Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sichert ihr eure Ausgänge ab?


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von Johnny S. (sgt_johnny)


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Hallo,


Ic habe hier einen ATMega1284 welcher diverse Dinge ansteuern soll, 
unter anderem ein Pieozo-Speaker.

Für den Speaker benötige ich so oder so einen Mosfet...



Da die LED's ja so 20mA benötigen, ist das mit einem uC Pin (20mA) 
möglich, aber natürlich schon an der Grenze...



Wie macht ihr das so? Direkt anschliessen oder lieber auf Nummer sicher 
und einen Mosfet/Transistor vorbauen?

Es gibt ja diesen UL2803 der 8 Darlington hat, gibt es das auch als 
N-Mosfet mit common gnd?

: Bearbeitet durch User
Beitrag #5138657 wurde von einem Moderator gelöscht.
von derjaeger (Gast)


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>ist das mit einem uC Pin

Dein uC kann 40 mA an einem Pin abgeben. Für eine LED brauchst du nichts 
vorzuschalten außer einen Widerstand.

DC Current per I/O Pin ............................................... 
40.0 mA
DC Current V CC and GND Pins................................ 200.0 mA

von derjaeger (Gast)


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Und die LEDs benötigen keine 20 mA, sondern soviel vertragen sie 
maximal.

Es reicht vollkommen aus diesen 5 mA zu geben

von Johnny S. (sgt_johnny)


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derjaeger schrieb:
>>ist das mit einem uC Pin
>
> Dein uC kann 40 mA an einem Pin abgeben. Für eine LED brauchst du nichts
> vorzuschalten außer einen Widerstand.
>
> DC Current per I/O Pin ...............................................
> 40.0 mA
> DC Current V CC and GND Pins................................ 200.0 mA

Ja das ist aber Absolute Maximum Ratings,


Je mehr Strom man von den Pins zieht, desto niedriger wird dessen 
Spannung. Laut Datenblatt ist bei 3V 10mA getstattet.

VOH
Output High Voltage  IOH = -20 mA, VCC= 5V, IOH = -10mA, VCC= 3V


Zudem glaub ich nicht das man die 40mA pro PIN summieren kann, wenn man 
an 5pins je 40mA zieht wären die DC Current ja schon überschritten.....



derjaeger schrieb:
> Es reicht vollkommen aus diesen 5 mA zu geben
Nein, weil dann zu dunkel


Die bekannten WS2812 RGB's brauchen bei Weiss ganze 60mA pro LED, bei 
mir kommen jedoch normale zum Einsatz, sollen aber eine gewisse 
Hellikeit abgeben.

: Bearbeitet durch User
von Sebastian S. (amateur)


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Vielleicht beschreibst Du mal Dein Problem vollständig.

Ein Pin kann tatsächlich die maximalen Werte liefern. Wenn ich davon 
ausgehe, dass eine LED WEIT darunter liegt, so sehe ich da kein Problem.
Allerdings gibt es noch ein anderes Maximum. Das welches sich bei (zu) 
vielen LEDs ergibt. Diesen Punkt hast Du aber bei Deinen Ausführungen 
außen vor gelassen.

von c-hater (Gast)


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Johnny S. schrieb:

> Ic habe hier einen ATMega1284 welcher diverse Dinge ansteuern soll,
> unter anderem ein Pieozo-Speaker.
>
> Für den Speaker benötige ich so oder so einen Mosfet...

Das kommt definitiv auf den Speaker an. Es gibt eine große Vielfalt von 
Piezo-Speakern, die man ohne jede weitere Maßnahme bedenkenlos direkt an 
AVR8-Ausgänge antüdern kann. Sinnvoll ist das allerdings meist nicht 
besonders, denn mit ein wenig zusätzlichem passivem Kram als Filter kann 
man meist eine wesentlich bessere Tonqualität und Wandlereffizienz 
erzielen...

> Da die LED's ja so 20mA benötigen, ist das mit einem uC Pin (20mA)
> möglich, aber natürlich schon an der Grenze...

LEDs "benötigen" praktisch nie 20mA. Es ist vielmehr so, dass sehr viele 
LEDs maximal 20mA (Dauerlast) abkönnen. Der AVR8-Ausgang verträgt aber 
bis zu 40mA im Dauerbetrieb, ohne bleibende Schäden zu nehmen. 
Allerdings ist mit einer Verkürzung der Lebenszeit zu rechnen, wenn man 
die "absolute maximum ratings" ausnutzt. Sprich: für normale LEDs 
braucht man in aller Regel nur einen einfachen Widerstand zur Anpassung 
an AVR8-Ausgänge. Nur im Impulsbetrieb (Multiplexing) sieht das anders 
aus oder bei vielen LEDs an einem AVR8.

