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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik spartan treibt led


Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Hallo

Wenn ich den VCC0 vom Spartan mit 3.4V speise dann müsste ich doch eine 
LED (vF 3.0V) mit 20mA treiben können ?

danke im vorraus

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Wenn ich den VCC0 vom Spartan mit 3.4V speise dann müsste ich doch eine
>LED (vF 3.0V) mit 20mA treiben können ?

Ja, bleiben 0,4V für den Vorwiderstand, was 20 Ohm Entspricht. Das ist 
quasi der Ausgangswiderstand der IO Zelle. Braucht man also keinen 
exteren Vorwiderstand ;-)

MFG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Hahaha, ich werde bald blöd ...oder bin ich das schon ?
Was ist den mit dem Temperaturdrift ,Toleranzen und 
Spannungsschwankungen?
Meinst du das jetzt im ernst ? 
(Beitrag "LED nur mit Spannungsregulierung ?")

Danke Falk.

Wo kann ich denn denn Ausgangswiderstand im Datenblatt ablesen, wie wird 
sowas benannt ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Hahaha, ich werde bald blöd ...oder bin ich das schon ?
>Was ist den mit dem Temperaturdrift ,Toleranzen und
>Spannungsschwankungen?

Die knallen dir voll rein und verändern deinen LED Strom. Ich hab nicht 
gesagt, dass die Schaltung sonderlich schön und stabil ist . . . . ;-)

>Wo kann ich denn denn Ausgangswiderstand im Datenblatt ablesen, wie wird
>sowas benannt ?

Da gibt es manchmal U/I Kennlinien. Die sind aber in den normalen 
Datenblättern vom Spartan3 AFAIK nicht drin.

MFG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Als newbie (amateur) wurde ich für so eine Aussage von den anderen 
förmlich gesteinig oder sogar wie ein Ketzer verbrennt. ;)

Dann doch lieber mit Widerstand.

Danke Dir nochmals für deine Hilfe,
Toto

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Als newbie (amateur) wurde ich für so eine Aussage von den anderen
>förmlich gesteinig oder sogar wie ein Ketzer verbrennt. ;)

Wenn zwei das Gleiche tun, ist das noch lange nicht das Selbe . . . ;-)

>Dann doch lieber mit Widerstand.

Nütz dir wenig. Du hast zu wenig Betriebsspannung. Ein gutes Volt sollte 
es schon sein, oder du hast ne gute Konstantstromquelle, die sich mit 
0,4V (und weniger!) zufrieden gibt. Nimm lieber externe Transisoren und 
5V.

MFG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Und was ist wenn umgekehrt ?
Also 5V ->Vorwiderstand -> LED mit 3V -> Ausgangpin.

Kann sowas gehen wenn man absieht das immer etwas strom fließt.

Gruss

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Hat sich erledigt ... led leuchtet bei '1'

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Nochmals eine Frage... bitte keine Steinigung, Verbrennung oder 
ähnliches ...

Was ist damit ?
5V ->Vorwiderstand -> LED mit 3vF@20mA -> Ausgangpin wobei '1'=Z 
(Impedanz) und '0'=0V ist.
Somit müsste nur bei '0' Strom fliessen und nicht bei '1'.


Danke im vorraus.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Nochmals eine Frage... bitte keine Steinigung, Verbrennung oder
>ähnliches ...

JEHOVA, JEHOVA!

>5V ->Vorwiderstand -> LED mit 3vF@20mA -> Ausgangpin wobei '1'=Z
>(Impedanz) und '0'=0V ist.
>Somit müsste nur bei '0' Strom fliessen und nicht bei '1'.

Wenn da die Schutzdioden nicht wären. Dadurch zieht es das Pins bei 'Z' 
auf Vcc+0,7V, macht also knapp 4V. Die 3V LED dürfte da nicht leuchten.

Aber wieso leutet sie in dem vorhergehenden Beispiel? Getestet? Mit 3,3V 
IO Spannung? Weil 1,6V sind WEIT unter den 3V@20mA, da dürften doch nur 
wenige uA fliessen.

MFG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Was höre ich da ! Sind hier vielleicht Frauen anwesend ?

Du hast recht.
Ich muss aber noch ein rote LEDs mit 1.9vF@20mA treiben.
Die leuchten dann aber leicht.

Leider habe ich noch keinen Spartan zu verfügung. :(
Deshalb simuliere ich das ganze mit einem 74HC573 den ich mit 3.4V 
betreibe.

