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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche eine alternative zu diesen 2 Schaltungen.


Autor: Walter (Gast)
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Hallo.

Ich möchte gerne ein großes Lauflich machen. Mehr dazu im Anhang.

Dazu möchte ich 6 Einheiten wie im Anhang bauen.
Also 6 mal multiplexen. Eine Einheit besteht aus 6 x 8 = 48 Leds. Alle 
zusammen also 6 x 48 = 288 Leds.

Es sind weiße Leds, die 20mA und 3,4V brauchen. Um die volle 
Leuchtsrärke erreichen zu können will ich sie mit 100-120mA multiplexen.

Um die einzelnen Leds zu schalten habe ich unten im Anhang die 8 mal 
Darlington Schaltung, die jeweils 6 Leds schalten muß. Oben ist die 
Schaltung für die 24V, die 8 x 6 = 48 Leds schalten muß. Die benötige 
ich dann 6 mal.

Nun meine Frage.

Gibt es dafür smd Ic's oder andere Bauteile. Also der ULN2803 würde das 
glaube ich nicht lange vertragen. Und für die obige Schaltung bräuchte 
ich auch eine Alternative, mit der ich mit 5V, 24V Schalten kann. Die 
obere Schaltung sollte dabei mindestens 120mA x 8 = 960mA Stabil sein.

Gibts da einfache Transistoren oder kleine IC's ohne viel externe 
Beschaltung, die auch schnell genug sind?

Schöne Grüße Walter

Autor: Uwe G. (gromit)
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Hallo Walter

Nimm doch Power MOSFETs. Ich setze den SI9410BDY (N-Kanal) ein. Der kann 
max30V und 7A. Ist auch mit +3.3V bereits voll aussteuerbar. Es gibt 
denselben auch in P-Kanal. Sind SOC8 Gehäuse. Hier reicht ein Pullup auf 
+24V und ein Standard Transistor oder Fet zum ansteuern. 
Schaltgeschwindigkeit ist wohl mehr als ausreichend. Super einfach zum 
verbauen und ansteuern.

Wenn Du das geschickt verschaltest, brauchst Du nur 6 P-Kanal und 8 
N-Kanal  MosFets. Es ist ja nur 1 P-Kanal pro Zeitslot aktiv.

Gruss
Uwe

Autor: Walter (Gast)
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Hallo Uwe.

Also mit nem Fet kann man ohne Probleme mit 5V, 24V schalten?  Das wäre 
super...


Ist ein Standart Transistor zum ansteuern zwingend notwendig?

Ach ja, ich weiß nicht, ob das was ausmacht... aber wegen der 
Geschwindigkeit.:

Die Leds werden mit PWM angesteuert. 8bit oder so.


Danke Walter

Autor: Walter (Gast)
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Weiß das keiner, ob ein Transistor zum ansteuern zwingend notwendig ist?

Autor: otto (Gast)
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Hallo Walter,

Du brauchst Doch nur die "obere" Schaltung 6 mal aufzubauen,
dann kannst Du "Deine" 6 LED-Einheiten "unten" mit den
Transistoren unabhängig steuern, indem Du "oben" nur die
Einheit einschaltest, die gerade "Daten" bekommen soll.

Gruss Otto

Autor: Walter (Gast)
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Hallo Otto.

Ja, das ist mir schon klar.

Wollte aber trotzdem wissen, ob man z.B. einen BC549 braucht, um einen 
FET ansteuern zu können, oder ob ich direkt (mit Vorwiderstand) vom µC 
auf den FET fahren kann.

Gruß Walter

Autor: jack (Gast)
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Du brauchst nicht mal einen Vorwiderstand. Einfach µ --> Gate.

Autor: otto (Gast)
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Hallo Walter,

Die von Dir eingestellte Schaltung wird auf
Anhieb funktionieren. Warum "das Rad neu erfinden?"

Nimm trotzdem lieber einen Vorwiderstand, damit
im Falle eine Kurzschlusses am FET nicht der
Controller abraucht....

Gruss Otto

Autor: Walter (Gast)
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Hallo Otto

Ja, die Schaltung im Anhang funktioniert.

Mir geht es nur darum, ein paar Bauteile zu reduzieren, damit die 
Platine nicht zu groß wird. Ich möchte es so klein wie nur möglich 
machen.

Im Anhang2 hab ich es mal umgezeichnet.

Oben die N-Kanal Hexfet's und unten die P-Kanal.  Würde das so 
funktionieren?

