Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NAND Gatter ersatz


von M. S. (ms111)


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Hallo zusammen,
ich habe mal eine kurze frage bezüglich Logikgattern. Wenn ich in einer 
schaltung npn Transistoren mit AND Gattern steuere muss ich wenn ich PNP 
nehme NAND Gatter nehmen oder? Weil PNP steuern ja bei ,,LOW'' durch und 
ein NAND Gatter steuert ja auf LOW wenn beide Eingänge auf high sind 
oder?

Nun wäre meine Frage ob ich anstelle des 4011 auch ein 74HC 03 nutzen 
kann. Ich meine das das Open drain ausgänge hat ändert nichts an der 
logikbauweise oder? Die ganze schaltung würde eh mit 5V betrieben von 
daher stört es nicht das die 74er Reihe nur mit maximal 6V versorgt 
werden darf.
Hier einfach mal die links, vllt kann mir da ja jemand weiterhelfen...
4011: 
http://www.reichelt.de/MOS-4011/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=12552&artnr=MOS+4011&SEARCH=4011
74HC03:http://www.reichelt.de/74HC-03/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=3122&artnr=74HC+03&SEARCH=nand

Im anhang habe ich einfach nochmal den schaltplan angehängt. Dort sind 
allerdings noch die AND Gatter eingezeichnet. Der grund das ich die 
ganze geschichte auf negative logik umstelle liegt einfach daran das ich 
vorher hinter die basis von den PNP Transistoren NPN hintergehängt hatte 
die ich jetzt jedoch weglassen wollte. Und halt die AND Gatter durch das 
invertierte Pendant ersetzen.

: Bearbeitet durch User
von M. S. (ms111)


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Ich sehe grade das der Ausgang des 74HC 03 anstelle des HIGH Pegels ein 
hochohmigen Pegel schaltet. Das wäre für meine anwendung egal oder?

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Malte S. schrieb:
> Wenn ich npn Transistoren mit AND Gattern steuere,
> muss ich wenn ich PNP nehme NAND Gatter nehmen oder?
Im Prinzip ja, nur kannst du die pnp-Trans. nicht so einfach durch 
npn-Trans. ersetzen.
In deiner Schaltung arbeiten die pnp-Trans. ja gegen +Us, nicht wahr.
Mit npn-Trans. schaltet man normal gegen -Us.

> ...... Weil PNP steuern ja bei ,,LOW'' durch und
> ein NAND Gatter steuert ja auf LOW wenn beide Eingänge auf high sind
Ja.

> Nun wäre meine Frage ob ich anstelle des 4011 auch ein 74HC 03 nutzen
> kann. Ich meine das das Open drain ausgänge hat ändert nichts an der
> logikbauweise oder?
Deine Anfrage ist ziehlich konfus. Die Schaltung oben ist unvollständig.

Was willst du damit eigentlich bewirken?

> ganze geschichte auf negative logik umstelle liegt einfach daran das ich
> vorher hinter die basis von den PNP Transistoren NPN hintergehängt hatte
???? Soll das irgend einen Sinn ergeben?
Gruß Öletronika

von Max H. (hartl192)


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Malte S. schrieb:
> Ich sehe grade das der Ausgang des 74HC 03 anstelle des HIGH Pegels ein
> hochohmigen Pegel schaltet.
Genau das bedeutet open Drain.
> Das wäre für meine anwendung egal oder?
Dann würde ich den Transistoren aber noch einen Widerstand zwischen B 
und E spendieren. Wieso nicht einfach ein 74HC00 oder 4001?

P.S: Wieso eigentlich dieses Konstrukt aus (N)AND? Der 74HC595 hätte ja 
genug Ausgänge.
Der Schaltplan wäre mMn besser nachzuvollziehen, wenn du die LEDs und 
PNPs umdrehen (Kathode und Collector unten), denk mal drüber nach.

