LED-Stripes Ansteuerung mit n-channel Mosfets

[Henrik (Gast)]

Hallo liebe Foristen,

ich bräuchte einmal einen Rat bezüglich der Ansteuerung von LED-Stripes 
mit einem Arduino Board.

Mein Ziel: Ansteuerung (an/aus) von 8 Stripes á 3 Farben. Demnach will 
ich 24 LED´s einzeln ansteuern können. Dafür will ich 10 Ports vom 
Arduino nutzen, indem ich die LED´s in einer Matrix (4x6) ansteuere. 
Eine Skizze habe ich mal angehängt. Die LED´s werden natürlich mit einer 
externen Spannungsquelle betrieben.

Ich würde gerne auf IC´s verzichten und nur N-channel Mosfets benutzen.
Diese sollen dann den Platz der Schalter in der Skizze ersetzen. Jetzt 
ist mir bei der Planung aufgefallen, dass ich die Spaltenansteuerung auf 
der GND Seite der Stripse zwar mit den Mosfets realisieren könnte, die 
Zeilenansteuerung aber nicht funktionieren wird, weil ich dann über den 
Mosfet die Spannungsquelle zum GND kurzschließen würde.

Nun meine Frage: Habe ich da nur einen Denkfehler oder ist die 
Ansteuerung nur mit n-channel Mosfets wirklich nicht möglich?

Viele Grüße,
Henrik

[Stefan F. (Gast)]

Wo soll da was kurzgeschlossen werden? Kann ich nicht nachvollziehen.

[Henrik (Gast)]

Ich habe mal jeweils einen Mosfet für die Spalte bzw. Zeile 
dazugezeichnet.
So wie ich das sehe, schließe ich die Spannungsquelle über GND kurz, 
wenn Fet 1 durchschaltet.

[Joey5337 (Gast)]

Tja, für die positive Seite musst du dir was anderes einfallen lassen.

Hier 2 Möglichkeiten zur Auswahl:
a) Du benutzt P-Kanal-Fets. Um deren Gate zu bedienen brauchst du aber 
je einen N-Kanal-Fet, NPN-Transistor oder Open-Kollektor-Ausgang, der 
die 12 V verkraftet.

b) da du ständig an- und ausschaltest geht auch High-Side ein 
N-Kanal-Fet, dessen Gate du mit einem C an den uC-Ausgang bringst. 
Passende Schutzwiderstände einplanen, um beim Einschalten den uC nicht 
zu grillen.

Grüße, Joey

[Stefan F. (Gast)]

Ja, dein Schaltplan ist fehlerhaft.

Die Reihen verbindest Du über P-MOSFETS mit VCC (+) und die Spalten 
verbindest Du über N-MOSFETS mit GND (-).

Die Verbindung vom linken Mosfet zu GND gehört da nicht hin.

[Henrik (Gast)]

Erstmal Danke euch beiden!

Ok, ich komme dann um P-channel Mosfets nicht herum. Schade.
("ständig" an/aus sollen die LEDs nicht geschaltet werden. Eher im 
Minutentakt oder noch länger.)

Ich habe das Schaltbild mal aktualisiert.
Habe ich das richtig verstanden, dass ich dann mit dem Widerstand den 
P-channel schließe und den dann mit dem N-channel wieder öffnen kann?

[Joey5337 (Gast)]

Henrik schrieb:
> Habe ich das richtig verstanden, dass ich dann mit dem Widerstand den
> P-channel schließe und den dann mit dem N-channel wieder öffnen kann?

Nein, genau anders rum.

D und S des P-Kanals sind in deinem Bild vertauscht.

Der P-Kanal funktioniert so ähnlich wie der N-Kanal, nur sind alle 
Spannungen andersrum.

S kommt an +12V.
der Widerstand zwischen G und S sorgt dafür, dass der P-Kanal 
normalerweise nicht leitet (Gate-Spannung, gemessen zum S ist 0V)

Wenn jetzt eingeschaltet werden soll schaltet der N-Kanal durch und 
zieht das Gate vom P-Kanal runter auf Masse. --> Gate-Spannung am 
P-Kanal-Fet ist dann -12 V. Der P-Kanal schaltet durch.

[Henrik (Gast)]

Ich glaube, jetzt habe ich es verstanden. :)

Vielen Dank euch beiden für die ausführlichen Erklärungen.
Finde ich echt gut, dass ihr auch Anfängerfragen beantwortet. An so 
einem praktischen Beispiel versteht man die Funktionsweise doch ein 
bisschen besser. Ich werde das demnächst mal aufbauen und austesten.

Nochmals danke!
Henrik