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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ULN2003 Beschaltung


Autor: Zaphod (Gast)
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Nur mal zur Sicherheit, bevor ich Mist baue: die Beschaltung des ULN2003 
(Bild im Anhang) ist so korrekt? 5V TTL-Signale von links, 
nichtinvertierte 5V Signale rechts raus mit höherem möglichen Strom?

Autor: Falk B. (falk)
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Die Ausgänge sind invertiert. Und so wie du das gemacht hast, kommt auch 
nicht mehr Strom raus, denn 1k sind arg viel, um ein HIGH am Ausgang zu 
erzeugen. Nur LOW ist strommäßig verstärkt. Das klassische Open 
Kollektor Dilemma.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Ausgangss...

Autor: Jörg R. (solar77)
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Zaphod schrieb:
> Nur mal zur Sicherheit, bevor ich Mist baue: die Beschaltung des
> ULN2003
> (Bild im Anhang) ist so korrekt? 5V TTL-Signale von links,
> nichtinvertierte 5V Signale rechts raus mit höherem möglichen Strom?

So wenig Text und so wenig Schaltplan...und trotzdem unverständlich.

Was soll denn geschaltet werden? Doch wohl nicht die 1K Widerstände 
gegen GND?

Autor: Zaphod (Gast)
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@Falk: ja, das Problem ist mir klar, der Anwender soll das auch 
entsprechend beschalten, also Spannung -> Last -> Ausgang des ULN2003. 
Auf dem Weg ist dann ja auch die Verstärkung vorhanden!?

Autor: S. Landolt (Gast)
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Aber doch nur, wenn die Last gegen die +5 V geschaltet wird - es handelt 
sich i.w. um eine simple Darlingtonstufe, ein Blick ins Datenblatt 
hilft.

Autor: H.Joachim S. (crazyhorse)
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Und (eben durch die Darlington-Schaltung) prinzipbedingt recht hohe 
Sättigungspannung. Hast du das auch  bedacht?

Autor: Wolfgang (Gast)
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H.Joachim S. schrieb:
> Und (eben durch die Darlington-Schaltung) prinzipbedingt recht hohe
> Sättigungspannung. Hast du das auch  bedacht?

Es hat schon seinen Grund, dass der über 40 Jahre alte ULN2003 
heutzutage in vielen Anwendungen durch MOSFETs ersetzt worden ist.

Autor: michael_ (Gast)
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Zaphod schrieb:
> Nur mal zur Sicherheit, bevor ich Mist baue: die Beschaltung des ULN2003
> (Bild im Anhang) ist so korrekt? 5V TTL-Signale von links,
> nichtinvertierte 5V Signale rechts raus mit höherem möglichen Strom?

Nein!
Deine Last sind die 1K.

Falk B. schrieb:
> Die Ausgänge sind invertiert.

Kommt auf die Betrachtung an.
Wenn man H am Eingang als Ereignis betrachtet, dann folgt die Last.
Also geht die Glühbirne oder die Heizung an.

Autor: Manfred (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> Es hat schon seinen Grund, dass der über 40 Jahre alte ULN2003
> heutzutage in vielen Anwendungen durch MOSFETs ersetzt worden ist.

Es gibt seine 8-Kanal-Kumpels ULN280x noch heute und sogar im 
SO-Gehäuse, weil sie ja dank Überalterung überflüssig sind? Schlaf' 
weiter, die Dinger haben auch heute noch ihre Berechtigung.

Die Schaltung von "Zaphod (Gast)" ist natürlich Unfug und ich erkenne 
auch keine klare Fragestellung: Die ULN2003 sind keine Pegelwandler, 
sondern finden ihren Einsatz als Relaistreiber.

Was die Endanwender gerne übersehen, H.Joachim S. erwähnte es: "Die 
recht hohe Sättigungspannung" und die sich daraus ergebende 
Verlustleistung. Der Baustein kann xxx_mA pro Kanal, aber nur maximal 
yyy_mW Verlustleistung Gesamt.

Autor: michael_ (Gast)
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Manfred schrieb:
> Was die Endanwender gerne übersehen, H.Joachim S. erwähnte es: "Die
> recht hohe Sättigungspannung" und die sich daraus ergebende
> Verlustleistung.

Interessiert aber bei 99% der Anwendungen nicht.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Manfred schrieb:
> Was die Endanwender gerne übersehen, H.Joachim S. erwähnte es: "Die
> recht hohe Sättigungspannung" ...