Ich glaube ich habe es:
Die roten LED treiber ich so:
 Pin (3.4V/0V) -> Vorwiderstand (75 Ohm)-> rote LED (1.9vF@20mA) -> GND
Die anderen LEDs:
 5V ->Vorwiderstand (100 Ohm) -> grün/blau LED(3vF@20mA) -> Pin(3.4V/0V)

Glaubst Du das der Spartan das packt wenn da ca. 200 LEDs an ihm 
dranhängen ?
Natürlich wird er einen Kühlkörper und Ventilator haben.

MFG
Toto

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Was höre ich da ! Sind hier vielleicht Frauen anwesend ?

Sie wars, sie War, ER WARS, ER WARS.

;-)

>Du hast recht.
>Ich muss aber noch ein rote LEDs mit 1.9vF@20mA treiben.
>Die leuchten dann aber leicht.

Schalte einfach ne 1N4148 in Reihe, dann passt es wieder.

> Pin (3.4V/0V) -> Vorwiderstand (75 Ohm)-> rote LED (1.9vF@20mA) -> GND
>Die anderen LEDs:
> 5V ->Vorwiderstand (100 Ohm) -> grün/blau LED(3vF@20mA) -> Pin(3.4V/0V)

Kann man machen. Der Systematik wegen sollte man vielleicht auch die 
roten LEDs LOW-Aktiv betreiben, also über R an 3,3V hängen. Ist aber 
nicht wirklich kritisch.

>Glaubst Du das der Spartan das packt wenn da ca. 200 LEDs an ihm
>dranhängen ?

Sicher, warum nicht. Am Treiber fällt doch kaum Spannung und damit 
Verlustleitung ab. Aber ein FPGA zur anstweuerung von 200 LEDs? Ist das 
ncit ein wenig Overkill? Ne handvoll 74HC595 ist wesentlich billiger und 
angemessener.

>Natürlich wird er einen Kühlkörper und Ventilator haben.

Wozu?

MFG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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20mA x 200 = 4000mA = 4A
Ist nicht gerade wenig Strom der da fliesst

Zum Überblick:
Ich will eine LEDmatrix ansteuern.
Die Matrix ist mit jeweils ca. 70 roten,grünen und blauen LEDs bestückt.
Jede LED soll für eine bestimmte Zeit und parallel angeschaltet werden, 
deshalb muss jede LED einen eigenen Zähler haben.
Eine sequenzielle Ansteuerung mit controller und buffer ist viel zu 
langsam.
Die Echtzeit hierfür muss im Nanosekundenbereich sein.
Das ganze muss auch noch ziemlich Platzsparend sein.
Das kann ich wohl am besten in einem FPGA unterbringen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>20mA x 200 = 4000mA = 4A
>Ist nicht gerade wenig Strom der da fliesst

Stimmt. Kann der FPGA aber ab, der hat ja viel Stromversorgungspins.

>Ich will eine LEDmatrix ansteuern.

Mal was ganz neues ;-)

Aber wie kommst du datrauf, dann du dann 200 Pins am FPGA hängen hast?

LED-Matrix

Im Idealfall brauchst du nur 2x Wurzel(200) ~ 30 Pins. Und die steuern 
Leistungstreiber.

>Die Matrix ist mit jeweils ca. 70 roten,grünen und blauen LEDs bestückt.
>Jede LED soll für eine bestimmte Zeit und parallel angeschaltet werden,
>deshalb muss jede LED einen eigenen Zähler haben.

???
Du willst die LEDs per PWM dimmen? OK, das ist bei der Menge sicherlich 
um eiiegs aufwändiger, ein AVR ist damit wahrscheinlich schon 
überlastet.

>Eine sequenzielle Ansteuerung mit controller und buffer ist viel zu
>langsam.

Kommt drauf an.

>Die Echtzeit hierfür muss im Nanosekundenbereich sein.

;-)
Wie kommst du auf das schmale Brett?

>Das kann ich wohl am besten in einem FPGA unterbringen.

Kann man manchen. Ich würde über eine AVR+CPLD-Lösung nachdenken. CPLD 
macht PWM, AVR den Rest. Aus ökonomischen und Platzgründen. Und weils 
technisch wesentlich cleverer ist.

MfG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Das habe ich schon...

Ich will keine dimmbare Glühbirne bauen, sondern sowas das einen 
LEDfernseher gleichkommt, der aber sehr sehr präzis sein soll.

