Hallo!
Ich habe im Moment eine LED-Matrix aus 4x4 LEDs (später sollen es mal
16x16 dimmbare RGB-LEDs werden).
Leider habe ich das Problem, dass die Transistoren nicht ganz
durchschalten und daher der Spannungsabfall viel zu groß ist.
Was muss ich an der Schaltung verändern, damit sich der Spannungsabfall
veringert?
Gemessene Spannungen:
Transistor1:
Basis-Emitter - 0,15V
Emitter-Collector - 2,3V
T2:
B-E - 0,7V
E-C - 0,3V
T3:
B-E - 0,45V
E-C - 1,25V
Am T1 liegt das Signal an, welche LED denn nun leuchten soll.
T2 sind die Spalten der Matrix, die einfach nur schnell durchgeschaltet
werden.
T3 dient dazu, die LEDs kurz auszuschalten, während das Signal an T1
durchgegeben wird.
An T2 sind also im Moment 4 (später 16) LEDs die potentiell alle
gleichzeitig leuchten.
An T3 sind die 4 (später 16) T2 parallel angeschlossen, wovon aber
jeweils nur einer gleichzeitig durchschalten soll.
Der 74LS74 soll später durch einen 74HCT164 ersetzt werden (die ich grad
leider nicht da habe).
Bei den Transistoren handelt es sich um BC546B (ich habe nur das
Schaltzeichen vom BC547 gefunden). Die muss ich später vermutlich durch
welche Ersetzen, die einen größeren Strom auf der E-C - Strecke
abkönnen.
Was muss ich hier jetzt verändern, damit der Spannungsabfall an den
Transistoren nicht so groß ausfällt??
Vielen Dank!
mfg Felix
Die LED inklusive Vorwiderstand nach oben, dann T1 und T2.
Außerdem kannst Du T3 in die Basis von T2 schalten.
Es stellt sich dabei die Frage, ob man ein 3-fach AND nicht lieber mit
einem entsprechenden Logik-Baustein implementiert, anstatt es diskret
aufzubauen, und einem einzelnen Transistor das Schalten der LED
überlässt..
Felix P. schrieb:> Was muss ich hier jetzt verändern, damit der Spannungsabfall an den> Transistoren nicht so groß ausfällt??
Richtig herum anschliessen:
T1 hat die Last am Emitter hängen, der Spannungsabfall an ihm ergibt
sich deshalb aus V(high) von IC1A + Vbe.
Besser: PNP-Transistor an der Stelle, Emitter an VCC.
Basis-Vorwiderstände hast du gerechnet oder Pi-Mal-Daumen genommen?
Die Schaltung für den Sättigungsbetrieb und nicht für einen linearen
Arbeitspunkt auslesen. D.h. ggf Basiswiderstände kleiner machen.
Den Artikel kennst du, ja ?
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor
Ansonsten muss ich ehrlich gesagt zugeben, dass ich nicht ganz
verstanden habe, wie es du später verschalten willst.
Vielen Dank für die ntwort!
Die LED vor T1 zu setzen geht leider nicht, da die Matrix so aufgebaut
ist:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:LED_Matrix_8x5.png
Deswegen würde mir auch kein 3-Fach AND was bringen. (ich bräuchte dann
später einige hundert 3fach-ands, zumal ich dann immer noch einen
Transistor zur Stromverstärkung bräuchte)
T3 an die Basis von T2 zu hängen würde im Prinzip zwar gehen,
dannbräuchte ich aber 4 (später 16) anstatt nur einen Transistor.
mfg Felix
Das Ganze geht mit einem Transistor mit LED und Widerstand am Kollektor
gegen 5V. An der Basis ebenfalls einen Widerstand gegen 5V plus 3 Dioden
(ev. Schottky) in Richtung Ausgänge.
gk
gk schrieb:> Das Ganze geht mit einem Transistor mit LED und Widerstand am Kollektor> gegen 5V. An der Basis ebenfalls einen Widerstand gegen 5V plus 3 Dioden> (ev. Schottky) in Richtung Ausgänge.> gk
Die Schaltung habe ich ehrlich gesagt nicht ganz verstanden^^
Mit PNP Transistoren an T1 ist der Spannungsabfall auf 1V gesunken.
