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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LEDs pulsierend blinken lassen (dimmen)


Autor: Kornelius (Gast)
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Hallo!

Ich möchte gerne 20 LEDs gleichzeitig ansteuern, so daß diese
kontinuierlich an und aus gehen aber das pulsierend, d.h. sie sollen
nicht blinken sondern "ein- und ausdimmen". Es gibt ja nun die
Möglichkeit das mit einer PWM zu machen allerdings hat ja ein MC
höchstens 4 PWM Kanäle und ein Pin gibt max 20 mA. Könnte man dann
nicht hinter diesem einen Leistungsverstärker schalten der dann für die
20 LEDs den Strom liefert den sie brauchen??? Oder ist es besser eine
Software PWM zu machen und die LEDs an alle Ports und deren Pins
anzuschließen (allerdings ist programmieren nicht so meine Stärke) Hat
schon jemand sowas ähnliches gemacht???

Vielen Dank
Gruß
Kornelius

Autor: Kornelius (Gast)
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Sorry, jeder Pin liefert natürlich etwa 40 mA und nicht nur 20...mein
Fehler

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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Wenn die 20 LEDs alle immer die gleiche Helligkeit haben, wäre der
Leistungstreiber an einem PWM-Ausgang die bessere Wahl. Je nach µC
kannst du auch keine 400mA rausziehen, denn es gibt nicht nur eine
Begrenzung pro Pin, sondern evtl. auch pro Port oder für alle zusammen.

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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und dein MC kann maximal 200mA (oder sogar noch weniger) vertragen.
20LEDs ziehen zusammen ca. 400mA Strom.
Dafür kann man einen (relaitv) kleinen Transistor nehmen.
Wenn du nur einen "Blinkbalken" haben willst, kannst du die LEDs mit
jeweils einem Vorwiderstand parallel schalten.
Wenn du aber jede LED einzeln schalten willst, brauchst du ein paar
Treiber mehr.

Autor: johnny.m (Gast)
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> ...jeder Pin liefert natürlich etwa 40 mA...
Man darf einen Pin mit maximal 40 mA belasten, ohne dass er Schaden
nimmt. Allerdings sind dabei ein paar Details zu beachten, die auch im
Datenblatt stehen:

1. Eine Belastung mit diesem Maximalwert über längere Zeit ist auch
nicht gut (Im Datenblatt steht so was wie 'may affect device
reliability', was soviel heißt wie 'kann die Zuverlässigkeit des
Bauteils beeinträchtigen'). Die 40 mA sollte man also schon mal nicht
dauerhaft da durch jagen.

2. Die GND- und VCC-Anschlüsse können maximal 200 mA! Da jeder Strom,
der durch einen Portpin fließt, auch entweder über GND oder VCC fließt,
ist dies ebenfalls zu beachten! Schließt man 10 LEDs mit je 20 mA
High-Side an Portpins an, dann ist für den GND-Anschluss bereits die
Grenze erreicht. Man kann dann zwar die LEDs aufteilen und noch mal 10
Stck. Low-Side dranhängen, dann kann man über VCC noch 200 mA jagen,
aber dann ist Schluss...

Autor: Kornelius (Gast)
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Aha, ok gut zu wissen...dachte man kann jetzt jeden Pin des MCs mit 40
mA belasten (was ja eigentlich Blödsinn ist bei  40 Pins)
Also mit Leistungsverstärker...und dann für die Sromverstärkung eine
Emittertransistorschaltung?!

Autor: Schoasch (Gast)
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Willst du die 20 Leds unabhängig von einander ansteuern oder sollen alle
gleich leuchten? Musst der µC noch etwas anderes erledigen oder nur die
LEDs dimmen... wenn er nur dimmen muss, dann mach einfach Software PWM.

Autor: Kornelius (Gast)
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Nein es sollen alle gleichzeitig leuchten und der MC soll nichts weiter
machen...und wieso Software PWM??? Ist doch dann im Endeffekt
aufwendiger, oder?!

