Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung von ULN2804 und Transisotren


von fabitüftel123 (Gast)


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Guten Tag Liebe Freunde & Helfer,

wir wollen über den ULN 2804 10 Ausgänge schalten. Ich bin zur Zeit 
soweit:
Der ULN gibt bei 5V auf den Eingang ein GND raus. Hierrüber wollen wir 
einen NPN - Transistor auf der Basis ein Signal geben und der soll dann 
von Emitter zum Kollektor 24 V durschalter. Meine Frage an euch, ist 
meine Denkweise richtig?

: Verschoben durch Admin
von Oliver H. (Firma: OliverHeinrichs.de) (dobson)


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Wieviel Strom zieht denn die 24V Last?

von fabitüftel123 (Gast)


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ist unterschiedlich, sind nur LEDs, zwischen 3 und 10 LEDs mit 
entsprechenden Vorwiderstand

von fabitüftel123 (Gast)


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fabitüftel123 schrieb:
> Guten Tag Liebe Freunde & Helfer,
>
> wir wollen über den ULN 2804 10 Ausgänge schalten. Ich bin zur Zeit
> soweit:
> Der ULN gibt bei 5V auf den Eingang ein GND raus. Hierrüber wollen wir
> einen NPN - Transistor auf der Basis ein Signal geben und der soll dann
> von Emitter zum Kollektor 24 V durschalter. Meine Frage an euch, ist
> meine Denkweise richtig?

ich meine übrigends PNP - Transistor

von Oliver H. (Firma: OliverHeinrichs.de) (dobson)


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Dann brauchst du doch gar keinen extra Transistor. Die Last bekommt auch 
der ULN gebacken.
Nimmst du zum Ansteuern einen µC mit 5V?

von fabitüftel123 (Gast)


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Ich steuer über einen Arduino Microcontroller an.

Sprich der Arduino schaltet 5V 20mA auf den ULN. Der ULN negiert das 
signal und schaltet ein gnd auf die Basis des Transistors.
Dieser wiederrum wird angeregt und schaltet über die collektor-Emitter 
strecke die 24V Last durch.
Dann muss ich die Last doch nur noch zwischen Collektor und dem GND von 
24V legen oder nicht?!

Gruß

von Oliver H. (Firma: OliverHeinrichs.de) (dobson)


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Zeig doch mal bitte wie du das vorhast. Ich kann mir das gerade nicht 
bildlich vorstellen was du meinst.

von iggy (Gast)


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es soll auch einen pnp type von dem chip geben, angeblich udn2804. weiss 
aber nicht, wo's den gibt

ich bezieh mich auf den fred hier
Beitrag "Funktionsweise ULN 2804 ohne CD+"

von fabitüftel123 (Gast)


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ich habe jetzt grade folgendes ausprobiert:

Ich habe den GND von der 5V Seite mit dem Von der 24V Seite verbunden 
und auf den GND von dem IC gelegt.

Dann habe ich den Plus von der LED über einen entsprechnden 
Vorwiderstand an 24V angelegt.

Als letztes habe ich die minusseite der LED auf einen Ausgang des ICs 
gelegt.

Wenn ich jetzt auf die IC eingangsseite 5V lege, leuchtet die LED wie 
gewünscht.

Da das IC 500mA schalten kann und ich max. 60mA brauche müsste die 
Schaltung so doch Funktionieren oder nicht?!

von iggy (Gast)


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von fabitüftel123 (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hier die Schaltung wie es eigentlich werden sollte:

von iggy (Gast)


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für eine einzige Led ist das ganze überdimensioniert ,)

von Korax K. (korax)


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Hallo Fabi,

machs nicht so umständlich. Der 2804 kann 50V mit 500mA nach GND 
schalten. Also schaltest du die Anoden der LEDs mit dem Rv an Plus und 
die Kathoden an die Ausgänge des 2804. Der verbindet diese dann 
entsprechend mit GND. Die zusätzlichen Ts kannste vergessen.

