Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Funktion der Schaltung gegeben (ATtiny13A)


von Tobi (Gast)


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Hallo zusammen,

ich stehe vor folgendem Problem, und zwar bin ich was der Aufbau von 
Hardware und Bauteildimensionierung angeht, blutiger Anfänger.

Deswegen habe ich mir mal eine einfache Schaltung ausgesucht und 
versucht diese zu realisieren.

Da ich, wie gesagt Anfänger bin, würde ich mich freuen, wenn jemand 
etwas Zeit findet und mir sagt, ob die Schaltung so überhaupt 
funktionieren würde.
Tipps, Verbesserungsvorschläge sind herzlich willkommen :)

Ebenso kommt mit der Basiswiderstand der Transistoren etwas hoch vor 
(Habe es jedoch so ausgerechnet wie man es sollte)

Meine Letzte Frage, was ich auch nicht ganz verstehe ist, dass der µC 
einen Strom von 190 µA liefert ich jedoch einen Basisstrom von Ib = 1mA 
ausgerechnet habe. Jedoch habe ich bereits in anderen Schaltungen 
gesehen, dass Transistoren mit viel höherem Basisstrom geschalten 
wurden. (Ich glaube ich hab an der Stelle einen gravierenden Denkfehler)

Bin für jede Hilfe und Erklärung Dankbar.

Gruß Tobi

von Die (Gast)


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Schaltung ist o.k. und sollte funktionieren. Die Ausgänge des ATTINY 13
liefern den notwendigen Basisstrom von rd. 1mA.

von Ralf G. (ralg)


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Tobi schrieb:
> Meine Letzte Frage, was ich auch nicht ganz verstehe ist, dass der µC
> einen Strom von 190 µA liefert ich jedoch einen Basisstrom von Ib = 1mA
> ausgerechnet habe.

Der kann mehr!

Als Basiswiderstand geht auch pauschal 1k. So genau ausgerechnet 
funktioniert nur, wenn du dir sicher bist mit der Stromverstärkung.
Die LEDs müssen sicherlich|wahrscheinlich nicht mit 20mA laufen. 
Probiere einfach mal 1k als Vorwiderstand für die Einzel-LED und passe 
die anderen entsprechend an. Dann könnte vielleicht auch 10k als 
Basiswiderstand reichen. Spart Strom und ist auch nicht (viel) dunkler.

von Peter II (Gast)


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wenn man weniger bauteile verbauen will, könnte man auch die LEDs direkt 
an den Atmel anschließen. Dafür müsste man sie aber an die 5V hängen. 
Dann spart man sich die 3 Transistoren und 3 Basiswiderstände.

Der Tiny kann bis 40mA Pro port.

von Tobi (Gast)


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Wow danke erstmal für eure schnelle Antwort.

Also die Stromverstärkung habe ich vom Datenblatt (Weiß nur nicht, ob 
des auch immer so hinhaut)

Mir ist noch eine weitere Frage eingefallen.

Ich habe die LEDs ja an 9Volt. Wäre es sinnvoll/besser die LEDs auch an 
die 5 Volt anzulegen?? Meine Überlegung war, ich hab 2 LEDs in Reihe 
sind 4 Volt und wenn ich die dann an die 5 Volt lege dann habe ich einen 
relativ kleinen Widerstand und Spannungsabfall an den Vorwiderständen 
was meiner Meinung negativ wäre. (Toleranzen, etc.)

Und du sagtest das der µC deutlich mehr wie die 190µA bringt. Kannst du 
mir sagen woher du das weißt(für die Zukunft ;)) Weil im Datenblatt des 
ATtiny steht 190 µA.

Danke

von Gert (Gast)


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Peter II schrieb:
> Der Tiny kann bis 40mA Pro port.

So etwas ohne weiter Erläuterung einem Anfänger zu schreiben ist Mist.

40mA steht im Datenblatt unter Absolute Maximum Rating. Längerer Betrieb 
damit kann die Zuverlässigkeit beeinträchtigen und weitere 
Randbdingungen sind zu beachten!

von Ralf G. (ralg)


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Tobi schrieb:
> Und du sagtest das der µC deutlich mehr wie die 190µA bringt. Kannst du
> mir sagen woher du das weißt(für die Zukunft ;)) Weil im Datenblatt des
> ATtiny steht 190 µA.

Das könnte der Stromverbrauch des Tiny sein (bei extrem niedriger 
Taktfrequenz). Hast du das aus einem Diagramm?