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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Schoasch dachte wohl, du willst sie einzeln ansteuern. Da geht natürlich
nur Software-PWM. Wenn du alle zusammen ansteuerst, nimmst du natürlich
die Hardware-PWM.

Autor: Kornelius (Gast)
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Alles klar!  Vielen Dank an alle!!!!!!!!!!!!

Autor: Kornelius (Gast)
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Also ich habe mir mal überlegt eine Treiberstufe zu entwerfen die mir
aus max. 20mA ca 400mA zaubert. Dabei ab ich eine Kollektorschaltung
entworfen die eine Last von knapp 10 Ohm versorgen muß (Bei 20 parallel
geschalteten Widerständen von je 200 Ohm haut das in etwa hin) Ich habe
den 2N2222 genommen da dieser einen Kollektorstrom von 800mA aushalten
kann. Simuliert hab ich das ganze dann auch und es hat geklappt, aber
bei einem praktischen Versuch fing das Teil an zu qualmen...hat jemand
ne Ahnung wieso???

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Wieso benutzt du die Kollektor-Schaltung (auch Emitter-Folger genannt)?
Das ist ein reiner Stromverstärker, und eher in Analog-Anwendungen zu
finden.
Wenn du LEDs schalten willst, bietet sich eher die Emitter-Schaltung
(Kollektor-Folger) an.

>aber bei einem praktischen Versuch fing das Teil an zu qualmen...
Hast du mal die Verlustleistung berechnet/gemessen, die dein Transistor
aushalten muß?

Autor: Kornelius (Gast)
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Wie soll dennn die Emitterschaltung funktionieren????? Wenn ich z.B. am
Eingang 0V habe (d.h. alle Leds sollen aus sein) schaltet der
Transistor nicht durch und der Strom meiner Betriebsspannung fließt
weiterhin durch die Last, oder nicht...btw. brauche ich ja lediglich
nur einen reinen Stromverstärker....Spannungsverstärkung kann doch 1
sein...Hmmm. Verlustleistung ist Ic * Uce oder?! Die sollte nicht
größer als 500mW sein D.h. mein Uce darf nicht mehr als 0.6 V
betragen??? Das isn bissl wenig....

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Mal ein wenig rechnen:
Ausgehend von einer Ube = 0,6V liegt über deinen Lastwiderständen eine
Spannung von 4,4V. Da 10Ohm wesentlich kleiner als 10kOhm sind,
vernachlässigen wir den grösseren der beiden mal.
Also fliesst ein Laststrom von mehr als 440mA.
Über deiner Uce muß jetzt aber noch der Rest der 15V abfallen: Uce=
10,6V.
Verlustleistung über dem Transistor: 10,6V * 0,44 = 4,664W
Das ist etwas viel.

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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>der Strom meiner Betriebsspannung fließt
>weiterhin durch die Last

Wie wäre es mit ein paar Grundlagen?
www.elektronik-kompendium.de

Guck mal nach "Transistor als Schalter"...(wo ist egal).

Und Transistoren betreibt man lieber nicht ohne Vorwiderstand, ausser
man weiß, was man tut.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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@inoffizieller WM-Rahul

"Wenn du LEDs schalten willst, bietet sich eher die
Emitter-Schaltung (Kollektor-Folger) an."


Die Kollektorschaltung heißt deshalb Emitterfolger, weil die
Spannungsverstärkung ~1 ist, d.h. die Emitterspannung "folgt" der
Basisspannung.

Bei der Emitterschaltung folgt aber nichts (sie invertiert), daher gibt
es überhaupt keinen Kollektorfolger.


Braucht man nur ne Stromverstärkung, spricht überhaupt nichts gegen die
Kollektorschaltung, die 0,7V Abfall lassen sich meistens verschmerzen.


Die entstehende Verlustleistung muß man aber immer beachten, völlig
egal, welche Schaltung man nimmt.


