Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bitte um kurzes Schaltplan-Review


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von Michael B. (planlessmichi)


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Hallo zusammen,
nach einer nun doch längeren Pause habe ich mich mal wieder an den Tisch 
gesetzt und einen Schaltplan für mein anderes Hobby (Modellbau) gemacht.
Grund: Ich habe meine "Anforderungen" noch nicht als Fertigteil 
gefunden.
Folgendes: Ich möchte in einem Modell 4 unabhängige "RGB-LED-Stripes" 
schalten, also brauche ich dafür 12 Kanäle. In diese andere Geschichte, 
mit dem Datenkanal (DMX oder wie das heißt) habe ich mich noch nicht 
eingelesen und die "normalen" Streifen habe ich ja schon hier liegen 
:-).

Jetzt sind die FETs bei mir aber "immer" so ein Thema (verbaue die ja 
doch schon immerhin so zum zweiten oder dritten Mal :-)) und daher wäre 
ich Euch dankbar, wenn Ihr mal kurz die Schaltung - vor allem eben den 
rechten Teil mit den ganzen FETs - überfliegen könntet, ob man das so 
realisieren kann. Kurze "Idee" hinter den Widerständen: Die 
10kOhm-Widerstände sollen die Transistoren sperren, wenn der AVR gerade 
irgendwie floatet (Reset etc.) und die 470 Ohm habe ich mal wo gesehen, 
wegen irgendwelchen "Umladeströmen" bei höheren PWMs (wobei ich nur so 
irgendwas um die 200Hz anpeile).

An dem K1 kommt dann der Empfänger dran; vermutlich werde ich nur eine 
Signalleitung (Empfängerkanal) benötigen und daher nur den PD6 mit dem 
ICP1 verwenden, aber wenn ich dann doch mal "aufwendigere" Programme 
schalten will, dachte ich mir, dass ich vorsichtshalber noch zwei 
weitere Empfängerkanäle mit einplane. Wie das dann ohne Input Capture 
sinnvoll funktionieren sollte, müsste ich dann aber noch untersuchen.

Der Punkt ist jetzt - bevor ich mit dem Routen anfange - dass ich gerne 
wissen möchte, ob die Schaltung so problemlos funktionieren würde.

Wäre also super, wenn Ihr mir da kurz ein "Oh, mein Gott. Nie im Leben" 
oder "Sollte passen" schreiben könntet :-)

Vielen Dank im voraus und viele Grüße,
Michael

von Hubert G. (hubertg)


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Die Gatewiderstände auf 47 Ohm verringern, die 10k auf 47k erhöhen.
Wenn du dann noch jedem VCC-Pin einen 100n spendierst, sollte es soweit 
OK sein.
Ob deine IRF7103 die richtige Wahl sind bin ich mir nicht sicher. Schau 
dir z.B. den IRLML2502 an.

von Michael B. (planlessmichi)


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Hi, vielen Dank für das schnelle Feedback. Die Widerstände werden 
geändert. Den IRF7103 habe ich als Empfehlung in einem anderen Projekt 
gefunden, dass sich auch mit LED-Streifen beschäftigt hat. Mein 
maximaler Strom (pro Kanal) sind knapp 950mA. Insgesamt sind es halt 4x 
2,5m mit jeweils 60 RGB-LEDs pro Meter. Mir hatte der IRF7103 halt 
gleich zugesagt, weil das Routen einfacher sein "sollte" (da eben gleich 
zwei FETs in einem Gehäuse sind), das Teil direkt mit dem 
Controller-Pegel angesteuert werden kann und es auch den Strom aushalten 
soll(te).
Wenn ich fragen darf: Warum ist der IRF7103 dann evtl. trotzdem nicht 
die richtige Wahl?

von Pete K. (pete77)


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Bist Du sicher, dass Q1 richtig beschaltet ist?

von Oliver R. (orb)


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Michael B. schrieb:
> Wenn ich fragen darf: Warum ist der IRF7103 dann evtl. trotzdem nicht
> die richtige Wahl?

Der IRF7103 schaltet bei 5Volt nicht komplett durch, dafür möchte er 
etwa 10 Volt haben, Dein Rdson ist dadurch größer (etwa 0,2 Ohm) und er 
muß 0,4Watt abführen wenn Du beide auslastest.

