Hallo, ich beschäftige mich derzeit mit einem Phänomen, dass den Betrieb von LEDs ohne Vorwiderstand an einem AVR-Controller erlaubt. Ausgangslage ist ein ATmega oder ATtiny an ca. 3 Volt Versorgungsspannung. Im ersten Fall habe ich einen ATmega8 verwendet, Pin PB0 dauerhaft auf HIGH geschaltet und eine grüne LED angeschlossen (Kathode direkt auf Masse). Über der LED erhalte ich einen Spannungsabfall von 2,2 Volt und aus der Charakteristik des Output Drivers stellt sich hierbei ein Strom von rund 10 mA ein, wie dem ersten Screenshot des Datenblattes entnommen werden kann. Das funktioniert in der Praxis wunderbar. (Die Versorgungsspannung habe ich für diesen Fall auf 2,7 Volt heruntergeregelt, damit man den Messungen aus dem Datenblatt entspricht) Erste Frage: Der Spannungsabfall von 0,5 Volt und die damit entstehende Verlustleistung im Output Driver von 0,5 V * 0,01 mA ist zwar gering, aber wo liegen dort die Grenzen? Nun würde ich gerne das Phänomen bei einem ATtiny13A nutzen, aber das Datenblatt hält etwas andere Informationen bereit. Das äquivalente Diagramm hat vertauschte Achsen und ist vor allem nur bis zu einen Strom von 10 mA aufgetragen (bei Vcc = 3 Volt, statt 2,7 Volt). Siehe zweiten Screenshot. In den ATtiny13A habe ich das gleiche Programm geladen und messe ebenfalls einen Spannung von 2,2 Volt über der LED und einen Strom von ungefähr 12 mA. Also ist eine LED in der Praxis auch hier problemlos ohne Vorwiderstand betreibbar. Aber warum geht das Diagramm nur bis 10 mA?
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@ Julian K. (tuxoid) >Erste Frage: Der Spannungsabfall von 0,5 Volt und die damit entstehende >Verlustleistung im Output Driver von 0,5 V * 0,01 mA ist zwar gering, >aber wo liegen dort die Grenzen? Die IOs halten sogar einen längeren Kurzschluss aus. Nicht schön, geht aber. Die sind erstaunlich robust. >Aber warum geht das Diagramm nur bis 10 mA? Frag Atmel. Wahrscheinlich weil ein höherer Ausgangsstrom offiziell sowieso nicht "erlauubt" ist.
Julian K. schrieb: > entstehende > Verlustleistung im Output Driver von 0,5 V * 0,01 mA ist zwar gering, > aber wo liegen dort die Grenzen? Normalwerweise gibt der Hersteller eine maximale Verlustleistung für den gesamten Chip an. Hintergrund ist, das sich der Chip nicht über Tjmax erwärmen darf, und das Gehäuse einen bekannten Wärmewiderstand hat.
Falk Brunner schrieb: > Frag Atmel. Wahrscheinlich weil ein höherer Ausgangsstrom offiziell > sowieso nicht "erlauubt" ist. Aber ist es nicht gerade interessant, wenn es in Richtung der maximal erlaubten 40 mA pro I/O Pin geht?! In den Datenblättern älterer AVRs finde ich alle benötigten Infos... GRMPF Marius S. schrieb: > Ist der AVR wirklich schon 85℃ heiß? Hoppla! Da ist mir bei der Grafik ein Fehler unterlaufen. Es sind auch eher 2,3 Volt Spannungsabfall über der LED. Das passt dann mit der Kurve für 25 °C wunderbar zusammen. Und das entspricht auch schon eher der Temperatur hier. Jim Meba schrieb: > Normalwerweise gibt der Hersteller eine maximale Verlustleistung für den > gesamten Chip an. [...] Leider konnte ich dazu bisher keine Informationen im Datenblatt finden. Da es sich hierbei aber auch nur um ein kleines experimentelles Projekt handelt und die Verlustleistung überschaubar ist, mache ich mir darüber jetzt einfach mal keine Sorgen.
Julian K. schrieb: > ich beschäftige mich derzeit mit einem Phänomen, dass den Betrieb von > LEDs ohne Vorwiderstand an einem AVR-Controller erlaubt. Wenn es darum geht, 7-Segementanzeigen an die Ausgänge von CMOS-Schieberegistern ohne Vorwiderstand anzuschließen, hast Du meine volle Zustimmung. Dabei sind die Ausgänge schon nahezu im Konstantstrombetrieb. Letzte Streitereien fanden hier statt: Beitrag "7-Segment Anzeige 3-3tellig" :-) Bei AVRs, deren Ausgänge noch erheblich größere Ströme liefern können, kann ich von diesem Vorgehen nur abraten. Der Wortteil 'braten' steckt ja schon mit drinnen. Nimm einen kleinen Widerstand und gut ist!