> Wie macht ihr das so?

Datenblätter lesen und rechnen. Was denn sonst?

von overvoltage (Gast)


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idR. vertragen die Megas auch mehr an einem Pin, kommt beim multiplexen 
vor... da kannste locker bis 80mA gehen.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Was ich machen würde?
Das Gate des FET einfach mit an den Pin, fertsch.
Ggf. einen 'Angstwiderstand' von nen paar Ohm vor das Gate.
Wenn Du den Ausgang aber schnell wechseln lassen willst, fließt in den 
Gate-Kondensator auch recht viel Strom (rein und raus).
Bei eher nur sporadischem Wechsel ist dieser Strom vernachlässigbar.

Ausnahme:
Du willst wirklich Strom schalten, dann muß der FET in kürzester Zeit 
voll aus/zu fahren können, was die Ansteuerung auch wieder komplizierter 
macht.

Wer sagt eigentlich, daß die LED 20mA 'braucht'?
Wenn dieser Wert im DaBla steht, wird Das der Maximal-Dauer-Strom sein - 
einen 'Muckensack' drunter lebt die LED wesentlich länger und büßt 
nahezu keine Helligkeit ein.
Sollte die LED bei den 20mA nebenbei als Flak-Scheinwerfer zu gebrauchen 
sein, tut's auch wesentlich weniger Strom.
Sofern die LED nur als Anzeige/Kontrolle dient, wurden hier schon von 
0,x mA geschrieben, Die für eine nicht sonnenbeschienene Platine als 
genügend helle LED-Anzeige funktionierte.
Versuch macht Kluch(klug)

MfG

von Einer K. (Gast)


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overvoltage schrieb:
> idR. vertragen die Megas auch mehr an einem Pin, kommt beim
> multiplexen
> vor... da kannste locker bis 80mA gehen.

Auch wenn du recht hast: Ab in die Ecke und 2 Stunden schämen!

von Jacko (Gast)


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Sind wir hier wieder beim µC-Quälen mit dem üblich dussligen
"Geht doch"-Schwadronieren?

Mach doch, was du willst!
Wenn es aber länger zuverlässig funktionieren soll, ist es LEIDER
unumgänglich, die Angaben im Datenblatt (auch für die Summe der
Ausgangsströme) zu beachten.

Ist einfach so, Diskussion zwecklos.

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


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Johnny S. schrieb:
> Ic habe hier einen ATMega1284 welcher diverse Dinge ansteuern soll,
> unter anderem ein Pieozo-Speaker.
> Für den Speaker benötige ich so oder so einen Mosfet...

Unwahrscheinlich. Ein Piezo-Schallwandler benötigt ein Signal von einem 
Gegentaktausgang. Ein einzelner MOSFET liefert das entweder gar nicht, 
oder nur mit Stromverschwendung (Drain-Widerstand).

> Wie macht ihr das so? Direkt anschliessen oder lieber auf Nummer sicher
> und einen Mosfet/Transistor vorbauen?

Die Frage ist in dieser Allgemeinheit nur ebenso allgemein zu 
beantworten: kommt drauf an. Wenn es der µC allein schafft, dann schafft 
er es allein. Und wenn nicht, dann nicht. Als Verstärker/Treiber wird 
das genommen, was a) der Aufgabe gewachsen und b) beschaffbar oder c) 
vorhanden ist.

> Es gibt ja diesen UL2803 der 8 Darlington hat, gibt es das auch als
> N-Mosfet mit common gnd?

ULN2003LV. Im Prinzip ein ULN2003, nur mit MOSFET statt Darlingtons. 
Andererseits gibt es diskrete MOSFET in sehr kleinen Gehäusen, viel 
kleiner als man von Hand verlöten möchte.

von Edi M. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Ein Piezo-Schallwandler benötigt ein Signal von einem
> Gegentaktausgang.

Der lässt sich einseitig auch mit einem Kondensator realisieren und mit 
einem MSOFET gegen rail gehen, wenn man richtig Leistung hat. Ansonsten 
eben ein kleines CMOS-Gatter mit Inverterfunktion an einem Pin.

und die Softies nehmen gerne zwei AVR-Pins für den Gegentakt her. :-=

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


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Edi M. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Ein Piezo-Schallwandler benötigt ein Signal von einem
>> Gegentaktausgang.
>
> Der lässt sich einseitig auch mit einem Kondensator realisieren und mit
> einem MSOFET gegen rail gehen, wenn man richtig Leistung hat. Ansonsten
> eben ein kleines CMOS-Gatter mit Inverterfunktion an einem Pin.