Eigentlich immer noch zu hoch. Zudem habe ich jetzt das Problem, dass
die LEDs die nicht leuchten sollen auch leuchten. Zwar schwächer als
die, die leuchten soll, aber doch zu deutlich sichtbar!
Bei den Basis-Vorwiderständen wurde mir von anderer Seite gesagt, 4k7
sei ein guter Wert, ich habe nichts ausgerechnet und weiß auch gar
nicht, wie das geht ehrlich gesagt.
mfg Felix
Felix P. schrieb:> Die Schaltung habe ich ehrlich gesagt nicht ganz verstanden^^
Mein Vorschlag bezog sich nur auf die Ausgangsschaltung, den Post mit
der LED-Matrix habe ich erst später gelesen.
Ich weiss zwar nicht was Du vor hast, aber überleg doch mal, was
passiert, wenn Du T3 ganz entfernst und dafür eine Diode von der Basis
T2 zum µP-Ausgang schaltest. Vielleicht geht Dir dann ja eine LED auf ?
gk
Du meinst, dass Der Strom nicht über den Transistor sondern über die
Diode zum Mikrocontroller Abläuft? Entsteht da nicht ein Kurzschluss?
Oder würde ein geringer Widerstand reichen (10 Ohm oder sowas)?
(Wären dann natürlich auch wieder 16 Dioden + 16 Widerstände anstelle
von einem Transistor... :/)
mfg Felix
Wenn die Diode mit Flussrichtung zum µP hin geschaltet ist, kann schon
mal kein Strom aus dem Prozessor herausfliessen. Wenn der µP-Ausgang auf
Masse schaltet zieht er die Basis über R2 gegen Masse ( I = ( 5V - Ube )
/R2 ). Damit Ube unter 0,7 V kommt brauchst Du ein Schottky-Diode. Oder
Du schaltest 1 - 2 Silizium-Dioden an die Basis in Reihe mit R2. Die
Diode zum Prozessor hin geht dann nicht von der Basis weg, sondern
zwischen Widerstand und Dioden.
gk
Hmm kann man das nicht auch irgendwie verbessern mit dem Transistor?
Ich würde halt gerne so wenig Bauteile wie möglich verbrauchen. Und 16
Dioden + 16 Widerstände ist schon ein enormer Unterschied gegenüber 1
Transistor + 1 Widerstand.
mfg Felix
Felix P. schrieb:> T3:> B-E - 0,45V> E-C - 1,25V
Mich wundert etwas das geringe Ube, da ist klar, dass der Transistor
nicht richtig durchschaltet. Sind das auch wirklich 4,7 K und nicht mehr
?
gk
Da stimmt was mit Deiner Beschaltung nicht. Entweder ist der Transistor
kaputt oder falsch angeschlossen. Selbst mit 4.7M komme ich bei einem
BC546 auf ein Ube von 0,6 Volt.
gk
Ich habe mehrere Transistoren probiert und auch einfach mal Emitter und
Kollektor vertauscht mit demselben Ergebnis.
Schließe ich die Basis aber nicht an den Mikrocontroller sondern direkt
an Vcc habe ich eine BE-Spannung von 0,65V...
Felix P. schrieb:> Schließe ich die Basis aber nicht an den Mikrocontroller sondern direkt> an Vcc habe ich eine BE-Spannung von 0,65V...
Aber jeweils über R3 !? Und wie hoch ist dabei Uce ?
Ist der µP Ausgamg überhaupt auf high geschaltet ?
gk
Hast Du für die LED und den Przessor und Logik verschiedene Spannungen?
Das würde natürlich einiges erklären. Z.B auch:
Felix P. schrieb:> Zudem habe ich jetzt das Problem, dass> die LEDs die nicht leuchten sollen auch leuchten
Das erklärt aber noch nicht die viel zu niedrige Ube an T3. Reden wir
vielleicht über verschiedenen Schaltungen.
gk
Die gesamte Schaltung arbeitet mit 5V Spannung.
Und ich rede über die Schaltung die ich oben angehängt habe, die
natürlich um eine komplette Matrix erweiter ist und nicht nur die eine
LED beinhaltet.
An T1 fällt übrigens auch eine zu Hohe Spannung ab, nicht nur an T3.