: Bearbeitet durch User
von Crazy Harry (crazy_h)


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Das ist aber nur ein Prinzipschaltplan oder ?
Ich vermisse die Basiswiderstände.

von M. S. (ms111)


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U. M. schrieb:
>> Nun wäre meine Frage ob ich anstelle des 4011 auch ein 74HC 03 nutzen
>> kann. Ich meine das das Open drain ausgänge hat ändert nichts an der
>> logikbauweise oder?
> Deine Anfrage ist ziehlich konfus. Die Schaltung oben ist unvollständig.
Ja ich weiß, also bei der schaltung handelt es sich um RGB LED Quadtrate 
wo man halt die reihen und spalten ansteuern kann und so halt zB effekte 
wie lauflicht machen kann
> Was willst du damit eigentlich bewirken?
>
>> ganze geschichte auf negative logik umstelle liegt einfach daran das ich
>> vorher hinter die basis von den PNP Transistoren NPN hintergehängt hatte
> ???? Soll das irgend einen Sinn ergeben?
> Gruß Öletronika
ich weiß nicht wie ichs erklären soll. Also vorher waren an den basen 
der PNP noch npn um halt ein positives basissignal für die AND Gatter zu 
bekommen. Ich dachte mir die zusätzlichen transistoren könnte ich 
weglassen wenn ich halt NAND nehme.

von M. S. (ms111)


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Max H. schrieb:
> Malte S. schrieb:
>> Ich sehe grade das der Ausgang des 74HC 03 anstelle des HIGH Pegels ein
>> hochohmigen Pegel schaltet.
> Genau das bedeutet open Drain.
>> Das wäre für meine anwendung egal oder?
> Dann würde ich den Transistoren aber noch einen Widerstand zwischen B
> und E spendieren. Wieso nicht einfach ein 74HC00 oder 4001?
okay :) du meinst 4011 nehme ich an oder? oh auf den 74HC00 bin ich noch 
gar nicht gestoßen, zu den 74ern gibt es ja leider keine IC Sammlung wie 
zu den 4000ern
> P.S: Wieso eigentlich dieses Konstrukt aus (N)AND? Der 74HC595 hätte ja
> genug Ausgänge.
Naja die sind für spätere erweiterungen vorgesehen, also die sind mehr 
oder weniger schon belegt. Außerdem wär ich mir nicht sicher ob der 595 
an jedem ausgang die summe der basisströme packt, der darf ja maximal 
35mA treiben insgesamt
> Der Schaltplan wäre mMn besser nachzuvollziehen, wenn du die LEDs und
> PNPs umdrehen (Kathode und Collector unten), denk mal drüber nach.
Naja das Problem ist das die ne gemeinsame Anode haben, das ist schon so 
vorgegeben oder was meinst du? :)

von M. S. (ms111)


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Crazy H. schrieb:
> Das ist aber nur ein Prinzipschaltplan oder ?
> Ich vermisse die Basiswiderstände.
Ja die kommen natürlich davor, ich hatte einfach vergessen die auf den 
schaltplan mit draufzubringen :)

von M. S. (ms111)


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Ich versuche einfach nochmal kurz die schaltung zu erläutern, hoffe ich 
kann damit mehr klarheit schaffen. Also mit den Kathoden der lEDs kann 
man die farben steuern in welchen das LED Quadrat leuchtet. Mit den 
Basen der PNP steuert man die jeweiligen leds an, bzw die reihen oder 
spalten, weil die sind ja zuammengeschaltet. An die drei kathoden 
,,leitungen'' kommen noch 3 bc337 zum ansteuern der farbe.

Eine frage hätt ich aber noch? wie viel können eig die ausgänge von 
solchen logikgattern treiben?

von MaWin (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Im anhang habe ich einfach nochmal den schaltplan angehängt.

Warum lässt du den Kram nicht einfach weg ?

Es macht KEINERLEI Sinn, die Transistoren zeilenweise durch die oberen 4 
NANDs zu steuern, da die LEDs ebenfalls zeilenweise organisiert sind.

Du bekommst parallel geschaltete LEDs die nicht mehr einzeln steuerbar 
sind und hast KEINERLEI Gewinn.

Warum folgest du nicht einfach der Schaltung, die ALLE anderen LED 
Matrizen benutzen. Du erfindest nichts Neues sondern produzierst nur 
unbrauchbare Bauteilverschwendung.

von M. S. (ms111)


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das soll keine led matrix im klassischen sinne werden. es reicht 
vollkommen wenn man die spalten oder zeilen ansteuern kann...
und ich bin bei den leds eh eingeschränkt weil die ne gemeinsame anode 
haben. somit kann ich die ganze geschichte nicht so machen.

von Max H. (hartl192)


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Malte S. schrieb:
>>  Wieso nicht einfach ein 74HC00 oder 4001?
> okay :) du meinst 4011 nehme ich an oder?
Ja, stimmt sry.

