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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Polarität wechseln


Autor: Christian (Gast)
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Hallo,

ich suche eine Möglichkeit die Polarität zu wechseln (im bereich von
ca. 1 kHz bei einem Potential von ca. 9 - 15V und einem Strom von rund
100 mA.
Das ganze soll dienen um Rot/Grün LEDs anzuteuern die bei
Polaritätswechsel die Farbe ändern.

also einmal

(i)    +10 V     ---D--- 0V
(ii)     0 V     ---D--- +10V

was natürlich auch gehen würde:

(i)    +10 V     ---D--- 0V
(ii)   -10 V     ---D--- 0V


Hat jemand eine Idee wie man sowas am besten machen könnte? Gibt es
sowas wie Umschalter in digitaler Form (Ich brauche 7x Source und 4x
Sink, was natürlich eigentlich immer wechselt)?
Meine Idee bis jetzt war zB. einen Analogschalter wie den 74HC 4066 zu
nehmen (und dann aus zweien einen Umschalter bauen). Aber dieser
verkraftet Leider die Ströme nicht. Das ganze diskret über Transistoren
aufzubauen wäre mir zu viel arbeit. Ich habe schon an den UN2003. Der
würde den Strom locker treiben, aber leider nur in eine Richtung, oder
geht das doch?

Also ich bin ziemlich ratlos zur zeit, wie man das am
einfachsten/besten lösen kann.

Vielen Dank im vorraus!

Gruß Christian

Autor: A.K. (Gast)
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Widerstand + LED zwischen Output vom Controller und Output eines
passenden Inverters. Input vom Inverter an Output vom Controller.

Autor: A.K. (Gast)
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Bild dazu.

Autor: Christian (Gast)
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mh vielen dank für die mühe.

Aber das kann doch nicht gehen?
Wie soll ich so die Polarität komplett ändern. Und wieso führst du die
eine Leitung vom Inverter wieder zurück? Und welcher Inverter schafft
schon diese Leistung?

Autor: A.K. (Gast)
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Weiss nicht, was für eine Polarität Du noch ändern willst, aber der
Strom durch die LED fliesst jedenfalls mal in die eine mal in die
andere Richtung, je nach Pegel vom Output.

Spannend ist nur was passiert, solange nach Reset der Output offen ist
(evtl. Schwingung?).

Was den Inverter angeht - m.W. hat die 74AC Linie hinreichend "dicke"
symmetrische Outputs, d.h. 74AC241 sollte passen.

Autor: A.K. (Gast)
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Oops, der '241 ist nichtinvertierend. Besser ist der '240.

Autor: A.K. (Gast)
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"Und wieso führst du die eine Leitung vom Inverter wieder zurück?"

Weil grad das der Witz daran ist. Wenn Du damit nicht klarkommst, dann
schlag erst einmal nach, was ein Inverter ist. Und spiele mal die Pegel
durch.

Wenn der anfangs instabile Zustand nach dem Reset stört: die
tristate-enables des '240-er erst nachträglich einschalten

Autor: Rahul (Gast)
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Das Problem bei dem Inverter sind die 9-15V...
Die verträgt weder der Controller, noch der Inverter.
H-Brücken wären da besser...

Autor: A.K. (Gast)
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Stimmt, wenn die 9-15V noch für irgendwas anderes gebraucht werden. Drum
habe ich ja gefragt, was da sonst noch umgepolt werden soll.
Entsprechend der Berschreibung oben sind das nur die LEDs, und dafür
braucht's keine 9-15V.

Autor: Christian (Gast)
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Also ich bruache schon eine hohe Spannung.

Es sind jeweils 4 LEDs in Reihe und diese muss ich aufgrund vom
Mulitplexen mit einem höheren Strom impulsweise ansteuern (Ich denke da
so an 40 - 80 mA).

Ich hab auch schon mal was wegen H-Brücken deswegen gehört? Allerdings
nicht verstanden. Wie kann ich das machen? Schaltungsbeispiel?

