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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe bei Schaltung


Autor: Mathias O. (m-obi)
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Hallo,

hab noch nicht viel mit Elektronik gemacht, vielleicht kann mir einer 
helfen.
Hab hier eine Schaltung gezeichnet, weiß aber noch nicht welche 
Transistoren und Vorwiderstände ich da nehmen muss.


Gruß
m-obi

Autor: Moritz E. (devmo)
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Verrätst du uns auch was die Schaltung bezwecken soll?

Autor: Mensch_Z (Gast)
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einfach so zufaellig gezeichnet ?

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Klar verrate ich das.

ich will mit drei Portpins von einem Atmega16 eine LED schalten, wenn 
alle Pins high sind soll die LED leuchten und das sehr hell. Ganz 
einfach.

Autor: Klaus R. (klaus2)
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...und wieso verknüpfst du das nicht IN der software?

Ansonsten schau mal ins Tutorial, da sollte doch der Grundlagenkram zu 
Trans drin stehen!

Und LED Vorwiderstände diskutieren wir hier nicht. -> Google!

Klaus.

PS: Firma Phoenix Contact - ist die Frage beruflicher Natur?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> wenn alle Pins high sind soll die LED leuchten und das sehr hell.
Das wird sie, die LED.
Aber evtl. nur kurz  :-o

Autor: Klaus R. (klaus2)
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Naja - 5V - 3x0.4V = 3.8V ... Könnte bei blau klappen :) räusper

Zumal wir ja noch nix über die R(b)s wissen...

Klaus.

Autor: El Jefe (bastihh)
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Lothar Miller wrote:
>> wenn alle Pins high sind soll die LED leuchten und das sehr hell.
> Das wird sie, die LED.
> Aber evtl. nur kurz  :-o

nicht nur eventuell..... o.o

[edit] die würde doch unbegrenzt viel strom ziehen?

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Hab mal kurz die Schaltung erweitert um zu sehen was ich machen will. 
Dabei soll jede LED für ein Bruchteil einer Sekunde an sein und immer 
nur eine. Sodass man denkt das alle an sind.

Autor: El Jefe (bastihh)
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Mathias Obetzhauser wrote:
> Dabei soll jede LED für ein Bruchteil einer Sekunde an sein und immer
> nur eine. Sodass man denkt das alle an sind.

irgendwie schnall ich das nicht ganz...
Meinst du eventuell PWM?

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Klaus R. wrote:
> ....
> PS: Firma Phoenix Contact - ist die Frage beruflicher Natur?

ne ne für zu Hause

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Basti B. wrote:
>...
> irgendwie schnall ich das nicht ganz...
> Meinst du eventuell PWM?

Nein das ganze gehört zu einem LED Cube, T1 ist für die Ebenen zuständig 
und die restlichen für die Zeilen bzw. Spalten.


PS: melde mich dann später, falls jemand schreibt, muss zur Arbeit.

Autor: Karl-heinz Strunk (cletus)
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Mathias Obetzhauser wrote:
> Basti B. wrote:
>>...
>> irgendwie schnall ich das nicht ganz...
>> Meinst du eventuell PWM?
>
> Nein das ganze gehört zu einem LED Cube, T1 ist für die Ebenen zuständig
> und die restlichen für die Zeilen bzw. Spalten.

Dann schreibe das doch direkt.

Weil die Schaltung aus Post 1 macht so absolut keinen Sinn.

Kleiner Tip: Bevor du "3d" wirst, mach erstmal eine klaine 3 x 3-Matrix.

Bei den 3D-Cubes steckt teilweise noch ein bisschen mehr dahinter, weil 
doch viel Strom benötigt wird, wenn alles an sein soll.