Eben, genau diese hohe Sättigungsspannung zusammen mit dem Trend zu 
kleineren Versorgungsspannungen und die im Vergleich zu MOSFETs höhere 
Verlustleistung hat zur Ablösung in vielen Anwendungen geführt. Dass die 
Dinger auch heutzutage mancherorts noch ihre Berechtigung haben, 
bezweifelt doch keiner. Das siehst du schon an den Lagerbeständen der 
Distributoren, die bei ULN2003 oder ULN2803 z.T. im 6-stelligen Bereich 
liegen.

Autor: Thomas (Gast)
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Gerade aus dem Datenblatt gezogen.
Pro Kanal :500 mA
Gesamt Emitter : -2,5 A
Der ULN2003 ist vielseitig einsetzbar, und i.d.R unempfindlich.
Aber es gibt sicher bessere Lösungen.

Autor: Anf Hänger (Gast)
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michael_ schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Die Ausgänge sind invertiert.
>
> Kommt auf die Betrachtung an.
> Wenn man H am Eingang als Ereignis betrachtet, dann folgt die Last.
> Also geht die Glühbirne oder die Heizung an.

Erläutere mal deine Betrachtung ausführlicher, so daß auch nicht so gut 
sehende Anfänger durchblicken. Solange erzeugt ein High am Eingang ein 
Low am Ausgang - invertiert also.

Autor: Klaus (Gast)
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Anf Hänger schrieb:
> Solange erzeugt ein High am Eingang ein
> Low am Ausgang - invertiert also.

Seh ich anders. Ein High am Eingang erzeugt Licht (Motor, Relais ...) 
an. Da kann ich kein invertieren erkennen.

MfG Klaus

Autor: Christian M. (Firma: magnetmotor.ch) (chregu) Benutzerseite
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Klaus schrieb:
> Seh ich anders. Ein High am Eingang erzeugt Licht (Motor, Relais ...)
> an. Da kann ich kein invertieren erkennen.

Doch! Ein "Low" heisst ja nicht "Aus", sondern einfach Ein "gegen Plus"!

Deswegen

Anf Hänger schrieb:
> Solange erzeugt ein High am Eingang ein Low am Ausgang - invertiert
> also.

!

Gruss Chregu

Autor: Klaus (Gast)
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Christian M. schrieb:
> Ein "Low" heisst ja nicht "Aus"

Doch, genau das sehe ich. Ich gebe ein High, eine 1 an meinem Port aus 
und das Licht geht an. Passt doch prima. Umgekehrt wäre es irgendwie 
unlogisch.

MfG Klaus

Autor: Miwi (Gast)
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Schon erstaunlich das man über einen so alten Baustein, dessen 
Datenblätter seit Äonen ohne Probleme verfügar sind so lange Threads 
erzeugen kann.

Das nächste mal stellt dann jemand  Frage in welche Richtung baue ich 
einen Widerstand ein, die dann  länge mal breite durchgekaute wird?

@TO: Datenblatt googeln, lesen und verstehen und vor allem machen und 
nicht herumtheoretisieren und sich von Antworten anderer im eigenen 
Tatendrang abhängig machen.

MiWi

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Warum ist denn das so umständlich hier mit High und Low und Pipapo?

Wenn man sich die Innenbeschaltung des ULN mal anschaut und in den 
obigen Schaltplan einzeichnet (wenigstens für 1 Kanal), dann wird das 
doch sofort klar: wenn eine Spannung größer 3,85V am Eingang anliegt, 
dann schaltet der Ausgangstransistor den Ausgangspin nach Masse (oder 
besser: er schafft es nur bis ca. 1V runter). Das wars, mehr tut der 
nicht.
Der Rest spielt sich in der Beschaltung drumrum ab, und da hilft BRAIN 
1.0 weiter.

Und dann sieht man auch, dass das mit "Digitaltechnik" im Grunde rein 
gar nichts zu tun hat. Und somit die High-Low-Ein-Aus-Denkweise völlig 
falsch am Platz ist.

Zaphod schrieb:
> Nur mal zur Sicherheit, bevor ich Mist baue: die Beschaltung des ULN2003
> (Bild im Anhang) ist so korrekt?
Als Gegenfrage: WAS soll diese Schaltung machen? WO soll "der Anwender" 
seine "Last" anschließen?

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: michael_ (Gast)
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Christian M. schrieb:
> Doch! Ein "Low" heisst ja nicht "Aus", sondern einfach Ein "gegen Plus"!

Der ist gut!

Autor: Zaphod (Gast)
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Lothar M. schrieb:

> Als Gegenfrage: WAS soll diese Schaltung machen? WO soll "der Anwender"
> seine "Last" anschließen?

