durchschalten.

(5V - 1.4) / 100K = 36uA

passt .
Ich nehme wohl an das er nicht bis zum maximalen Kollektorstrom 
betrieben wird.

Das einzigste was noch tuen koennte ist einen Widerstand von der Basis 
zum Emitter zu legen um ein sicheres sperren zu gewaehrleisten.

Gruss Helmi

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Als jezt tut ers, hatte das ähnlich wie Helmi gerechnet. Problem war, 
ich hatte zwei Datenblätte wo C/E auf Pin 1/3 lagen, so hatte ichs auch 
aufgebaut. Alerdings hab ich ein Modell von Fairchild wo C/E auf 3/1 
liegen also genau gespiegelt.
Habs geändert, es geht und ich weiß jezt wie das Fairchild Logo aussieht 
:)
Nach genauerer betrachtung hab ich auch festgestellt das die Pins in der 
Länge abgestuft sind, so wie im FC Datenblatt, in den anderen DBs sind 
sie alle auf gleicher höhe... aber darauf hab ich garnicht geachtet :-\

Seh ich das eigentlich richtig das ich jezt den Vorwiderstand mittels:
(5V-2*1,4V-LED_Durchlass)/I = R aussrechnen muss?

Autor: Jörn Paschedag (jonnyp)
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Jein ;-) ,genauer U(5V)-Uf(LEDs)-Uv(PNP)-Uv(ULN)/I=R.
Der Transistor selbst hat einen Spannungsverlust von ca. 0,2V und 
gleiches gilt auch für die ULN, denn das ist auch nur ein Sack voller 
Transistoren.
Ist die Spannungsversorgung hoch genug, dann kann man solche 
Pingeligkeiten vergessen.
Etwas anderes wurde hier schon erwähnt: Das sind die verschiedenen Uf 
der LEDs, die, je nach Farbe, ganz erstaunlich ansteigen können.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Also die Stränge sind immer nach Farben sortiert (d.h. alle Grünnen 
hängen an einem Vorwiderstand und alle roten/gelben auch)
- Die Gelben haben Uf = 2.1V (max 2.5V)
- Rot Uf = 2.0V (max 2.5V)
- Grün Uf = 2.2V (max 2.5V)
laut Datenblatt also recht ähnlich.

Habe dann einfach mal 2V für Uf angenommen.

ALso hätten wir (5 V - 2.0 V - 2*0.2 V)/20mA = 130 Ohm

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Der Transistor selbst hat einen Spannungsverlust von ca. 0,2V und
>gleiches gilt auch für die ULN, denn das ist auch nur ein Sack voller
>Transistoren.

Die 0.2V gelten aber nur bei einem normalen Transistor. Hier in dem Fall 
haben wir aber einen Darlington Transistor da kommt noch einmal eine Ube 
Strecke dazu. Deshalb kann man den auch nur bis 1V runterkriegen.


            ---------+---
           / C       |
     B  | /          |
--------|   Uce1     |
        | \         / C
           \ E   | /
            -----|     Uce2
                 | \
              Ube2  \ E
                    |

Uce2 = Ube2 + Uce1 = 0.7V + (0.2..0.3V) = 0.9 .. 1V

Deshalb bleibt fuer den Vorwiderstand:

 (5 V - 2.0 V - 2*1.0 V)/20mA = 51 Ohm

Gruss Helmi

Autor: Jörn Paschedag (jonnyp)
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Seit wann fließt denn der Hauptstrom (LED) über die BE Strecke? ;-)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Jörn Paschedag
>Seit wann fließt denn der Hauptstrom (LED) über die BE Strecke? ;-)

Wer sagt den das ?
Nur ein Teilstrom fliesst durch die Ube Strecke.

Du kannst die Uce Spannung am Darlington nicht bis auf 0.3V 
runterkriegen.
Um den Haupttransistor durchzuschalten braucht dessen Ube Strecke ca. 
0.7V.
Die bekommt er ueber den Vortransistor. Der kann den Strom aber nur vom 
Kollektor des Haupttransistors abzweigen. Der Vortransistor hat wenn er 
voll durchgesteuert ist eine Saettigungsspannung von ca. 0.3V . Diese 
Spannung und die Ube Spannung des Haupttransistors  addieren sich zur 
Uce Spannung des Haupttransistors von ca. 1V.

Gruss Helmi

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