Lediglich T2 arbeitet so wie er soll...
Kann es vielleicht sein, das das Fehlverhalten der Transistoren durch
eine zu Hohe ein und wieder Ausschalt-Frequenz zustande kommt, weil die
Transistoren schlicht zu langsam sind?
mfg Felix
Felix P. schrieb:> Der 74LS74 soll später durch einen 74HCT164 ersetzt werden (die ich grad> leider nicht da habe).
Das ist vermutlich Dein Problem: 74LSxx kann nur wenig Strom treiben,
und die Spannung geht auch nicht nahe an +5V.
Das TI-Datenblatt sagt:
- High-Level-Output Current (Ioh) <0,4mA
- High-Level-Output Voltage (Voh) bei Ioh ztyp. 3,4V
Gruß
Dietrich
siehe: http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix Abschnitt
Transistoren mit Bild:
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/6/64/LED_Matrix_8x5.png
Ich empfehle dringend, für T1, einen pnp-Transistor einzusetzen. Denke
daran, dass in diesem Fall der Emitter des PNP-Transistors an +5V kommt.
Des weiteren habe ich denn Sinn von T3 nicht ganz verstanden. Wenn Du
das vorhast, was ich vermute, kannst Du alle Spalten gleichzeitig
ausschalten, indem Du an dem später einzubauenden '164 den
RESET-Anschluss auf Low steuerst, dann gehen nämlich alle Ausgänge auf
Low und damit sind alle Spalten dunkel.
-HolgerT
Inzwischen habe ich ja für T1 einen PNP.
Da ist der Spannungsabfall aber immer noch zu hoch, zudem lechten nun
die LEDs auch, wenn sie es nicht sollen (aber etwas schwächer als die
LED, die leuchten soll).
Der Reset-Eingang wird mir nicht helfen.
Mit dem Transistor schalte ich die LEDs aus, während ich die neuen Daten
durchgebe. Würde ich sie nicht ausschalten, würde man sehen, wie die
Daten durchgeschoben werden und die LEDs würden permanent leuchten.
mfg Felix
Felix P. schrieb:> Kann es vielleicht sein, das das Fehlverhalten der Transistoren durch> eine zu Hohe ein und wieder Ausschalt-Frequenz zustande kommt, weil die> Transistoren schlicht zu langsam sind?
Heißt das jetzt, Deine Spannungen sind gar keine Gleichspannungen, weil
der Prozessor fleißig multiplext. Ja dann erstmal Reset und nochmal von
vorn.
gk
Multiplexen... ja ich glaub so heißt das^^
Ich gebe die Daten halt am Controller aus und habe sie dann am Register
parallel anliegen.
Der Reset wird mir nichts bringen, weil ich während des Resets doch
sicher keine Daten weiterschieben kann?
Wegen dem weiterschieben der Daten müssen die LEDs ja kurzzeitig
ausgeschaltet sein.
mfg Felix
gk schrieb:> Ja dann erstmal Reset und nochmal von vorn.
Also was ich damit meine ist folgendes: Mit Deinem Anfangspost hast Du
eine Schaltung präsentiert, die scheinbar statisch (nicht) funktioniert
und dazu entsprechende Spannungwerte präsentiert. Tatsächlich wird da
aber irgendwie getaktet. Die entsprechenden Spannungswerte sind dadurch
natürlich nutzlos, da
man das Tastverhältnis nicht kennt, geschweige denn, das zugrunde
liegende Messverfahren. Mit etwas Glück sind das Mittelwerte. Jedenfalls
wirft das ein völlig anderes Bild auf die angegebenen Messwerte. D.h.
mann muss sie nun ganz anders bewerten, dass meinte ich mit Reset und
nochmal von neuem anfangen.
Entweder Du versetzt die Schaltung mal in einen statischen Zustand und
mißt nochmal neu, oder präsentierst die Messwerte mal als Oszillogram.
gk
Felix P. schrieb:> Ich gebe die Daten halt am Controller aus und habe sie dann am Register> parallel anliegen.
Ich hab deinen Aufbau auch nicht verstanden. Weshalb verwendest du nicht
ein schönes Schieberegister mit Flip-Flops (74xx373 oder 595)?