Der IRLML2502 hat schon bei 2,5Volt Ansteuerung nur max 0,08 Ohm Rdson, 
bei 5Volt liegt er um 0,03Ohm. Da fällt dann nichtmehr viel zum 
Verheizen ab.

von Conny G. (conny_g)


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Die Versorgungsspannung der LEDs ist nicht eingezeichnet, die bekommen 
"vor Ort" dann 12V und sind beim GND verbunden?

von Hubert G. (hubertg)


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Was mit noch aufgefallen ist, die  Drossel an AVCC ist mit 680µH sehr 
groß. Laut Datenblatt sollten es 10µ sein. Solange du den PortA sonst 
nicht verwendest, wird es nichts ausmachen, ist aber so groß nicht 
notwendig.
Das gleich gilt auch für die Versorgungsspannung, hier wirkt sich die 
Drossel aber noch schlechter aus. Sie hat immerhin 9,2Ohm, bei 100mA 
fallen dann schon fast 1V ab. Falls überhaupt notwendig, dann auch hier 
nicht größer als 10µ.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (planlessmichi)


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> Bist Du sicher, dass Q1 richtig beschaltet ist?
Hm, also eigentlich schon. Was soll da nicht passen?

Oliver R. schrieb:
> Der IRF7103 schaltet bei 5Volt nicht komplett durch, dafür möchte er
> etwa 10 Volt haben, Dein Rdson ist dadurch größer (etwa 0,2 Ohm) und er
> muß 0,4Watt abführen wenn Du beide auslastest.
Ok, das leuchtet ein. Dazu möchte ich sogar gleich noch eine Frage 
stellen: Hat einer von Euch mal eine Adresse, bei der diese ganzen 
Diagramme von FETs gut beschrieben sind, also welches Diagramm was genau 
verdeutlichen soll? Die Infos mit den Rdson-Werten habe ich jetzt auch 
in der Tabelle gefunden, und verstanden :-) - aber trotzdem würde ich 
gerne auch mal die Diagramme verstehen.
Mal als Beispiel (basierend auf das PDF, das hier automatisch mit dem 
Bauteil verknüpft wird):
Wenn ich mir mal Abbildung 3 ansehe, hätte ich jetzt gedacht, dass ich 
mit 5V am Gate so 8-10A durch den Drain jagen kann (ok, für 20µs). Jetzt 
will ich das ja aber nicht für 20µs, sondern einfach mal 
"kontinuierlich" für "immer" leitend haben... Allerdings habe ich kein 
weiteres Diagramm gefunden, bei dem auch nur ansatzweise die 
Gate-Spannung noch mal irgendwie mit eine Rolle spielt... Also was macht 
man in so einem Fall? Kann man durch Kombinationen der anderen Diagramme 
auch auf so eine Info kommen, oder stehen einem da "nur" die Werte aus 
der Tabelle (Seite 2) zur Verfügung? In der Tabelle (vom IRF7103) stehen 
ja jetzt genau die Rdson-Werte für 4,5V und 10V drin (inkl. dem Strom 
durch Id)... Was aber, wenn ich z.B. nur mit 3V das Gate ansteuern 
könnte; oder mit 7V? Kann ich nur mit Hilfe der Diagramme dann auch 
irgendwie den Rdson erhalten?


> Die Versorgungsspannung der LEDs ist nicht eingezeichnet, die bekommen
> "vor Ort" dann 12V und sind beim GND verbunden?
??? Ganz rechts gibt es eine Klemme K2, bezeichnet mit "LiPo 3S". Ein 
Pin geht auf Masse/GND, die andere direkt auf 3 Kontakte des 15poligen 
SUB-D Steckers... Was ich jetzt nicht eingetragen habe ist ein Plus oder 
Minus an der Klemme; aber das meintest Du vermutlich jetzt nicht, oder? 
Was fehlt also Deiner Meinung nach?

> Was mit noch aufgefallen ist, die  Drossel...
Stimmt, guter Einwand... Ich wollte nur sicher sein, dass ich auf Grund 
von evtl. längeren Leitungen direkt in der Nähe von einem Sender nicht 
irgendwie mir etwas einhandle (auch zurück in den Empfänger) und hab 
dann da für die komplette Stromversorgung auch eine 680µH eingeplant... 
Werde ich ändern. Danke!

von Michael B. (planlessmichi)