Peter

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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... und wie immer gibt es jemanden, der mehr Ahnung hat als ich.
Danke Peter!

Autor: Kornelius (Gast)
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Okay, wo wir grad dabei sind: wenn man hier
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm kuckt fällt
einem auf das bei Uce 12 V abfallen wenn keine Spannung am Eingang
anliegt...an diesem Beispiel ist aber noch keine Last
eingezeichnet...was wenn ich da einen Widerstand hineinsetze?! Dann hab
ich ein R ein U und folglich auch ein I das durch den R fließt oder?!

Autor: Kornelius (Gast)
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Danke Peter...hast du zufällig einen geeigneten Transistor im Kopf der
meinen Anforderungen entsprechen könnte....wenn nicht muß ich halt mal
ein paar Kataloge durchstöbern...

Autor: Kornelius (Gast)
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Also das mit dem Schalter würde mich jetzt echt interessieren....

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Wenn dein Transitor nicht durchschaltet, kann kein Strom fliessen.

Autor: Kornelius (Gast)
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Wenn ich eine Last habe fließt der Strom ja auch nicht über den
Transistor sondern über die Last oder nicht????

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Wo willst du deine Last hinhaben? In den Emitter-Zweig oder in den
Kollektor-Zweig?
Solange du nichts parallel zur CE-Strecke legst, fliesst im gesperrten
Zustand des Transitors in keinem der beiden Zweige Strom.
Da verhält sich der Transistor wie ein offener Schalter.

Autor: Kornelius (Gast)
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Natürlich soll die Last Parallel zu Uce geschaltet werden, ist doch
eigentlich logisch oder??? Und wenn das der Fall ist fließt halt da der
gesamte Strom durch....

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Wozu brauchst du dann noch den Transistor?

Autor: Kornelius (Gast)
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Na das frag ich mich auch...der kann doch gar nicht als Schalter
funktionieren...wenn dann nur wenn man die Last nach Rc legt...

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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>wenn dann nur wenn man die Last nach Rc legt...
AH! Emitter-Schaltung lässt grüssen!

Autor: Kornelius (Gast)
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Bei einer Emitterschaltung hängt die Last auch nich bei Rc sonder auf
Uce...oder nicht???

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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nö. Das ist die Kollektor-Schaltung (auch Emitterfolger genannt).

Autor: Kornelius (Gast)
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Kann es sein dass du vielleicht nochmal die Grundlagen durchgehen
solltest???? ;-) http://de.wikipedia.org/wiki/Inverter

Autor: matrixman (Gast)
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Wieso schließt du net einfach die Basis an ausgang vom AVR mit nem
vorwiderstand an und den Emitter an Masse. deine LEDs hängst du
zwischen  deine Spannungsquelle und dem Kollektor

wieso einfach wenns auch kompliziert geht?!

ps.: vorwiderstand berechnen:

Strom der durch deine LEDs fließt durch den Verstärkungsfaktor (B)
teilen. Dann den ein bisschen mehr rechnen als Strom (*2 oder *3) Dann
hast du den Strom der durch deine Basis fließen muss. Spannung
Basis-Emitter ist i.d.r. 0,7V deine Ausgangsspannung vom AVR-Pin ist
(nehm ich mal an 5V) also muss dein Widerstand 4,3V "vernichten" und
jez kannst du ganz einfach die spannung durch den Strom teilen und
schon hast du dein widerstandswert :) ist doch ganz einfach!

Autor: Kornelius (Gast)
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>deine LEDs hängst du
>zwischen  deine Spannungsquelle und dem Kollektor

Okay, das leuchtet mir ein...kein GND an der Last-> kein Stromfluss bei
offenen Transistor...

Ansich auch ne nette Idee aber ich glaub ich bleib bei der
Kollektorschaltung...da brauch ich keinen Vorwiderstand und ne
Spannungsverstärkung will ich sowieso nicht haben...
Danke trotzdem ;-))

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