Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik TLC5940 Led Out zusätzlich an Inverter


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von Stefan F. (friedi1987)


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Hallo zusammen,

Ich hab eine Frage zu der Ausgangsbeschaltung wie auf dem Bild zu sehen.

Problematik ist die: Die LED die in dem gestrichelten Kasten ist 
befindet sich nicht auf dem PCB sondern extern und ich möchte auf dem 
PCB eine Anzeige ob der Ausgang aktiv oder inaktiv ist.

Der TLC5940 hat Konstantstrom Ausgänge deren Strom über den Widerstand 
an dem Iref Eingang eingestellt wird.

Der Inverter steuert bei high eine LED an und bei low eine andere, das 
klappt.

Meine Frage ist nun kann das funktionieren wenn ich das 
Inverterkonstrukt mit den LEDs wie eingezeichnet zusätzlich an den 
Ausgang von dem TLC hänge ?


Danke schonmal und Grüße,
Friedi

von Achim S. (Gast)


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Stefan F. schrieb:
> Meine Frage ist nun kann das funktionieren wenn ich das
> Inverterkonstrukt mit den LEDs wie eingezeichnet zusätzlich an den
> Ausgang von dem TLC hänge ?

es kann zwar mit Glück funktionieren, aber es kann ebensogut auch nicht 
klappen. die notwendigen Eingangspegel des 74HCT04 werden nicht sicher 
erreicht.

von Stefan F. (friedi1987)


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Ok danke für die schnelle Antwort.
Das hatte ich auch befürchtet. Vor allem da auch nicht bekannt ist 
welche Art von LED angeschlossen wird extern.

Dann muss ich nochmal überlegen ob mir noch was anderes einfällt.

von MaWin (Gast)


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Stefan F. schrieb:
> kann das funktionieren

Nein.

Dein IC9A sieht 2.9V bei eingeschalteter LED und mit Pech 4V bei 
ausgeschalteter.
Wenn du wenigstens einen pull up Widerstand parallel zur LED schaltest, 
werden es 2.9V und 5V.

Baust du noch einen Widerstand vor die LED, der gerade eben den Strom 
nicht verringert, werden es 1V und 5V, dann könnte es klappen

von Jörg R. (solar77)


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Vielleicht so..? Ich weiß jetzt allerdings nicht wieweit der TLC gegen 
GND schaltet.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/518111/TLC.jpg


@TO
Ist der 74HC… Pflicht, oder kann die Schaltung auch anders aussehen?

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Vielleicht so..?

High-Pegel wäre ok, low-pegel nicht. die Diode bringt auch keinen 
Vorteil.

von Stefan F. (friedi1987)


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MaWin schrieb:
> Dein IC9A sieht 2.9V bei eingeschalteter LED und mit Pech 4V bei
> ausgeschalteter.
> Wenn du wenigstens einen pull up Widerstand parallel zur LED schaltest,
> werden es 2.9V und 5V.
>
> Baust du noch einen Widerstand vor die LED, der gerade eben den Strom
> nicht verringert, werden es 1V und 5V, dann könnte es klappen

Danke für den Tip. Das könnte ich machen.

Jörg R. schrieb:
> Vielleicht so..?
>
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/518111/TLC.jpg
>
> @TO
> Ist der 74HC… Pflicht, oder kann die Schaltung auch anders aussehen?

Den Pullup dann vermutlich recht groß machen (10-100k), dass er bei 
aktivem Ausgang den Strom durch die LED nicht allzusehr beiinflusst, 
richtig?
Aber würde hier nicht auch das von MaWin beschriebene Problem mit dem 
low Pegel bestehen oder habe ich etwas übersehen?

Nein der 74HC ist nicht zwingend. Kam mir nur als erstes in den Sinn :)
Ziel war einfach das eine rote LED leuchtet wenn Ausgang aus ist, und 
eine grüne LED leuchtet wenn der Ausgang an ist.

von Jörg R. (solar77)


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Stefan F. schrieb:
> Aber würde hier nicht auch das von MaWin beschriebene Problem mit dem
> low Pegel bestehen oder habe ich etwas übersehen?

Ja, die Idee von mir ist nicht praktikabel. Deshalb kommt hier eine 
anderer Ansatz.