> zu den 74ern gibt es ja leider keine IC Sammlung wie
> zu den 4000ern
Meinst du so etwas: 
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_7400_series_integrated_circuits

> Außerdem wär ich mir nicht sicher ob der 595
> an jedem ausgang die summe der basisströme packt, der darf ja maximal
> 35mA treiben insgesamt
35mA pro Pin, aber in Summe nicht mehr als 70.

> Naja das Problem ist das die ne gemeinsame Anode haben, das ist schon so
> vorgegeben oder was meinst du? :)
Einfach nur die Symbole drehen, die Verbindungen bleiben gleich, z.B. 
wie im Anhang. War nur mal so eine Anregung, wenn's dir anders besser 
passt, kannst du es auch gerne anders machen.

Malte S. schrieb:
> wie viel können eig die ausgänge von
> solchen logikgattern treiben?
- 74HC00: Limiting Values
  25mA pro Pin, in Summer aber nicht mehr als 50mA
- 4011: Typ. 0.88mA @Vdd = 5V, 25°C

: Bearbeitet durch User
von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Malte S. schrieb:
> Ja ich weiß, also bei der schaltung handelt es sich um RGB LED Quadtrate
> wo man halt die reihen und spalten ansteuern kann und so halt zB effekte
> wie lauflicht machen kann
Dass du damit aber immer nur einen ganze Zeile oder eine ganze Spalte 
einer Farbe gleichzeitig aktivieren kannst, soll so sein, oder?
Falls nicht, kann ich auch nur auf den Beitrag von MaWin hinweisen.

> ich weiß nicht wie ichs erklären soll. Also vorher waren an den basen
> der PNP noch npn um halt ein positives basissignal für die AND Gatter zu
> bekommen.
Mit Open-Kollektorausgängen oder Open-Drain kannst du dir die 
npn-Transistoren natürlich sparen. Die sind dann ja schon im IC drin.
Alternativ kannst du auch einen Treiberbaustein wie ULN2803 mit 
Open-Kollektor Ausgängen nehmen.

Ob diese nun mit aktiv Low oder aktiv High angesteuert werden müssen, 
sollte doch eigentlich auch egal sein. Du kannst ja die Bits nach Bedarf 
in das Schieberegister schieben.
Gruß Uwi

von M. S. (ms111)


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Ja genau so soll es ein ja :)

welche nand wären den mit open collector bzw open drain? nur der 74HC03 
oder auch der 74HC00? Wie viel können die Gatter mit dem open drain denn 
treiben?

von M. S. (ms111)


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wobei ich bräuchte hier doch PNP und nicht npn. Sonst wär das ja ne 
collectroschaltung und das wär nicht so gut. Oder wolltest du den BC337 
durch einen ULN2803 ersetzen? wie sieht es zB mit einem ULN2003A aus? 
das würde auch gehen oder? ein zusätzlichen basiswiderstand brauche ich 
ja bei dem ULN 2003 auch nicht oder? der hat ja schon welche

von Max H. (hartl192)


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Malte S. schrieb:
> Wie viel können die Gatter mit dem open drain denn treiben?
So viel wie im Datenblatt steht, beim 74HC03 ist des 25mA pro Pin, in 
Summe aber nicht mehr als 50mA. Viel mehr als das Datenblatt lesen 
können wir auch nicht.

: Bearbeitet durch User
von M. S. (ms111)


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Ich weiß, ich wusste nicht genau welche angabe dafür gilt sorry :) Aber 
da kann ich doch nicht mehrere LEDs mit treiben.
Ich brauche doch im Prinzip einen PNP Darlington array oder? Welche 
bezeichnungen haben die pnp varianten?

Andere Frage. abgesehen von der anzahl der darlington sind die ULN2803 
und 2003 von der funktion ähnlich oder?

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


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von U. M. (oeletronika)


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> Malte S. schrieb:
> Oder wolltest du den BC337 durch einen ULN2803 ersetzen?
Ja, der ULN2803 ersetzt 8 npn-Transistoren.