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Hallo zusammen,

jetzt ich möchte mich jetzt doch nochmal melden, weil ich - glaube ich - 
echt etwas naiv an die Sache herangegangen bin.
Die Platine ist soweit fertig, die LEDs lassen sich auch prima alle 
einzeln schalten. Als nächsten Schritt wollte ich dann jetzt die 
Routinen für die Fernsteuerung einbauen und habe da - und das stellt 
sich jetzt wohl als echt saudämlich heraus - das erste Mal das Signal 
aus dem RC-Empfänger gemessen. In allen Berichten, die ich bisher 
darüber gelesen habe, wurde immer von 5V-Signalen gesprochen (also jetzt 
nicht diese 5V zur Ansteuerung der FETs, sondern wirklich die Signale 
aus dem Empfänger, die sonst zur Ansteuerung der Servos genutzt werden 
(diese 1-2ms).
Und jetzt stellt es sich heraus, dass mein Empfänger dämliche 3V-Signale 
liefert (siehe Anhänge). Damit der MC aber ein High-Signal erkennt, 
sollten es bei 5V Versorgung wohl mind. 3,5V sein... D.h. also, dass ich 
nie einen High-Pegel erkennen werde, oder? Ist das jetzt nur mein 
dammischer Empfänger, oder welche Erfahrungen habt Ihr Modellbauer damit 
bisher gemacht?
Sehe ich das richtig, dass meine einzige Lösung jetzt sein dürfte, z.B. 
mittels Dioden die Versorgungsspannung vom MC auf z.B. 3,3V zu 
verringern (auch auf die Gefahr hin, dass dann die Transistoren nicht 
mehr richtig durchschalten)? Oder muss es doch etwas aufwendiger werden 
und das Signal sollte dann - halt auf einer extra Platine - auf 5V 
verstärkt werden?
Mich würden da jetzt echt Eure Lösungen interessieren.

Viele Grüße,
Michael

von Tim (Gast)


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> Damit der MC aber ein High-Signal erkennt,
> sollten es bei 5V Versorgung wohl mind. 3,5V sein...

Wo steht das?
Laut meinem Datasheet liegt die Grenze 0->1 bei knapp 2V (@ 5V VCC).
Also schleife das Signal von deinem Empfänger doch einfach
mal auf einen Ausgang und halt das Oszi dran.

Und diese Dioden Geschichte würde ich ganz schnell wieder vergessen.
Wenn, dann Spannungsregler.

von Michael B. (planlessmichi)


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Tim schrieb:
> Wo steht das?

Ich hab das hier aus dem "allgemeinen" Teil entnommen:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial#Eing.C3.A4nge_.28Wie_kommen_Signale_in_den_.C2.B5C.29

Und in meinem Datenblatt steht zumindest 0.6Vcc drin, was aber dann auch 
noch exakt 3V wären und damit genau die Grenze wäre; könnte also sein, 
dass ein Siganl mal erkannt wird, dann mal wieder nicht... Klingt nicht 
sehr zuverlässig.

Den (Durchschleif-)Test werde ich machen, aber ich habe da irgendwie 
kein "sicheres Bauchgefühl"... Auch wenn das "hier auf dem Schreibtisch" 
jetzt funktionieren würde...

von Michael H. (overthere)


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'97er MosFETs? Veraltet, junge! Damals gabs ja noch nicht mal die 
Aussage: "Das ist sowas von 1997!"

Such dir lieber mal aktuelle MosFETs in SuperSO8.
Zum Bleistift: 
http://de.mouser.com/ProductDetail/ON-Semiconductor/NTTFS4930NTAG/?qs=sGAEpiMZZMutXGli8Ay4kKKyh9S617DN1lns0IAxwOM%3d

Um auf dein Konkretes Problem einzugehen: Nimm einen 74HCT08, bitte auf 
das T von HCT achten, und dann kannste es leicht hoch setzen. Den 
Mikrocontroller würde ich nicht in der Spannung drosseln, da sonst deine 
FETs nicht richtig durchschalten.

von Michael B. (planlessmichi)


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Kurzes Update: Der Durchschleiftest hat ergeben, dass der AVR das 
High-Signal erkennt... Aber das ungute Gefühl bleibt vorerst.
Darum weiterhin die Frage: Wie verarbeitet Ihr die Signale eines 
Empfängers?

von Helge A. (besupreme)


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Gegen das ungute Gefühl könnte ein HCT Gate helfen. Bei TI heißt das 
"little logic". http://www.ti.com/product/sn74ahct1g04

Gibts ähnlich auch von vielen anderen Herstellern.

: Bearbeitet durch User
von Werner M. (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Wie verarbeitet Ihr die Signale eines Empfängers?
Wenn du einen 74HCT... als Pegelwandler nicht magst, kannst du dir auch 
selber etwas stricken.
http://de.wikipedia.org/wiki/Pegelumsetzer

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