Hallo, ich habe einen PWM Treiber für eine LED der maximal 20mA pro Kanal liefern kann. Die LED's vertragen aber 100mA. Wie kann ich den Strom möglichst einfach verstärken? Ich habe überlegt dass es an sich über einen Transistor gehen müsste, aber hab auch mit Suchen nicht wirklich gefunden wie ich es machen soll (Basisschaltung, Emitterschaltung, Operationsverstärker, ... häää? :D) Die Spannung von 12V muss nicht geändert werden, sondern nur die Stromstärke. Gibt es da ein einfaches Bauteil oder eine möglichst einfache Schaltung mit der ich das umsetzen kann? Vielen Dank! Gruß Moritz
einfach einen bipolartransistor nehmen. basis an den ausgang, kollektor an 12V und den Emitter an die LED.
Ha dann ist es doch so einfach, so hatte ich es ursprünglich auch gedacht. Aber im Internet habe ich irgendwie nur Schaltungen gefunden, bei denen man verschiedene Widerstände braucht. Bei Bipolartransistoren worauf muss ich achten? npn oder pnp, etc? Hab noch nie was mit Transistoren gemacht, deswegen kenn ich mich da noch net so aus. Vielen Dank auf jedenfall für die Antwort!! Gruß, Moritz
Moritz Kaufmann schrieb: > @Sven: > > Wofür einen Vorwiderstand und vor den Kollektor oder die LED? Am Ausgang des Transistors hast Du keine Stromquelle mehr. Deshalb brauchst Du hier einen (passend dimensionierten) Widerstand zur Strombegrenzung. Gruss Harald
Kleinleistungs-npn-Transistor. Egal. Der Vorwiderstand kann vor oder nach die LED geschaltet werden. Er dient dazu, den Strom der LED zu begrenzen, wenn die LED leuchtet (eine Diode kann ihren Strom nich selber begrenzen, und der Transistor bietet nur einen zu kleinen Widerstand). laut ohmschen Gesetz ergibt das: (12V - 1.8V (bei roter LED)) / 100ma = ~100Ohm
wenn dir der energieverbrauch wurst ist nehm nen stromspiegel mit verhaeltnis 1:5 einfach ltspice runterladen und ein wenig rumspielen :) dann gehts auch ohne formeln. edit: wenn die PWM 20mA pumpt wuerd ich da wohl weniger direkt eine basis dran haengen...
Frank Meier schrieb: > wenn dir der energieverbrauch wurst ist nehm nen stromspiegel mit > verhaeltnis 1:5 Brutal, echt Kreativität³ Ich hoffe, das war jetzt nur Satire. Sonst wärs schlimm... :-/ @ Moritz Kaufmann (mkaufmann) Du MUSST nicht UNBEDINGT einen Transistor mit deinem MAXIMALEN Strom ansteuern, damit der die 100mA treiben kann. Aber ich würde mal vorschlagen, du postest einen Schaltplan, wie du dir das vorstellen könntest. Als kleiner Tipp und Hilfestellung: du bist einer von etwa 20, die pro Woche hier die selbe Frage stellen. Probiers mal mit der Suche hier im Forum...
Lothar Miller schrieb: >> wenn dir der energieverbrauch wurst ist nehm nen stromspiegel mit >> verhaeltnis 1:5 > Brutal, echt Kreativität³ > Ich hoffe, das war jetzt nur Satire. Sonst wärs schlimm... :-/ nein ich mein das ernst
Frank Meier schrieb: > nein ich mein das ernst Sachen gibts.... Ich würde auf jeden Fall nie ohne Not aus einem uC-Pin den letzten Saft rausholen, und dann mit einer unnötig aufwendigen Schaltung mit dem Faktor 5 multiplizieren... Paul schrieb: > Stromverstärkung? -> Transistor in Kollektorschaltung Hier herrst der Mythos vor, es müsse GENAU eine Stromverstärkung von 5 (100mA/20mA) sein... Letztendlich wird hier aber lediglich ein Schalttransistor und ein passend (für 100mA) berechneter LED-Vorwiderstnad benötigt.
Lothar Miller schrieb: > Frank Meier schrieb: >> nein ich mein das ernst > Sachen gibts.... > Ich würde auf jeden Fall nie ohne Not aus einem uC-Pin den letzten > Saft rausholen, Und was bringt Dich zu dem Glauben, das es sich ber der PWM-Schaltung um einen uC handelt? Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Und was bringt Dich zu dem Glauben, das es sich ber der > PWM-Schaltung um einen uC handelt? Verdacht. Aber das ist sowieso grundlegend egal. Ziel ist offenbar, mit einem elektrischen Signal, das maximal mit 20mA belastet werden darf, eine LED mit 100mA anzusteuern. Und damit braucht niemand irgendeinen "Stromverstärker", sondern lediglich eine Allerweltsschalttransistorstufe. Aber der einzige, der Licht ins Dunkel bringen könnte, wäre der Moritz... Und am einfachsten wäre es gewesen, wenn er sich schon am Anfang an die Netiquette gehalten hätte.
