Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PIC mit LED - warum Vorwiderstand?


von rene p (Gast)


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Hi Leute,

ich hab gerade ein kleines Problem in meinem Kopf :)
Ein PIC hat ja als maximalen Ausgangsstrom an den PINs so um die 20 - 25 
mA.
Wenn man da jetzt eine Standard-LED mit 2 V ohne Vorwiderstand hinhängen 
würde, würde ja theoretisch sehr viel Strom durch die LED fließen.
Der würde dafür sorgen, dass die LED dann durchbrennt. Allerdings gibt 
der PIC ja einfach nicht sonderlich viel Strom her.

Brennt die LED hier sofort durch oder nicht?

von Thomas (Gast)


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Hatte ich mal probiert. Führte zu seltsamen Abstürzen. Entweder weil der 
PIC dann spinnt oder meine Spannungsversorgung schlapp gemacht hat.

Der PIC gibt schon mehr als 20 mA raus aber das tut ihm nicht gut.

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Hast du das einmal ein bisschen länger gemacht, wäre ich mir nichtmehr 
sicher, ob der Pin vom PIC noch 100%ig funktioniert. Eventuell oder 
warscheinlich bekommt das der Ausgangsstufe nicht so gut.

Am einfachsten für alle und für jeden Fall IMMER EIN VORWIDERSTAND FÜR 
LEDs... die Dinger kosten weniger als die LED selbst, sollte also kein 
Problem sein. Wenns Platzprobleme gibt, ein 1206 SMD-Gehäuse, wenns 
immernoch Platzprobleme gibt, noch kleiner oder einen Widerstand an den 
Draht der LED selber löten. Ich hab noch nie ein Grund gegen einen 
Vorwiderstand gesehen, der mir plausibel erschien.

von Pegel (Gast)


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Michael Skropski schrieb:
> Ich hab noch nie ein Grund gegen einen
> Vorwiderstand gesehen, der mir plausibel erschien.

...weil es ihn nicht gibt.

von Helfer (Gast)


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Pegel schrieb:
> ...weil es ihn nicht gibt.

Klar gibt es den: Die Leistung die am Widerstand in Wärme umgesetzt 
wird.

Spätestens bei High-Power-LEDs kommt man drauf, dass es mit einer 
schaltenden Konstantstromquelle auch ohne größere Verlustleistung geht.

von Peter D. (peda)


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rene p schrieb:
> Ein PIC hat ja als maximalen Ausgangsstrom an den PINs so um die 20 - 25
> mA.

Das ist der Wert, wo der Hersteller garantiert, daß der Chip nicht 
kaputt geht.
Es ist aber keine interne Strombegrenzung eingebaut, also mußt Du extern 
auf diesen Wert begrenzen.

Es gibt aber auch MCs mit Stromquellenausgängen, z.B. Cortex M3 von TI 
(2, 4, 8, 18mA programmierbar).


Peter

von MaWin (Gast)


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> Ein PIC hat ja als maximalen Ausgangsstrom an den PINs
> so um die 20 - 25 mA.

Ein PIC hat als maximal ERLAUBTEN Ausgangsstrom so 20-25mA.

Tatsächlich schnürt der Ausgang irgendwo zwischen 25 und 50mA ab.

Und damit immer über dem erlaubten Maximum (logisch, eine
Sicherung löst auch erst über dem nominalen Strom aus).

Erstens sind die maximalen Ströme nicht genau definiert, es
kann mal doppelt so viel sein, und mal halb so viel, un dits
temperaturabhängig, also ist die Helligkeit der LED nicht so
genau definiert. Ausserdem sind es meist zu viele mA für die
handelsüblichen LEDs. Kein Wunder, der Hersteller des PIC
will ja auch, daß du (mit stromnegrenzendem Vorwiderstand)
handelsübliche LEDs garantiert anschliessen kannst.

Der Vorwiderstand hat also die Aufgabe, genauer zu begrenzen
als die interne Strombegrenzung. Ausserdem ist dann die
Verlustleistung nicht im Chip, der verträgt nämlich auch nicht
zu viel davom. Zu viel Strom über VCC oder den Masseanschluss
verhindert zu dem daß die Signale (input und output) noch
TTL-konform sind, also nahe genau an VCC und GND herankommen.
Logisch, entsteht doch durch den hohen Strom insbesondere bei
mehreren so überlasteten Ausgängen ein Spannungsabfall an den
dünnen Zuleitungen.

von Rolf Magnus (Gast)


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rene p schrieb:
> Ein PIC hat ja als maximalen Ausgangsstrom an den PINs so um die 20 - 25
> mA.

Das ist das Maximum, mit dem du ihn belasten darfst. Nicht der Prozessor 
sorgt dafür, daß nicht mehr fließt, sondern du.

> Brennt die LED hier sofort durch oder nicht?

Sofort wahrscheinlich nicht, aber guttun wird's ihr auch nicht, 
genausowenig wie dem PIC.

von Pegel (Gast)


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Helfer schrieb:
> Spätestens bei High-Power-LEDs kommt man drauf, dass es mit einer
> schaltenden Konstantstromquelle auch ohne größere Verlustleistung geht.

Bei High-Power LED geb ich Dir vollkommen Recht.
Die kannst Du aber so oder so nicht direkt an einen Ausgang des uC 
hängen wie von rene p vorgeschlagen.

Ansonsten ist der Aufwand und damit auch die Kosten halt um einiges 
höher mit einer Konstantstromquelle als mit einem Widerstand.
Und der Widerstand macht ja auch nichts anderes als den Strom zu 
begrenzen, also sozusagen die einfachste Konstantstromquelle die es 
gibt.

Grüße

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Helfer schrieb:
> Spätestens bei High-Power-LEDs kommt man drauf, dass es mit einer
> schaltenden Konstantstromquelle auch ohne größere Verlustleistung geht.

Wenn man aber in einem System bzw in einer Schaltung, die mit konstanter 
Spannung betrieben wird, eine Konstantstromquelle "baut", wird dort auch 
ein Widerstand gebraucht, der die überschüssige Spannung bei 
gleichbleibendem Strom verbrät. Ob ich einen Vorwiderstand habe, der bei 
20V Versorgung und 2V LED Spannung@20mA somit 18V@20mA verbrät (900 
Ohm), oder man eine konsantstromquelle hat, der 20mA liefert (es werden 
aber nur 2V gebraucht) und 18V somit verbrät, auch in diesem Moment 900 
Ohm haben muss. Nur bei einem simplen Vorwiderstand änders sich der 
Strom durch die LED, wenn die Spannung schwankt oder die LED bzw der 
Widerstand toleranzen hat. Bei einer Konstantstromquelle regelt ein 
Transistor die an ihm abfallende Spannung so, dass 20mA hinten raus 
kommen... Nur eben einmal ist es die Wärme am Widerstand und das andere 
mal ists die Wärme am Transistor.

Ich hoffe ich hab da grad keinen Denkfehler ;)


edit: Ich sehe schon, ich schreibe deutlich zu langsam^^

von rene p (Gast)


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Danke euch ! :]

...eigentlich ja logisch, dass der PIC nicht wirklich eine "Begrenzung" 
eingebaut haben wird... :)

von Jonny O. (-geo-)


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> Ich hoffe ich hab da grad keinen Denkfehler ;)

Die Konstantstromquellen für Power Leds arbeiten nach dem 
Schaltreglerprinzip. Da wird keine Verlustleistung an einem 
Widerstand/Transistor verbraten. Daher wird so eine Quelle auch kaum 
warm, obwohl die Eingangsspannung um einiges höher sein kann als die 
LED-Spannung. Die Spannung wird transformiert.  ;))

lg

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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Helfer schrieb:

>> ...weil es ihn nicht gibt.
>
> Klar gibt es den: Die Leistung die am Widerstand in Wärme umgesetzt
> wird.

Der Hinweis auf KSQ ist natuerlich richtig, aber die AUssage ist leicht 
daneben:

Die Leistung ist kein Grund GEGEN den R am uC Port.
Wenn der Kollege den naemlich weglaesst, wird die selbe Leistung im uC 
umgesetzt... und das ist weniger gesund.
Also ser wohl ein Grund FUER den Vorwiderstand am Portpin.

Gruss

Michael

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Hallo,

ich habe schon mal einen µC-Port durch einen vergessenen Vorwiderstand 
gekillt, hat keine Sekunde gehalten, war sofort tot. Ist nicht sehr 
empfehlenswert.

Gruß
Jonathan

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