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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Open-Collector für Plus


Autor: Frank (Gast)
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Hallo,
Grundproblem:
Ich habe ein OLED Display, das leider eine spezielle Initialisierung 
benötigt, bei der die Spannungsversorgung für das Panel (+15V) über 
einen Mikrocontroller erst verspätet nach dem Anlegen der Spannung des 
Displaycontrollers (3.3V) erfolgen darf. Genau umgekehrt beim 
Ausschalten.
In dieser Zeit der Intitialisierung darf an dem Pin für die 
Spannungsversorgung des Panels kein definiertes Potential anliegen.

Zum Erzeugen der 15V nehme ich einen Boost Converter, der die Spannung 
aus den 3.3V erzeugt.



Mein Problem:
Wie schließe ich die 15V an das Panel an, also was verwende ich zum 
Schalten mit 3.3V der Spannung von 15V, so dass im ausgeschalteten 
Zustand nichts definiertes am Panel anliegt.



Ideen:
Das offensichtlichste müsste ein Optokoppler sein.
Nur gibt es auch noch andere Möglichkeiten?
Der Boost Converter hat zwar einen Shutdown Pin, leider liegt im 
Ausgeschalteten Zustand die 3.3V am Ausgang, also geht das auch nicht.


Leider weiß ich auch nicht so genau nach was ich hier im Forum oder bei 
Google suchen soll (daher vielleicht auch der total falsche Betreff :-) 
) und habe daher bisher auch so gut wie nichts gefunden das mich weiter 
gebracht hat.

Danke für eure Hilfe.

Autor: Jörg Rupprecht (ruppi66)
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Hallo Frank,

schau mal bei ELV oder Elektor nach. Beide Zeitschriften
hatten in letzter Zeit OLED-Projekte.
Bei ELV hieß das Projekt ODM100.
Hier wurde nicht der Shutdown des Spannungsregler benutzt,
sondern die Versorgungsspannung des kompletten Reglers geschaltet.

Gruß

Ruppi66

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Warum erzeugst Du die Pulse für die Boost-Spule nicht mit einem PWM des 
Controllers? Dazu brauchst Du lediglich 2 Transistoren, einer schaltet 
die Spule, der andere schaltet das PWM gegen Masse, wenn die gewünschte 
Spannung am Ausgangskondensator erreicht ist. Spart den 
Spannungswandler-Schaltkreis und sorgt für ein definiertes Ein- und 
Ausschalten, wenn der BOD des Controller früh genug einsetzt.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Nur gibt es auch noch andere Möglichkeiten?
Du brauchst für die 15V einen klassischen High-Side-Schalter, der (am 
einfachsten) über einen Pin des uCs geschaltet wird.
Etwa so wie im Beitrag "Re: Strombegrenzt schalten"

Autor: Timo D. (lorvorne)
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Hallo,

ja, mit dem HighSide-Schalter gehts gut.
Wenn Dir die Stromaufnahme im geschalteten Zustand weh tun
sollte, kannst Du auch einen kreuzgekoppelten MOS-Levelshifter
nehmen. Dieser hat im Grunde keine statische Stromaufnahme.

Gruß,
T.

Autor: Frank (Gast)
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@Jörg
Vielen Dank für den Tip.
Ich habe mir mal das ELV OLED Modul angeschaut und soweit ich es jetzt 
verstanden habe, verwenden sie einfach einen P-Kanal Mosfet um die 3.3V 
zu schalten, was natürlich deutlich sinnvoller ist, als die 15V zu 
schalten.
Die Frage ist nur, ob im ausgeschalteten Zustand wirklich nichts am 
Ausgang anliegt, vor allem, da während der Initialisierung eine niedrige 
Spannung von bspw. 2V am OLED Spannungseingang liegt.
Weitere Frage: Wozu wird der zusätzliche Bipolartransistor benötigt? In 
meinem Fall ist die Eingangsspannung = Spannung des uC, beides mal 3.3V, 
somit müsste ich doch den uC Ausgang direkt an den MOSFET anschließen 
können, oder wenn sich in der Zukunft was ändert einfach ein 
Open-Collector Ausgang des uC verwenden?
Somit müsste es mit einem einfachem P-Kanal MOSFET funktionieren? :)