Datenblatt -> Electrical Characteristics -> DC Characteristics: 20mA bei 
5V

von Karl H. (kbuchegg)


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Tobi schrieb:

> Ich habe die LEDs ja an 9Volt. Wäre es sinnvoll/besser die LEDs auch an
> die 5 Volt anzulegen?? Meine Überlegung war, ich hab 2 LEDs in Reihe
> sind 4 Volt und wenn ich die dann an die 5 Volt lege dann habe ich einen
> relativ kleinen Widerstand und Spannungsabfall an den Vorwiderständen
> was meiner Meinung negativ wäre. (Toleranzen, etc.)

Das ist aus Sicht des Stromverbrauchs ziemlich egal.
Ob du die Differenz zu 9V an den Vorwiderstäden verheizt, oder ob du sie 
im 7805 verheizt spielt so gesehen keine Rolle.

Einziger Unterschied: die 9V sind ja nicht konstant, sondern werden 
sinken, wenn sich die Batterie entlädt. So gesehen haben deine LED am 
7805 wenigstens gesicherte Spannungsverhältnisse, die über weite 
Strecken immer gleich sind.

von kopfkratzer (Gast)


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Wie von Karlheinz schon erwähnt macht es Sinn die LEDs am 5V Strang zu 
betreiben.
Wenn Du wirklich einen Würfel mit sechs Zuständen haben willst kannst Du 
folgenden "Trick" nehmen:

       VCC
        |
        V (LED)
        |
Portpin-+
        |
        V (LED)
        |
       GND

Dabei den internen Widerstand im µC aktivieren, die obere LED leuchtet 
wenn der Portpin auf GND gezogen wird, die untere wenn er auf VCC 
geschaltet wird.
Um beide LEDs "gleichzeitig" leuchten zu lassen mußt Du den Portpin 
einfach nur schnell togglen ;-)
Aber vielleicht solltest Du erstmal lieber einen µC mit genügend I/Os 
nehmen ;-)

von Karl H. (kbuchegg)


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kopfkratzer schrieb:

> Um beide LEDs "gleichzeitig" leuchten zu lassen mußt Du den Portpin
> einfach nur schnell togglen ;-)
> Aber vielleicht solltest Du erstmal lieber einen µC mit genügend I/Os
> nehmen ;-)

Das erscheint mir allerdings übertrieben aufwändig.
Denn wenn man die möglichen 'Punktmuster' eines Würfels analysiert kommt 
man drauf, dass man tatsächlich nicht alle 7 'Punkte' voneinander 
unabhängig braucht, sondern dass mit Ausnahme des mittleren Punktes (für 
die 1) immer mindestens 2 Punkte gleichzeitig leuchten und man mit 4 
Basismustern durchkommt, die entsprechend kombiniert alle Augenzahlen 
eines Würfels erzeugen können.
So gesehen hat Tobi das schon ganz gut erkannt.

von kopfkratzer (Gast)


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Tomatenvondenaugennehm
Stimmt so habe ich das gar nicht gesehen ;-)
Ist trotzdem ein "Trick" um mit einem Portpin zwei LEDs treiben zu 
können ;-)

von Hubert G. (hubertg)


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kopfkratzer schrieb:
> Dabei den internen Widerstand im µC aktivieren,

Den Trick würde ich gerne kennenlernen.

von Tobi (Gast)


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So wie von Karl Heinz Buchegger bereits gesagt (4 Basismuster...) wars 
von mir auch gedacht. Deswegen reichen schließlich auch die 4 Ausgänge. 
Des mit dem Toggeln habe ich bereits irgendwo gelesen und das behalte 
ich mir mal im Hinterkopf ;)

Das mit den konstanten 5 Volt durch den 7805 hört sich gut an. Habe 
irgendwie nicht dran gedacht das die 9Volt Blockbatterie auch irgendwann 
mal leer sein könnte :D


Danke nochmals für die Antworten

von Tom V. (vzczc)


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...und ich würde mir direkt angewöhnen, möglichst nah am Tiny einen 
100nF Kondensator zwischen VCC und GND zu platzieren...

von F. F. (foldi)


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Gert schrieb:
> Peter II schrieb:
>> Der Tiny kann bis 40mA Pro port.
>
> So etwas ohne weiter Erläuterung einem Anfänger zu schreiben ist Mist.
>
> 40mA steht im Datenblatt unter Absolute Maximum Rating. Längerer Betrieb
> damit kann die Zuverlässigkeit beeinträchtigen und weitere
> Randbdingungen sind zu beachten!

