Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Matrix am Arduino über MOSFETs steuern


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von Heinrich M. (heinerheinrich)


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Moin Kollegen,

Ich möchte mich einmal in die Welt der Schaltungstechnik vorwagen und 
mit einem ATmega eine LED-Matrix aufbauen.

Nun bin ich etwas unsicher was den Umgang mit FETs angeht und wollte 
hier mal gefragt haben, ob sich meine im Anhang erdachte Schaltung so 
anwendbar ist.

Die dort gezeigte Schaltung ist schematisch und wird in der fertigen 
Schaltung um einige weitere Bestandteile und mehrere LED-Segmente 
ergänzt.

Ich danke euch für eure Antworten.

Gruß
Heiner

: Verschoben durch Moderator
von H. H. (hhinz)


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Der BC547 braucht einen Basiswiderstand, und die 100kOhm Pullup sind zu 
hochohmig.

von Heinrich M. (heinerheinrich)


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Danke für deine Antwort.

wovon hängt der Basiswiderstand denn ab? da bin ich mit der 
Dimensionierung etwas unsicher.

hältst du einen Pull-Up von 10k für sinnvoller?

Gruß
Heiner

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Heinrich M. schrieb:
> wovon hängt der Basiswiderstand denn ab? da bin ich mit der
> Dimensionierung etwas unsicher.

Der Transistor muss genug Strom leiten, um den MOSFET sauber ansteuern 
zu können. Dabei gilt es, seinen Verstärkungsfaktor zu berücksichtigen. 
In diesem Fall ist ein Basis Vorwiderstand im Bereich zwischen 2,2 kΩ 
und 47 kΩ gut.

Mein Aufsatz zum Thema: http://stefanfrings.de/transistoren

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Heinrich M. schrieb:
> wovon hängt der Basiswiderstand denn ab?

In dem Fall sollten 1/20...1/10 des Kollektorstroms fließen.

> hältst du einen Pull-Up von 10k für sinnvoller?

Für den kleinen IRLML2246 reicht das, dickere (Ciss,Qg) MOSFETs brauchen 
einen kleineren Widerstand.

von Michael B. (laberkopp)


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Heinrich M. schrieb:
> ob sich meine im Anhang erdachte Schaltung so
> anwendbar ist.

Im Prinzip geht das so, bei einem 5V uC und 5V an den LED brauchst du 
den BC547 nicht, denen sowieso ein Basiswiderstand fehlt.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.1

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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H. H. schrieb:
> Der BC547 braucht einen Basiswiderstand,

Unbedingt notwendig.

> und die 100kOhm Pullup sind zu hochohmig.

H. H. schrieb:
>> hältst du einen Pull-Up von 10k für sinnvoller?
> Für den kleinen IRLML2246 reicht das, dickere (Ciss,Qg) MOSFETs brauchen
> einen kleineren Widerstand.

Ob 100k, 10k oder sonstwas hängt doch davon ab, wie schnell geschaltet 
wird. Für eine Blinkerei mit ein paar Hz hätte ich selbst bei 100k keine 
Bedenken.

Michael B. schrieb:
> Heinrich M. schrieb:
>> ob sich meine im Anhang erdachte Schaltung so
>> anwendbar ist.
> Im Prinzip geht das so,

Nicht nur "im Prinzip", bis auf den fehlenden Basiswiderstand.

> bei einem 5V uC und 5V an den LED brauchst du den BC547 nicht

Interessanter Ansatz, geht. Schönheitsfehler ist dann die invertierte 
Ansteuerung, Port auf low = LEDs Ein.

Bei solchen Konstrukten muß man das Gesamtsystem ansehen, ob die LEDs 
überhaupt aus den selben 5V wie der µC versorgt werden müssen oder man 
die anderweitig bezieht.

von Frederic S. (frederics)


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K3 - K6 kann man durch einen ULN2803 ersetzen (7 Transistoren und 
Basiswiderstände in einem Gehäuse) und deutlich Verkabelungsaufwand 
sparen.

von Michael B. (laberkopp)


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Frederic S. schrieb:
> K3 - K6 kann man durch einen ULN2803 ersetzen

Die Spannungsverluste durch den Darlington sind aber hoch, für weisse 
LED reicht das nicht mehr.

Insgesamt sind diese Chips out, Einzeltransistoren sind platzsparender 
flexibler und billiger.

von Joachim B. (jar)


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Heinrich M. schrieb:
> ATmega
https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf
maximal 40 mA aus einem Port

H. H. schrieb:
> Der BC547 braucht einen Basiswiderstand

braucht er den wirklich?
Geht ein BC547 mit 40mA kaputt?

Klar ist ein Basiswiderstand ist sinnvoll aber notwändig?
Da fehlen die Daten, wie maximale Ib von BC547 und wie maximal mögliche 
Portströme aus ATmega.

von H. H. (hhinz)


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Joachim B. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Der BC547 braucht einen Basiswiderstand
>
> braucht er den wirklich?
> Geht ein BC547 mit 40mA kaputt?

Wenn nur der BE-Strom fließt, dann nicht.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Joachim B. schrieb:
> notwändig
Dieses Wort kommt von "die Not abwenden", mit 'ä' gabs das noch nie.
Und auch "aufwändig" ist nicht mehr empfohlen.

