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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Anfängerproblem Leistungsreduktion


Autor: Heinz Tomato (Gast)
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Wie bereits an anderer Stelle erwähnt habe ich vor eine BinärUhr mit
LEDs ohne µC zu bauen. (nur 4060er, etc.)

Da ich relativ helle blaue LEDs verwenden möchte wollte ich eine
Möglichkeit einbauen in den "Standby-Betrieb" umzuschalten.

Dabei sollen die LEDs weniger kräftig leuchten.

Die LEDs werden einzeln über Transistoren geschaltet, die an einer
gemeinsamen Versorgungsspannung liegen.

Kann ich einfach zwischen den 5V Versorgungsspannung und den
Kollektoren einen Poti (im kOhm-Bereich) setzen, der dann ja einen
Spannungsabfall hervorruft und somit den Dioden Spannung "klaut"?

Reicht das? Oder ist dann die Leuchtkraft der Dioden auch stark
abhängig von der Anzahl gleichzeitig leuchtender LEDs?

Oder muß es ein Spannungsteiler sein?
etwa 5V - 4kOHM -(ANSCHLUSS)- 10kOhm - Masse


ich hab da mal den entsprechenden Ausschnitt der Schaltung angefügt.
Nicht über das seltsame Konstrukt oben in der Mitte wundern. Das ist
der Reichelt-Schiebeschalter, den ich selbst in die Lib eingefügt habe.

Autor: thkais (Gast)
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Wenn Du das linear über die Transen machst, kommt es zu höherer
Wärmeentwicklung an denselben - nicht gut.
PWM wäre eleganter.

Autor: Tobi (Gast)
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die meisten potis vertragen nur einige dutzend milliwatt. wieviel strom
ziehen deine led's alle zusammen

Autor: Hubert (Gast)
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Für den Fall das du das Ohmsche-Gesetz kennst, kannst du dir leicht
ausrechnen das die Schaltung unsinn ist.

Autor: Heinz Tomato (Gast)
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hmm. Wenn ich das mal so überlege: Sekunden und Minuten können max.
jeweils 5 LEDs leuchten (also bei 31), bei den Stunden wäre das
maximale bei 15 Uhr. (4 LEDs). Um 15:31,31 wäre also eine max. Anzahl
von 14 LEDs aktiv, die je laut Datenblatt 20mA ziehen.

Wären also insgesamt 280mA.

Da hab ich nu echt noch nicht drüber nachgedacht. Ich dachte immer
µC-Bereich, da fließt so wenig, datt passt schon ;)

Autor: Heinz Tomato (Gast)
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Hmm. 100mW ist wohl das höchste der Gefühle bei meinem Poti. Also wohl
deutlich zu wenig.

@Hubert:
Ich glaube da mal sowas gehört zu haben.
Aber mal ernsthaft bewirkt ein Widerstand ja immer einen
Spannungsabfall, der widerum zu einem Leistungsabfall führt, die dann
bei den Lampen halt fehlt.
Wäre also nett, wenn Du mal etwas konktretes äussern könntest, damit
ich weiß, wo ich ansetzen muß.

Autor: A.K. (Gast)
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Besser: Die LEDs klassisch über ULN2003 schalten (oder auch einzeln,
aber bitte Emitter an GND und Kathode der LEDs am Kollektor). Die
Regelung der Helligkeit macht man besser digital per PWM, z.B. über
einen etwas robusteren PNP, der die Anode aller LEDs gemeinsam mit
Strom versorgt.

Autor: A.K. (Gast)
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Ach ja, ich vergass, es soll ja ohne µC gehen. Aber die PWM müsste man
auch mit einem NE555 hinkriegen.

Autor: Heinz Tomato (Gast)
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Also die Dioden samt Vorwiderstand an den Kollektor. Warum eigentlich?
Damit der Basisstrom da nicht mit einwirkt?

Zudem hab ich leider erkennen müssen, daß ich keine Pulldowns an der
Basis eingebaut habe. Sehr schlimm? (will nicht schon wieder ne
bestellung lossschicken, wenn sichs vermeiden lässt)


Eine entsprechende Schaltung mit NE555 hab ich mittlerweile ergoogelt
(http://www.atx-netzteil.de/pwm_mit_ne555.htm), aber würde nicht ein
stinknormaler NPN mit Spannungsteiler an der Basis reichen?

nen ne555 find ich bestimmt noch in vaters keller. nur mit smd sinds
wohl essig aus. Aber das kann ich dann ja auch nachträglich
implementieren.


Danke erstmal

Autor: A.K. (Gast)
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Mit dem NE555 wird aus einem linear arbeitenden Transistor eine digtal
arbeitender. Lnear geht aber auch, nur sollte der Transistor dann min
0.5W abkönnen (bei den erwähnten 280mA).

Was mich eher irritiert, ist die etwas unkonventionelle LED
Ansteuerung. Wenn's ein HC4060 ist werden die wohl nie ganz dunkel.
Unterhalb von ca 10mA übernehmen nämlich die Ausgänge vom 4060
sukzessive die Stromversorgung der LED, über die BE-Diode.

Wozu Pulldowns an der Basis?

Autor: A.K. (Gast)
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Apropos BE: Was Du da als LED-Treiber gebaut hast, ist eigentlich nichts
anderes als eine schaltbare Konstantstromquelle für 10mA (angenommen das
IC arbeitet mit 5V und die LED mit 1,6V). So ziemlich das Gegenteil
dessen was Du bezweckst.