Jede LED wird über ein Zähler angeschaltet bis dieser auf 0 ist.
Dieser Zähler bekommt danach wieder einen neuen 10 bits-Wert zugewiesen 
(ca. alle 25000ns = 2.5usec).
Somit gibt jede LED eine bestimmte helligkeit über diesen Zeitraum ab.
Die Taktzeit der clk um den Zählers zu decrementieren beträgt 20ns !
Das ist ziemlich schnell... und ich habe noch keinen microcontroler 
befunden der sowas hinkriegt (wenn es ihn jemals geben sollte).
Eine externe Zähler elektronik würde ja gigantisch sein.

Mit ein FPGA könnte ich ca. 30 TreiberICs und/oder eine riesen 
Zählerelektronik einsparen.
Die Leiterplatte ist da schon viel viel kleinen.
Das wäre wirklich zu schön! :) :) :)

Leider hängt der Hacken an diesen verdammten 3.4V.
Da habe ich die Bedenken ob meine obigen LED-Schaltungen präzise genug 
sind.
Hast ja gesagt das :"Du hast zu wenig Betriebsspannung. Ein gutes Volt 
sollte es schon sein ..."
Da liege ich doch noch ziemlich nah dran.

Was denkst du ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Ich will keine dimmbare Glühbirne bauen, sondern sowas das einen
>LEDfernseher gleichkommt, der aber sehr sehr präzis sein soll.

SOLL! Das WOLLEN viele, einige glauben, auf 16 Bit Genauigkeit zu 
kommen.
Aber um das WIRKLICH zu realisieren, braucht es schon "etwas" Know How.

>Jede LED wird über ein Zähler angeschaltet bis dieser auf 0 ist.
>Dieser Zähler bekommt danach wieder einen neuen 10 bits-Wert zugewiesen
>(ca. alle 25000ns = 2.5usec).

Red doch mal Klartext. Es geht um Helligkeitssteuerung per PWM!

Und 25000ns = 25usec, nicht 2.5us.

>Somit gibt jede LED eine bestimmte helligkeit über diesen Zeitraum ab.

Geh mal davon aus, dass mir PWM durchaus vertraut ist ;-)

>Die Taktzeit der clk um den Zählers zu decrementieren beträgt 20ns !

Sind 50 MHz. Kein grosses Thema heutzutage.

>Das ist ziemlich schnell... und ich habe noch keinen microcontroler
>befunden der sowas hinkriegt (wenn es ihn jemals geben sollte).

Gibt es. ARM, Powerquick etc, laufen teilweise bis 200 MHz Takt.

>Mit ein FPGA könnte ich ca. 30 TreiberICs und/oder eine riesen
>Zählerelektronik einsparen.

Und wenn du das Prinzip der LED-Matrix verstanden hättest, könntest 
du noch wesentlich mehr sparen ;-)

>Leider hängt der Hacken an diesen verdammten 3.4V.

Der Haken. Warum?

>Da habe ich die Bedenken ob meine obigen LED-Schaltungen präzise genug
>sind.

Was versehst DU unter präzise? Ich sag mal grob, 5% Genauigkeit der 
Helligkeit bekommt man damit hin, ggf. ein wenig mehr. 10 Bit 
GENAUIGKEIT niemals, da braucht es mindestens Stromquellen.

Aufloesung und Genauigkeit

MFG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Das nötige Know-how versuche ich mir gerade anzueignen.
Bin auch sehr glücklich das Du mir da weiterhelfen kannst. :)

Du wirst mir recht geben ,das das ganze doch etwas komplizierter als ich 
es darstelle.
Die Sache mit dem fernsehen war nicht auf seine funktionsweise gemeint.
Meine Applikation ist auch nicht für eine Visualierung gedacht (STRENG 
GEHEIM)!!! hehehe

Eine Matrix mit einer Ansteuerung durch Multiplexierung kommt leider 
nicht in frage da:
"Der Trick einer LED-Matrix besteht darin, dass jeweils immer nur eine 
Spalte wirklich leuchtet".
Die LEDs müßen aber alle gleichzeitig "Parallel" leuchten, oder nur mit 
einer minimalsten verzögerungzeit (paar Nanosekunden).
Als Matrix meinte ich nur die Anordnung der LEDs auf der Platine.

Eine Helligkeitstegulierung ist nicht das ziel, auch wenn das vom 
Optischen so aussehen wird.
Es geht um eine Regulierung einer bestimmten Lichtmenge über eine Dauer 
von 2.5usec.
Zudem kommt hinzu das die Lichtmenge für die nächsten 2,5 usec eine 
andere ist ! Dafür bräuchte ich 200 PWMs deren Werte sich nach einem 
Puls ändern !!
Stimmt: ein 200Mhz Controller könnte das gerade noch schaffen. (werde es 
überprüfen)...