Lothar Miller schrieb: > Aber der einzige, der Licht ins Dunkel bringen könnte, wäre der > Moritz... > Und am einfachsten wäre es gewesen, wenn er sich schon am Anfang an die > Netiquette gehalten hätte. Ich stimme dir grundsätzlich zu. Trotzdem: das Hauptproblem vieler Anfänger (ich denke, Moritz ist einer) ist doch, dass sie nicht richtig einschätzen können, welche Lösungen für ihr Problem möglich sind. Moritz hat schon mehr getan als viele andere: er hat geschaut, was er hat, was er braucht und hat zumindest einen eigenen Ansatz gebracht und ihn hier auf den Prüfstand geschickt - mit der Hoffnung auf weitere Hinweise. Nur eben, aus Unwissenheit was noch wichtig sein kann für eine Hilfe, nicht umfassend genug. Ich hätte da mal gesagt: zu 80% die Netiquette eingehalten :-). Daher auch mein Wunsch an Moritz nach mehr Information (dieser hätte schon bei der ersten Antworten erfolgen können): - welche Quelle (IC, Schaltung) mit welcher Versorgung bzw. welchen Pegeln hast du und mit welcher Frequenz betreibst du deine PWM? - Für welchen Zweck sind deine LEDs? Anzeige, Taschenlampe, Zimmerbeleuchtung, Videowand? - ist es nur eine LED oder sind es viele? - Hast du schon Schaltpläne - dann poste sie!
Eine Kollektorschaltung mit einem Bipolartransistor ist da sehr praktisch. Man legt den Kollektor z.B. eines NPN an Vcc, und in den Emitter legt man den Verbraucher mit Vorwiderstand zur Strombegrenzung an Masse. Dann zieht man für die Emitterspannung noch die Ube ab. Das praktische daran ist, daß sich der Transistor selbst den Basisstrom aus der Ansteuerquelle nimmt, den er braucht. Das ist aber nicht besonders kritisch, ausgenommen den Fall, daß man an der Last mal einen Kurzschluß verursacht. Bei einem nicht invertierenden Stromtreiber an einem OP wird das oft so gehandhabt. Beim Stromspiegel sollten beide Transistoren möglichst gleich, und auf jeden Fall termisch gekoppelt sein. Allerdings macht er nur bei Kleinstleistungen Sinn, z.B. auf einem OP-Chip, wo er meistens auch drinne ist, da man hier schon gleich die halbe Energie verheizt. Auf dem Chip sind die Transistoren auch recht gleich, und auch termisch gekoppelt.
Lothar Miller schrieb: > Ich würde auf jeden Fall nie ohne Not aus einem uC-Pin den letzten > Saft rausholen, und dann mit einer unnötig aufwendigen Schaltung mit dem > Faktor 5 multiplizieren... 1. nenn mir einen uc der 20mA pro pin pumpen kann 2. 2 transistoren ist sicherlich nicht aufwendig 3. der TE hat "pwm treiber" geschrieben. meiner auffasung nach ist ein treiber garantiert kein uc.
Frank Meier (aktenasche) >Lothar Miller schrieb: >> Ich würde auf jeden Fall nie ohne Not aus einem uC-Pin den letzten >> Saft rausholen, und dann mit einer unnötig aufwendigen Schaltung mit dem >> Faktor 5 multiplizieren... >1. nenn mir einen uc der 20mA pro pin pumpen kann macht fast jeder .... >2. 2 transistoren ist sicherlich nicht aufwendig noch paar R's sind schon nötig, wenn man es real aufbauen will ... >3. der TE hat "pwm treiber" geschrieben. meiner auffasung nach ist ein >treiber garantiert kein uc. Könnte es aber sein, was aber auch egal ist ... Erkläre dem Moritz doch erstmal, was ein Stromspiegel überhaupt ist. Glaubst Du wirklich, der kann was mit Deinem Einwurf anfangen? Zumal so ein Ding sowieso keine Vorteile bringt.