> Der Reset wird mir nichts bringen, weil ich während des Resets doch> sicher keine Daten weiterschieben kann?
Wenn du das Schieberegister oben verwendest, sind Ausgänge und
Schieberegister entkoppelt, und du hast jede Zeit der Welt, um beliebig
viele SR zu füllen, bevor du die Daten am Ausgang übernimmst. :)
> Wegen dem weiterschieben der Daten müssen die LEDs ja kurzzeitig> ausgeschaltet sein.
S.o., mit dem 373er/595er kein Problem.
Ich habe den Controller in meiner Schaltung jetzt "angehalten".
Und siehe da, bei Transistor 2 und 3 funktioniert jetzt alles wie
gewollt :)
(BE-Spannung über 0,7V, CE-Spannung unter 0,1V)
Vielen Dank für die Info!^^
T1 als NPN hat jetzt auch eine BE-Spannung von 0,7V, allerdings immer
noch eine CE-Spannung von 2V. (Nach der verlinkten Schaltung ohne
Basiswiderstand soll der Spannungsabfall aber lediglich bei etwa 0,5V
liegen...)
Ich habe also T1 durch PNP-Transistoren (BC556B) ausgetauscht.
Diese sollten ja nun bei einem logischen 0 Schalten, tun sie auch:
BE-Spannung über 0,7V, CE-Spannung unter 0,1V.
Allerdings schalten sie auch bei einem logischen 1 durch! (BE-Spannung
0,65V, CE-Spannung 2,35V) (Und ich bezweifle, dass alle 10Transistoren,
die ich getestet habe, defekt sind...)
Woran kann das liegen???
mfg Felix
Ah, OK, das erklärt das natürlich :) Vielen Dank!
Mit welchen Bausteinen kann ich das denn realisieren?
Ich hatte, wie schon gesagt, vor, später mehrere 8-Bit-Schieberegister
statt des 74LS74 zu verwenden. Gibt es da welche, die einen genügend
hohen High-Pegel liefern?
Bzw. in dem Artikel der LED-Matrix werden ja auch für T1
NPN-Transistoren verwendet ohne Basis-Widerstand und es wird gesagt,
dass das lediglich eine CE-Spannung von 0,5V nach sich zieht. Warum ist
bei mir dann eine CE-Spannung von 2V?
mfg Felix
Felix P. schrieb:> Und siehe da, bei Transistor 2 und 3 funktioniert jetzt alles wie gewollt :)
Ah jetzt ja !!
Und jetzt zu T1(npn). Mess mal die (statische !!) Spannung an IC1a Q
(Pin 5) gegen Masse. Die Spannung am Emitter von T1 kann maximal 0,7V
niedriger liegen liegen und das tut sie auch. Warum das so ist, siehe
Grundlagen Transistorschaltung -> Emitterfolger. Um den Transistor in
dieser Schaltung voll durchzusteuern, brauchst Du daher an der Basis ca.
0,7V mehr als am Emitter, das wären ca. 5,7 V, die Du aber nicht hast.
Also was tun sprach Zeuss !
Das mit dem pnp-Transistor ist schom der richtige Ansatz. Um diesen
richtig anzusteuern brauchst Du wieder ein Ube von ca. 0,7V. Dein
Emitter liegt diesmal an der 5V. D.h mit 4,3V an der Basis steuert der
Transistor voll durch. Das macht er auch. Um ihn zu sperren, muss Ube
gegen 0 gehen. Das wäre bei 5V der Fall. Da IC1a aber keine 5V am
Ausgang liefert, sondern (bitte messen) kann der Transistor auch nicht
sperren.
gk
Danke!
Ich habe jetzt die Ausgänge vom 74LS74 mal gemessen:
High-Level: ca. 3,8V
Low-Level: ca. 0,1V
Was muss ich jetzt an der Schaltung verändern (unter der
Berücksichtigung, dass ich die 74LS74 später durch Schieberegister
ersetze), damit sie auch mit PNP-Transistoren funktioniert?
Vielen Dank!
mfg Felix
@ Felix P. (honiahaka10)
>Was muss ich jetzt an der Schaltung verändern (unter der>Berücksichtigung, dass ich die 74LS74 später durch Schieberegister>ersetze), damit sie auch mit PNP-Transistoren funktioniert?