Ist der Pullup Widerstand beim N-Kanal nicht gefährlich für den µC?


Gruß Walter

Autor: otto (Gast)
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Hallo Walter,

sieh Dir bitte mal:

http://www.sprut.de/electronic/switch/pkanal/pkanal.html

und:

http://www.sprut.de/electronic/switch/nkanal/nkanal.html

ich denke, dass beantwortet alle Deine Fragen.

Gruss Otto

Autor: Walter (Gast)
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Hallo Otto.

Also wenn ich das richtig verstehe, dann kann ich nur N-Kanal verwenden 
und brauche zum durchschalten 10V......Deshalb der Pullup Widerstand. 
Ist das richtig so?

Gruß Walter

Autor: Falk (Gast)
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@ Walter

Mal ein Kommentar zu den N-Kanal FETs. Die werden sicher von nem uC 
(AVR?) angesteuert? Wenn der Programmiert wird, sind die IOs hochohmig 
un das Gate hängt in der Luft. McMurphy wir dafür sorgen, dass die Gates 
sich aufladen und die FETs dauerhaft durchsteuern. Damit werden deine 
LEDs dauerhaft mit 120mA gegrillt. Aua.

Also ignorier die heissen Tips der "Experten", schliess die Gates direkt 
and den uC (der mit 5V laufen muss) und mach an jeden Gate einen 
Pull-down (10k) gegen masse, damit die Gates sicher auf Low gezogen 
werden, wenn der uC programmiert wird.

Ausserdem, was spricht gegen ULN2003? Der kann 500mA pro Kanal, wenn 
gleich nicht auf allen Kanälen gleichzeitig. Steht im Datenblatt, aber 
ich denke 6x120 mA sollten drin sein.

> Also wenn ich das richtig verstehe, dann kann ich nur N-Kanal verwenden
> und brauche zum durchschalten 10V......Deshalb der Pullup Widerstand.
> Ist das richtig so?

Dein 24V Schalter wird so nicht funktionieren. Du brauchst einen extra 
npn, BC337 oder BC848.

MfG
Falk

Autor: Walter (Gast)
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Hallo Falk.

Also ein ULN2803 würde dann wohl auch gehen.. Hab da mehrere zuhause 
rumliegen.

Und um die 24V schalten zu können, bräuchte ich dann einen npn 
Transitor, der einen P-Kanal Hexfet ansteuert? Verstehe ich das richtig?

Autor: Falk (Gast)
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@ Walter

> Also ein ULN2803 würde dann wohl auch gehen.. Hab da mehrere zuhause
> rumliegen.

Ja.

> Und um die 24V schalten zu können, bräuchte ich dann einen npn
> Transitor, der einen P-Kanal Hexfet ansteuert? Verstehe ich das richtig?

Ja. Der NPN wird ganz normal in Emitterschaltung betrieben, vom uC über 
4k7 zur Basis. Emitter auf Masse. Am Kollektor hängt dann das Pin, was 
in deiner Schaltung zum AVR geht (der Spannungsteiler am Gate vom 
P-Kanal MOSFET).

MfG
Falk

Autor: Walter (Gast)
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Hi.

Das schweift jetzt zwar ein bisschen vom Tema ab, aber vielleicht könnt 
ihr mir doch weiterhelfen.

Mein AVR läuft momentan mit 16Mhz.

Mein Timer läuft mit Output Compare im CTC Mode.

Ich lade dazu ocr2 mit:

16mhz/64 Helligkeiten/50 Herz/6 mal multiplexen/Vorteiler vom Timer 8 =

104.

Habe nur mal eine Versuchsschaltung mit einer Led aufgebaut, aber das 
funktionier so nicht.

Erst wenn ich ocr2 mit 104/6 lade,dann flimmert nichts mehr. Hab ich da 
einen Fehler drin?

Momentan mache ich es so, das ich die erste Enheit Schalte. dann zähle 
ich mein pwm Register von 64 bis 0 durch und gebe die Werte zu den 
Kathoden der Leds.
Wenn ich auf 0 bin, dann wird die zweite Einheit geschaltet...usw bis 
zur sechten und dann wieder vom Anfang.


Ist das richtig so?

Oder sollte man dad pwm Register um eins erhöhen, und dann alle 6 
Einheiten durchgehen. Dann wieder pwm um eins erhöhen und wieder alle 6 
durchgehen.

Kann mir da jemand helfen?