Jens G. schrieb: >>1. nenn mir einen uc der 20mA pro pin pumpen kann > > macht fast jeder .... gut das war mir neu. dennoch ungewöhnlich. > >>2. 2 transistoren ist sicherlich nicht aufwendig > > noch paar R's sind schon nötig, wenn man es real aufbauen will ... > dennoch finde ich es nicht zu kompliziert. > Erkläre dem Moritz doch erstmal, was ein Stromspiegel überhaupt ist. google sagt "stromgesteurte stromquelle". genau das was er sucht imho. ob er versteht wie das ding funktioniert ist zweitrangig. > Glaubst Du wirklich, der kann was mit Deinem Einwurf anfangen? Zumal so > ein Ding sowieso keine Vorteile bringt. was heisst vorteile, ist mir halt als erste eingefallen. einen entwurf habe ich überhaupt nicht geliefert, jeder kann google bedienen und vielleicht sogar ltspice. diese "hier haste die fertig lösung" einstellung mag ich nicht so.
Angehängte Dateien:
-
Schaltung.png
2,2 KB
Erstmal vielen Dank für die vielen Hilfestellungen, hätte nicht mit solch einer Resonanz gerechnet. Wird ein längere Beitrage, deswegen eine kurze Gliederung damit jeder nur das lesen muss was er wissen will. Erster Paragraph befasst sich mit der Diskussion um Wiederholungsfragen. Zweiter Absatz befasst sich mit meinem eigtl Problem. Kurz zu den Metadiskussionen: Kleine Vorstellung zu mir. Bin Informatikstudent, aber hatte keine Elektronikvorlesungen - minimal Vorkentnisse aber nichts Richtung Transistor und eigene Schaltungen bauen sondern eher aus der Richtung Microcontroller. Ich hab mit dem Begriff "Stromverstärkung" gesucht + die Wikipediaartikel zu Bipolartrans. und normalen Transistoren vorher shcon durchgelesen. Das Problem war dass ich zu viel gefunden hatte und die meisten Schaltungen aus 4 Widerständen + Transitor o.ähnlich aufgebaut waren. Dachte das geht einfach bzw. wollte eine eindeutige Frage deswegen hab ich hier gepostet. Suchen im Forum hat auch nicht geholfen, da ich zu dem Stichwort nicht viel gefunden hab bzw dnan oft 3 Ansätze die aber immer leicht unterschiedlich zu meinem Thema waren. Zusammenfassend ist es als Anfänger schwer den richtigen Suchbegriff zu finden und bei den vielen Lösungen dann die passende auszusuchen. Aber ich kann voll verstehen dass es sicherlich nervig ist. Tut mir leid! Zu meinem Problem: Ich habe diese Bauteile: - http://docs.macetech.com/doku.php/octobrite_defilippi - http://docs.macetech.com/doku.php/satellite_module_001 Der Octobrite ist ein PWM Modul für eigtl. schwache LED's (in meinem fall benutze ich aber das rgb satellite modul). Es hat 24 PWM Kanäle die laut Doku jeweils max. 20mA speisen können. Mit jedem PWM Kanal will ich eine Farbe der RGB LEDs steuern also gehen insgesamt 8 RGB Leds. Pro Farbe vertragen die LEDs 100mA. Als Versorgungsspannung habe ich 12V, das ist für den PWM Chip kein Problem und bei den LEDs hätte ich dann jeweils die 12V über einen passenden Widerstand auf die Zielspannung gebracht (8,4V oder 10,2V je nach Farbe) - das kann ich noch mit meinem Basiswissen ausrechnen. Jetzt gibt es leider shcon wieder sehr viele Vorschläge in diesem Thread aber ich dnek mal der vom Anfang mit einem Transistor sollte sinn machen, deswegen habe ich versucht einen Schaltplan auf der Basis zu malen (das ding mit den punkten soll der pwm chip sein der punkt der an die basis angeschlossen ist, ist ein pin an dem ein pwm singal ausgegebn wird, das ganze will ih dann noch für die anderen Pins nach dem gleichen Prinzip machen. Vielen Dank für das Feedback! Grüße, Mortz
Schaut im Prinzip schon ganz brauchbar aus, bis auf diese Fehlerchen: - Basis-Widerstand fehlt - Die LED / Vorwiderstand müssen an den Kollektor, der Emitter direkt an Masse (PS: Das gezeichnete Symbol wäre eine Photodiode.. Bei LEDs gehen die Pfeile "raus", nicht "rein")