Schau mal auf www.das-labor.org

Autor: Moritz E. (devmo)
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Schau mal hier zu den Schaltungsgrundlagen:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm - 
Elektronik-Kompendium: Transistor als Schalter

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere... - 
Elektronik-Kompendium: Schalten und Steuern mit Transistoren I


Verwende Emitterschaltung:

Gehe vom nötigen Strom aus, der durch die LED fließen muss. Sagen wir 
mal 10mA. Dann nimm die Spannung die dabei am LED abfällt, sagen wir mal 
2V. Bei 5V Versorungsspannung bleiben also 3V übrig, die an einem 
Vorwiderstand plus Transistor in Serie zum LED abfallen muss. Dann 
ziehst du die CESat Spannung von ca. 0.3 Volt und bekommst 2.7V für den 
Widerstand allein. mit R = U/I, I = 10mA bekommst du den ersten 
Widerstandswert. Um den Transistor als Schalter zu betreiben muss der BE 
Strom weit mehr sein als über Verstärkungsfaktor Beta zum Treiben von 
10mA durch CE nötig, damit der Transistor in Sättigung betrieben wird. 
Wenn Beta 200 ist, wähle z.B. 20. Strom Ib soll dann 10mA/20 sein, also 
0.5mA. Über Basis-Emiter fällt ca 0.7V ab. Der uC Ausgang gibt etwa 5V, 
bleiben 4.3V die über den Basis-Widerstand abfallen müssen. Also ergibt 
sich der mit R = U/I durch 4.3V/0.5mA.

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Es ist ja nicht alles gleichzeitig an. immer nur eine LED. Und das sehr 
schnell hintereinander. Sodass ein statisches Bild entsteht.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Ein Grundbauelement in der Elektronik ist ein Widerstand.
In Verbindung mit LEDs gern auch Vorwiderstand genannt.

Autor: Moritz E. (devmo)
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Meine güte seit ihr alle fix...

Autor: Gast (Gast)
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Beispiel:

+5V o-------|
            |
           |-|
           | | R=150 Ohm
           |-|
            |
            |
          -----
          \   / \
           \ /  \\ LED mit Uf = 2V
          ------ VV
            |
            |
    ---    /
 o-|   |--|
    ---    \
   R=1k     V
            |
            |
          -----

Rechnung:

   Basisstrom = 5V/1kOhm = 5mA
-> bei Verstärkung Hfe = 200 folgt
   5mA*200 = 1A, Transistor ist durchgesteuert.

   (5V-2V)
   ------- = 20mA
   150 Ohm

   Real wird etwas weniger fliessen, da auch noch eine kleine Spannung
   über dem Transistor abfällt. Damit leuchtet eine rote 20mA-LED bei
   maximaler zulässiger Helligkeit.

So, das war der vorgekaute Teil. Hier gehts weiter:

Elektronikgrundlagen Allgemein:
http://www.elektronik-kompendium.de

Speziell Transistor:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/index.htm#5

Zum dimmen per SOFTWARE benutzt man dann eine PWM:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_PWM

Viel Spass beim stöbern&lesen ;)

Autor: Moritz E. (devmo)
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Mathias Obetzhauser wrote:
> Es ist ja nicht alles gleichzeitig an. immer nur eine LED. Und das sehr
> schnell hintereinander. Sodass ein statisches Bild entsteht.

Dann macht deine Schaltung aber nocoh wenig Sinn, wozu "oben" und 
"unten" ein Transistor?

Spar dir den Schaltaufwand mit Transistoren und realisiere die Logik in 
der Software, genau dazu sind die uCs ja da.

Also tu an jeden Port eine LED mit Vorwiderstand ohne jeden Transistor. 
Wieder gilt: LED nimmt vielleicht 2V, bleibe 3V für Vorwiderstand. Soll 
LED 10mA bekommen, nimm R = U/I = 3V/10mA

Autor: Karl-heinz Strunk (cletus)
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Mathias Obetzhauser wrote:
> Es ist ja nicht alles gleichzeitig an. immer nur eine LED. Und das sehr
> schnell hintereinander. Sodass ein statisches Bild entsteht.

Klar. Aber dann meistens mit einem Impuls, mit dem die LED in Dauerstrom 
sterben würde.