Eigentlich will ich das ganze mit 9-Bits Genauigkeit betreiben. ;)
Den 10. bit habe ich als Eichungsbit vorgesehen, damit ich die LEDs 
untereinander kalibrieren kann.
Ich weiss das die LEDs nie die gleiche Lichtvolumen mit dem gleichen 
Zählerwerte haben werden, deshalb der 10.Bit um einen Zähleroffset zu 
haben. Per software wird gegebenenfalls noch für jede LED eine 
Steigerungsfaktor mit reingerechnet den es ermöglich die LEDs innerhalb 
einer gleichen Spanne zu bekommen.
Letztendlich muss ich die Toleranz innerhalb einer BIN-klasse über die 
Anschaltzeiten wieder rausrechnen können.

Das geht aber nur wenn keine anderen übermässig grossen Toleranzen wie 
z.B. der von Widerstände (1%) etc.. hinzukommen.

Wie kann ich das mit den Stromquellen realisieren ohne das es sich in 
der Dimension und Bauteile ausartet?

Als Softwarentwickler bin ich begnadet... :D
Als Elektronikentwickler habe ich wie Du siehst meine Mühen: Dumme und 
aussergewöhnliche Fragen => Ächtung,Steinigung und Verbrennung.


danke im vorraus

MfG
Toto

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Die LEDs müßen aber alle gleichzeitig "Parallel" leuchten, oder nur mit
>einer minimalsten verzögerungzeit (paar Nanosekunden).

Wozu soll DAS denn gut sein? Was für eine Area 51 Geschichte wird das 
denn?

>Es geht um eine Regulierung einer bestimmten Lichtmenge über eine Dauer
>von 2.5usec.
>Zudem kommt hinzu das die Lichtmenge für die nächsten 2,5 usec eine
>andere ist ! Dafür bräuchte ich 200 PWMs !!

Wenn das WIRKLICH so gebraucht wird, ja, dann braucht man 200 PWM 
Controller.

>Stimmt: ein 200Mhz Controller könnte das gerade noch schaffen. (werde es
>überprüfen)...

Nööö, wird er ganz sicher nicht.

>Eigentlich will ich das ganze mit 9-Bits Genauigkeit betreiben. ;)
>Den 10. bit habe ich als Eichungsbit vorgesehen, damit ich die LEDs
>untereinander kalibrieren kann.

Was denn nun? Eichen oder Kalibrieren? ;-)

Aufloesung und Genauigkeit

>Wie kann ich das mit den Stromquellen realisieren ohne das es sich in
>der Dimension und Bauteile ausartet?

Man suche im Artikel Konstantstromquelle.

Ok, kleiner Tip.

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

>Als Softwarentwickler bin ich begnadet... :D

Wie war das mit dem Eigenlob . . . ?

MFg
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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> Wozu soll DAS denn gut sein? Was für eine Area 51 Geschichte wird das
> denn?
> Wenn das WIRKLICH so gebraucht wird, ja, dann braucht man 200 PWM
> Controller.
Ich lüfte das TOP SECRET Geheimnis:
Lichtpulser für eine Datenübertragung (Internet, Voip und Premiere-TV) 
für den Mars.

> Was denn nun? Eichen oder Kalibrieren? ;-)
Gleich alles auf einmal.
Eichung nach: ISO-3211 und IEEE-1321
Kalibrierung durch: Herr. Toto der Staatlichen Loto Gesellschaft mit der 
amtlichen Beglaubigung des Bundesamtes für Eichung und Normen der 
westdeutschen Bundesrepublik Deutschland.

:) :) :)


dank Dir einmal mehr,
ich lese mir das ganze mal durch...

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Lieber Falk,
nochmals einer dieser hoffentlich nicht ganz dummen Fragen:
Warum überhaupt eine Konstantstromquelle wenn ich doch Vorwiderstände 
habe und die Spannung fix ist?
Um den Widerstandsänderung durch den Temperaturdrift beheben ?
Um die Schwankungen in der Strom/Spannungversorgung auszugleichen ?

Bin gerade auf den Schlauch
.

MfG
Toto

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Warum überhaupt eine Konstantstromquelle wenn ich doch Vorwiderstände
>habe und die Spannung fix ist?

>Um den Widerstandsänderung durch den Temperaturdrift beheben ?

Nein.

>Um die Schwankungen in der Strom/Spannungversorgung auszugleichen ?

Nein, ist doch fix wie du gesagt hast. Aber die Flußspannung der Diode 
ist es nicht. Die unterliegt a) Herstellungstoleranzen und b) einer 
Temperaturdrift.