@Tobi Ich hatte mich an Martins Beschreibung gehalten, er beschreibt es mit LED an Emitter. Was macht das überhaupt für einen Unterschied auf welcher Seite die LED dran ist? Ich hatte den Transistor bisher immer als Schalter aufgefasst, der durch die Basis gesteuert wird (und bei einem Schalter ist es meines Wissen ja auch egal) Martin schrieb: > einfach einen bipolartransistor nehmen. basis an den ausgang, kollektor > an 12V und den Emitter an die LED. Danke für den Tip mit dem Basiswiderstand, hab das mal hier ( http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand ) nachgelesen und werde den berechnen wenn ich einen entsprechenden Transistor hab. Das wäre wahrscheinlich nicht gut gegangen ohne :D
Moritz Kaufmann schrieb: > Was macht das überhaupt für einen Unterschied auf > welcher Seite die LED dran ist? Grob gesagt: - Wenn die LED oben am Kollektor hängt, reicht eine kleine Spannung (>0,7V) an der Basis, um den Strom durch die LED fließen zu lassen. So kannst Du z.B. mit einem 5V-µC einen LED-Strang ansteuern, der 12V braucht. Dann fließt der Steuerstrom aber direkt durch den Transistor gen GND, was bedeutet, dass man vor die Basis noch einen Vorwiderstand schalten sollte, wenn man sich nicht auf die Strombegrenzung der Signalquelle (hier 20mA) verlassen will. - Außerdem sollte man diesen Vorwiderstand nicht danach berechnen, was der Transistor so als B-E Strom verträgt (unter "maximum ratings" im Datenblatt zu finden), sondern nach der Stromverstärkung des Transistors und dem benötigten Strom, denn ein Transistor gerät bei hohen Basiströmen in in die sogenannte Sättigung, und bracht etwas länger, um da wieder heraus zu kommen, was bei schnellem PWM zu Problemen führen kann. - Wenn die LED unten am Emitter hängt, muss die Spannung an der Basis so hoch sein, dass durch die B-E Strecke im Transistor und die LED und den LED-Vorwiderstand Strom fließt, um den Transistor durchzuschalten. Diese Schaltung verstärkt also nur den Strom, aber nicht die Spannung. (Von der gehen sogar noch etwa 0,7V, die am Transistor abfallen, "verloren". Wenn Du also z.B. eine LED, die 2V Durchlassspannung hat, mit 3 V Versorgungsspannung betreiben möchtest, und das steuernde Signal mit 2,3V vorliegt (weil es z.B. aus dem Emitter eines Transistors in einem OP kommt, an dem auch schon 0,7V hängen geblieben sind), bleibt nach der Stromverstärkung nicht mehr genügend Spannung für die LED übrig, so dass die LED am Kollektor die in diesem Fall zu wählende Variante ist.
Also in der Schaltung braucht man keinen Basiswiderstand. Ist auch korrekt beschaltet. Man hat jetzt nur noch 11,3V am Ausgang, aber der Eingang wird sehr wenig belastet. Und da 12V zur verfügung stehen, sollte es reichen. Als Transistor irgendwas mit BD nehmen, die können meistens 0,2-0,5A verkraften.
Moritz Kaufmann schrieb: > Ich habe diese Bauteile:
1 | Controller: Texas Instruments TLC5947 |
Du verwendest dessen Konstantstrom-Fähigkeit in deinem Fall nicht. Sondern du steuerst mit dem Baustein einfach "nur" sowas in der Art an:
1 | -------o----o------- Vcc |
2 | | | |
3 | R2 | |
4 | | |< R1 = 4k7 |
5 | TLC5947-Ausgang o--R1--o--| R2 = 10k |
6 | |\ R3 = (Vcc-2,5V)/100mA |
7 | | = (Vcc-Ufled)/Iled |
8 | R3 |
9 | | |
10 | V LED |
11 | - |
12 | | |
13 | ------------o------- GND |
Philipp Klostermann schrieb: > Außerdem sollte man diesen Vorwiderstand > nicht danach berechnen, was der Transistor so als B-E Strom verträgt > (unter "maximum ratings" im Datenblatt zu finden), sondern nach der > Stromverstärkung des Transistors und dem benötigten Strom, denn ein > Transistor gerät bei hohen Basiströmen in in die sogenannte Sättigung, > und bracht etwas länger, um da wieder heraus zu kommen, was bei > schnellem PWM zu Problemen führen kann. Korrekt, man sollte nur den Transistor trotzdem "etwas" in die Sättigung fahren, damit er auch in allen Lebenslagen sauber durchschaltet. (Ich nehm gern den doppelten Basisstrom) i.d.R sind die Transistoren für marktübliche PWMs immer noch schnell genug, wenn nicht kann man auch Schaltungstechnisch verhindern das der Transistor zu startk in Sättigung geht.
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