Beschreibung und Anmerkungen zum Bild:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/518132/TLC-Mosfet.jpg

Wenn der Transistor sperrt, der Ausgang des TLC also „L“ liefert, 
leuchtet die grüne LED.

Wenn der Transistor leitet, der Ausgang des TLC also inaktiv ist, 
leuchtet die rote LED. Die grüne leuchtet nicht mehr, weil die rote LED 
eine geringere Durchlassspannung hat. Die grüne LED wird quasi 
kurzgeschlossen.

Wichtig ist dass Vgs(th) größer ist wie die Spannung am Ausgang des TLC 
wenn er aktiv ist, also „L“ ist. Diese Spannung wird so um die 0,5V 
sein. Daher würde ich einen Mosfet wählen der eine Vgs(th) von ca. 1V 
hat. Es sollte aber ein LL-Typ sein, denn bei 5V Vgs sollte er einen 
geringen Rds(on) haben. Das ist auch der Grund einen Mosfet einzusetzen. 
Ein BJT, z.B. BC517C, hätte eine zu hohe Vce im durchgeschalteten 
Zustand. Der Wert muss aber gering sein weil die Durchlassspannungen von 
roten und grünen LEDs nicht weit auseinander liegt. Der gewünschte 
Effekt würde nicht funktionieren. Das wäre bei rot und blau anders.

Als Beispiel habe ich mal einen evtl. möglichen Mosfet rausgesucht:

https://www.mouser.de/datasheet/2/427/sihll110-1504798.pdf

https://www.mouser.de/ProductDetail/Vishay-Siliconix/IRLL110TRPBF-BE3?qs=7MVldsJ5Uawh8bN%2FlTqFqg%3D%3D

: Bearbeitet durch User
von neuer PIC Freund (Gast)


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>Ziel war einfach das eine rote LED leuchtet wenn Ausgang aus ist, und
>eine grüne LED leuchtet wenn der Ausgang an ist.

Und wenn der TLC die Helligkeit mittels PWM fährt, leuchten beide LED 
wenn der Ausgang an ist. Ein Tiefpass könnte helfen.

von Achim S. (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Als Beispiel habe ich mal einen evtl. möglichen Mosfet rausgesucht:
>
> https://www.mouser.de/datasheet/2/427/sihll110-1504798.pdf

Dessen Gate threshold voltage kann bis herunter bei 1V liegen. Das ist 
keine Verbesserung gegenüber dem ursprünglichen 74HCT04, der (je nach 
Hersteller) immerhin ab 1,4V sicher low erkennt.

MaWin hatte einen Lösungsansatz skizziert, bei dem der Spannungsbereich 
am TLC-Ausgang durch Zusatzwiderstände passend gespreizt wird. Aber 
aufgrund der Anforderung des TO

Stefan F. schrieb:
> Vor allem da auch nicht bekannt ist
> welche Art von LED angeschlossen wird extern.

lässt sich auch das nicht sicher und sauber für alle Anwendungsfälle 
dimensionieren.

Ziemlich sicher funktionieren würde eine Umschaltung, deren 
Schaltschwelle relativ nahe an die positive Versorgung der externen LED 
gelegt werden kann. Also z.B. ein Komparator, dessen Eingangsbereich 1V 
unterhalb der Versorgung noch mit abdeckt (was längst nicht alle 
Komparatoren mitmachen). Der "Entladewiderstand" parallel zur externen 
LED bleibt dabei natürlich notwendig.

Stefan F. schrieb:
> Den Pullup dann vermutlich recht groß machen (10-100k), dass er bei
> aktivem Ausgang den Strom durch die LED nicht allzusehr beiinflusst,
> richtig?

er muss so niederohmig sein, dass er die LED-Kapazität "schnell genug" 
entlädt. Der konkrete Wert hängt also auch davon ab, welche Kapazität 
die LED hat (wobei du ja nicht weißt, was extern an Kabelkapazität und 
LED so angeschlossen ist). Und davon, "wie schnell du sehen willst", 
dass die externe LED nicht leuchtet. Aber - wie so oft in der Elektronik 
- dürfte 10kOhm für viele Anwendungsfälle passen.