Gruß Walter

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Wenn ich mir die Schaltung so ansehe, dann verstehe ich nicht, warum die 
LEDs überhaupt durch den oberen Transistor/FET ein- und ausgeschaltet 
werden.
Das macht doch alles der untere Schalter.

Der Einsatz eines Darlington-Transistorpaares ist nun wirklich etwas 
"heftig". Der ULN2803 treibt selbst die 120mA ohne zu rauchen (und 
selbst die wären noch gepulst).

Autor: Walter (Gast)
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Hi Bernd.

Wie schon oben beschrieben, möchte ich die Schaltung Multiplexen.

Im Anhang sind nur 48 Leds sichtbar, möchte aber 6 solche Ledeinheiten 
steuern.

48*6=288Leds

Darum die oberen Transistor/Fets.

Es sollte dabei immer nur eine Einheit leuchten (multiplexen).

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Trotzdem:

Wozu ?

Entweder schaffst Du das Multiplexen im uC und steuerst die unteren 
Schalter richtig an oder Du baust in die Leitungen ein 8-fach UND-Gatter 
ein, daß dann angesteuert wird (Treiber-ICs ala '244)


Und wenn es gar nicht wird...

Such einen P-Kanal MOSFET, der die 120mA überlebt, schalte ihn oben 
rein, schalte einen Widerstand vom Gate über einen Transistor gegen 
Masse. Dann kannst Du den MOSFET schalten. Eine 12V-Zenerdiode hilft 
noch, die Gatespannung zu begrenzen und einen Widerstand vom Gate gegen 
Drain, um das Gate wieder zu räumen.

Autor: Henrik J. (henrikj)
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Ohne mich blamieren zu wollen:
Aber ist der obere alleinige FET nicht ein N-Kanel FET und sollte ein 
P-Kanel sein?

Genau wie bei den unteren. Das Symbol ist das eines P-Kanals. Müsste 
aber eigentlich ein N-Kanal sein, oder?! kopfkratz

Autor: Falk (Gast)
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@ Bernd Rüter

> Wozu ?

> Entweder schaffst Du das Multiplexen im uC und steuerst die unteren
> Schalter richtig an oder Du baust in die Leitungen ein 8-fach UND-Gatter
> ein, daß dann angesteuert wird (Treiber-ICs ala '244)

Er will den Schaltplan 6 mal aufbauen (= 6 Module), dabei aber den 
unteren Teil nur 1 mal.

-> Multiplexen

Er braucht dann nur 6x P-Kanal MOSFET + 1 x ULN2803 und 6+6=12 Leitungen 
am uC

Ohne MUX braucht er 6 X ULN2803 + 6*6 = 36 Leitungen am uC

Capice?

MFG
Falk

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Aha,
da habe ich Walters Ausführungen im 1. Posting wohl etwas zu genau 
genommen. ;-)

Autor: Jörn Paschedag (jonnyp)
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Ähem... vielleicht habe ich die falsche Grafik aber ich sehe oben einen 
N-Kanal FET. Und das Datenblatt sagt auch es ist einer???

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Jörn Paschedag wrote:
> Ähem... vielleicht habe ich die falsche Grafik aber ich sehe oben einen
> N-Kanal FET. Und das Datenblatt sagt auch es ist einer???

Ja klar, die sind natürlich falsch. So wie die Ansteuerung der oberen 
und unteren FETs...

FETs werden hier als Schalter betrieben. Darum muß die Umschaltung 
schnell erfolgen. Das Gate muß schnell geladen und auch wieder entladen 
werden.
Ein 10k-Widerstand ist da etwas hoch.
Ich würde mal über 100 Ohm nachdenken, mehr wird der Portpin gar nicht 
liefern können, so sollte es knackig schalten.

Autor: Walter (Gast)
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Also ich habs momentan nur mal mit einem ULN 2803 aufgebaut. Die Kathode 
der letzten Led hängt direkt an die 24 Volt plus 30 Ohm Vorwiderstand.

Mich würde jetzt nur noch interessieren, ob ich da den Timer falsch 
lade, da es nur mit schnellerer Frequenz funktioniert.

Gruß Walter

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Walter wrote:
> Also ich habs momentan nur mal mit einem ULN 2803 aufgebaut. Die Kathode
> der letzten Led hängt direkt an die 24 Volt plus 30 Ohm Vorwiderstand.

Nein, bitte nicht.... die Kathode an +24V ?

Autor: Walter (Gast)
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Ups......die Anode natürlich an 24V


Autor: Walter (Gast)
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Hi.

Hab jetzt den Fehler gefunden.

