Mit positiver Spannung ein anderes Signal unterbrechen

Gast #4727279
Lesenswert?

Hallo miteinander

ich stehe echt gerade ein wenig auf dem Schlauch, vielleicht kann mir 
hier jemand helfen.

Ich habe einen Modellbaudecoder mit zwei Ausgängen, wobei diese gegen 
Masse schalten, will heissen: An beiden Ausgängen sind via Vorwiderstand 
die Kathoden von LEDs angeschlossen, die Anoden sind direkt an ~19V.

Jeder Ausgang schaltet somit seine LED(s). Was ich nun möchte und leider 
nur elektronisch und nicht in der Programmierung des Decoders 
realisieren kann: Wenn einer der Ausgänge eingeschaltet ist, möchte ich 
dass dieser den anderen unterbricht. Dazu anbei eine Zeichnung (man 
entschuldige meine tollen Paint Fähigkeiten).

Jemand dazu eine brauchbare Idee ? Relais sollen keine zum Einsatz 
kommen.
Angehängte Dateien:
#4727287
Lesenswert?

Nicola Staub schrieb:
> Wenn einer der Ausgänge eingeschaltet ist, möchte ich
> dass dieser den anderen unterbricht.

Das macht wenig Sinn.
Entweder ist immer nur einer von beiden Ausgängen auf 0V, dann brauchst 
du ja auch den anderen Ausgang nicht unterbrechen, da die andere LED ja 
sowieso aus ist.
Wenn beide auf 0 sind, würden sich beide unterbrechen, also keine LED 
leuchten.
Oder ist es das, was du willst (also wenn beide Ausgänge auf 0 sind, 
soll keine LED leuchten)?
Gast #4727296
Lesenswert?

Relais kommen auf Grund der Grösse nicht in Frage, zudem wäre das 
Klicken störend (Modelleisenbahn halt...).

Was das "gegenseitige" Unterbrechen anbelangt: Ich weiss, dass dies auf 
den ersten Blick keinerlei Sinn ergibt, die Schaltung beinhaltet aber 
pro Ausgang noch weitere LEDs, die ich der Einfachheit halber nicht 
gezeichnet habe. Die Logik ist somit folgende:

Out 1 ein, Out 2 aus: Alle LEDs am Out 1 leuchten
Out 1 ein, Out 2 ein: Ein Teil der LEDs an Out 1 und Out 2 leuchten 
(diejenigen die ich nicht eingezeichnet habe).
Out 1 aus, Out 2 ein: Alle LEDs am Out 2 leuchten
#4727318
Lesenswert?

Das geht mit N-Channel Mosfets, die am Gate min. deine Betriebsspannung 
aushalten.
Wenn deine LED Spannung unter 30V bleibt, kannst du z.B. 2N7002 oder 
2N7000 nehmen.
Drain an den Vorwiderstand der abzuschaltenden LED.
Source an OUT (der abzugschaltenden LED)
Gate an den anderen OUT (der die LED abschalten soll).

Siehe Anhang.

Im Grunde ist es genau umgekehrt, wie im Titel des Threads beschrieben.
Du unterbrichst das Signal, wenn am anderen Ausgang keine Spannung 
anliegt (0V -> LED leuchtet).
Angehängte Dateien:
Gast #4727519
Lesenswert?

So, habe die Schaltung mal kurz aufgebaut und funktioniert so :)
Nur habe ich einen unschönen Nebeneffekt: Die GS Spannung kann ja nun 
bis gegen die 19V gehen, was dann doch an der Grenze vieler MOSFETs 
liegt, wie kann ich diese sinnvoll reduzieren ?
#4727644
Lesenswert?

Könnte gehen. Du hast recht, die 2n700x gehen in der Regel nur bis 20V 
GS.

Du könntest aber auch die Gate Spannung mit einer kleinen 
Transistorschaltung heruntersetzen (s. Anhang, die andere Hälfte der 
Schaltung, um auch D1 abzuschalten, habe ich mal der Übersichtlichkeit 
halber weggelassen). Dann ist die FET Auswahl einfacher.
Welcher NPN ist total egal. BC857, oder BC847 (SMD)...
Angehängte Dateien:
Gast #4727671
Lesenswert?