Prinzipiell geht es mir darum, mehreren ATMega-Digitalausgängen zu etwas 
höheren Strömen zu verhelfen. Der ATMega kann an einzenen Pins relativ 
viel Strom verkraften, aber in Summe (bei Verwendung vieler 
Digitalausgänge gleichzeitg) dann doch nicht so viel Strom.

Und ich möchte an jedem (d.h. auch an allen Digitalausgägnen 
gleichzeitig) so 15..20 mA Strom zulassen.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Zaphod schrieb:
> Und ich möchte an jedem (d.h. auch an allen Digitalausgägnen
> gleichzeitig) so 15..20 mA Strom zulassen.

Ein ULN2003 wird dir aber nie Strom (von deinem SYS-5V) liefern können, 
da er als Ausgangsstufe einen Open-Kollektor-Darlington BJT verwendet. 
Du kannst damit nur Strom nach Gnd schalten und verlierst bei 5V noch 
einen relativ hohen Anteil der Spannung als U_CE.

Autor: michael_ (Gast)
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Zaphod schrieb:
> Und ich möchte an jedem (d.h. auch an allen Digitalausgägnen
> gleichzeitig) so 15..20 mA Strom zulassen.

Wozu sollte das gut sein?

Aber Treiber-IC bzw. Bustreiber sollten das können.

Autor: Zeno (Gast)
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Lothar M. schrieb:
> wenn eine Spannung größer 3,85V am Eingang anliegt,

Wo hast Du das her? Laut diesem Datenblatt 
(http://www.ti.com/lit/ds/symlink/uln2003a.pdf) liegt die Spannung 
(laststromabhängig) zwischen 2,7 und 3V.
Im Datenblatt sind die 3,85V lediglich als Testcondition beim 
Eingangsstron angegeben. Hab ich da was übersehen?

Autor: Wolfgang (Gast)
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michael_ schrieb:
> Aber Treiber-IC bzw. Bustreiber sollten das können.

Dann nenne mal Beispiele. Bei insgesamt 140mA im worst-case müssen 
etliche Bustreiber passen.

Autor: Anf Hänger (Gast)
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Lothar M. schrieb:
> Und dann sieht man auch, dass das mit "Digitaltechnik" im Grunde rein
> gar nichts zu tun hat. Und somit die High-Low-Ein-Aus-Denkweise völlig
> falsch am Platz ist.

Gibt es überhaupt Digitaltechnik? Ist im Grunde nicht alles analog? Die 
Eingangsfrage mit den "5V TTL von links ..." überhaupt daneben?

Autor: michael_ (Gast)
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Mir fällt gerade der 8216 ein.
Etwas alt und 4 Bit, sollte das locker abkönnen.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Anf Hänger schrieb:
> Gibt es überhaupt Digitaltechnik? Ist im Grunde nicht alles analog?

Wenn man in der Schule aufgepasst hätte, als die Unterscheidung zwsichen 
analog und digital erklärt wurde, wüsste man es besser.
Du dachtest, es fällt nicht auf, daß du im Unterricht geschlafen hast ? 
Heute schon.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Anf Hänger schrieb:
> Gibt es überhaupt Digitaltechnik? Ist im Grunde nicht alles analog?

Dann mach dir mal Gedanken, ob ein PWM-Signal ein Analog- oder ein 
Digitalsignal ist. Das Tastverhältnis ist nicht auf diskrete Werte 
beschränkt, sondern kann eben jeden beliebigen Wert annehmen.

Autor: Zaphod (Gast)
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michael_ schrieb:

> Aber Treiber-IC bzw. Bustreiber sollten das können.

Irgend einen Vorschlag für preiswerte Treiber die mindestens 20 mA 
können? Ich habe insgesamt 12 Digitalsignale (eventuell auch 1..2 mehr), 
die verstärkt werden müssten...

Autor: Zeno (Gast)
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Zaphod schrieb:
> Irgend einen Vorschlag für preiswerte Treiber die mindestens 20 mA
> können?

Der 7406 hat 40mA.

Autor: Mampf F. (mampf) Benutzerseite
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Gibt auch noch den UDN2981/2

https://www.horter.de/doku/UDN2981.pdf

8-Channel-Source-Driver

Schonmal verwendet, macht was er soll, kann 500mA

Reichelt hat ihn im DIP für 1,10EUR.

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Zeno schrieb:
> Der 7406 hat 40mA.

... und einen Open-Kollektor Ausgang, d.h. die 40mA nur nach Gnd.

Autor: Manfred (Gast)
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Zaphod schrieb:
> Prinzipiell geht es mir darum, mehreren ATMega-Digitalausgängen zu etwas höheren 
Strömen zu verhelfen.

