Mögliches Szenario bei Open-Drain LED Schaltung

[Peter S. (Gast)]

Hallo Leute,

in der Schule haben wir wenn wir LED's per µC direkt angesteuert haben, 
eine Schaltung wie oben gezeichnet verwendet. Wenn der Transistor 
schaltet, wird das Potential des µC-Pins auf GND gezogen, wodurch ein 
Strom begrenzt durch den Vorwiderstand durch die LED fließen kann.

Was passiert aber, wenn die internen Weak-Pullups des Mikrocontrollers 
aktiv sind, und er Transistor hochohmig ist? Fließt dann ein Strom 
Richtung +3.3V, oder haben µCs dafür Dioden vor den Pullups oder ist der 
Weak-Pullup hochohmig genug, dass der Strom sowieso zu gering ist um 
irgend einen Schaden anzurichten?

Vielen dank schonmal für eure Erklärungen!

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Schaden tuts wahrscheinlich nicht, der MC kann aber bis zu 3.7 - 3.8 
Volt am Ausgang sehen (rote LED), das muss er abkönnen.
Es kann sein, das die LED ganz leicht über den Pullup glimmt, selbst 
wenn der MC die LED abgeschaltet hat.

[Falk B. (falk)]

@Peter S. (Gast)

>Was passiert aber, wenn die internen Weak-Pullups des Mikrocontrollers
>aktiv sind, und er Transistor hochohmig ist? Fließt dann ein Strom
>Richtung +3.3V,

Ja.

> oder haben µCs dafür Dioden vor den Pullups

Nein.

>oder ist der
>Weak-Pullup hochohmig genug, dass der Strom sowieso zu gering ist um
>irgend einen Schaden anzurichten?

Das auch. Aber vor allem die Flußspannung der LED sorgt dafür, dass 
nur sehr wenig Strom fließt. Eine rote LED könnte leicht glimmen (Uf 
1,8V, 5-3,3=1,7V), eine gelbe oder gar blaue zuckt da nicht.

[Leo H. (Gast)]

Moin,

bei z.B. 2V Flussspannung der LED bleibt nichts mehr übrig um dort 
nennenswert Strom fließen zu lassen.

Bei einem ATmega8 haben die Pullup-Widerstände laut Datenblatt 
20-50kOhm.
Selbst ohne LED kämen noch nichtmal 0,1mA zusammen -> dürfte egal sein.

Interessanter sind die Schutzdioden an den Eingängen, die Spannung über 
VCC und unter GND begrenzen auf ca. 0,5-0,7V. Diese Dioden sind immer 
vorhanden, egal ob das jetzt ein Eingang, Ausgang, AD-Pin etc. ist. (Mal 
abgesehen vom Reset-Pin, das ist ein Sonderfall)
Mal angenommen du hättest nur einen 300 Ohm Vorwiderstand und die LED 
überbrückt, würden die Dioden die Spannung am Pin auf z.B. 3,3V + 0,7V = 
4V begrenzen. Dann würden ca. 3,3mA über die Schutzdiode fließen -> 
dürfte auch egal sein, ist aber nicht sinnvoll.
Bei größeren LED-Spannungen wird das ein ernsthaftes Problem, z.B. an 
12V würde die LED sich nicht abschalten lassen.

[Peter S. (Gast)]

Ok, vielen Dank für die genau Erklärung!

Was mich jetzt noch interessieren würde ist, ob man obige Beschaltung 
auch bei nicht 5V toleranten µC Pins verwenden darf?
Wenn ich das richtig verstehe, ist mit 5V toleranten Pins nur gemeint, 
dass direkt an einem Pin 5V anliegen dürfen (was eig. sowieso nur bei 
einem als Eingang konfigurierten Pin der Fall sein wird). Stimmt das?

[Falk B. (falk)]

@Peter S. (Gast)

>Was mich jetzt noch interessieren würde ist, ob man obige Beschaltung
>auch bei nicht 5V toleranten µC Pins verwenden darf?

Theoretisch nein, praktisch wird es da aber keine Probleme geben.

>Wenn ich das richtig verstehe, ist mit 5V toleranten Pins nur gemeint,
>dass direkt an einem Pin 5V anliegen dürfen

Ja, siehe Pegelwandler.

> (was eig. sowieso nur bei
> einem als Eingang konfigurierten Pin der Fall sein wird).

Auch bei Ausgänge mit Tristate kann das passieren.