Na ja, ich wollte es mal ausprobieren und habe eine blaue Led ganz ohne 
Vorwiderstand für mehrere Tage an einen T13  gehängt, und nach drei oder 
vier Tagen war er tot - dachte ich. Da muss ich wohl dran gekommen sein. 
Weder der Tiny noch die Led waren nach einer weiteren Woche (24/7) 
defekt.
Allerdings war es immer nur ein kurzes Aufblinken und eine doppelt so 
lange Pause. Ich glaube die Blinkdauer waren 10ms, weiß ich jetzt aus 
dem Kopf nicht mehr genau.
Wollte beides bis eines gegrillt ist, dran lassen, doch dann brauchte 
ich den Platz.:-)
Die Sachen können wohl oft auch etwas mehr ab, als beschrieben.
Low drop Regler Ky5050, mit 100mA angegeben, 10 Minuten auf Kurzschluss 
und der wurde nicht mal richtig heiß dabei. Machte 140 mA.
Ich denke auch im Dauerbetrieb kann man ruhig an die 40mA ran gehen, 
wenn nötig. Aber da wir alle ja Energiesparer sind,:-) machen wir das 
natürlich nicht.

von F. F. (foldi)


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Tom V. schrieb:
> ...und ich würde mir direkt angewöhnen, möglichst nah am Tiny einen
> 100nF Kondensator zwischen VCC und GND zu platzieren...

... oh ja! Dann ist auf einmal auch so ein "geisterhaftes Verhalten" 
weg.

von Falk B. (falk)


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@F. Fo (foldi)

>Na ja, ich wollte es mal ausprobieren und habe eine blaue Led ganz ohne
>Vorwiderstand für mehrere Tage an einen T13  gehängt, und nach drei oder
>vier Tagen war er tot - dachte ich. Da muss ich wohl dran gekommen sein.
>Weder der Tiny noch die Led waren nach einer weiteren Woche (24/7)
>defekt.

Logisch, der AVR hat ja einen Innenwiderstand von um die 30 Ohm.

>Die Sachen können wohl oft auch etwas mehr ab, als beschrieben.

Mal mehr, mal weniger.

>Ich denke auch im Dauerbetrieb kann man ruhig an die 40mA ran gehen,
>wenn nötig.

Nö, keinesfalls, wenn es
a) solide
b) nachbausicher
c) massentauglich
sein soll. Nur für einzelne Experimente im Hobbykeller ist das OK.

von MWS (Gast)


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kopfkratzer schrieb:
> kannst Du folgenden "Trick" nehmen:
>
> VCC
>         |
>         V (LED)
>         |
> Portpin-+
>         |
>         V (LED)
>         |
>        GND

Interessante Schaltung...
Zwei LEDs in Serie, Leitrichtung und ohne Vorwiderstände von + nach -, 
am Besten rote LEDs bei 5V. Dabei darauf achten, dass die 
Stromversorgung möglichst viel Strom liefern kann. LOL

von F. F. (foldi)


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Tobi schrieb:
> Und du sagtest das der µC deutlich mehr wie die 190µA bringt. Kannst du
> mir sagen woher du das weißt(für die Zukunft ;)) Weil im Datenblatt des
> ATtiny steht 190 µA.

Hat mir doch keine Ruhe gelassen. Das ist der Stromverbrauch bei 1,8V
Auf Seite 117, "elektrische Eigenschaften", da steht dann: DC Current 
Vcc and  GND Pins = 200mA.

von Ralf G. (ralg)


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F. Fo schrieb:
> Hat mir doch keine Ruhe gelassen. Das ist der Stromverbrauch bei 1,8V
> Auf Seite 117, "elektrische Eigenschaften", da steht dann: DC Current
> Vcc and  GND Pins = 200mA.

Was haben 190µA mit 200mA gemeinsam?
200mA sind 'Absolute Maximum Ratings'!

von Falk B. (falk)


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@ Tobi (Gast)

>Und du sagtest das der µC deutlich mehr wie die 190µA bringt. Kannst du
>mir sagen woher du das weißt(für die Zukunft ;)) Weil im Datenblatt des
>ATtiny steht 190 µA.

Im Datenblatt unter

Typical Characteristics -> Pin Driver Strength

Dort sieht man, wie sehr die Spannung einbricht, wenn man Strom zieht. 
Das ist auch abhängig von der Versorgungsspannung, bei 5V kann man mehr 
Strom ziehen als bei 3,3V. Bei 5V und 20mA Ausgangsstrom bricht die 
Spannung am IO-Pin auf ca. 4,5V ein, R = dU/dI = 0,5V / 20mA = 25 Ohm. 
Bei 2,7V kommt man fast gar nicht auf 20mA, nur bei -40 °C, 10mA 
bedeuten schon 0,5V Spannungsabfall und damit ca. 50 Ohm 
Ausgangswiderstand.