Deine Fragen sind nicht eindeutig, Du willst Strom.

Beschreibe präzise, wie die Anwendung aussehen soll, wo "die etwas 
höheren Ströme" hin sollen.

Ich schalte hier aus einem AT328 heraus sowohl Relais oder Lüfter 
20..100mA als auch Lasten mit mehreren Ampere. Dazu gibt es ein paar 
wenige Gundschaltungen, die aber abhängig von der Last auszuwählen sind.

Eine typische Nutzung des ULN2003 ist z.B. hier zu sehen:
https://www.informatik.uni-kiel.de/~railway/Leistu...

Autor: Mampf F. (mampf) Benutzerseite
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Ach ganz vergessen zu erwähnen bei meinem Vorschlag ... der UDN2981 kann 
5-50V Ausgangsspannung und hat Logic-Level-Input^^

: Bearbeitet durch User
Autor: Jens G. (jensig)
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Zaphod schrieb:
> Irgend einen Vorschlag für preiswerte Treiber die mindestens 20 mA
> können?

Nimm den ULN und gut, wenn Du den schon hast, und wenn Du mit dem einen 
knappen Volt Verlust leben kanst, und es ok ist, daß die Last zwischen 
+5V und OC-Ausgang hängt, auch wenn der ULN für die paar 10mA etwas 
oversized ist.

Autor: Zeno (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> Zeno schrieb:
>> Der 7406 hat 40mA.
>
> ... und einen Open-Kollektor Ausgang, d.h. die 40mA nur nach Gnd.

Richtig! Ströme nach VCC, also Ioh sind immer deutlich geringer - so um 
den Faktor 20. Das ist aber bei Digitalschaltungen auch uninteressant. 
Der Strom wird in Digitalschaltungen für das "Runterziehen" des Pegels 
auf L gebraucht. Schau mal in die Datenblätter 74xx oder 74LSxx Serie da 
wird das deutlich. Strom wird dort für den L-Pegelgebraucht. Bei CMOS 
sieht es etwas anders aus. Da braucht es Strom in beide Richtungen, 
damit die Gatekapazitäten umgeladen werden können. Allerdings fließ 
dieser Strom nur im Umschaltmoment.

Schau Dir den ULN2003 an. Wohin schaltet der noch mal?

Autor: michael_ (Gast)
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Zaphod schrieb:
> michael_ schrieb:
>
>> Aber Treiber-IC bzw. Bustreiber sollten das können.
>
> Irgend einen Vorschlag für preiswerte Treiber die mindestens 20 mA
> können?

Hab ich dir doch genannt, mit dem 8216.
Andere Bustreiber können das auch. Zwei mit je 8 Bit reichen.

Zaphod schrieb:
> Irgend einen Vorschlag für preiswerte Treiber die mindestens 20 mA
> können?

Nach low oder high?

Aber wahrscheinlich willst du etwas ganz anderes. Bestimmt nicht eine 
Herde von TTL-IC antreiben.

Was soll es denn werden?
Sei nicht so störrisch!

Autor: Wolfgang (Gast)
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Zeno schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Zeno schrieb:
>>> Der 7406 hat 40mA.
>>
>> ... und einen Open-Kollektor Ausgang, d.h. die 40mA nur nach Gnd.
>
> Richtig! Ströme nach VCC, also Ioh sind immer deutlich geringer - so um
> den Faktor 20.

Da guck noch mal genauer.

Bei dem Open-Kollektor Ausgang einen 7406 ist I_OH exakt 0.0mA und damit 
weit weg von einem Faktor 20 gegenüber I_OL

Autor: Zeno (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> Bei dem Open-Kollektor Ausgang einen 7406 ist I_OH exakt 0.0mA und damit
> weit weg von einem Faktor 20 gegenüber I_OL

Ja logisch wegen Open-Kollektor. Schlimm das man das noch extra erwähnen 
muß. Ich hatte allgemein von der Serie 74xx bzw. 74LSxx gesprochen und 
die haben normalerweise einen Gegentaktausgang und dort gibt es 
natürlich I_OH und dieser liegt bei den meisten (außer bei denen mit 
open Kollektor) ca. um den Faktor 20 niedriger. Es gibt auch 
Leistungsgatter die einen erhöhten I_OL haben aber einen I_OH haben der 
in der Größenordnung des I_OH der Standardgatter liegt. Dann ist der 
Faktor natürlich größer.

