ULN2803 - Feststellen ob er durchschaltet

[Joachim J. (jemand0815)]

Hallo zusammen,

ich möchte mit einem ATtiny feststellen ob der ULN 2803 durchgeschaltet 
hat. Meine Überlegung: Am GND PIN des ULN einen PNP Transistor parallel 
schließen, der einen Port am AVR auf 5V schaltet. Nur wie dimensioniere 
ich jetzt den Vorwiderstand am Transistor? Den Artikel zum Thema 
Basiswiderstand im Wiki habe ich durchgelesen. Ich weiß nur nicht 
welchen Strom ich hier annehmen soll. Der ULN soll zwischen 5V und max. 
12V schalten.
Funktioniert meine Überlegung überhaupt? Gibts evtl. eine einfachere 
Lösung?

Gruß
Joachim

[Jim M. (turboj)]

Mal das besser als Schaltplan auf.

[Wolfgang (Gast)]

Joachim J. schrieb:
> Gibts evtl. eine einfachere Lösung?
Ein Spannungsfühler über jeweils einen Widerstand vom Ausgang des 
ULN2803 an den Eingang des µC geht nicht? Funktioniert natürlich nur, 
wenn auch eine Last dran hängt, ggf. ein Pull-Up.

Aber warum sollte der ULN2803 nicht durchschalten, wenn er vernünftig 
angesteuert wird. Die wenigsten Schalter laufen als Zwei-Punkt Regler.

[Joachim J. (jemand0815)]

Ich habe wirklich "gemalt". Zeichnen kann man das nicht nennen ;-)

Ich will mit der Kontrolle auch eher schauen, ob das, was der ULN 
durchschaltet, noch da ist (kleines Lämpchen). Wenn das Lämpchen 
durchgebrannt und ein Kanal des ULN geschaltet ist, fließt ja auch kein 
Strom über GND des ULN. Das ist zumindest meine Theorie.

An einen Spannungsfühler über PullUp habe ich auch schon gedacht. Ich 
wollte die Kontrolle der 8 Leitungen über nur einen IO realisieren. Da 
weiß ich nicht wo ich mit einem IO das Signal abgreifen soll.

Gruß
Joachim

[(prx) A. K. (prx)]

Widerstand zwischen GND/ULN und GND/Schaltung, parallel dazu 
Schottky-Diode zur Spannungsbegrenzung. Und dann damit an einen ADC-Pin 
vom µC. Wenn Lampe futsch, dann fliesst nur der Steuerstrom des ULN, 
entsprechen niedrig ist die gemessene Spannung.

[Roland .. (rowland)]

Der Transistor ist ja so im Dauerbetrieb, wie stellst Du Dir damit eine 
Lastdedektion vor?

Mit einem Draht könnte man den Strom in der GND-Leitung des ULN messen. 
Wenn dort ein Strom fließt, schaltet zumindest ein Ausgang und die Last 
an diesem ist vorhanden.

[Max H. (hartl192)]

Das wird so nicht funktionieren, weil der pnp immer durchgeschalten ist.
Ich würde einen kleine Shunt zwischen GND des ULNs und dem GND deiner 
Schaltung einbauen und den Spannungsabfall am Shunt mit einem OPV 
verstärken und dem ADC auswerten.

[Wolfgang (Gast)]

Joachim J. schrieb:
> Ich habe wirklich "gemalt". Zeichnen kann man das nicht nennen ;-)

Der Transistor in deiner Schaltung wird immer voll durchgeschaltet sein, 
weil in die Basis über den Widerstand immer ein Strom von Gnd her 
fließt. Folglich wird der Eingangs-Pin vom ATtiny immer auf High-Level 
gezogen.

[Max H. (hartl192)]

Das würde dann so aussehen...

Edit: Ich habe vergessen R2/R3 zu andern... Die muss man so 
dimensionieren, dass die Ausgansspannung des Verstärker 5V ist, wenn 
alle Transistoren des ULNs durchgeschalten sind

[(prx) A. K. (prx)]

M. H. schrieb:
> Das würde dann so aussehen...

Wozu die Verstärkung? Der ADC ist bei Verwendung einer internen Referenz 
wie 1,1V allemal empfindlich genug.

Ab besten fährt man kurz einen Lampentestmodus, der die Ausgängen 
einzeln durchgeht. Muss ja nicht lang dauern, im Millisekundenbereich 
stört das niemanden. Dann weiss man auch gleich, welche es ist.

Joachim J. schrieb:
> (kleines Lämpchen)

Wo verwedendet man heute noch Lämpchen statt LEDs?

[Joachim J. (jemand0815)]

Vielen Dank für die Antworten!

Roland ... schrieb:
> Der Transistor ist ja so im Dauerbetrieb, wie stellst Du Dir damit eine
> Lastdedektion vor?

In meiner Theorie war er das nicht, aber bei 4 gleichen Antworten (davon 
3 gleichzeitig!), lasse ich mich natürlich eines bessere belehren :-D

Die Lösung mit dem Shunt und der Schottky-Diode gefällt mir gut. Das 
muss ich mir einmal näher anschauen.