Den Stromverbrauch des AVR selbst sieht man unter

Typical Characteristics -> Active power supply current

Der ist abhängig von der Versorgungsspannung und eingestellten 
Taktfrequenz sowie vom Sleep Mode.

von Norbert (Gast)


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Ralf G. schrieb:
> 200mA sind 'Absolute Maximum Ratings'!

Das ist absolut korrekt.
Mir ist klar, das hier jeder ein anderes Datenblatt zum T13A hat,
ich benutze mal das von Atmel. ;-)

Wie Ralf bereits schrieb,

18.1 Absolute Maximum Ratings*
DC Current per I/O Pin ....................... .............. 40.0 mA
DC Current VCC and GND Pins ................................ 200.0 mA

Der Stern bedeutet: HIER BITTE WEITERLESEN!
==========================================
This is a stress rating only and 
functional operation of the device at these or
other conditions beyond those indicated in the
operational sections of this specification is not
implied.
==========================================

18.2 DC Characteristics
Output High Voltage,
Pins PB0 and PB1 (6)
 IOH = -20 mA, VCC = 5V 4.0 V
 IOH = -10 mA, VCC = 3V 2.3 V

Pins PB2, PB3 and PB4 (6)
 IOH = -10 mA, VCC = 5V 4.2 V
 IOH = -5 mA, VCC = 3V  2.5 V

Diesmal hat die (6) etwas zu bedeuten!

6. Although each I/O port can under non-transient, steady state 
conditions source more than the test conditions, the sum of all IOH (for 
all ports) should not exceed 60 mA. If IOH exceeds the test condition, 
VOH may exceed the related specification.

Pins are not guaranteed to source current greater than the listed test 
condition.

Ist doch gar nicht so schwer...

von Norbert (Gast)


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@ Falk

Das bezog sich jetzt nicht auf deinen Beitrag, du warst nur schneller 
;-)

von Ralf G. (ralg)


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Falk Brunner schrieb:
> Den Stromverbrauch des AVR selbst sieht man unter
>
> Typical Characteristics -> Active power supply current

Hmm. Bei 5V und schlampig interpolierten 240kHz -> 190µA. Hat er (Tobi) 
sich das dort hergeholt??

von Tobi (Gast)


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Morgen zusammen,

ihr habt natürlich recht ;)

Die 190µA habe ich von der ersten Seite genommen (Atmel Datenblatt) und 
da steht auch das die 190 bei 1,8 Volt sind.

Ich habe damals das Datenblatt auch noch auf die schnelle weiter 
durchsucht nur habe ich keine weiteren Stromangaben gefunden. Aber unter 
Kapitel 18 sind wirklich die ganzen Daten. Ich finde bei 180 Seiten wäre 
ein Inhaltsverzeichnis kein Fehler, dann hätte ich das auch gesehn.

Ahhhhh ich nehme alles zurück. Habe gerade festgestellt das das 
Inhaltsverzeichnis ganz hinten ist. Jetzt wird mir einiges klar. ;)

kopfschüttel --> mein Fehler

von Falk B. (falk)


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Das Inhaltverzeichnis kann man auch als extra Fenster im Acrobat Reader 
anzeigen lassen, und dort sogar die Ebenen wie Verzeichnisse öffnen und 
schließen.

von F. F. (foldi)


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Ralf G. schrieb:
> F. Fo schrieb:
>> Hat mir doch keine Ruhe gelassen. Das ist der Stromverbrauch bei 1,8V
>> Auf Seite 117, "elektrische Eigenschaften", da steht dann: DC Current
>> Vcc and  GND Pins = 200mA.
>
> Was haben 190µA mit 200mA gemeinsam?
> 200mA sind 'Absolute Maximum Ratings'!

Auf der ersten Seite steht der Stromverbrauch bei 1,8V. Der TO dachte 
das wäre die maximale Leistung des µC und wunderte sich, dass er bis zu 
40mA über den Pin ziehen kann.
Immer erst alles lesen, dann wird sicher einiges überflüssig.

von Ralf G. (ralg)


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F. Fo schrieb:
> Das ist der Stromverbrauch bei 1,8V
>>> Auf Seite 117, "elektrische Eigenschaften", da steht dann: DC Current
>>> Vcc and  GND Pins = 200mA.

Aaah, das sind zwei Sätze. Was ein fehlender Punkt so anrichtet.

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