Digitale Signale "verstärken"

Lars N. schrieb:
> Jetzt bin ich auf der Suche nach einem IC, der alle (oder die Hälfte
> der) Signale parallel entgegen nimmt und diese mit höherem Strom wieder
> ausgibt.

Was ist bei Dir "höherer Strom".
(immer diese Unklarheiten)

Lars N. schrieb:

> Leider weiß ich nicht, wie solch ein IC heißen könnte, wenn es ihn denn
> gibt. Bei Digikey habe ich unter "Logik - Puffer, Treiber, Empfänger,
> Transceiver" nichts gefunden, was annähernd genug Pins hätte.

Du bist schon auf dem richtigen Weg. Natürlich hat kein einzelner IC 
soviele Kanäle, schon gar nicht bei deinen angepeilten Strömen.

> Einen Atmel dafür zu mißbrauchen wäre eher albern.

In der Tat.

> Gibt es solch einen IC überhaupt? Unter welchem Namen würde ich den
> finden?

Treiber, driver, amplifier.

75HC244 & Co.

Aber warum meinst du, da alle Kanäle mit so einem Treiber verstärken zu 
müssen? Willst du an jeden eine 25mA LED klemmen?

Willst Du sourcen oder sinken oder beides?

Lukas K. schrieb:
> Wie viel strom brauchst du denn pro pin?
> Und sind open collector ausgänge eine option oder nicht?

Ich habe beispielhaft diese Antwort zitiert. Da es sich hier um eine 
Schnittstelle handelt, weiß ich noch nicht, was ich alles mögliche 
anschließen werde. Aber als Beispiel fällt mir eine 8x8-LED-Matrix ein.

Wenn alle Pins gleichzeitig 25 mA ausgeben könnten, wäre die Summe etwas 
viel. Also sagen wir mal, die Hälfte (16 Pins) sollen 25 mA ausgeben 
können, das wären insgesamt 0,4 A. Ditto sourcen.

In wie weit wäre Open Collector hier eine Option?

Egon D. schrieb:
> Lars N. schrieb:
>
>> Jetzt bin ich auf der Suche nach einem IC, der alle
>> (oder die Hälfte der) Signale parallel entgegen nimmt
>> und diese mit höherem Strom wieder ausgibt.
>
> Und was möchtest Du EIGENTLICH erreichen?

Ich möchte keinen Schaden und keinen Brown out (?), wenn jemand 10 LEDs 
an die Schnittstelle hängt.

Lars N. schrieb:
> Ditto sourcen.

Äh, ich meine sinken.

PittyJ schrieb:
> LED ?
> Wir verwenden welche, die auch mal 20 Ampere ziehen.
> https://www.luminus.com/products/white
>
> Wie wäre mit Angabe des Maximalstroms in einer gängigen physikalischen
> Einheit?

Das habe ich in einem Post gemacht -- 25 mA pro Pin für die Hälfte der 
Pins (gesamt 0,4A) oder alle (gesamt 0,8A), genau weiß ich das noch 
nicht.

Spontan sieht der SN74LVC16245A von TI ganz gut aus, und er hat je 16 
Ein- und Ausgänge. Was ich aber nicht verstehe: Dort steht

Low Level Output Current:   24 mA
High Level Output Current: -24 mA -- Wieso ist der Strom negativ?

Ob ich es dann am Ende so mache, wird sich nach genauer Lektüre des 
Datenblattes zeigen.

A. S. schrieb:
> Es ist ein Unterschied, ob ein Pin z.b. nur sinken soll oder nicht (dann
> Transistor), auch tristate muss, Kurzschlussfest, etc.

Oh, ja, da ist ein Problem, der Transceiver von TI hat nur zwei 
Richtungen, aber ich bräuchte eigentlich eine Richtung pro Pin. :-(

Vielleicht ist das doch alles Murks. Was passiert denn eigentlich, wenn 
man am STM32 mehr sourcet, als erlaubt? Kaputt?

