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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wo ist mein Strom?


Autor: matrix (Gast)
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Hallo,

Folgender Hardwareaufbau:
10x11 LED Matrix mit weissen LEDs von Reichelt 2.8-3.8V
IRF 7103 und 7104 als Spalten und Zeilentreiber.
18 Ohm Vorwiderstände pro Spalte.

Alle 500µS wird eine Zeile weiter geschaltet.

Jetzt bin ich eigentlich davon ausgegangen, dass meine LEDs bei ca 3V 
Flußspannung und 18Ohm Vorwiderstand 111mA Strom ziehen und sich die 
Sache aufaddiert. Je nachdem wieviele LEDs pro Zeile leuchten.

Wenn ich aber mein Multimeter in den GND Zweig schalte, messe ich grade 
mal 40mA Gesamtstrom. Dabei sind insgesamt über die Matrix verteilt 15 
LEDs eingeschaltet. Das kann doch nicht sein?

Da ich mit der Helligkeit soweit zufrieden bin wäre mir die Sache auch 
Schnuppe. Aber ich wollte nun meine LED dimmen und hab dieses zuerst mit 
einem kleinen Transistor BC107A und Hardware PWM im GND Zweig 
ausprobiert. Der CE Widerstand war aber wohl selbst bei max PWM noch zu 
hoch und die Matrix wurde merklich dunkler. Da hab ich dann erst 
begonnen den Strom zu messen

Die Frage ist jetzt eigentlich ob ich bei so geringem Strom nicht auch 
die Masse direkt an den PWM Pin vom Mega128 schalten kann. Der sollte ja 
bis 200mA können.

Ich frage mich nur wo mein Strom bleibt?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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matrix schrieb:
> Wenn ich aber mein Multimeter in den GND Zweig schalte, messe ich grade
> mal 40mA Gesamtstrom.
Evtl. kann das Gerät mit dem Wechselstrom nichts anfangen...

> Jetzt bin ich eigentlich davon ausgegangen, dass meine LEDs bei
> ca 3V Flußspannung und 18Ohm Vorwiderstand 111mA Strom ziehen
> und sich die Sache aufaddiert.
Wahrscheinlicher ist aber, dass der Strom wirklich so gering ist, und du 
einfach den Spannungsabfall über den Treibern in der Berechnung 
vernachlässigt hast...

> Aber ich wollte nun meine LED dimmen und hab dieses zuerst mit
> einem kleinen Transistor BC107A und Hardware PWM im GND Zweig
> ausprobiert.
Wenn du sowieso die Spalten multiplext, dann kannst du doch einfach die 
Einschaltdauer der Spalten verringern...

> Die Frage ist jetzt eigentlich ob ich bei so geringem Strom nicht auch
> die Masse direkt an den PWM Pin vom Mega128 schalten kann. Der sollte ja
> bis 200mA können.
Wo ist die Stelle im Datenblatt, die das garantiert?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

naja, 111mA für eine LED.
Mal 10 (oder 11, jenachdem wie Du multiplext)
macht 1...1,2A wenn alle an sind.
Geteilt durch 11 (oder 10) macht rund 100mA, wenn alle leuchten.
Der maximale Strom, während die Zeile oder Spalte aktiv ist, bleibt 
natürlich gut 1A, daß ist etwas viel für einen BC107...

(Alle Rechnungen natürlich gerundet...)

Dein Meßgerät zeigt natürlich irgendeinen Mittelwert an.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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matrix schrieb:
> Jetzt bin ich eigentlich davon ausgegangen, dass meine LEDs bei ca 3V

Wie kommst du auf 3 Volt? Hast du die gemessen?
Wahrscheinlich sind es 3,8 V:

>10x11 LED Matrix mit weissen LEDs von Reichelt 2.8-3.8V

Und dann hast du nur noch rund 60 mA.

matrix schrieb:
> Wenn ich aber mein Multimeter in den GND Zweig schalte, messe ich grade
>
> mal 40mA Gesamtstrom. Dabei sind insgesamt über die Matrix verteilt 15
>
> LEDs eingeschaltet. Das kann doch nicht sein?