VG korax

von fabitüftel123 (Gast)


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das ist ja auch eine vereinfachte Schaltung, wir wollen insgesammt 271 
LEDs Schalten ;-)

von Korax K. (korax)


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In deinem Schaltbild müsste C und E des Transistors umgedreht werden. 
Auch ein Basiswiderstand wäre sinnvoll.

von fabitüftel123 (Gast)


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fabitüftel123 schrieb:
> das ist ja auch eine vereinfachte Schaltung, wir wollen insgesammt 271
> LEDs Schalten ;-)

und dies über 2 Arduinos mit zusammen 24 Ausgängen.... wo halt auch nur 
jeder 20mA ausgeben kann, daher die "komplizierte" Schaltung über IC und 
Transitoren =)
Die Massen von den LEDs sind verbunden, dies kann nicht geändert werden

von iggy (Gast)


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dann wäre es wohl wünschenswert, die signale zu multiplexen ?

von Korax K. (korax)


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fabitüftel123 schrieb:
> 271
> LEDs

diese müsstest du dann kombiniert parallel/in Reihe schalten, wie gesagt 
du kannst 50V/500mA schalten.

von Korax K. (korax)


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fabitüftel123 schrieb:
> Die Massen von den LEDs sind verbunden, dies kann nicht geändert werden

Das ist neu, dann nimm den UDN2981 der kann auch 50V/500mA.

von fabitüftel123 (Gast)


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Ja ist richtig. Das ist auch alles soweit fertig. Nur Kann ich die Masse 
nicht auftrennen. Sprich ich kann NICHT jeden ausgang über masse 
schalten. Daher die Idee über einen Transistor die Signalumkehr 
umzukehren.

von Korax K. (korax)


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fabitüftel123 schrieb:
> alles soweit fertig

Wie? ULN schon verbaut?
Tausch den aus oder erstze ihn direkt durch einzelne pnp Transistoren 
die mit Basiswiderstand direkt vom µC geschaltet werden. Emitter an + 
Collektor an LEDs.

von Michael H. (mueckerich)


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fabitüftel123 schrieb:
> Hier die Schaltung wie es eigentlich werden sollte:

Deine Prinzipschaltung funzt so nie und nimmer, wenn der T aufmachen 
soll muss die Basis negativer als der Emitter sein, daher die 
Bezeichnung PNP Transistor. Nachdem aber der Emitter uaf GND liegt und 
der uC nach +5V schaltet wird das nix.

von fabitüftel123 (Gast)


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@iggy: Multiplexen ist nicht nötig. Der Programmablauf wird nicht 
verändert.

Ich fang nochmal von vorne an. Die Aufgabe ist folgende: Ein Arduino 
Microcontroller soll insgesamt 24 Ausgänge mit 24V schalten. Er kann 
jedoch nur 5V ausgeben.

An den Ausgängen hängt jeweils eine maximale Last von ca. 80mA (LEDs in 
Reihe und Paralell plus Vorwiderstände) Es handelt sich um etwa 270 
LEDs. Die Masse der LEDs ist verbunden. Dies kann aufgrund der 
vorgebenen Bedinungen nicht geändert werden!

Meine Überlegung ist nun folgende gewesen:

Ich negiere das Ausgangssinal des Arduinos über den ULN 2804. Steuer nun 
mit diesem GND einen pnp (BD 640) Transistor an, der dann über die C-E 
Strecke eine Last von 24V durchschaltet.

Sprich ich nutze den Transistor einfach als Schalter, der mit GND 
angesteuert wird.

Die Schaltung habe ich komplett aufgelötet doch sie funktioniert nicht. 
WARUM?