Sehe da leider gerade ein kleines Problem: Mir steht Masse nicht zur 
Verfügung :(

Falls sich jemand wundert was das Ganze soll: Es geht um einen 
Modellbahnzug. Dieser hat zuvorderst in der "Lok" einen 
Funktionsdecoder, welcher die beiden Ausgänge sowie die 19V zur 
Verfügung stellt.
Von dort aus besteht eine Verdrahtung durch den ganzen Zug, welche über 
8polige Kupplungen geführt wird, dort sind leider alle Pins belegt und 
notwendig.
Normalerweise schaltet man nur die Stirnbeleuchtung rot/weiss über die 
beiden Ausgänge um. Ich möchte diese Funktion aber um weitere 
"Lichtbilder" erweitern, was auf Grund der Verdrahtung bzw. der 
Kupplungen nicht ohne gröberes Gebastel geht, daher mein Ansatz einer 
elektronischen Lösung.
Da aber in den Wagen keine Komponente Masse braucht (Masse wird bei den 
Verbrauchern immer geschaltet und 19V steht dauernd zur Verfügung), habe 
ich diese nicht.
Gast #4727748
Lesenswert?

Sodele, habs nun auf dem Steckbrett gebaut, leider funktionert es aber 
nicht wie gewollt :(

Bau ich die Schaltung wie gezeichnet nur für eine Seite auf, dann läuft 
alles normal. Sobald ich aber beide habe, geht es leider nicht mehr und 
zwar ab dann, wenn ich von beiden PNPs die Basis angeschlossen habe.

Hänge ich jeweils eine ab, funktioniert der eine Teil für sich, 
gemeinsam aber leider nicht.
Ich habe sowohl versucht die Basis am Drain wie auch an der Source 
anzuschliessen (auf dem Schema leider nicht ersichtlich).
Gast #4727763
Lesenswert?

Jeweils eine ist dran ja.
Folgendes passiert, wenn die gesamte Schaltung aufgebaut ist:
Egal, welchen Ausgang ich schalte (auch beide zusammen): Es leuchten 
immer beide "nicht unterbrochenen" LED, die anderen tun gar nichts.
Gast #4727790
Lesenswert?

Funktioniert nun :)
Habs einfach nur nochmal neu aufgebaut und dabei bemerkt, dass mein 
Steckboard wohl eher für die Tonne taugt... hatte einen Wackelkontakt.

Nun funktionierts einwandfrei ! Vielen lieben Dank !!!
Gast #4727795
Lesenswert?

Dankeschön :)

Eine Frage trotzdem noch:

Joe F. schrieb:
> hängt denn noch mind.
> je 1 nicht abgeschaltete led an den ausgängen? notwendig.

Habs mal rein Interesse halber ohne dauernd leuchtende LED getestet und 
funktioniert trotzdem (war halt neugierig), was wäre denn normalerweise 
zu erwarten ?
Gast #4727811
Lesenswert?

Ich habe gerade die Gate-Source Spannung an der neuen Schaltung 
gemessen, die scheint aber mit dem Multimeter komischerweise immernoch 
gleich hoch zu sein wie ohne die beiden Transistoren ? Komisch.
Gast #4727818
Lesenswert?

Mist: Ich hatte die Verbindung vom Kollektor der beiden Transistoren zum 
OUTx vergessen... nur leider ist jetzt der von mir oben beschriebene 
Effekt zurück, also doch kein Wackelkontakt :(

(ich sollte wohl schlafen gehen, die Fehler häufen sich).
Gast #4727862
Lesenswert?

Dankeschön (sollte echt langsam unter die Decke...).

Das mit den Ausgängen weiss ich leider nicht, der verbaute 
Digitaldecoder ist von einem Dritthersteller und die geben solche Infos 
nicht Preis. Muss evtl. mal schauen was auf dem Ding verbaut ist.
#4728406
Lesenswert?