Und das ganze geht nicht mit den UN2003? Können die keinen negativen
Strom durchlassen?

Autor: Christian (Gast)
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Also das mit der H-Brücke scheint mir nun recht logisch. Ich hab eben
mal deswegen nachgeschaut.

Denke das sollte damit gehen. Oder nicht?

Kann mir jemand da ein IC empfehlen?

Autor: Rahul (Gast)
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die ULN-Bausteine sind nichts anderes als NPN-Transitoren zu einer
Gruppe von 7 oder 8 in einem Gehäuse (und noch etwas Pegelanpasszeug).
H-Brücken (Push-Pull-Ausgänge?) bestehen aus je zwei PNP- und zwei
NPN-Transistoren, die als Brücke zusammengeschaltet sind (PNP gegen +,
NPN gegen Masse)
Die Dinger werden auch zum Umpolen von Motoren genommen. Der L298 ist
son Ding. Kann aber bestimmt zuviel (Leistung) für deine Anwendung.
Prinziell sollten für deine Anwendung ein paar BC548 (NPN) und BC558
(?)(PNP) reichen. Bin mir jetzt mit den Bezeichnungen nicht ganz
sicher. Sind halt Kleinleistungsbipolartransistoren...

Autor: A.K. (Gast)
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L293 hat 2 komplette H-Brücken in DIL-14.

Bringt die Schaltung von Haus aus auch eine negative Stromversorgung
mit, also +/-12V oder so? Dann reicht pro LED-Strang eine halbe
H-Brücke, macht 4 Stück pro L293.

Wenn Du die ULN2003-er unbedingt verwenden willst: Zusammen mit seinem
Gegenstück UDN298x lassen sich daraus auch wieder Brücken bauen.

Autor: crazy horse (Gast)
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L272M

Autor: Christian (Gast)
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Eine frage noch zum L293
Schaut glaube ich ganz gut aus und bezahlbar. Hier im Forum habe ich
über den L293 gelesen das er sehr veraltet ist und das die
Verlustleistung zu hoch ist? Stimmt das gibt es da nichts besseres
dann, neueres? Und schafft der Überhaupt dann so 1,5 kHz (Umpolung)?

Desweiteren wollte ich fragen, ob es nicht Analogschalter wie den 4066
gibt die auch bilateral leiten bloß einiges mehr an Strom verkraften
und eine reicht geringen ON-Widerstand haben?

Vielen dank für die jetzigen und kommenden Antworten :-)

Gruß Christian

Autor: Christian (Gast)
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So, nach längerem melde ich mal wieder.

Die ganze Sache habe ich nun etwas "verworfen" und habe mir überlegt
das ganze diskret, wie die Anzeige auch, mit BC547C aufzubauen.

Als Anhang habe ich dazu mal eine Schaltung entworfen mit der man die
Polarität hoffentlich wechseln kann. Es sind in Grau die 4 Ziffern
dargestellt die einzeln geschaltet werden sollen und jeweils erst noch
2 Segmente haben. Ich hoffe das ganze könnte so klappen, die
(Vor)Widerstände habe ich noch weggelassen. Das S3 und S4 noch auf
kurzschluss verriegelt werden muss ist mir klar.

S1,2: Segment/LED auswählen
S3,4: Polaritätwechseln
S5,6,7,8: Ziffer auswählen

Meine Fragen:

- Kann das ganze so klappen, oder ist es Schwachsinn?
- Sperrt der BC547c von C->E in beide Richtungen die 12V wenn er low
ist? Brauche ich sicherheitshalber die Dioden?
- Welchen Ron werden wohl die BC547 haben? Es sind ja dann 4 Stück in
Reihe. Mehr als 30Ohm?

Vielen Dank, Christian

Autor: Christian (Gast)
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Hat denn niemand nerv die kleine Schaltung mal kurz zu kontrollieren?