Es ging einfach um die Darstellung der Verhältnisse bei digitalen IC's. 
Das es da auch Ausnahmen gibt ist doch wohl klar, so das solche 
Kommentare wie diser
Wolfgang schrieb:
> ... und einen Open-Kollektor Ausgang, d.h. die 40mA nur nach Gnd.
und auch dieser
Wolfgang schrieb:
> Da guck noch mal genauer.
>
> Bei dem Open-Kollektor Ausgang einen 7406 ist I_OH exakt 0.0mA und damit
> weit weg von einem Faktor 20 gegenüber I_OL

völlig überflüssig sind.

Zum Thema tragen sie nichts bei.

Autor: M.A. S. (mse2)
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Zaphod schrieb:
> Irgend einen Vorschlag für preiswerte Treiber die mindestens 20 mA
> können?

74HC244 kann +/-25mA pro Ausgang, leider aber nur insgesamt 75mA (Summe 
über die Versorgungseingänge).

Autor: Wolfgang (Gast)
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Und so steht man jetzt, trotz viel Gerede, immer noch ohne einen Treiber 
da, der ähnlich viele Kanäle wie der ULN2003 treiben kann, aber über 
Push-Pull Ausgänge für 20mA in beide Richtungen verfügt, den Gesamtstrom 
auf den Versorgungspins verkraftet und die hohe U_CE eines ULN2003 
vermeidet.

Autor: Thomas S. (thschl)
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Lothar M. schrieb:
> Als Gegenfrage: WAS soll diese Schaltung machen? WO soll "der Anwender"
> seine "Last" anschließen?

bei dem Gejammere einfach paralllel zum Darlington.. dann isses 
invertiert :-)

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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M.A. S. schrieb:
> Zaphod schrieb:
>> Irgend einen Vorschlag für preiswerte Treiber die mindestens 20 mA
>> können?
Welche Ausgangsspannung/Restspannung willst du denn dann bei 20mA haben?

Wolfgang schrieb:
> Und so steht man jetzt, trotz viel Gerede, immer noch ohne einen Treiber
> da, der ähnlich viele Kanäle wie der ULN2003 treiben kann, aber über
> Push-Pull Ausgänge für 20mA in beide Richtungen verfügt, den Gesamtstrom
> auf den Versorgungspins verkraftet und die hohe U_CE eines ULN2003
> vermeidet.
Und ich hatte ja schon mal gefragt WAS denn da eigentlich hinter dem 
"Treiber" dran hängt. DANN weiß man, wofür man überhaupt einen "Treiber" 
sucht.

Autor: Zaphod (Gast)
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michael_ schrieb:
> Zaphod schrieb:
>> michael_ schrieb:
>>
>>> Aber Treiber-IC bzw. Bustreiber sollten das können.
>>
>> Irgend einen Vorschlag für preiswerte Treiber die mindestens 20 mA
>> können?
>
> Hab ich dir doch genannt, mit dem 8216.

Leider eine nutzlose Information: Suchen nach dieser Nummer bringt weder 
bei Farnell noch bei Google irgend was passendes zum Vorschein :-/ Da 
fehlt wohl noch irgend eine Buchstabenkombination!?

Deswegen habe ich noch mal gefagt...

Autor: Zaphod (Gast)
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Lothar M. schrieb:
> Und ich hatte ja schon mal gefragt WAS denn da eigentlich hinter dem
> "Treiber" dran hängt. DANN weiß man, wofür man überhaupt einen "Treiber"
> sucht.

Das bleibt dem Anwender überlassen: LED, Lampe, Relais (mit eigener 
Freilaufdiode), eigene Elektronik...

Die Vorgabe ist halt TTL-Pegel und Minimum 20 mA Strombelastbarkeit.

Autor: Zaphod (Gast)
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So, ich denke ich nehme den 74LVC07A, der kann pro Kanal 50 mA. 
Insgesamt pro IC gehen zwar nur 100 mA, aber wenn ich nur 5 Leitungen 
anschließe, komme ich ja auf meine gewünschten 20 mA.

Autor: michael_ (Gast)
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Zaphod schrieb:
>> Hab ich dir doch genannt, mit dem 8216.
>
> Leider eine nutzlose Information: Suchen nach dieser Nummer bringt weder
> bei Farnell noch bei Google irgend was passendes zum Vorschein :-/ Da
> fehlt wohl noch irgend eine Buchstabenkombination!?

Alte Säcke kennen den vom Z80/U880.
Es war der Brot und Butter Treiber.

Gab es von vielen Herstellern.

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/national...

Trotzdem glaube ich nicht, das der TO echte TTL-Signale treiben will.

Wahrscheinlich nur simple LED.

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