Joachim B. schrieb:
> 
https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf
> maximal 40 mA aus einem Port
Wird das jetzt zur Mode, das hatten wir doch schon im 
Beitrag "Ich messe 100mA für ein digital Pin auf dem Arduino Nano bei digitalWrite HIGH?" durchgekaspert.

> maximal mögliche Portströme aus ATmega.
Der hier im Beitrag "Ich messe 100mA für ein digital Pin auf dem Arduino Nano bei digitalWrite HIGH?" hat 100mA 
geschafft.
Aber egal, was "möglich" ist. Es zählt, was erlaubt ist.

Mein Auto kann wenn möglich auch 210 maximal, aber heute morgen war ich 
froh, dass ich durch die Radarkontrolle nur mit den erlaubten 70 
gefahren bin.

> maximale Ib von BC547
Und auch der maximal erlaubte Basisstrom vom BC547 ist uninteressant, 
weil der nämlich sinnigerweise per Vorwiderstand auf das begrenzt wird, 
was nötig ist.

von Axel R. (axlr)


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Wie kann man ernsthaft in Erwägung ziehen, hier den BasisvorWiderstand 
wegzulassen und auch noch eine Empfehlung hierzu aussprechen? Eine 
Zener-Diode betreibst Du doch auch nicht ohne Vorwiderstand und verlässt 
Dich auf den Innenwiderstand der Spannungsquelle!
Kein Wunder, dass sich jene immer mehr zurückziehen, die hier als 
Alteingesessen zählen und noch einen Funken solider Ausbildung erkennen 
lassen.
Typisches Generatonen-Ding. NUr noch Maker unterwegs, oder wie? Dabei 
meine ich nicht den Fragesteller. Er hat ja klar geschrieben, dass er 
nicht viel Ahnung hat. den 100K oben am PMOS mach deutlich kleiner, so 
vllt. 3K3 und der Basis vom NPN spendierst Du auch zweie davon: einen 
zum Portpin und einen Parallel zu Basis/Emitter.

von Joachim B. (jar)


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Lothar M. schrieb:
> Dieses Wort kommt von "die Not abwenden",

ich dachte dabei an aufwändig von Aufwand.

H. H. schrieb:
> Wenn nur der BE-Strom fließt, dann nicht

fließt der Strom wirklich bei der genannten Konstellation?

Lothar M. schrieb:
> Und auch der maximal erlaubte Basisstrom vom BC547 ist uninteressant,
> weil der nämlich sinnigerweise per Vorwiderstand auf das begrenzt wird,
> was nötig ist.

das bezweifelt niemand, ich fragte nur ob wirklich Ströme aus dem AVR 
ATmega Port kommen können die höher sind.

Lothar M. schrieb:
> Wird das jetzt zur Mode, das hatten wir doch schon im
> Beitrag "Ich messe 100mA für ein digital Pin auf dem Arduino Nano bei
> digitalWrite HIGH?" durchgekaspert.

ne haben wir nicht,

Arduino F. schrieb:
> Versuchs doch mal mit dem Datenblatt.

habe ich gerade eben hier, ich sehe nicht ob wirklich 100mA fliessen 
können, das die Ströme nicht überschritten werden dürfen ist ja 
unstrittig.

Im genannten Thread sehe ich nur Meßfehler wie wildes Schwingen

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Joachim B. schrieb:
> das bezweifelt niemand, ich fragte nur ob wirklich Ströme aus dem AVR
> ATmega Port kommen können die höher sind.
Ja, probiers einfach aus. Ich habs getan und bin nur auf knapp 70mA 
gekommen.

> Lothar M. schrieb:
>> Wird das jetzt zur Mode, das hatten wir doch schon im
>> Beitrag "Ich messe 100mA für ein digital Pin auf dem Arduino Nano bei
>> digitalWrite HIGH?" durchgekaspert.
> ne haben wir nicht
Dort hat jemand 40mA aus dem Portpin "erwartet" und nach Kurzschluss 
gegen Masse 100mA gemessen. Dann wurde ihm klar gemacht, dass er zwar 
100mA entnehmen kann, aber eben maximal 40mA entnehmen darf.

> Datenblatt ... ich sehe nicht ob wirklich 100mA fliessen können
Nein, das wirst du darin auch nicht finden.
Du willst da quasi wissen, ob du mit 210 in der 70er-Zone fahren kannst 
(obwohl du es sicher nicht darfst).
Ergebnis: das kann man nicht sicher sagen, es kommt ein wenig auf den 
Kurvenverlauf, die Fahrbahnbeschaffenheit und den Mut des Fahrers an. 
Weil das aber auch absolut keinen interessiert, steht auf dem 70er 
Schild nicht auch noch "die Strecke kann mit bis zu 160 befahren 
werden".

Im Datenblatt findest du nur die Daten, die für den regulären Betrieb 
empfohlen sind. An denen sollte man sich orientieren.

> Im genannten Thread sehe ich nur Meßfehler wie wildes Schwingen
Schau genauer hin.

: Bearbeitet durch Moderator
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