A. K. schrieb im Beitrag #3425676:
> Apropos: Wo verwendet man heute noch kleine Lämpchen statt LEDs?

In kleinen Oldschool Modellbau Beleuchtungen ;-)

Gruß
Joachim

[Max H. (hartl192)]

A. K. schrieb:
> Wozu die Verstärkung? Der ADC ist bei Verwendung der internen Referenz
> allemal empfindlich genug.
Dann kann man das auch weglassen. Ich kenne mich mit Atmel µCs nicht 
aus.
Ich weiß jetzt nicht welche Auflösung und interne Referenzspannung der 
Attiny hat.

A. K. schrieb:
> Allerdings würde ich, wie geschrieben, eine Schottky-Diode zum
> Widerstand parallel schalten. Sonst wird etwas duster, wenn alle Lampen
> an sind.
Wenn man die Spannung am Shunt begrenz, kann man nicht mehr messen, wenn 
z.B. bei 1Ohm von 700 auf 600mA sinkt. Ich würde vorschalten dem Shunt 
so zu dimensionieren, dass der Strom einer Lampe den Ausgangswert des 
ADC um 10 verändert.

ICH kenne die Auflösung und Referenzspannung des Attinys nicht nehme 
aber für mein Beispiel an: 10bit, Uref=2.56V

Auflösung=2.56V/(2^10)= 2.5mV
Also würde ich am Shunt 25mV pro Lampe abfallen lassen.
Rshunt=25mV/Ilampe
Jetzt hat man wen alle 8 leuchten 200mV an Shunt, dann erübrigt sich das 
mit der Schottky.

Sollte der ADC des Attinys eine andere Referenzspannung oder Auflösung 
haben, muss man die Werte natürlich umrechnen.

[(prx) A. K. (prx)]

M. H. schrieb:
> dann erübrigt sich das mit der Schottky.

Korrekt. Geht auch ohne.

[Max H. (hartl192)]

Nur aus Interesse: Stimmt meine Annahme von Uref und Auflösung?

[(prx) A. K. (prx)]

M. H. schrieb:
> Nur aus Interesse: Stimmt meine Annahme von Uref und Auflösung?

Ja. Neuere Typen haben eine 1,1V Referenz und daraus abgeleitet eine 
2,56V Referenz, wählbar. Anders wärs schwierig, bei 2V Betrieb irgendwas 
damit anzufangen.

[Joachim J. (jemand0815)]

M. H. schrieb:
> Nur aus Interesse: Stimmt meine Annahme von Uref und Auflösung?

Grundsätzlich für andere AVRs ja, aber der ATtiny 2313 hat nur einen 
Analog Komparator. Muss ich mir mal anschauen ob das auch damit geht. 
Wenn ich die nacheinaner kurz durchschalte... mal sehen.
Im schlimmsten Fall nehm ich dann doch einen anderen Tiny. Ich werde mir 
das noch einmal genauer anschauen.
Vielen Dank nochmal für eure Mühen!

Gruß Joachim

Edit: Typ geändert.

[(prx) A. K. (prx)]

Joachim J. schrieb:
> Grundsätzlich für andere AVRs ja, aber der ATtiny hat nur einen Analog
> Komparator.

Du hattest wohlweislich den Typ nicht genannt, um es spannend zu machen. 
Es gibt auch Tinys mit ADC.

[(prx) A. K. (prx)]

Joachim J. schrieb:
> Grundsätzlich für andere AVRs ja, aber der ATtiny 2313 hat nur einen
> Analog Komparator. Muss ich mir mal anschauen ob das auch damit geht.
> Wenn ich die nacheinaner kurz durchschalte...

Geht, mit externer Referenz am anderen AIN. Denk an die worst case 
Offset-Spannung von 40mV (typ <10mV). Wenn bei z.B. 100mV pro Lämpchen 
die kleinen Helligkeitsschwankungen abhängig von der Anzahl 
eingeschalteter Lämpchen stören sollten, dann wäre da doch die erwähnte 
Schottky-Diode zur Begrenzung sinnvoll.

In dieser Dimension solltest du aber drauf achten, dass in der Messphase 
kein grösserer Strom in einen Ausgang des µC hinein fliesst.

[Max H. (hartl192)]

Oder man könnte einen größeren Shunt wählen, und ihn mit einem npn oder 
n-Mosfet überbrücken. Wenn man den Strom messen will muss der Transistor 
kurz sperren und man kann den Strom messen. Wenn man mit 1HZ misst, dann 
wird der Helligkeitserlust kaum auffallen.

[(prx) A. K. (prx)]

Eine weitere fast verlustfreie Variante gibts mit einer Festinduktivität 
an Stelle des Widerstands. Gibt einen vom Strom abhängigen 
Spannungsimpuls beim Einschalten der Last. Hier wird die Diode auch 
wieder nötig, diesmal andersrum als Freilaufdiode.