Aufhören, das Rad dreieckig neu zu erfinden?
Warum zum Geier nutzt du nicht eine vorhandene, FUNKTIONIERENDE
Schaltung aus dem Artikel LED-Matrix.
Und die arbeitet mit HC Logik, nicht LS!
Kauf die und gut ist. Ist pinkompatibel. IC raus, neuer rein, geht. WOW!
Meine Herrn! EIn Rumgeeier um NICHTS!
Was nutzt es mir, fertige Schaltungen zu verwenden und dabei nichts zu
lernen, weil nach der Schaltung alles funktioniert?
Zumal mir hier immer wieder gesagt wurde, ich sollte PNP-Transistoren
verwenden, die in der Schaltung ja nunmal nicht drin sind...
mfg Felix
Falk Brunner schrieb:> Meine Herrn! EIn Rumgeeier um NICHTS!
Da gibt es hier noch ganz andere Eier; und Ostern ist schon lange rum.
Felix P. schrieb:> Was nutzt es mir, fertige Schaltungen zu verwenden und dabei nichts zu> lernen, weil nach der Schaltung alles funktioniert?
Da muss ich ihm Recht geben.
Bei Deinen 3,8V am Ausgang kommst Du nur auf 3,8V - 0,7V = 3,1V am
Emitter. Und das sind etwa die gemessenen 5V - 3,1V = 1,9V Uce.
Wenn Du ja sowieso andere IC's einsetzen willst, solltest Du die erstmal
beschaffen.
Wenn Du es aber mal mit PNP-Transistoren probiern willst, dann schalte
probeweise mal ein oder zwei Silizuum-Dioden, z,B. 1N4148 in Reihe zu R1
(Richtung IC1).
gk
Mit 2 Dioden richtung IC sieht das jetzt so aus:
Die LED, die leuchten soll, leuchtet normal. Die darauffolgenden LEDs,
die an demselben Transistor angeschlossen sind leuchten der Reihe nach
immer schwächer. Die zweite ist noch deutlich zu erkennen, die vierte
eigentlich kaum noch. Woran kann das jetzt liegen?
Habe ich das richtig verstanden, dass die Probleme mit 74HCxx, bzw.
74HCTxx Bausteinen nicht auftreten sollte?
mfg Felix
Felix P. schrieb:> Habe ich das richtig verstanden, dass die Probleme mit 74HCxx, bzw.> 74HCTxx Bausteinen nicht auftreten sollte?
siehe oben.
Ansonsten gehören noch Widerstände zwischen Basis und Emitter von T1.
gk
Oben steht jetzt doch nur, dass es mit dem LS-Bausteinen nicht geht,
weil der High-Level-Output zu niedrig ist.
Der High-Leve-Output von HC liegt bei 4,5V oder? Daraus würde ich jetzt
einfach mal schließen, dass das funktionieren sollte^^
Ein Widerstand zwischen Basis und Emitter? Was bewirkt der und wie hoch
sollte der demensioniert sein? (Den dann aber erst hinter dem
Basis-Widerstand oder?)
Ich habe ja jetzt nur einen Widerstand zwischen Basis und IC.
mfg Felix
@ Felix P. (honiahaka10)
>Der High-Leve-Output von HC liegt bei 4,5V oder?
Mindestens. Bei kleiner Last (wenig Strom) sehr nah an VCC, hier 5V.
Rechne mal grob mit 30 Ohm Ausgangswiderstand.
> Daraus würde ich jetzt> einfach mal schließen, dass das funktionieren sollte^^
Wurde mehrfach gesagt.
>Ein Widerstand zwischen Basis und Emitter? Was bewirkt der und wie hoch>sollte der demensioniert sein?
Er leitet im gesperrten Zustant Leckströme ab, die ggf. den Transistor
minimal aufsteuern könnten. 1K ist OK.
> (Den dann aber erst hinter dem>Basis-Widerstand oder?)
Ja.
MFG
Falk
OK vielen Dank, ich hol mir dann bei Gelegenheit heute oder morgen die
neuen Bausteine, wenn damit auch irgendwas nicht funktioniert, meld ich
mich wieder :)
Vielen Dank für eure Hilfe!
mfg Felix
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