Ich habe also die 3D-Cubes haben teilweise echt Probleme. Du willst ja 
nicht, dass eine Zeile mal heller, mal dunkler ist, je nachdem, wieviele 
LEDs auf ihr an oder aus sind.

Autor: Gast (Gast)
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Nebenbei:

Nicht alle Mikrocontoller können/konnten genug Strom treiben damit eine 
LED leuchtet. Deshalb der Umweg über den Transistor im letzten Beispiel. 
Über den Basis-Vorwiderstand kann man die Last am Controller-Pin bei 
Bedarf noch ein wenig weiter senken.

Am AVR kann man die LED+Vorwiderstand natürlich auch direkt am Portpin 
betreiben, wie das geht das steht allerdings hier im Tutorial prima 
beschrieben.

Autor: Moritz E. (devmo)
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Gast wrote:

>    Basisstrom = 5V/1kOhm = 5mA
> -> bei Verstärkung Hfe = 200 folgt
>    5mA*200 = 1A, Transistor ist durchgesteuert.

Das ist aber nicht gerade Grüne Schaltungstechnik, 1mA reichen auch. 
Nimm 5K

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Hier gucke ich mir das alles ab.

Autor: Mensch_Z (Gast)
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T1 bitte PNP !

Autor: Karl-heinz Strunk (cletus)
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Moritz E. wrote:
> Mathias Obetzhauser wrote:
>> Es ist ja nicht alles gleichzeitig an. immer nur eine LED. Und das sehr
>> schnell hintereinander. Sodass ein statisches Bild entsteht.
>
> Dann macht deine Schaltung aber nocoh wenig Sinn, wozu "oben" und
> "unten" ein Transistor?
>
Er will mehrere LEDs multiplexen um einen 3D-Cube zu basteln...

Autor: Moritz E. (devmo)
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In der Serienschaltung von Transistoren muss man dann bedenken das der 
Basis-Strom des oberen Transistors auch über die CE-Strecken der unteren 
Transistoren geht. Also ist für V-BE zu beachten, das die Spannung am 
Emitter von den Lasten darunter abhängt. Wenn immmer nur eine LED an 
ist, sollte die Last aber immer gleich sein. Dann nimm 0.3V für zwei 
untere transistoren, 2V für LED, ein Vorwiderstand mindestens muss aber 
noch rein, wenn nur eine LED zu einer Zeit an ist, reicht einer vor T1. 
Es liegt dann an T1(E) 2V(led) + 2x0.3V(CE) = 2.6. über BE (T1) müssen 
0.7V bei Strom von 1mA. Es bleiben an B(T1) 2.6+0.7 = 3.3. 5-3.3 = 1.7. 
Mit R = U/I dann 1.7V/1mA für Rb(T1).

Autor: Moritz E. (devmo)
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Mensch_Z wrote:
> T1 bitte PNP !

warum mit npn gehts doch auch

Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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Mathias Obetzhauser wrote:
> Hier gucke ich mir das alles ab.
>
dachte ich es mir doch, ist ja meine Schaltung...

Wenn du es richtig machen willst (und bei den Elektronik-Gurus mit der 
Schaltung bestehen willst...;-)), lese dir auch den Text auf der Seite 
genau durch...

Grüße Uwe

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Uwe Berger wrote:
> .....
> Wenn du es richtig machen willst (und bei den Elektronik-Gurus mit der
> Schaltung bestehen willst...;-)), lese dir auch den Text auf der Seite
> genau durch...
>
> Grüße Uwe

Hab ich mir auch.

Aber du könntest noch eine Grafik reinstellen, wo man sehen kann welche 
LED welche Bezeichnung hat, das wär sehr hilfreich, grade für solche wie 
mich, die noch neu in diesen Thema sind.

Autor: Mike J. (Gast)
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@ Moritz E.

Nein, stichwort "Spannungsfolger" !
Er muss einen PNP nehmen.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Warum muß die Schaltung denn so kompliziert sein?

Es sollen 27 LEDs angesteuert werden, also nimmt man einfach ein 4*8 
Multiplex und gut is.