Denk daran das die Vorwärtsspannung der LED bei steigender Temperatur ebenso kleiner wird wie der Rdson der Mosfets. Das läuft ratz fatz weg und wird häßlich.
mknoelke schrieb: > Vorwärtsspannung der LED bei steigender Temperatur > ebenso kleiner wird Es sind in etwa 4mV pro Kelvin, die die Flussspannung sinkt.
Am LED Vorwiderstand sparen = PFUI Denke doch an den Herrn OHM und sein Gesetz ! Damit dosiert er Deine Elektronen optimal.
Arsenico schrieb: > Denke doch an den Herrn OHM und sein Gesetz ! Der ist längst arbeitslos. Man könnte das Forum umbenennen in "LEDs ohne Vorwiderstand", oder ein neues dafür aufmachen. Wir paar senile Traditionalisten stemmen uns ganz vergeblich gegen den Trend, die Zukunft liegt im widerstandslosen Design! Wie schon die Borg wussten, Widerstand ist zwecklos. Gruss Reinhard
Widerstände sind überall, ob man will oder nicht. Und die daraus maximal zu erwartenden Ströme sollten auch kalkulierbar sein.
Ja ja, die Kalkulation von fertigungsbedingten, nichtlinearen und stark Temperaturabhängigen Widerständen bei Halbleiterprozessen, treffsicher ermittelt über große Produktionschargen ist auf dem Papier oder in einer Simulation sicherlich ein lösbares Problem. Mir erschließt sich der Sinn immer noch nicht so ganz. Man kann ja durchaus versuchen die technische Schmerzgrenze zu durchbrechen um wider besseren Wissens so richtig billig zu werden. Dann würde doch aber eine billige MCU sehr viel mehr Sinn machen. Bei einer Fertigungscharge von 10 Mio. und einer Einsparung pro Widerstand (Beschaffung + Bestückung) von 0,1Cent spare ich 10.000 Euro. Jede Reklamation kostet mich in der Bearbeitung, Ersatz, Porto etc. mal wild geraten so um die 15€. Erhöht sich mein Ausschuss nur um 0,01% durch diese windige Nummer dann habe ich 1.000 defekte PCBs zusätzlich = 15.000 Euro Kosten. Nee, ich kapier nicht wo da mein Vorteil liegt.
"Widerstand ist zwecklos!" Ihr seid wohl noch nicht assimiliert worden? ;-)
Julian K. schrieb: > ich beschäftige mich derzeit mit einem Phänomen, dass den Betrieb von > LEDs ohne Vorwiderstand an einem AVR-Controller erlaubt. Dieses Phänomen ist schon ewig bekannt, nennt sich "Bahnwiderstand" und ist in dieser Verwendung nur eine längere Schreibweise für "Murks". > Nun würde ich gerne das Phänomen bei einem ATtiny13A nutzen Chinesen nutzen ein ähnliches "Phänomen", so dass sie heutzutage LED Taschenlampen bauen können, bei denen die LED über einen Schalter direkt an die Batterie angeschlossen wird.
Reinhard Kern schrieb: > Man könnte das Forum umbenennen in "LEDs ohne > Vorwiderstand", oder ein neues dafür aufmachen. Das kann man sich schenken, wenn man unterschiedliche Anwendungen auch differenziert betrachtet. Alles über einen Kamm zu scheren "LED braucht immer Widerstand", ist halt zu schlicht gedacht. Noch einmal: im vorliegenden Fall würde ich immer Widerstände nehmen. Aber wer käme denn auf die Idee, eine LED mit Konstantstromquelle zu betreiben und zur "Sicherheit" noch einen Widerstand in Reihe zu schalten? Manche Entwickler von analogen Schaltungen lieben 10 Ohm Widerstände an x-beliebigen Stellen in die AGND-Leitung einzufügen. Ergänzend dann noch ein paar Angstkondensatoren, damit die Störungen wissen, wo sie gefälligst hinzugehen haben. Alles zur "Sicherheit" versteht sich! mknoelke schrieb: > Nee, ich kapier nicht wo da mein Vorteil liegt. Du mußt auch eine Rechnung aufstellen, die das größere Ausfallpotential bei der größeren Anzahl von Bauteilen berücksichtigt. Da Du schon in 10e6 Stückzahlen rechnest, kannst Du die Rechnung auch gleich für 10e6 Jahre anstellen, damit die Spinnerei komplett wird :-)
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