Autor: Hubert (Gast)
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Ich wollte dir damit sagen das man so etwas vorher überdenken
(berechnen) sollte. Wenn du die Schaltung ausprobiert hättest, hätte
dein Poti bei fast Endstellung nicht einmal mehr Zeit zum rauchen
gehabt.
Wenn du keinen Aufwand betreiben willst nimm einen LM317 und verändere
mit dem Schalter den Spannungsteiler.

Autor: Heinz Tomato (Gast)
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Arg. Jetzt hast dus geschafft und mich völlig verwirrt ...

Meine Idee war (recht simpel:) Spannung an Basis, ergo Transistor
schaltet, dadurch Spannung an Emitter, LED leuchtet.

Eigentlich sollte es doch so problemlos klappen? Die letzte Diode wird
halt im Sekundentakt an bzw. aus geschaltet, die vorletzte bekommt
immer für zwei seks ein signal, etc.

Wenn man das ganze simuliert mit electronic Workbench etwa, (dann
allerdings ohne transistorschaltungen, sondern direkt "Lampen" an den
Ausgängen des 4040), dann passiert genau das, was passieren soll.

Oder hab ich da jetzt irgendwo nen üblen Denkfehler?

Autor: Sandro (Gast)
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Heinz Tomato also wenn du die basisspannung, respektive den basisstrom
variieren wilst umd  die ehlligkeit der dioden zu steuern würde das
schon funktionieren, wenn du die bauteile entsprechend bemisst...
finds aber eine etwas merkwürdige schaltung... wenn du schon ein up
hast, lass doch gleich ein pwm raus... und statt transistoren würd ich
fertige treiberstuffen verwenden.... (uln2903 oder udn2580) weniger
bauteil, sprich weniger das schief oder kapputgeheh kann....

Autor: Heinz Tomato (Gast)
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uups. das ist jetzt ein mißverständnisss. An der BASIS wollte ich nur 5V
oder 0V anlegen, den Transistor also als Schalter nutzen.
Also alles was an der Basis angeschlossen ist hat NIX mit meiner
eigentlichen Frage zu tun.

Meine Idee war die Kollektorspannung zu variieren.

Sorry, wenn das unklar war.

Dazu auch gleich noch eine ergänzungsfrage an A.K.:
Wenn ich nun LED an den Kollektor packe, wie siehts denn nun aus, wenn
der Transistor schaltet? Laienhaft ausgedrückt:
Wieviel Ohm hat denn R_BE beim Schalten? Ist das denn "gut", wenn der
5V-Ausgang des 4040 quasi auf Masse gezogen wird?

Autor: A.K. (Gast)
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Ein grobe Daumenregel für Transistoren. Sie stimmt nicht immer, aber
hier für's Forum passt sie meistens schon.

Emitter an +V (NPN) oder GND (PNP): Transistor schaltet (digtal).
Kollektor an +V (NPN) oder GND (PNP): Transistor regelt (analog).

Regeln ist hier garnichtmal so schlecht. Eine Konstantstromquelle für
10mA ist normalerweise eine prima Lösung für LEDs. Wenn man nicht grad
ebendiesen Strom dann anderweitig drosseln oder verstärken will.

Hier: Basis hat +5V. Emitter also +4.4V.
   (4,4V - 1.6V) / 270 Ohm = 10mA.
Mehr wird's garantiert nicht.

Ansonsten siehe http://www.elektronik-kompendium.de.

PS: Kann passieren, wenn man Schaltungen abguckt und modifiziert, die
man nicht verstanden hat. Da muss jeder am Anfang mal durch. Früher
merkte man es oft erst am Geruch, in Zeiten von Internet-Foren eher am
Spott (pekuniär günstiger, kostet aber mehr Nerven).

Autor: Kurt (Gast)
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Hallo @Heinz Tomato ,

wenn ich das richtig sehe ist die Schaltung mit den LED und den
Transistoren schon OK (Stromverstärkung).
Aber die Kollektoren müssen immer an + liegen.
Da sonst ev. die Abgänge zu weiteren Logikeingängen nicht mehr richtig
funktionieren.
Eine Helligkeitsregelung sollte an der Masseseite angreifen wo alle
Dioden beisammen sind.
Hier würde sich eine PWM (mit 555 und Transistor) anbieten die alle LED
entweder an Masse legt oder freigibt. Eine Entkopplung untereinander
findet dann über die LED's selbst statt.

Gruss Kurt

Autor: A.K. (Gast)
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Sorry, aber schon die Frage nach R_BE ist komplett daneben. Versuch's
mal mit dem ELKO, z.B.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm.

Autor: Heinz Tomato (Gast)
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Das mit dem r_be war vielleicht etwas unglücklich ausgedrückt. Das
generelle Prinzip von Transistoren ist mir ja klar. Vergleichbar ist
die BE-Strecke ja mit ner stinknormalen Diode vom Verhalten her und ich
hab mir gedacht, daß eine Schaltung 5V -> Diode -> Masse wohl auch nicht
"gut" wäre.

Nichtsdestotrotz möchte ich mich erstmal bedanken, vor allem Kurt und
A.K. haben mir die wichtigen Wege gezeigt, denke ich.

Also zurück zu eagle...

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