> wie sieht es zB mit einem ULN2003A aus?
Geht auch. Der hat eben 7 Ausgänge.
> das würde auch gehen oder? ein zusätzlichen basiswiderstand brauche ich
> ja bei dem ULN 2003 auch nicht oder?
Am Eingang ist kein Widerstand nötig.
Da kannst du direkt mit Prozessorport dran gehen.

Zwischen dem Treiberausgang und den pnp-Transitoren (high-side-Schalter) 
ist natülich noch ein Basiswiderstand nötig.
Gruß Öletronika

von Axel S. (a-za-z0-9)


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U. M. schrieb:
>> Malte S. schrieb:
>> Oder wolltest du den BC337 durch einen ULN2803 ersetzen?
> Ja, der ULN2803 ersetzt 8 npn-Transistoren.

Erzähl dem Malte nicht so'n Scheiß!

Beim Betrieb von RGB-LED als Matrix an 5V braucht man jedes bisschen 
Spannung für die LED und für die Vorwiderstände (damit man wenigstens 
halbwegs vorhersagbare Ströme bekommt). Einen Darlington-Treiber der 
sich gleich mal selber 1V Spannungsverlust genehmigt, will man da ums 
Verrecken nicht haben.

Siehe auch den Thread nebenan: 
Beitrag "Probleme mit spannungsabfall an transistoren"


XL

von M. S. (ms111)


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Wo fällt denn die Spannung bei den ULNs ab an der BE Strecke oder? und 
nicht an der CE Strecke? Oder fällt an der CE Strecke 1V ab? das wär 
wirklich arg viel

von Max H. (hartl192)


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: Bearbeitet durch User
von M. S. (ms111)


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Ja ich sehs grad. Danke an euch, ich hatte heute nachmittag schon 30 ULN 
bestellt, habe die bestellung jetzt storniert. Ist das bei allen 
darlington so? ich dachte immer der abfall bezieht sich auf die BE 
Strecke

von Max H. (hartl192)


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Malte S. schrieb:
> Ist das bei allen darlington so?
Jeder bipolare Transistor hat eine Vce(sat), wie groß die ist lässt sich 
im entsprechenden Datenblatt nachlesen.

von M. S. (ms111)


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Jaa das ist mir klar, bei ,,normalen'' liegt der bei 0,2V und halt 0,7V 
an der BE Strecke. Ich dachte die hohen spannungsabfälle an darlington 
beziehen sich auf die BE STrecke und nicht auf die CE Strecke... Aber 
jetzt bin ich schlauer :)

von Max H. (hartl192)


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Malte S. schrieb:
> Ich dachte die hohen spannungsabfälle an darlington
> beziehen sich auf die BE STrecke und nicht auf die CE Strecke...
Beim Darlington erhöht sich die Kollektor-Emitter-Spannung um die 
Basis-Emitter-Spannung des zweiten Transistors. Wenn du etwas mit wenig 
Spannungsabfall suchst würde ich einen MOSFET empfehlen.

von U. M. (oeletronika)


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> Axel Schwenke schrieb:
> U. M. schrieb:
>>> Oder wolltest du den BC337 durch einen ULN2803 ersetzen?
>> Ja, der ULN2803 ersetzt 8 npn-Transistoren.
>
> Erzähl dem Malte nicht so'n Scheiß!
Was ist das für Ton? Reiß dich mal am Riemen, auch wenn er kurz ist!
Du bist hier nicht mit deinen Saufkumanen in der Kneipe.

Oben war ich davon ausgegangen, dass die ULN2xxx als Ersatz für die ganz 
am Anfang genannten AND-Gatter dienen sollten.
Irgend wo ganz oben war auch die Rede davon, dass er hinter dem Gattern 
auch noch extra npn-Trans. hatte, welche die pnp-Trans. ansteuern 
sollten.
Deshalb auch der Hinweis, dass zwischen dem Treiberausgang und den 
pnp-Transistoren (high-side-Schalter)noch ein Basiswiderstand nötig ist.

Dass diese BC337 als Low-Side-Treiber für die Farben dienen sollten, war 
mir einfach nicht bewußt.
Das passiert regelmäßig, wenn Fragesteller zu bequem sind, klar zu 
definiern um was es geht. Nicht für jede Antwort wird man immer die zig 
Artikel durchlesen, die vorher schon stehen.

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