Es bleibt noch zu berücksichtigen, worauf neuer PIC Freund hingewiesen 
hat. Im normalen PWM-Betrieb hast du einen schnellen, ständigen Wechsel 
zwischen "externe LED leuchtet" und "externe LED leuchtet nicht". Die 
grüne LED am Komparator-Ausgang zeigt also halbwegs sauber an, ob die 
externe LED aktiv ist (sie wird praktisch genau so gedimmt wie die 
externe LED). Aber die rote LED am Komparatorausgang arbeitet nicht wie 
von dir wahrscheinlich gewünscht. Sie leuchtet auch dann mit, wenn die 
externe LED aktiv, aber PWM-gedimmt ist. Vielleicht reicht dir ja die 
grüne Anzeige. Oder du musst die Kontrollanzeige noch aufwändiger 
gestalten als jetzt schon angedacht...

von Stefan F. (friedi1987)


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Wow, vielen Dank für die konstruktiven Antworten und eure Mühe.

neuer PIC Freund schrieb im Beitrag #6701683:
> Und wenn der TLC die Helligkeit mittels PWM fährt, leuchten beide LED
> wenn der Ausgang an ist. Ein Tiefpass könnte helfen.

Das hier dürfte tatsächlich der Knackpunkt sein den ich auch bei meiner 
ursprünglichen Überlegung vergessen hatte.
Daher denke ich das ich mich zur Kontrollanzeige tatsächlich auf eine 
LED für den an Zustand beschränke.

Jörg R. schrieb:
> Deshalb kommt hier eine
> anderer Ansatz.
Danke trotzdem für deine Mühe.

Achim S. schrieb:
> Oder du musst die Kontrollanzeige noch aufwändiger
> gestalten als jetzt schon angedacht...
Ja das würde für den gewünschten Effekt als Kontrollanzeige vermutlich 
dann wirklich zu aufwändig.

von Jörg R. (solar77)


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Achim S. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Als Beispiel habe ich mal einen evtl. möglichen Mosfet rausgesucht:
>>
>> https://www.mouser.de/datasheet/2/427/sihll110-1504798.pdf
>
> Dessen Gate threshold voltage kann bis herunter bei 1V liegen

Was verstehst Du an dem Satz..

„Als Beispiel habe ich mal einen evtl. möglichen..“

nicht?

Es ist ein Beispiel, und laut DB liegt Vgs(th) min. bei 1V.

Bringe doch bessere Beispiele, anstatt nur andere Kommentare zu 
kommentieren.


Achim S. schrieb:
> MaWin hatte einen Lösungsansatz skizziert, bei dem der Spannungsbereich
> am TLC-Ausgang durch Zusatzwiderstände passend gespreizt wird. Aber
> aufgrund der Anforderung des TO..

Ja, und ich habe einen anderen Lösungsansatz gemacht. Was daran 
verstehst Du hier wieder nicht?


Stefan F. schrieb:
> Daher denke ich das ich mich zur Kontrollanzeige tatsächlich auf eine
> LED für den an Zustand beschränke.

Aus Interesse, welchen Sinn bzw. Zweck hat dein Vorhaben? Du siehst doch 
ob die Schaltung funktioniert bzw. arbeitet🤔

von Achim S. (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Was verstehst Du an dem Satz..
>
> „Als Beispiel habe ich mal einen evtl. möglichen..“
>
> nicht?

Kann es sein, dass du grade ein bisschen schlecht drauf bist?

Jörg R. schrieb:
> Es ist ein Beispiel, und laut DB liegt Vgs(th) min. bei 1V.

Richtig. Und damit funktioniert es unsicherer/schlechter als mit dem 
74HCT04, den der TO zu Beginn einsetzen wollte. Darf man darauf nicht 
hinweisen?

Jörg R. schrieb:
> Bringe doch bessere Beispiele, anstatt nur andere Kommentare zu
> kommentieren.

Hab ich getan. Und mein Vorschlag hätte den Vorteil, eine Verbesserung 
gegenüber dem urprünglich angedachten 74HCT04 zu sein, keine 
Verschlechterung.

von Stefan F. (friedi1987)


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Jörg R. schrieb:
> Stefan F. schrieb:
>> Daher denke ich das ich mich zur Kontrollanzeige tatsächlich auf eine
>> LED für den an Zustand beschränke.
>
> Aus Interesse, welchen Sinn bzw. Zweck hat dein Vorhaben? Du siehst doch
> ob die Schaltung funktioniert bzw. arbeitet🤔