Es liegt nicht an der Software, sondern an der Hardware doch ich weiß 
nicht warum und wie ich das lösen kann.

Hab mir je ein Versuchsprogramm geschrieben, das bei PB0 eine PWM mit 
1/6 von der Zeit (Multiplexen) ausgibt. Also 1/6 von der Zeit wird die 
Led mit PWM angesteuert und 5/6 bleibt si dunkel. Mit PB0 fahre ich dann 
zu einem ULN 2803.
Wenn ich mit dem Ausgang des ULN direkt auf die Kathode der Led fahre 
und mit der Anode zu einem Widerstand und schließlich auf +5V, dann 
funktionier alles wunderbar.

Doch wenn ich meine 6 weißen Leds mit 120mA ansteuern will, fuktioniert 
das nicht.

Ich hab dazu einen 24V Wechselstromtrafo/30VA, mit dem ich dann auf 
einen Gleichrichter fahre. Mit den +24V fahre ich dann auf einen 
Widerstand und dann direkt zu den in Serie geschalteten Leds (Anode).

Mit meinem Minus aus dem Gleichrichter fahre ich zunächst auf meinem 
Versuchsaufbau. Und vom Ausgang des ULN fahre ich dann auf die Kathode 
der ersten Led.

Und dann funktioniert schon nichts mehr... Es flackert nur mehr komisch 
vorsich hin. Die Led auf meinem Versuchsaufbei funktioniert dann auch 
nicht mehr richtig. Kann es sein, daß das Netzteil zu schwach ist? Muß 
ich da noch irgendwelche Kondensatoren dazuschalten?

Vielen Dank für Eure Hilfe

Autor: Falk (Gast)
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@Walter

> Wenn ich mit dem Ausgang des ULN direkt auf die Kathode der Led fahre
> und mit der Anode zu einem Widerstand und schließlich auf +5V, dann
> funktionier alles wunderbar.

Du meinst eine normale LED?.

> Doch wenn ich meine 6 weißen Leds mit 120mA ansteuern will, fuktioniert
> das nicht.

> Ich hab dazu einen 24V Wechselstromtrafo/30VA, mit dem ich dann auf
> einen Gleichrichter fahre. Mit den +24V fahre ich dann auf einen
> Widerstand und dann direkt zu den in Serie geschalteten Leds (Anode).

Zeichne mal einen Schaltplan mit Eagle. Hast du einen Elko hinter dem 
Gleichrichter für die 24V? 1000uF/63V.

> nicht mehr richtig. Kann es sein, daß das Netzteil zu schwach ist? Muß

Wenn es das leistet, was du schreibst (24V/30VA) dann sollte es passen. 
Was für eine Gleichrichter hast du? Brücke oder nur einfache Diode?

MFG
Falk

Autor: Walter (Gast)
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Hi Falk.

1.) Ja, eine normale Led. Also eine Superfluxled hab ich da verwendet.

2.) im Anhang und Kondensator ist noch nicht drin. Ursache des Fehlers?


3.) Also ich hab keine Dioden sondern so ein schwarzes Kästchen. 
(Brücke?)

Hab aber gemessen, kommen 24V DC raus

Gruß Walter

Autor: Basti (Gast)
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mach mal zwischen + und - vom gleichrichter nen kondensator, 1000µF oder 
so

Autor: Walter (Gast)
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Wow, so ein Kondensator bewirkt wirklich Wunder...


1000 Dank. Versteh zwar nicht warum, aber egal.

Danke

Autor: Basti (Gast)
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http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201071.htm bei 
brückengleichrichter

nach dem brückengleichrichter hast du eine pulsierende gleichspannung 
mit 100Hz, das heißt deine spannung geht 100 mal pro minute auf 0, wenn 
auch dein µC von der spannung versorgt wird wird er 100x pro minute 
resettet. der kondensator glättet die spannung, so das aus den "wellen" 
eine glatte spannung wird

Autor: Basti (Gast)
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100 mal pro sekunde sorry

Autor: Walter (Gast)
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So, hab das ganze jetzt nochmal gezeichnet.

Könnte mal jemand kurz schauen, ob das mit den Fets und den Widerständen 
jetzt passt?

Wäre echt nett.


Vielen Dank

Autor: Falk (Gast)
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Da fehlt noch ein 100nF am AVR für VCC/GND. Woher kommen die +5V? Aus 
nem 7805? Der fehlt im Bild. Der Rest passt soweit.

MFG
Falk

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