Das hast du falsch verstanden. Man kann (muß aber nicht) die beiden 
Anschlüsse eines Piezos gegenphasig ansteuern. Das meinte ich nicht.

Sondern das: wenn der Piezo mit einem Bein an einer Rail hängt (z.B. 
GND) dann muß man ihn am anderen Bein laden und entladen. Eben z.B. 
mit einem CMOS Gegentakt-Ausgang. Ein MOSFET ist nur ein Schalter. Damit 
kann man den Piezo dann nur aufladen, aber eben nicht wieder entladen.

von 6a66 (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> derjaeger schrieb:
>> Es reicht vollkommen aus diesen 5 mA zu geben
> Nein, weil dann zu dunkel

Dann hast Du evtl. die falschen LEDs.
Vernünftige LEDs machen aus einigen wenigen mA soviel Licht dass in 
Deinen Augen kurz ein Blendfleck bleibt.

Ich gehe normalerweise bis zu etwa 10mA am Port (wenn's denn sein muss), 
egal welcher Prozessor, alles darüber mit Transistor oder Treiber. 
Begründung: 10mA * 5V Spannungsabfall machen 50 mW die ich dem Prozessor 
an Wärme erspare (Lebensdauer). Auch wenn es dann nicht 5V sind, die 
Menge macht's. Und lieber stirbt ein BC846 als ein Prozessor. Es sei 
denn die 2ct für den Transistor fallen kostentechnisch SOOO sehr ins 
Gewicht.

rgds

von Einer K. (Gast)


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6a66 schrieb:
> Begründung: 10mA * 5V Spannungsabfall machen 50 mW die ich dem Prozessor
> an Wärme erspare (Lebensdauer). Auch wenn es dann nicht 5V sind, die
> Menge macht's.

Bei einem AVR sind es deutlich weniger als 0,5V bei 10mA
Und damit auch deutlich weniger, als 5mW

von 6a66 (Gast)


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>Sichert ihr eure Ausgänge ab?

Ja mit vernünftiger Berechnung, einem SORGFÄLTIGEN Blick in das 
Datenblatt und einer Auslegung "Nicht auf Kante genäht" :) Eben auch 
thermisch.

rgds

von Edi M. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Sondern das: wenn der Piezo mit einem Bein an einer Rail hängt (z.B.
> GND) dann muß man ihn am anderen Bein laden und entladen. Eben z.B.
> mit einem CMOS Gegentakt-Ausgang. Ein MOSFET ist nur ein Schalter. Damit
> kann man den Piezo dann nur aufladen, aber eben nicht wieder entladen.

Passt! Zustimmung! Also 2 Mosfets im Gegentakt. Allerdings: Meine Lösung 
funktioniert. Man hat halt einen springenden Pin.

von my2ct (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Da die LED's ja so 20mA benötigen, ist das mit einem uC Pin (20mA)
> möglich, aber natürlich schon an der Grenze...

Nimm einfach nicht die leuchtschwächsten Restbestände aus dem vorigen 
Jahrtausend. Bei aktuellen ultrahellen LEDs kommst du mit wenigen mA 
aus. Oder wozu sollen es bei dir unbedingt 20mA sein. Echte Power-LEDs 
liegen eher bei einigen hundert mA.

von Toxic (Gast)


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overvoltage schrieb:
> idR. vertragen die Megas auch mehr an einem Pin, kommt beim multiplexen
> vor... da kannste locker bis 80mA gehen.

Sofern es der unvermeidliche Innenwiderstand der Ausgangsstufe zulaesst.

Wenn ich z.B. das Datenblatt eines PIC12F1840 richtig interpretiert 
habe,dann hat der PIC bei einem Ausgangsstrom von 20mA einen statischen 
Innenwiderstand von 75 Ohm. Bei einem Kurzschluss fliessen ca. 37mA,was 
bei einer Betriebsspannung von 5.5V einen Innenwiderstand von 140 Ohm 
ergibt.
Man kann also im Mittel grob von 100 Ohm ausgehen.(duerfte wohl bei 
anderen uCs aehnlich sein)
Mehr als 40mA sind bei dem angegebenen PIC nicht "rauszuholen" (25mA 
sind eh das erlaubte Maximum)

Korrigiert mich,wenn ich da falsch liege.

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