Danke

von Michael H. (mueckerich)


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Siehe einen Beitrag weiter oben.

von fabitüftel123 (Gast)


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@ Michael: Also muss ich E und C vertauschen oder wie`?

von Korax K. (korax)


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fabitüftel123 schrieb:
> Also muss ich E und C vertauschen oder wie`?

in deiner schaltung, ja

von Michael H. (mueckerich)


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Ganz so einfach ist es nicht. wenn Du E und C tauschst dann schalter der 
Transistor immer Durch egal ob dein uC eine Low oder High am Ausgang 
hat, da ja die 5V des uC immer negaticer als die 24V am Emitter des 
Transistors ist. ACHTUNG! Mach mal einen Widerstand in die Basisleitung 
des Transistors. Wenn der Strom da nicht mittels eines Widerstands 
begrenzt wird, dann "himmelst" du den Transistor und der uC ziemlich 
schnell.

von Michael H. (mueckerich)


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Fra Nk schrieb:
> fabitüftel123 schrieb:
>> Also muss ich E und C vertauschen oder wie`?
>
> in deiner schaltung, ja

Himmel NEIN! Soll er den uC und den T schiessen? Ich empfehle hier mal 
eine Lektüre bezüglich der Funktionsweise von Transistoren.

von Korax K. (korax)


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Wenn du eh nocht Transistoren verbauen willst, sprich noch dran rum 
schraubst, dann ersetze doch den ULN 2804 durch den UDN2981. Ist am 
einfachsten.

von Korax K. (korax)


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Michael H. schrieb:
> Himmel NEIN!

Basiswiderstand schrieb ich schon. Die Basis wird durch ULN nach GND 
gezogen - T schaltet von + über Emitter nach Kollektor nach LED.

von fabitüftel123 (Gast)


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@ Michi --> okay.... könntest du mir mal ein einfaches Schaltbild 
aufmalen, weil ich denke du hast mein Problem verstanden =)

von fabitüftel123 (Gast)


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Fra Nk schrieb:
> Wenn du eh nocht Transistoren verbauen willst, sprich noch dran rum
> schraubst, dann ersetze doch den ULN 2804 durch den UDN2981. Ist am
> einfachsten.

Das bringt mir aber doch nichts, wenn ich die massen nicht auftrennen 
kann oder sehe ich das falsch?

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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fabitüftel123 schrieb:
> Das bringt mir aber doch nichts, wenn ich die massen nicht auftrennen
> kann oder sehe ich das falsch?

Der UDN2981 ist ein High-Side-Treiber. µC-Pin auf die eine Seite, LEDs 
(mit gemeinsamer Kathode) + Widerstände auf die andere... fertig.

von fabitüftel123 (Gast)


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Frank M. schrieb:
> fabitüftel123 schrieb:
>> Das bringt mir aber doch nichts, wenn ich die massen nicht auftrennen
>> kann oder sehe ich das falsch?
>
> Der UDN2981 ist ein High-Side-Treiber. µC-Pin auf die eine Seite, LEDs
> (mit gemeinsamer Kathode) + Widerstände auf die andere... fertig.

könntest mir einfach mal ein kleines Schaltbild malen?

von Korax K. (korax)


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fabitüftel123 schrieb:
> kleines Schaltbild malen?

Geht hier grad nicht, aber:
den 2804 durch 2981 ersetzen, Ausgänge an die 
Anoden/Widerstände(+-Seite) der LED, LED sin schon an GND.

Einfach deine LED an die AUsgänge des UDN2981.

von fabitüftel123 (Gast)


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Dann beschalte ich de UDN mit 5V...aber wie kommen meine 24V ins Spiel?

von Korax K. (korax)


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fabitüftel123 schrieb:
> kommen meine 24V ins Spiel?

der UDN2981 hat seine eigene Betriebsspannung von bis zu 50V an Pin 9 
"Vs". Die leitet er dann an die Ausgänge. Klick hier: UDN2981 Schu ins 
Datenblatt, dort findest du die Innenschaltung des UDN und dir wird 
einiges klar werden ;o)

von Paul Baumann (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hier ist ein Bild von der Innenschaltung von dem UDN2981.

An den Anschluß 9 kommen Deine 24 Volt. An "Output" kommen die LED mit 
der
Anode dran, dann ein Vorwiderstand und dann an Masse. An "Input" das 
Signal
vom Mikrokontroller. Dann noch die Massen vom Arduino und die von 24 
Volt
verbinden und Du bist fertig.