Lars N. schrieb:
> Ich habe ca. 2x 16 Pins eines STM32 direkt mit einer allgemeinen
> I/O-Schnittstelle verbunden. Das Problem ist, dass jeder Pin zwar 25 mA
> leisten kann, alle zusammen aber nur 120 mA.
>
> Jetzt bin ich auf der Suche nach einem IC, der alle (oder die Hälfte
> der) Signale parallel entgegen nimmt und diese mit höherem Strom wieder
> ausgibt.

Mache es doch anders herum:

Statt den Controller hardwareseitig zu einem leistungsstarken 
"Power-Gerät" zumachen, kannst Du Deine (noch nicht fertiggestellte) 
Peripherie auf die Strom- und Spannungsbedürfnisse Deines Controllers 
anpassen.

So machen das alle anderen, sogar die Chinesen liefern Baugruppen 
passend für Mikrocontroller(-anforderungen).

Blackbird

Lothar J. schrieb:
> Mache es doch anders herum:
>
> Statt den Controller hardwareseitig zu einem leistungsstarken
> "Power-Gerät" zumachen, kannst Du Deine (noch nicht fertiggestellte)
> Peripherie auf die Strom- und Spannungsbedürfnisse Deines Controllers
> anpassen.
>
> So machen das alle anderen, sogar die Chinesen liefern Baugruppen
> passend für Mikrocontroller(-anforderungen).

Ja, das würde ich eigentlich so machen wollen, nur erscheinen mir 120 mA 
als nicht sehr viel. Es gibt zwar LEDs mit 2 mA, aber bei einer 
7-Segment-Anzeige oder der erwähnten 8x8-Matrix ist halt schnell 
Schluss.

Trotzdem bin ich mittlerweile der Meinung, dass eine "Verstärkung" für 
alle Pins nicht umzusetzen ist.

Allerdings gibt es da ein Unterproblem: Das Interface ist in 2x16 Pins 
gruppiert, und eine 16er-Gruppe soll sich als (legacy) paralleles 
8-Bit-Interface nutzen lassen (mit diversen Steuersignalen).

Dort ist das Risiko noch viel größer, dass die 120 mA gerissen werden. 
Und ich habe keine Kontrolle darüber, wie hoch der Stromverbrauch bspw. 
für einen bestimmten angeschlossenen Drucker ist.

Vielleicht wäre es besser, einfach eine Overcurrent Protection zu 
verwenden, damit nichts passieren kann?!

Lars N. schrieb:
> ich bräuchte eigentlich eine Richtung pro Pin.

SN74AXC4T774, hat aber nur 4 Bits pro Chip.

MCUA schrieb:
> Bei Bedarf kannst du Port(s) (ausserhalb des uC) auch multiplexen, für
> weitere Zwecke.

Vielleicht verstehe ich Dich nicht ganz, aber beim Multiplexen ist doch 
immer nur ein Signal high? Was, wenn ich alle Signale auf High setzen 
möchte?

Multiplexer schön und gut, aber ich habe auch keine Anschlußprobleme, 
d.h. ich habe 32 Pins am STM32 verfügbar.

my2ct schrieb:
> Manche Händler sind auch bereit, mehrere Exemplare des gleichen IC zu
> liefern. Dann verteilst du die Signale einfach auf mehrere Treiber ;-)

Ja, aber wenn ich 8 von diesen IC verbauen muss, ist die Schaltung 
doppelt so groß.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Für Matrix Anzeigen setzt man so oder so Treiberbausteine (oder
> Transistoren) ein, denn da wären die 25mA sowieso zu wenig.

Ich will nicht den Times Square beleuchten, sondern ich spreche von 
einer 8x8-Matrix, die man auf ebay nachgeworfen bekommt. Da kann man 
einen Treiber benutzen, man muss es aber nicht. Außerdem war das nur ein 
Beispiel.

