Hallo zusammen, ich bin gerade dabei, einen RGB-LED Cube zu bauen. Für die Ansteuerung der LEDs (Common Anode) verwende ich P-Channel MOSFETs (IRF9Z34N) mit NPN-Transistoren (2N3904), siehe Schaltung. Zum Einschalten eines Layers lege ich also von links mit dem Microconroller 5V an. Mein Problem tritt beim Ausschalten auf: Die Spannung am Drain des MOSFETs nimmt zu langsam ab (siehe Oszilloskop), was ein "Überblenden" der einzelnen Ebenen zur Folge hat. Soweit ich weiß, liegt diese Abklingzeit normalerweise im Nanosekundenbereich, oder? Wie kann ich das Problem beheben? Habe ich die Widerstandswerte falsch gewählt? Vielen Dank schonmal, J. Müller
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Du solltest R13 so klein wie möglich wählen. Alternativ: Eine PushPull Stufe bauen. Bzw. einen fertigen FET Treiber einsetzen.
Der R13 ist sicher nicht das Problem. Die Abklingzeit von geschätzter 1/2 sec ist damit nicht zu erklären.
Brauchst du denn überhaupt so einen dicken MOSFET? Der kommt natürlich auch mit entsprechend hohen Kapazitäten einher, die das Abschalten verzögern. Hier wird es hauptsächlich die Millerkapazität sein, un du kannst das Abschalten beschleunigen, wenn du R13 kleiner machst, oder diesen statt an +12V an eine noch höhere Hilfsspannung anschliesst. Die Ausgangskapazität des MOSFET wirst du so aber nicht los. An dieser Stelle kannst du das Abschalten mit einer Gegentaktendstufe beschleunigen oder mit einem Widerstand von Drain nach GND.
michael_ schrieb: > Die Abklingzeit von geschätzter 1/2 sec ist damit nicht zu erklären. Wo siehst du denn die?
Ich habe R13 mal durch 1K Ohm ersetzt, das hat leider nichts geändert. > geschätzter 1/2 sec Es ist zwar nur eine Millisekunde, aber trotzdem zu viel :D > Brauchst du denn überhaupt so einen dicken MOSFET? Also maximal fließen nachher 192 * 20mA ≈ 4A
Zunächst mal ist R14 äußerst ungeeignet, die gesättigte BE-Strecke des Q9 auszuräumen. Zumal da in diesem Moment nur ca. 0,6V verbleiben. Dann trägt Q9 auch nur ca. 1,2mA, bei solch geringen Strömen steigt die Kollektorspannung beim Abschalten des Transistors nur recht langsam an. Bei 200mA sähe es ganz anders aus. Einfach beide Widerstände verkleinern und gut. Insbesondere bei R14 ist das nötig und auch möglich.
Hp M. schrieb: > michael_ schrieb: >> Die Abklingzeit von geschätzter 1/2 sec ist damit nicht zu erklären. > > Wo siehst du denn die? Dem Gefühl nach. Um eine sichtbare Zeit zu erzeugen, braucht es schon einen hohen Widerstand und einen ganz schön großen Kondensator. Ich sehe beides in der Schaltung nicht.
> Um eine sichtbare Zeit zu erzeugen Was ich mit "Überblenden" meinte ist, dass der zuletzt aktivierte Layer noch "halb aktiviert" ist, wenn der nächste eigentlich alleine an sein sollte, sodass die LEDs, die auf dem vorherigen Layer an waren, noch halb hell leuchten.
Ein weiterer Gedanke ist, man sollte für sowas niemals ein ungeregeltes NT verwenden. Das Zsenario kann man sich ausmalen. Der Effekt kann übereinstimmen.
Jonathan Müller schrieb: > Was ich mit "Überblenden" meinte Wird landläufig als Übersprechen bezeichnet. Das hängt aber auch von der Last ab, da die LED nur einen kleinen Spannungshub zum Ein/Ausschalten benötigen. Zeig doch mal die Schaltung und Ansteuerung der 3D-Matrix.
Jonathan Müller schrieb: > Was ich mit "Überblenden" meinte ist, dass der zuletzt aktivierte Layer > noch "halb aktiviert" ist, wenn der nächste eigentlich alleine an sein > sollte, sodass die LEDs, die auf dem vorherigen Layer an waren, noch > halb hell leuchten. Dann überprüfe mit einem Oszi, ob die Ansteuersignale mit dem Effekt übereinstimmen. Oder mach doch testweise die Pausen größer.
> Dann überprüfe mit einem Oszi, ob die Ansteuersignale mit dem Effekt übereinstimmen. Tun sie nicht, am Transistor (Basis) ist die Spannung rechteckig. > Oder mach doch testweise die Pausen größer. Das habe ich schon gemacht, dann sieht es okay aus, aber dann ist natürlich auch alles dunkler
Denk mal systematisch. Was bleibt übrig mit so einer Zeitkonstante? Mess doch mal direkt an den Dioden. Was für ein NT? Kontrolle der Spannung.