MfG Paul

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Paul Baumann schrieb:

> An den Anschluß 9 kommen Deine 24 Volt. An "Output" kommen die LED mit
> der
> Anode dran, dann ein Vorwiderstand und dann an Masse. An "Input" das
> Signal
> vom Mikrokontroller. Dann noch die Massen vom Arduino und die von 24
> Volt
> verbinden und Du bist fertig.

Nicht ganz korrekt. Da alle LEDs über die Kathode parallelgeschaltet 
sind und daher jede LED ihren eigenen Vorwiderstand braucht, muss der 
Vorwiderstand direkt an den Output des UDN und dahinter erst die LED.

Gruß,

Frank

EDIT:
Dumm nur, dass die LEDs gemeinsame Kathoden haben, die UDNs sind um 
einiges teurer als ULNs...

von fabitüftel123 (Gast)


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Hmmm...dann muss ich das mal so versuchen. Vielen Dank für eure Mühe!

Dann heißt es jetzt, bestellen und abwarten =)

von Paul Baumann (Gast)


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Frank schrob:
>Nicht ganz korrekt

Was ist daran nicht korrekt?

Fabi schrob nämlich:
>ist unterschiedlich, sind nur LEDs, zwischen 3 und 10 LEDs mit
>entsprechenden Vorwiderstand

Er hat also mehrere Reihenschaltungen mit jeweils 3-10 LED an je einem
Strang,. Dem Widerstand ist es bei einer Reihenschaltung völlig Brust,
wo in der Reihe er sitzt.

MfG Paul

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Paul Baumann schrieb:
> Er hat also mehrere Reihenschaltungen mit jeweils 3-10 LED an je einem
> Strang,. Dem Widerstand ist es bei einer Reihenschaltung völlig Brust,
> wo in der Reihe er sitzt.

Wenn die Kathoden der LEDs bereits miteinander verbunden sind, kann der 
Widerstand nicht an die Kathode der LED, sondern nur an die Anode. Somit 
sitzt er vor der LED und nicht dahinter.

UDN Out 1 ------| R |----|>----+
                               | Feste Verbindung
UDN Out 2 ------| R |----|>----+
                               |
....                           |
                               |
                              GND

Klar, wenn mehrere LEDs in Serie sind, könnte man den R irgendwo 
zwischen die LEDs klemmen, aber ich nehme mal an, dass die LEDs bereits 
fest verlötet sind, so wie es der TE beschrieb. Sonst hätte er nicht 
beschrieben, dass die Kathoden bereits alle miteinander verbunden sind.

Aber diese Diskussion ist rein akademischer Natur. Er wird schon wissen, 
wo er die Widerstände hinklemmt.

Ich weiß auch nicht, wie ich seine Aussage

> Die Massen von den LEDs sind verbunden, dies kann nicht geändert werden

verstehen soll. Wenn sämtliche "Massen" (spricht Kathoden) der 271 LEDs 
bereits miteinander verbunden sind, wie will er dann noch eine 
Reihenschaltung aufbauen?!?

Ich nehme daher mal an, dass er mit "Massen" immer die Enden eines jeden 
Serienstrangs meint. Wieviele sind da hintereinander geschaltet? 
Unterschiedlich viele? Wenn einige der Serienstränge nur sehr wenige 
LEDs bei 24 V enthalten, muss er noch bedenken, dass der jeweilige 
Vorwiderstand jede Menge Hitze (sprich Leistung) aushalten muss.

Bei nur 3 LEDs in Reihe wirds bei 24V mal richtig warm :-)

Gruß,

Frank

von Paul B. (paul_baumann)


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Frank schrob:
>Aber diese Diskussion ist rein akademischer Natur.

Na freilich. Wir meinen das Gleiche, haben und aber irgendwie
Mist-verstanden.

Das kommt davon, wenn der Fragesteller keinen Schaltplan anhängt, wie er
das bis jetzt verdrahtet hat.

MfG Paul

von fabitüftel123 (Gast)


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Haut 10O%ig hin. Vielen Dank!
Nichtmal mein Prof kannte das Bauteil :D

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