Ich möchte die fertige Schaltung als Open Hardware veröffentlichen. 
Deswegen ist es nur tangientiell relevant, was ich an diese 
Schnittstelle anschließen möchte. Wenn nur 120 mA zur Verfügung stehen, 
dann ist das halt die Spezifikation.

Bißchen blöd wird es bei der parallelen Schnittstelle, denn ich wüsste 
nicht, was welches angeschlossene Gerät "zieht".

H. B. schrieb:
> Das ist das Problem bei solchen "Universal Output Boards" man weiss eben
> nie welche Ansprüche der Benutzer an die Hardware genau hat.

Genau. -- Und an die Wollmilchsau-Schreiber: Das gewünschte ist doch 
genau das, was die STM32 GPIO bereitstellen. ST weiß doch auch nicht, 
was die Nutzer damit anstellen. Ich will nur das Limit von 120 mA 
aufbohren, die 25 mA können bleiben!

> Stell dir mal vor es gäbe wirklich einen Treiberbaustein der pro Kanal
> 1A kann.
> Wenn der Anwender das nun ausnutzen will, dann müsste dein Board mit
> einem Gesamtstrom von 32A zurechtkommen.

Ja klar, mir würden 25 mA pro Pin ausreichen, aber idealerweise ohne die 
Gesamtbeschränkung.

> Ich würde deine 32 Pins eher so aufteilen, dass man einige wenige
> Ausgänge für hohe Ströme und einige für niedrige Ströme bereitstellt,
> wenn der Anwender dann mehr will muss er sich halt die nötige Schaltung
> dazubauen.

Ja, das ist mal eine gute Idee! So werde ich es wohl machen.

my2ct schrieb:
> Lars N. schrieb:
>> Ja, aber wenn ich 8 von diesen IC verbauen muss, ist die Schaltung
>> doppelt so groß.
>
> Doppelt so groß wie was?

Vorher?

Weshalb muss man denn immer 20mA durch eine LED durchpruegeln, wenn auch 
1mA genuegt ?

Pandur S. schrieb:
> Weshalb muss man denn immer 20mA durch eine LED durchpruegeln, wenn auch
> 1mA genuegt ?

Ich muss nicht, aber andere können.

MaWin schrieb:
>> Allerdings gibt es da ein Unterproblem: Das Interface ist in 2x16 Pins
>> gruppiert, und eine 16er-Gruppe soll sich als (legacy) paralleles
>> 8-Bit-Interface nutzen lassen (mit diversen Steuersignalen).
>
> Oh, Salamischeiben.

Untermenge.

MaWin schrieb:
> Lars N. schrieb:
>> Ich will nicht den Times Square beleuchten, sondern ich spreche von
>> einer 8x8-Matrix, die man auf ebay nachgeworfen bekommt. Da kann man
>> einen Treiber benutzen, man muss es aber nicht.
>
> Oje du solltest vorher aber Grundlagen lesen, bevor du solche bonmots
> vom Stapel lässt

plonk

Kindergärtner schrieb:
> Vorwiserstand aka strombegrenzung ist das was du suchst.

Ja, wenn überhaupt, schaue ich in diese Richtung.

> Ferner solltest
> Du dich von der Vorstellung von 25 mA für eine LED trennen, Heutzutage
> hibbets low current led.

Ich weiß, aber ich kann auch nicht ausschließen, dass jemand eine alte 
LED aus dem Kruschtelkarton rauskramt. Überhaupt waren LEDs nur ein 
Beispiel dafür, was man ranhängen kann.

Was willst Du nun:

Eine Mikrocontroller-Peripheriebaugruppe entwickeln, welche 
wahrscheinlich viel Ansteuerleistung braucht, auf den Markt zu bringen 
...

oder

einen Mikrocontroller mit einem leistungsfähigen (nur höheren Strom oder 
auch mehr Spannung?) Universalinterface ausstatten?