Autor: A.K. (Gast)
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Als Denksportaufgabe? Ein hübsches Labyrinth hast Du da gemalt. Sortier
das mal so um, dass Vcc oben ist und GND unten, und der Strom
vorzugsweise von oben nach unten oder links nach rechts fliesst. So
macht's der Rest der Welt.

Stimmt das Schaltbild der LEDs so? Sieht ein bischen nach schwarz
leuchtender LED aus.

Was ist mit den Schaltern nach nirgendwo?

Autor: Rahul (Gast)
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so, wie deine LEDs aussehen, kann da nichts leuchten.
Eine von beiden sperrt immer, und dann kann kein Strom fliessen.

Offenbar hast du zweifarbige LEDs mit drei Beinen. Die haben (in diesem
Fall) eine gemeinsame Kathode, die an Masse angeschlossen werden muß.
Dafür brauchst du keine H-Brücken, weil du den Strom für die LEDs nicht
umpolen musst. (sondern nur PNP-Transistoren...)

Die LEDs, bei denen der Strom umgepolt werden muß, habe nur zwei Beine
und sind zwei antiparallelgeschaltete LEDs in einem Gehäuse.

Der andere Christian hat schon Recht, dass dein Schaltplan etwas
unübersichtlich ist.

Gruß Rahul

Autor: Christian (Gast)
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Also das Schaltbild im Plan von den LEDs ist falsch.
Ich selbst habe 2 Pin DUO LEDs die bei Polaritätwechsel die Farbe
ändern.

Autor: Rahul (Gast)
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übersichtlicher wäre es auf jeden Fall, wenn du nicht die ganze
Schaltung, sondern nur ein Segment zeichnen würdest.
Fehler, die mir einfach so auffallen:
BC547 ist ein NPN. Du verwendest keine PNP, die aber nötig wären.
Im Anhang mein Bild...

Autor: Jens123 (Gast)
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2 Moeglichkeiten
endweder H Brücke (dazu  sind hier schon mehrere Theards gelaufen)
oder du nimst einfach ein Relais ;) je nach schaltungsaufwand /
schaltvorgaennge

Autor: Rahul (Gast)
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Relais bei 1kHz... Wer lesen kann, ist klar im Vorteil... Entweder hat
übrigens nichts mit dem Ende zutun...

Autor: A.K. (Gast)
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@Rahul: Deine H-Brücke ist nicht zur Nachahmung empfohlen - PNP im
Inversbetrieb.

Autor: Christian (Gast)
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Hallo,

ich habe heute durch Unterstützung eine Schaltung bekommen die wohl
Funktionieren wird. Falls interessere besteht kann ich diese demnächst
hier Posten.

Trotzdem vielen Dank für die Anregungen.

Autor: Rahul (Gast)
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@A.K.:
Fehler gefunden... die PNP müssen anders herum.
Und man sollte am Eingang noch einen Pull-Up spendieren, damit die PNP
wirklich sperren.
Gruß Rahul

Autor: Gnumbo (Gast)
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Ähem, ich muss mich nochmal melden.
Leider kann ich die Schaltung nicht einfach umbauen, da die weit
entfernten Relais zusammen mit noch anderen Bauteilen mit einem Pol an
Masse liegen (müssen). Ich habe keine Adern mehr im Kabel frei um diese
Beschaltung zu ändern.
Also habe ich an einen PNP-Transistor statt NPN gedacht. Dann muss ich
kaum etwas ändern, außer den ATMega umzuprogrammieren.
Bevor ich daran gehe: Kann die beigefügte Schaltung dann so
funktionieren? ATMega läuft mit 5 Volt. Vielleicht besser einen (100K?)
Widerstand von Basis gegen 5V legen um ein definiertes Potential zu
bekommen, wenn der ATMega mal hängt o.ä.? Ich will ja nicht, dass dann
die Relais immer anziehen, nur weil der ATMega (oder mein Programm...)
mal spinnt.

Danke
Gnumbo

Autor: Gnumbo (Gast)
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Ups, Posting in falschem Thread, vergesst den obigen Eintrag. Sorry,

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