Klar, ist kein Top Secret Thema :D
Hab mir ein Virtual Pinball Cabinet gebaut und da ich mit den auf dem 
Markt verfügbaren Controllern nicht 100%ig zufrieden war hab ich ein auf 
der Open Source Basis von Piscape ein Board gemacht mit den Features die 
mir gefehlt haben. (Daher ist der TLC5940 an der Stelle vorgegeben)

Rot aus Grün an war etwas was ich mir eingebildet hab... Aber generell 
eine Statusanzeige auf dem Board möchte ich gern haben um auszuschließen 
das die Verkabelung zur eigentlichen LED einen Fehler hat. (Da können 
1-2m Kabel dazwischen sein.)

von Achim S. (Gast)


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Stefan F. schrieb:
> Aber generell
> eine Statusanzeige auf dem Board möchte ich gern haben um auszuschließen
> das die Verkabelung zur eigentlichen LED einen Fehler hat. (Da können
> 1-2m Kabel dazwischen sein.)

Hast du Angst vor Unterbrechungen der Kabel oder vor Kurzschlüssen oder 
vor beidem?

Im Hinblick auf mögliche Unterbrechungen: Hast du die Möglichkeit, mit 
der Versorgungsspannung der LEDs noch etwas nach oben zu gehen? Dann 
könntest du schlicht und einfach auf der Platine noch eine weitere 
Kontroll-LED in Reihe zur externen LED schalten. Wenn die Kontroll-LED 
bestromt wird kannst du sicher sein, dass der Strom auch über die 
externe Diode fließt. Nicht wirklich elegant, aber einfach und sicher.

von Jörg R. (solar77)


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Achim S. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Was verstehst Du an dem Satz..
>>
>> „Als Beispiel habe ich mal einen evtl. möglichen..“
>>
>> nicht?
>
> Kann es sein, dass du grade ein bisschen schlecht drauf bist?

Nein, und ehrlich gesagt verstehe ich diese dumme Bemerkung auch nicht.
Ich habe ein Beispiel für einen Mosfet benannt, was verstehst Du unter 
Beispiel nicht. Und 1V Vgs(th) reicht aus. Wenn Dir die Schaltung nicht 
gefällt ist es dein Problem, aber erkenne an das Vorschläge gemacht 
werden die ohne 74HC… auskommen.


Stefan F. schrieb:
> Aber generell
> eine Statusanzeige auf dem Board möchte ich gern haben um auszuschließen
> das die Verkabelung zur eigentlichen LED einen Fehler hat. (Da können
> 1-2m Kabel dazwischen sein.)

Dann brauchst Du einen anderen Ansatz. Es geht dann ja nicht um eine 
einfache Zustandsanzeigenzeige, sondern um eine Funktionskontrolle.

von Stefan F. (friedi1987)


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Achim S. schrieb:
> Hast du Angst vor Unterbrechungen der Kabel oder vor Kurzschlüssen oder
> vor beidem?

Jörg R. schrieb:
> Dann brauchst Du einen anderen Ansatz. Es geht dann ja nicht um eine
> einfache Zustandsanzeigenzeige, sondern um eine Funktionskontrolle.

Da hab ich mich etwas ungenau Ausdrückt, sorry dafür.
Ich wollte durch die Anzeige auf dem Board sicherstellen, dass das Board 
auch den gewünschten Schaltzustand hergestellt hat.
Dadurch wüsste ich ja dann wenn die LED am Board leuchtet und die 
externe nicht, dass etwas ausserhalb vom Board nicht stimmt.

Hab nun nach längerem Überlegen entschieden das es mir auch reicht wenn 
ich auf dem Board sehe wenn der Ausgang an ist und eine LED leuchtet und 
die Idee verworfen das der Aus-Zustand auch durch eine LED angeziegt 
wird.
Wäre zwar mit der angehängten Schaltung (so sind auch die Mid und High 
Power Ausgänge gemacht) möglich allerdings nur für den DC Fall.
PWM wär dadurch immer noch nicht möglich.
Eine von den LEDs ist hierbei die externe die andere die on board.

Ich denke mit einem Inverter, Tiefpässen und Komperatoren könnte man es 
sicher auch hinbekommen beide Schaltzustände anzuzeigen aber ich glaube 
wäre zu aufwändig.

Danke nochmal für die Hilfe und die Tips :)

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