> Was bleibt übrig mit so einer Zeitkonstante? Wie meinst du das? (Sorry, ich bin Informatiker, kein Elektrotechniker und das ist mein erstes größeres Projekt :D) tau = die Zeit, nach der die Spannung auf 36% abgesunken ist? ⇒ tau ≈ 1,2ms > Mess doch mal direkt an den Dioden. Der Drain der MOSFETs ist direkt mit den Anoden verbunden, ich messe also direkt an den Dioden > Was für ein NT? Hab gerade mal Batterien angeschlossen, gleicher Effekt. Ich bin für heute mal raus und schaue morgen nochmal rein.
Jonathan Müller schrieb: > Ich verwende DM13A LED-Treiber. Ein Konstantstromtreiber ist hier natürlich ungünstig, weil er versucht während der gesamten Abschaltzeit den Strom aufrecht zu erhalten. Am einfachsten wird es sein, von jedem Drain einen Widerstand z.B. 120 Ohm nach GND zu legen, damit der MOSFET entladen wird, und des weiteren während des Umschaltvorgangs den LED-Treiber entweder mit Dunkelheit zu laden oder über den /EN-Eingang abzuschalten. Die Belastbarkeit des Entladewiderstands verdient Beachtung, da bei 12V dort ja 100mA fliessen. --> 1,2W Wenn du aber garantieren kannst, dass der Multiplex der 6 MOSFETs ständig läuft, so wird jeder Widerstand ja nur 1/6 der Zeit belastet un es reichen billige 0,2W Widerstände. Des weiteren kannst du natürlich auch mit der Versorgungsspannung herabgehen. Der LED-Treiber braucht nur 1V für sich, dann stabilisiert er einwandfrei. Eine blaue LED braucht allenfalls 3,5V, - dann wären wir bei 4,5V und der MOSFET hat praktisch gar keinen Spannungsabfall. Wenn du keine hintereinander geschalteten LED verwendest, kommst du also mit einer Versorgungsspannung von 5V bequem aus. Was drüber ist, heizt dir nur die Treiber auf.
@Jonathan Müller (Gast) >Für die Ansteuerung der LEDs (Common Anode) verwende ich P-Channel >MOSFETs (IRF9Z34N) Ein 19A MOSFET mit 100mOhm. Naja, könnte schlimmer sein ;-) >Mein Problem tritt beim Ausschalten auf: Die Spannung am Drain des >MOSFETs nimmt zu langsam ab (siehe Oszilloskop), was ein "Überblenden" >der einzelnen Ebenen zur Folge hat. Das nennt man Übersprechen bzw, hier bei einder LED-Matrix "Ghosting", weil ein Geisterbild auf der nächten Multiplexebene erscheint. >Soweit ich weiß, liegt diese Abklingzeit normalerweise im >Nanosekundenbereich, oder? Jain. >Wie kann ich das Problem beheben? Habe ich die Widerstandswerte falsch >gewählt? 1. Dein MOSFET-Treiber ist lahm, der MOSFET wird mit lahmen 10 kohm ausgeschaltet, das dauert mehrere us (Mikrosekunden). R13 auf 1k vermindern oder noch besser, einen Treiber benutzen. Entweder was Fertiges oder selbst geschnitzt. https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#MOSFET-Treiber Beitrag "Re: n-kanal mosfet treiber diskret mit npn und pnp" Bei dir fehlt nur der N-FET. 2.) Wenn man am Drain einfach so mißt, egal ob mit oder ohne angschlossene LED-Matrix, wird man nie einen schnellen Ausschaltpuls messen. Warum? Wer sollte die Spannung schnell auf 0v ziehen? Es gibt keinen aktiven Schalter und auch keinen niederohmigen Lastwiderstand, der das tun könnte. Einzig dein Tastkopf mit 1 oder 10 MOhm ist dort gegen GND angeschlossen. Wenn wir mal grob von 100pF Knotenkapazität ausgehen (Tastopf + MOSFET) und 10MOhm Tastkopfwiderstand ergibt das R*C= 1ms Zeitkonstante. Und genau die sehen wir auf dem Oszi ;-) Abhilfe -> 1kOhm vom Drain zu GND schalten, damit wird der Knoten mit tau = 100ns entladen. 3.) Du hast möglicherweise einen Fehler in der Ansteuersoftware. Das muss prinzipiell so gehen. - Alle Ebenen ausschalten - Neues Muster für neue Ebene einschalten - Neue Ebene einschalten. Damit ist immer eine kleine Lücke, wo ALLE ebenen aus sind und damit kann kein altes Muster auf der neuen Ebene leuchten.
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Hp M. schrieb: > Am einfachsten wird es sein, von jedem Drain einen Widerstand z.B. 120 > Ohm nach GND zu legen Falk B. schrieb: > Abhilfe -> 1kOhm vom Drain zu GND schalten, damit wird der Knoten mit > tau = 100ns entladen. Ich habe jetzt wie vorgeschlagen, R13 und R14 durch jeweils 1KOhm Widerstände ersetzt und einen weiteren 1Kohm Widerstand zwischen Drain und GND eingesetzt, jetzt sieht die Spannung richtig aus. Falk B. schrieb: > Damit ist immer eine kleine Lücke, wo ALLE ebenen aus sind und damit > kann kein altes Muster auf der neuen Ebene leuchten. Diese Lücke war auch noch etwas zu kurz, nachdem ich die Zeit zwischen aus- und einschalten verlängert habe, funktioniert nun alles richtig, kein Ghosting mehr! Vielen Dank an alle für die Hilfe!
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