Viel Spass beim VoIp zum Mars ;-)

MFg
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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hehe... freu mich schon darauf mit den grünen Männchen (nicht die 
Bullen) über das Solarwetter zu plaudern.

Hab mal den LM317 als Konstantstromquelle getestet.
Der soll ja ziemlich Temperaturunabhängig sein, braucht wenig Bauteile 
(mit 1 Widerstand) und regelt auch wenn ich die LED mit 1MHz An/Aus 
schalte. Ich denke mal das es auch bei 40/50MHz gehen wird.
Gibt es da noch ein Hacken ? oder etwas was ich noch wissen müsste ?

Ich hab mal das ganze auch mit einer Vegleichsschaltung gestestet:
+5V/+3.4V ---> LM317 mit 20mA---> LED ---> Ausgangspin HC573 mit '0'=0V 
und '1'=3.4V

Dabei habe ich mit meinem Drittklassigen Multimeter die Ströme gemessen 
die nach der LED zum HC gezogen werden.
Was mir aufgefallen ist, ist das je nach dem LED-typ ein 
unterschiedlicher Strom fliesst ???
Bei der roten led = 19mA bei den grünen/blauen leds = ca. 4 mA !
Und wenn direkt zu 0V = 30mA.
Sollte doch immer 20mA. Warum ist das denn ?
Kann es sein das 20mA für den LM317 zu wenig sind ?


Gruss
Toto

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Hab mal den LM317 als Konstantstromquelle getestet.
>Der soll ja ziemlich Temperaturunabhängig sein, braucht wenig Bauteile
>(mit 1 Widerstand)

Stimm soweit.

>und regelt auch wenn ich die LED mit 1MHz An/Aus
>schalte. Ich denke mal das es auch bei 40/50MHz gehen wird.

Wie kommst du auf diese wahnwitzige Idee?

>Gibt es da noch ein Hacken ? oder etwas was ich noch wissen müsste ?

Es gibt mehrere Ha_K_en.

1. der LM317 verheitzt über 3,5V
2. der schaltet nie und nimmer mit 1 Mhz, von 50 Mhz ganz zu schweigen

>Ich hab mal das ganze auch mit einer Vegleichsschaltung gestestet:
>+5V/+3.4V ---> LM317 mit 20mA---> LED ---> Ausgangspin HC573 mit '0'=0V
>und '1'=3.4V

Nie und nimmer.

>Dabei habe ich mit meinem Drittklassigen Multimeter die Ströme gemessen
>die nach der LED zum HC gezogen werden.
>Was mir aufgefallen ist, ist das je nach dem LED-typ ein
>unterschiedlicher Strom fliesst ???

Vielleicht mal lesen, was man beachtn muss?

Konstantstromquelle.

>Sollte doch immer 20mA. Warum ist das denn ?

Siehe oben.

MfG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Ups.......hab es überlesen, min. 3.5V+Uf.

>
> Wie kommst du auf diese wahnwitzige Idee?
>
Muss leider so sein für den Fall wenn es ziemlich kleine Zählerwerte 
sind (Dauer von 30/40ns). Aliens reden sehr sehr schnell. ;)

Die anderen Schaltungen sind zu sehr Bauteilintensiv.
Es dürfen zudem auch keine weiteren lichtemitierenende Elemente anwesend 
sein.
Ich frage mich auch ob ich da nicht im Kreis laufe.
Mit den vielen unterschiedlichen Bauteilen und deren Toleranzen etc.. 
stehe ich vielleicht am Ende besser ohne Stromregelung als mit da.

Hmmmmmmmm, ich glaube das es keine Schaltung für meine Bedürfnisse gibt.
Oder ?

MfG
Toto

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Hmmmmmmmm, ich glaube das es keine Schaltung für meine Bedürfnisse gibt.
>Oder ?

Tja, wer mit Aliens kommunizieren will muss schon bissel was leisten . . 
. ;-)

MFG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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Ich habe tests mit konstantstromquelle (Transitoren und Widerstände) 
gemacht. Es scheint mir das die transitoren nicht schnell genug 
hinterkommen.

Gibt es noch eine Alternative ?


MfG
Toto

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Toto Loto (Firma totoloto AG ;)) (totoloto133)

>Ich habe tests mit konstantstromquelle (Transitoren und Widerstände)
>gemacht. Es scheint mir das die transitoren nicht schnell genug
>hinterkommen.

;-)
Klar, weil DU ja auch Ahnung von Schaltungstechnik hast.

>Gibt es noch eine Alternative ?

Lerne Schaltungstechnik.

MFG
Falk

Autor: Toto Loto (Firma: totoloto AG ;)) (totoloto133)
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