Blackbird

Lothar J. schrieb:
> Was willst Du nun:
>
> Eine Mikrocontroller-Peripheriebaugruppe entwickeln, welche
> wahrscheinlich viel Ansteuerleistung braucht, auf den Markt zu bringen
> ...
>
> oder
>
> einen Mikrocontroller mit einem leistungsfähigen (nur höheren Strom oder
> auch mehr Spannung?) Universalinterface ausstatten?
>
> Blackbird

Ich schreibe die ganze Zeit vom Zweiten. Ich weiß nicht, was Du mit 
Universalinterface meinst, aber ich meine das originale STM32-Interface 
-- nur mit mehr Strom.

Wolfgang schrieb:
> Der nächste will dann 1W Power LEDs ran hängen - und dann stehst du
> wieder da?

Nein, wie ich schon schrieb, soll das Limit von 25 mA beibehalten werden 
-- aber das Gesamtlimit von 120 mA soll weg.

Kindergärtner schrieb:
> Dann ist das Stichwort was du suchst "Kurzschlussfest", die Antwort ist
> die selbe - Serienwiderstand.

Ja, vielleicht auch das, kombiniert mit dem Vorschlag der 
unterschiedlichen Stromstärke-Pins von gefühlt letztem Monat. :-)

(Die Lösung würde funktionieren, aber der maximale Strom wäre immer noch 
120 mA.)

Kindergärtner schrieb:
> Da ein paar weitere Schutzschaltungen gegen DAU's:

Danke schön, schaue ich mir an.

> Und was auch geht, ist den IC sockeln dami im Schadensfall der Austausch
> zügig vonstatten geht.

Der STM32 ist SMD, da wird das schwierig. :-)

Lothar J. schrieb:
> Statt den Controller hardwareseitig zu einem leistungsstarken
> "Power-Gerät" zumachen, kannst Du Deine (noch nicht fertiggestellte)
> Peripherie auf die Strom- und Spannungsbedürfnisse Deines Controllers
> anpassen.

Lars N. schrieb:
> Ja, das würde ich eigentlich so machen wollen, nur erscheinen mir 120 mA
> als nicht sehr viel. Es gibt zwar LEDs mit 2 mA, aber bei einer
> 7-Segment-Anzeige oder der erwähnten 8x8-Matrix ist halt schnell
> Schluss.

Soll ich jetzt mein Zitat von oben noch mal hinschreiben?

Du ziehst willkürlich eine Grenze. Es existiert aber schon eine Grenze!

Also sorge dafür, dass Deine Bauteile und/oder Baugruppen diese Grenze 
einhalten.
Das ist das kleine 1x1 der Schaltungsentwicklung

Blackbird

Kindergärtner schrieb:
> Das bleibt aber auch bei Treiberstufen bestehen, Wenn die Powerrail im
> µC bei 125 mA wegglüht, dann tut sie das auch. Absolute maximum rating
> bleib absolute maximum rating.

Die -- naive -- Idee war, einen Bustranceiver o.ä. zu benutzen, der 
natürlich eine eigene Spannungsversorgung hat. Dieser nimmt die 
"schwachen" Signale des uC entgegen und gibt sie dann wieder aus -- ohne 
die 120 mA Beschränkung.

(Wobei die Tranceiver, die ich mir angesehen habe, nur 100 mA o.ä. 
konnten.)

Lothar J. schrieb:
> Du ziehst willkürlich eine Grenze. Es existiert aber schon eine Grenze!
>
> Also sorge dafür, dass Deine Bauteile und/oder Baugruppen diese Grenze
> einhalten.
> Das ist das kleine 1x1 der Schaltungsentwicklung

Ich verstehe schon, mir erscheinen nur 120 mA als sehr wenig. Ich wollte 
also wissen, ob man mit einem Zusatzbaustein dieses Limit erhöhen kann. 
Das finde ich jetzt nicht unverschämt.

Das Diskussion habe ich nur leider mit dem Absichern gegen Überstrom 
vermischt.

Jetzt sind es schon mehr als 120mA.

Kaufe Dir eine SPS. Die erfüllt Deine "leistungshungrigen" 
Bastelwünsche.

Blackbird

Lothar J. schrieb:
> Jetzt sind es schon mehr als 120mA.
>
> Kaufe Dir eine SPS. Die erfüllt Deine "leistungshungrigen"
> Bastelwünsche.
>
> Blackbird

Du mußt schon alles lesen.

Ich verwende für intensive IO Anforderungen oft Serielle Expander. T.I. 
Hat z.B die TPIC6A59x doppelt gepufferte Shift Register. Die können 
wegen der Open Drain Ausgänge und extra Masse Pins zusammen gleichzeitig 
an jeden Ausgang Kurzschluss-geschützt 0.35A bis zu 50V schalten. SPI 
ist schnell. Sogar mit einem AVR lassen sich solche ICs in 1us per 8-bit 
ansteuern. Wer mehr Ausgänge braucht schaltet einfach zusätzliche SR in 
Serie bis die gewünschte Bitanzahl gegeben ist.

Mit seriellen Expandern (MCP23Sxx, PCA9xxx) lassen sich auch die 
Ausgänge dort anordnen wo sie aufbautechnisch günstig sind anstatt alles 
zentral zu einen großen uC zu routen. Deshalb bietet die Industrie so 
viele Arten von IO Expander und Devices an. NXP hat einen Expander mit 
40 IO(PCA9368).

Wenn es natürlich eine Menge LEDs sein sollen wäre Multiplex Betrieb wie 
früher schon vorgeschlagen, angesagt. Da wären MAX7219 nützlich 
(64LEDs).

Gerhard O. schrieb:
> Ich verwende für intensive IO Anforderungen oft Serielle Expander. T.I.
> Hat z.B die TPIC6A59x doppelt gepufferte Shift Register. Die können
> wegen der Open Drain Ausgänge und extra Masse Pins zusammen gleichzeitig
> an jeden Ausgang Kurzschluss-geschützt 0.35A bis zu 50V schalten. SPI
> ist schnell. Sogar mit einem AVR lassen sich solche ICs in 1us per 8-bit
> ansteuern. Wer mehr Ausgänge braucht schaltet einfach zusätzliche SR in
> Serie bis die gewünschte Bitanzahl gegeben ist.

Das klingt gut, das schaue ich mir in Ruhe an.

> Wenn es natürlich eine Menge LEDs sein sollen wäre Multiplex Betrieb wie
> früher schon vorgeschlagen, angesagt. Da wären MAX7219 nützlich
> (64LEDs).

Nein, LEDs waren nur Beispiele.

Lars N. schrieb:
>>
>
> Ich verstehe schon, mir erscheinen nur 120 mA als sehr wenig. Ich wollte
> also wissen, ob man mit einem Zusatzbaustein dieses Limit erhöhen kann.

Nein, kann man nicht. Nicht mit einem "Zusatzbaustein". Es gibt ein paar 
unsaubere Tricks, aber die können versagen.

Der nächste Controller kann vielleicht weniger Last treiben. Der andere 
wieder mehr. Du würdest mit dem Anpassen nicht nachkommen und irgendwann 
auch mal Fehler machen (wenn es denn solche "Zusatzbausteine" gäbe).

Der einzige Weg aus diesem Dilemma ist: Die Peripherie an den jeweils 
verwendeten Controller anzupassen.


Blackbird

Lothar J. schrieb:
> Nein, kann man nicht. Nicht mit einem "Zusatzbaustein". Es gibt ein paar
> unsaubere Tricks, aber die können versagen.

Auch wenn diese Diskussion schon sehr lang ist, was spricht denn 
prinzipiell dagegen? Dass der STM32 nur 120 mA schafft, ist doch 
"zufälliges" Design, und keine physikalische Konstante?