Das mit den PNP Transistoren war keine gute Lösung.
Versuche es mal einfach so, wie im Anhang gezeigt. Es fließt zwar ein 
ganz kleiner Strom von Ausgang 1 zu 2 und umgekehrt, das dürfte eine LED 
aber nicht sichtbar zum Leuchten bringen. Die Gatespannung ist jetzt 
immer im Bereich +/-9.5V

Wenn eine der 'äußeren' (nicht durch den anderen Ausgang abschaltbaren) 
LEDs entfallen soll, dann ist stattdessen ein Pullup des Ausgangs zu 19V 
nötig (47K sollten reichen).
Angehängte Dateien:
Gast #4728917
Lesenswert?

Habs gerade mit 4.7M probiert und sehe das sogar dann noch ?! Wahnsinn.

Ich bin aber heute noch über was anderes gestolpert: Ein Panasonic 
photoMOS in NC Konfiguration, das würde mein Problem doch theoretisch 
auch lösen: 
http://www.farnell.com/datasheets/1972647.pdf?_ga=1.264366095.1485297767.1470420803

War recht erstaunt, als ich sah, dass es sowas als Normally Closed gibt.
#4729070
Lesenswert?

photomos: naaaaa, viel zu teuer. und 50ma werden nicht durch deine leds 
fliessen, wenn die schon mit astronomisch grossen vorwiderständen 
sichtbar leuchten. mach dich mal auf die suche nach einem GND punkt. es 
gibt noch eine gute lösung nur mit fet, spannungsteiler und diode. man 
braucht aber GND dafür:
spannungsteiler von 19v zu GND (zB 330k/330k).
9.5V an fet gate. diode vom gate zum anderen ausgang, so dass der andere 
ausgang bei 0V das gate auf 0.6-0.7V zieht, bei LED aus aber die 19V 
nicht zum gate können.
nimm am besten keine schottky, die haben wieder relativ hohen reverse 
current. 1N4148 ist gut (ca 10nA).
Gast #4729194
Lesenswert?

Die 50mA bringe ich natürlich nicht durch die LEDs, somit würde ich die 
Input LED vom photoMOS über einen separaten Vorwiderstand zwischen 19V 
und OUTx. Wobei unter Recommended Operating Conditions ein Strom von 5 
mA angegeben ist, 50mA steht unter Absolute Maximum Ratings.

Der Preis ist "unschön" ja, zumal ich vier von den Dingern pro Zug 
benötigen würde.

GND wird sich definitiv nicht finden lassen, wie ich mal erwähnte hat es 
eine 8polige Verbindung zwischen den Wagen:
- 2x Schienensignal (DCC Digitalsignal mit alternierender Polarität ohne 
feste Masse)
- 2x Motorsignal, PWM, wechselt Polarität je nach Fahrtrichtung
- 19V+
- 3x OUT (wir haben immer nur von Out1 und 2 gesprochen, Nummer 3 wird 
für die Innenbeleuchtung verwendet und fällt somit auch weg).
#4729646
Lesenswert?

Nicola Staub schrieb:
> GND wird sich definitiv nicht finden lassen

OK. Auch die Lösung mit dem Spannungsteiler und Dioden ist nix. Da 
können dann trotzdem -20V am Gate vorkommen.

Die einfachste Lösung wäre nach wie vor, einen FET zu finden, der 30V am 
Gate aushält. Das vereinfacht die Schaltung auch sehr (einfach nur den 
FET in die Leitung legen, genau wie im allerersten Vorschlag).
Von diesen FETs gibt es dann doch noch einige.

z.B:

ZVN4525E6TA (bis 40V V_gs)
z.B. bei mouser, digikey, rs-components

NTR5103N
z.B. bei Digikey.de
http://www.digikey.de/product-detail/de/on-semiconductor/NTR5103NT1G/NTR5103NT1GOSCT-ND/5801875
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NTR5103N-D.PDF

2N7002E,215
z.B. bei rs-components.de
http://de.rs-online.com/web/p/transistoren-mosfet/7258307/
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0f74/0900766b80f74f1b.pdf

2N7002F,215
z.B. bei rs-components.de
http://de.rs-online.com/web/p/transistoren-mosfet/7258300/
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0f74/0900766b80f74f1c.pdf

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren