Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DUO Led Transistorschaltung / Strombegrenzung


von Maik W. (maik1985)


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Hallo!

Ich habe mal eine kleine Frage.

Unter diesem Link, 
[http://bienonline.magix.net/public/undsonst-tippsundtricks.html#led] 
findet sich mit LED6 die Möglichkeit eine DUO-Led an nur einem Pin eines 
Microcontrollers anzuschließen.

Ist es möglich eine derartige Schaltung noch insoweit zu vereinfachen 
das der maximale Stromfluss am Portpin bei ca: 10 mA liegt.

Jetzt habe ich die Duo Led mit oben 2,0V/30mA und unten mit 2,2V/25mA
Demnach R7 = 120Ω und R8 = 100Ω
T3 = BC557A / T2 = BC547A
RB1 und RB2 = 1KΩ

Strombegrenzung würde ich ja über Widerstände vor den LEDs machen aber, 
die benötigen ja 25mA und 30mA. Also eine weitere Transistorschaltung 
davor. Nur wie genau...


Würde mich sehr über eine Hilfestellung freuen!

Danke!

von Hubert G. (hubertg)


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Für mehr Strom brauchst du eine Brückenschaltung.

von Maik W. (maik1985)


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Hallo!

Brückenschaltung!?

Danke für den Hinweis!
Wäre es möglich dies ein bisschen näher zu erklären?

Ich hatte noch garnicht erwähnt das das ganze an 5V betrieben wird und 
gleichzeitig bis zu 20 Duo-Led leuchten könnten.
Das wären bei Farbe Rot dann immerhin 600mA.

Der verwendete Microcontrololer lässt aber über alle Pins maximal 200mA 
zu.

Würde ich nur + oder - benötigen wäre es weniger schwierig, da ich aber 
in beide Richtungen durchschalten muss komme ich hier leider noch nicht 
so recht auf eine passende Idee.

Freue mich über weitere Hilfe!

Mfg,

Maik

von Hubert G. (hubertg)


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Du brauchst in dem Fall je Duo-Led 4 Transistoren oder nach dieser 
Schaltung gar 5 Transistoren:
http://www.talkingelectronics.com/projects/H-Bridge/H-Bridge-1.html
das wäre Design 13
Also ein ordentlicher Aufwand.

von Maik W. (maik1985)


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Hallo!

Danke für den Link!
Damit die Schaltung komplett verstehe brauch ich wohl noch einen Moment, 
aber es sieht ja schonmal ganz gut aus =)

Der Aufwand, Platzbedarf etc. stellt kein Problem dar. Haupsache es 
funktioniert!

Jetzt steht in der Erklärung das mit der Schaltung nur Vorwärt und 
Rückwärtsbetrieb geht.
Ist aus den nicht möglich? Also den Controller-Ausgang auf Eingang 
schalten?

Danke!

Mfg,

MAik

von Hubert G. (hubertg)


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Maik W. schrieb:
> Jetzt steht in der Erklärung das mit der Schaltung nur Vorwärt und
> Rückwärtsbetrieb geht.
> Ist aus den nicht möglich? Also den Controller-Ausgang auf Eingang
> schalten?

Aus wird nicht funktionieren, wenn der Pin auf Ausgang geschaltet wird, 
dann ist der Pegel undefiniert und die Leds können flimmern.

von Jens G. (jensig)


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>Strombegrenzung würde ich ja über Widerstände vor den LEDs machen aber,
>die benötigen ja 25mA und 30mA. Also eine weitere Transistorschaltung
>davor. Nur wie genau...

Wer sagt, daß die 30mA benötigen? Du bist es, der das festlegen muß, 
wieviel sich die LED's genehmigen dürfen. Also legt man R7+R8 in Deinem 
Link entsprechend aus, so daß Du 10mA fliesen lassen kannst.
Wenn Du aber festlegen willst, daß unbedingt 30mA fliesen sollen, dann 
reicht ein einfacher Spannungsfolger im Gegentakt aus. Also je einen npn 
und pnp Transistor mit ihren Basen und Emitter zusammenschalten, C des 
npn an +5V, C pnp an Masse, und Basis an den µC Ausgang. Die 
zusammengebundenen Emitter stellen dann den Stromausgang dar.
So ein Spannungsfolger hat aber immer um die 0,6V Verlust, die der LED 
dann fehlen. Evtl. also den R7+R8 entsprechend reduzieren, falls das von 
Bedeutung sein sollte (was bei nur 5V der fall sein kann).

von Maik W. (maik1985)


Angehängte Dateien:

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Hallo!

Ich habe mal einen Schaltplan von der Idee mit dem Spannungsfolger 
gemacht.

Wenn ich das so richtig verstanden habe und sollte das doch wie 
gewünscht funktionieren oder?

Die Widerstände für die LED habe ich entsprechend angepasst um die 
fehlenden 0,6 V auszugleichen.

Freue mich über einen kontrollierenden Blick und 
Verbesserungsvorschläge!

Vielen Dank!

Mfg,

Maik

von Maik W. (maik1985)


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Hallo liebe Forenmitglieder,

ich habe zu o.g. Schaltung nochmal eine kleine Frage.

Jetzt ist es ja so, das je nachdem ob der Ausgang des benutzten 
Microcontrollers (Atmega2560) high oder low ist, jeweils die eine oder 
die andere Led-Farbe leuchtet.

Wenn die Duo-Led garnicht leuchten soll schalte ich den 
Microcontroller-Pin als Eingang.

Muss, oder kann hierzu der interne Pull-Up Widerstand aktiviert sein 
oder lieber nicht?

Ich denke mir, das bei aktiviertem Pull-Up ja wieder ein Strom fließen 
würde. Zum schalten des Transistors sollte das nicht reichen bei 
20-50kOhm laut Datenblatt, aber ist das irgendwie schädlich?

Vielen Dank im Voraus.

Mit freundlichen Grüßen,

Maik

von Hubert G. (hubertg)


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Mit aktiviertem PullUp steuert sicher ein Transistor zumindest teilweise 
durch. Ohne PullUp kann es kann jedoch, wie ich schon geschrieben habe, 
zu einem leichten glimmen von einer Led kommen.

von Maik W. (maik1985)


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Hmm, okay, vielen Dank!

Gäbe es denn eine Möglichkeit dies zu verhindern, oder erstmal so 
testen?

Danke!

von Jens G. (jensig)


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>Wenn ich das so richtig verstanden habe und sollte das doch wie
>gewünscht funktionieren oder?

Ja.

>Wenn die Duo-Led garnicht leuchten soll schalte ich den
>Microcontroller-Pin als Eingang.

Könnte man eigentlich machen ohne die PullUps. Der Spannungsfolger wird 
hochohmig bleiben (weil kein Basistrom), so daß der Ausgang des 
Spannungsfolgers durch die Spannungsteilung mit via R3+R4 etwa auf 
Mittelspannung einpegelt.
Nachteil ist aber, daß dieser Spannungsteiler über die Basen von Q1+T2 
bestromt wird, und somit diese beiden Transistoren mehr oder weniger 
stark durchsteuern (vermutlich komplett), und somit ein rel. hoher 
Querstrom fließt (I=5V/(R5+R6)). Wenn Dich das nicht stört, könntest Du 
das so machen.
Man könnte evtl. 2,7V oder 3,3V Z-Dioden in Reihe zu R3 und R4 schalten, 
so daß die 5V alleine nicht ausreichen, da einen Strom fließen zu 
lassen. Erst wenn der Spannungsfolger entweder H oder L hat, schalten 
eine der Z-Dioden durch, und damit gibt's auch wieder Basistrom.

Du könntest aber auch zwei µC-Ausgänge nehmen, beide mit 
Spannungsfolger, und schaltest die entweder im Gegentakt (eine der 
beiden LEDs leuchtet), oder im Gleichtakt (beide LEDs aus).
Wäre meiner Meinung deutlich einfacher, ohne jegliche Querstrom-Probleme 
(brauchst halt einen Port mehr).
Und wenn für beide Farben unterschiedliche Ströme fließen sollen, dann 
kann man entsprechende R in den Emitterzweig beider Transistoren eines 
der beiden Spannungsfolger setzen (sonst brächte man nur einen R direkt 
vor der Diode, wenn das nicht gefordert ist).

von Maik W. (maik1985)


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Hallo!

Vielen Dank für die ausführliche Beschreibung!

Ich werde das dann erstmal so, wie oben im Schaltplan beschrieben 
versuchen.
Habe leider keine Pins mehr frei und der Querstrom stört nicht.
Sollten die Leds dann glimmen kann ich es ja noch mit den Z-Dioden 
versuchen.

Danke auf jeden Fall an alle für die Hilfe!

Mfg,

Maik

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