Wenn ich jetzt einen Atmel uC so programmiere, dass er einfach die 
Signale des STM32 repliziert? (Ich habe auf die Schnelle im Datenblatt 
nicht gefunden, ob der einen höheren Strom liefern könnte -- von der 
unterschiedlichen Spannung mal abgesehen.)

> Der einzige Weg aus diesem Dilemma ist: Die Peripherie an den jeweils
> verwendeten Controller anzupassen.

Das werde ich auch machen, wenn es nicht anders geht.

Lars N. schrieb:
> Aber als Beispiel fällt mir eine 8x8-LED-Matrix ein.

Also Du willst keine wirklich schnellen Signale senden und empfangen 
können, sondern quasi nur Gleichstrom.

Dafür brauchst Du keinen SN74LVC8T245, sondern eher einen I2C - 
Porttreiber der Dir sogar noch Portpins am Amtel spart.

Oder such Dir hier etwas aus:
https://www.mouser.de/Texas-Instruments/Semiconductors/Driver-ICs/LED-Lighting-Drivers/Newest-Products/_/N-7zhqf?P=1z0zls6
mfg Klaus

Blackbird schrieb:
> Nein, keine physikalische Konstante.
> Aber auch kein zufälliges Design, dass sich die Entwickler ausgewürfelt
> haben.
>
> Ich habe jahrzehntelang mit Schaltkreisdesignern zusammengearbeitet, da
> ist nix "zufällig". Wenn Du es nicht glaubst, dann beschäftige Dich mal
> mit Schaltkreisdesign.
> Die haben das schon so weit wie möglich ausgereizt, ist schließlich auch
> ein Verkaufsargument. Aber mehr ging eben nicht ohne die Zuverlässigkeit
> zu gefährden.

Ich zweifle nicht daran, dass der STM32 aus gutem Grund nicht mehr als 
120 mA schafft. Worauf ich noch warte, ist die Begründung, wieso es kein 
IC geben können soll, der daraus mehr macht.

Zumindest habe ich Dich so verstanden:
>> Ich wollte also wissen, ob man mit einem Zusatzbaustein dieses Limit
>> erhöhen kann.
>
> Nein, kann man nicht. Nicht mit einem "Zusatzbaustein".

Lars N. schrieb:
> Ich zweifle nicht daran, dass der STM32 aus gutem Grund nicht mehr als
> 120 mA schafft. Worauf ich noch warte, ist die Begründung, wieso es kein
> IC geben können soll, der daraus mehr macht.

Das Limit kann sein:

Die Bonddrähte von Gnd und Vcc lassen nicht mehr Strom zu,
Die Bondflächen sind nicht groß genug
Die internen "Verbindungen" von Vcc und oder Gnd sind zu klein,
Thermische Probleme, interne Hot Spots,
...

Der Platz auf dem Chip ist teuer und knapp.

Extern kannst Du dafür nichts dagegen machen, das Limit ist intern.

Blackbird

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Lars N. schrieb:
>> Auch wenn diese Diskussion schon sehr lang ist, was spricht denn
>> prinzipiell dagegen?
>
> Nichts, aber es gibt schlicht keine geeigneten Bauteile.

OK, das kann ich verstehen. Das hört sich aber auch schon anders an, 
als manche Leute hier.

Ich werde mir die hier vorgeschlagenen Bauteile anschauen, und wenn da 
nichts dabei ist, wäre wohl eine Overcurrent Protection angebracht.

Lars N. schrieb:
> Ich werde mir die hier vorgeschlagenen Bauteile anschauen, und wenn da
> nichts dabei ist, wäre wohl eine Overcurrent Protection angebracht.

Aber nicht am Vcc-Pin(s) des Mikrocontroller. Der geht dann in die Knie 
:)

Blackbird

MCUA schrieb:
>>Ich will nur das Limit von 120 mA aufbohren,
> geht nicht, ist fest im IC "verankert".
> Ausserdem macht es keinen Sinn einen uC heraus zu bringen, der 5 oder 10
> A liefern kann.

Das müssen wir jetzt nicht wieder aufwärmen.