Die 8 Katoden werden über Vorwiderstände vom MC getrieben und die 4 
Anoden über npn-Transistoren, fertisch.
Vorwiderstände auf 20mA dimensionieren, ergibt 5mA effektiv.


Peter

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Peter Dannegger wrote:
> Warum muß die Schaltung denn so kompliziert sein?
>
> Es sollen 27 LEDs angesteuert werden, also nimmt man einfach ein 4*8
> Multiplex und gut is.
>
> ....
>
> Peter

Ich find das nicht kompliziert, es sind immer drei Transistoren 
durchgeschaltet pro LED. Das macht 15 Transistoren und nur 9 Leitungen 
zum µC.

Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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MoinMoin,

Mathias Obetzhauser wrote:
> Aber du könntest noch eine Grafik reinstellen, wo man sehen kann welche
> LED welche Bezeichnung hat, das wär sehr hilfreich, grade für solche wie
> mich, die noch neu in diesen Thema sind.
>
halte ich nicht für unbedingt notwendig: getreu meinem Motto "Lieber 
Angeln und nicht Fischstäbchen...", soll die Dokumentation eigentlich 
keine Bauanleitung sein, sondern zum Nachdenken anregen, wie man soetwas 
realisieren könnte. Denn letztendlich versteht man die Funktionsweise 
eines sochen Gebildes nur im Zusammenhang aller 
Schaltungs-/Modul-Komponenten UND dem Ansteuerprogramm im Verbund.

Für das Prinzip der Matrix reicht der Schaltplan aus, was du scheinbar 
ja auch verstanden haben mußt, denn du hast schon die richtigen 
Komonenten zur Ansteuerung einer LED korrekt in deinem 
Schaltungsausschnitt extrahiert...!

Achso, dass mit den richtigen Bezeichnungen (ich denke du meinst, welche 
Spalte/Zeile eine LED hat?), ist so eine Sache...:-). Das hat sich bei 
mir erst beim realen Aufbau entschieden (es gibt ja keine gedruckte 
Leiterplatten, sondern alles "fliegend verdrahtet" auf Lochraster). 
Eigentlich ist es egal, welche LED wo in der Matrix ist. Hauptsache die 
prinzipielle Anordnung stimmt und hat sie verstanden. Denn Rest 
realisiert/korrigiert man dann durch die Ansteuersoftware. Halt kein 
100%-Nachbau-Projekt, sondern mehr eine Studie...

So war meine Herangehensweise an diese Geschichte und ich denke, dass 
ich eine Menge dabei gelernt habe. Das ist zumindestens mein Resümee aus 
der Sache...: also lieber Angeln gehen, als Fischstäbchen im Supermarkt 
kaufen gehen ;-).

Grüße Uwe

Autor: Uwe Berger (boerge) Benutzerseite
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MoinMoin,

Peter Dannegger wrote:
> Warum muß die Schaltung denn so kompliziert sein?
>
> Es sollen 27 LEDs angesteuert werden, also nimmt man einfach ein 4*8
> Multiplex und gut is.
>
> Die 8 Katoden werden über Vorwiderstände vom MC getrieben und die 4
> Anoden über npn-Transistoren, fertisch.
>
prinzipiell hast du recht und mit einer 3x3x3-Matrix auch machbar. 
Anders sieht es aber aus, wenn man eigentlich nur vor hat, mit dieser 
kleineren Dimension zu testen, wie man z.B. ein 8x8x8-Ding realisieren 
könnte. Und das war bei meinem Projekt so gewesen!

Ich habe mich damals für die Variante "Trasistor-Grab" entschieden, weil 
ich die Ansteuersoftware auf dem Mikrocontroller einfach und auch 
performant haben wollte. Der Controller macht nebenbei auch noch ein 
paar andere Dinge...

Natürlich könnte man auch einige Schieberegister etc. statt Transistoren 
verbauen, aber das hängt immer davon ab, was der Anspruch und die 
Randbedingungen sind...!

Grüße Uwe

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