Doch.
Weil keine 15 LEDs eingeschaltet sind. Deine träge 
Augen-Gehirn-Kombination glaubt nur, daß das so ist. Sonst würde eine 
Matrix gar nicht funktionieren, also die Matrix schon. Aber das 
flimmernde Ergebnis wäre äusserst unbefriedigend.

Bei deiner 10 x 11 Matrix werden NACHEINANDER 11 Spalten mit je 10 
Zeilen
durchgeschaltet. Oder umgekehrt, aber das ist völlig egal.
Das bedeutet das eine Zeile und somit auch Jede LED nur für 1/11 der 
Zeit an Spannung liegt. Und dann fliessen 60 mA pro LED. 60 mA für ein 
1/11 der Zeit entspricht ca. 5,5 mA für die ganze Zeit. Und das macht 
bei 15 LEDs dann rund 80 mA.

Daß du nur 40 mA misst, kommt daher, daß du das gar nicht messen kannst, 
da die Spannung und somit auch der Strom gepulst werden.

Erst wenn ALLE LEDs leuchten wirst du auch rund 600 mA messen.

Michael U. schrieb:
> Der maximale Strom, während die Zeile oder Spalte aktiv ist, bleibt
>
> natürlich gut 1A, daß ist etwas viel für einen BC107

Das trifft aber nur für 10% der Zeit zu. Wenn der Transistor glaubt, er 
müsste jetzt mal kaputt gehen, wird die Spannung schon wieder für 90% 
der Zeit abgeschaltet. Und da er sich das alles nicht merken kann, 
bleibt er einfach heil.
Das gilt für die LEDs genauso. Bei denen ist sogar im Datenblatt 
angegeben mit welchem Strom man die pulsen darf.

Ich verwende allerdings in Matrixen immer Transistoren, die 1A 
Dauerstrom schalten können. Sicher ist sicher.

mfg.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Thomas Eckmann schrieb:
> Michael U. schrieb:
>> Der maximale Strom, während die Zeile oder Spalte aktiv ist, bleibt
>>
>> natürlich gut 1A, daß ist etwas viel für einen BC107
>
> Das trifft aber nur für 10% der Zeit zu. Wenn der Transistor glaubt, er
> müsste jetzt mal kaputt gehen, wird die Spannung schon wieder für 90%
> der Zeit abgeschaltet. Und da er sich das alles nicht merken kann,
> bleibt er einfach heil.

Ganz geblieben ist sein BC107 ja auch (vorerst).
UCEsat dürfte bei 600mA - 1A dann aber schon merklich über 200mV liegen 
und das läßt die Matrix eben dunkler werden.

Etwas viel ist es also schon für den armen Transistor.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Michael U. schrieb:
> Etwas viel ist es also schon für den armen Transistor.

Deswegen nehme ich auch BC639.

mfg.

Autor: MaWin (Gast)
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> IRF 7103

Dual N 0.2 Ohm @ Ugs 4.5V, ca. 300pF, 0.02 V Spannungsabfall bei 100mA

> und 7104

Dual P 0.4 Ohm @ Ugs -4.5V, ca. 300pF, 0.04 V Spannungsabfall bei 100mA

unter 0.1 us Umschaltzeit bei 20mA

Sollte alles passen.

(5-3.6)/18= 77mA, deine 18 Ohm sind zu hoch,
die LEDs werden bei 100mA keine 3V haben,
sondern eher mehr
und mit nur 77mA bekommen deine LEDs im Schnitt nur 7.7mA ab
und sind zu dunkel.

Dennoch komme ich in meiner Rechung nicht ganz auf 40mA,
das sind ja nur 2.6mA pro LED im Shcnitt, also 1/3 des berechneten.

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