@Travel
danke für den Tip. Das werde ich mir auf jeden Fall im Hinterkopf 
behalten und sehr wahrscheinlich auch in der Zukunft mal versuchen, den 
Boost Converter mit dem uC zu realisieren. Bin auf die Idee bisher noch 
gar nie gekommen, ist aber genial, zumal ich auch wo anders das perfekt 
einsetzen werden kann.
Für den Moment aber will ich auf nummer sicher gehen und das erst einmal 
unabhängig vom uC versuchen, zumal das alles bisher auf ein Protoypboard 
gebaut wird mit wechselndem Mikrocontroller.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Frank schrieb:
> Weitere Frage: Wozu wird der zusätzliche Bipolartransistor benötigt? In
> meinem Fall ist die Eingangsspannung = Spannung des uC, beides mal 3.3V,
> somit müsste ich doch den uC Ausgang direkt an den MOSFET anschließen
> können, oder wenn sich in der Zukunft was ändert einfach ein
> Open-Collector Ausgang des uC verwenden?
> Somit müsste es mit einem einfachem P-Kanal MOSFET funktionieren? :)

Ein p-Kanal-MosFet leitet, wenn das Gate negativer als die Source ist. 
Das wäre auch bei 3V3 vom µC der Fall, da die Source 15V sieht. Darum 
brauchst Du den zusätzlichen Transistor, der entweder Massepotential 
durchschaltet oder hochohmig ist, wodurch das Gate durch R5 auf 
Source-Potential gezogen wird und der MosFet sperrt

Autor: Frank (Gast)
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Travel Rec. schrieb:
> Ein p-Kanal-MosFet leitet, wenn das Gate negativer als die Source ist.
> Das wäre auch bei 3V3 vom µC der Fall, da die Source 15V sieht. Darum
> brauchst Du den zusätzlichen Transistor, der entweder Massepotential
> durchschaltet oder hochohmig ist, wodurch das Gate durch R5 auf
> Source-Potential gezogen wird und der MosFet sperrt

Aber wenn ich nun anstatt die 15V am Ausgang, so wie Jörg vorgeschlagen 
hat und so wie es das ELV Projekt macht, die 3.3V am Eingang des 
Spannungsreglers schalte, dann müsste der Transistor doch überflüssig 
werden, siehe Anhang.
Zum Leiten lege ich am uC Ausgang 0V an, ziehe die 3.3V am Gate also auf 
Masse, zum Sperren lege ich 3.3V an.

Wobei ich da ein bisschen rumexperimentieren muss und schauen, was ich 
überhaupt für MOSFETS im Moment daheim habe, so dass ich vielleicht auch 
gezwungen bin die 15V zu schalten und den zusätzlichen Transistor 
verwenden muss, da es mit den 3.3V nicht funktioniert.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Frank schrieb:
> Aber wenn ich nun anstatt die 15V am Ausgang, so wie Jörg vorgeschlagen
> hat und so wie es das ELV Projekt macht, die 3.3V am Eingang des
> Spannungsreglers schalte, dann müsste der Transistor doch überflüssig
> werden, siehe Anhang.

Ja, das ist richtig. Mit einem Logic-Level-MosFet, der seine 
Gate-Schwellspannung bei unter 1.5V hat, sollte das gehen.

Autor: Jörg Rupprecht (ruppi66)
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Hallo Frank,

die genannten Zeitschriftenartikel waren als Gedankenhilfe gemeint.
Ich habe die Schaltung von ELV nicht im Einsatz, aber nach näherem
Betrachten gebe ich Euch recht, wenn Ihr mit einem Logic-Level-MOSFET
P-Kanal die 3,3V zum Schaltregler schaltet, müsste es funktionieren.
Der NPN-Transistor ist in der ELV-Schaltung nur als Pegelkonverter drin, 
da 4,5V-6V geschaltet werden und dies mit 3,3V-Pegel angesteuert werden 
soll.
Nachteil der ELV-Schaltung ist allerdings, dass sich die 15V erst 
aufbauen muß. Im Falle der oben vorgeschlagenen High-Side-Schalter 
bekommst Du
die Spannung sauber zu-/abgeschaltet.
Was besser ist, kann Dir nur einer sagen, der OLED-Erfahrung hat.
Viele Wege führen nach Rom.

Gruß Jörg

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