Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik attiny, Transistorschaltung, Pegel


von luki (Gast)


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Hallo,

In einer aktuellen Schaltung(Ausschnitt siehe Anhang) wird ein 
Attiny1634 mit 3.3V Spannungsversorgung verwendet. Dieser soll einen PNP 
(TTL Logik, VCC_5) schalten indem der Pin(VCC_PULSE_1) auf GND/Tri-state 
gelegt wird. Nachdem die Pins laut Datenblatt maximal auf VCC+0.5V 
gelegt werden dürfen hab ich ein Problem.

Gibt es eine Möglichkeit dies ohne zusätzlichen Transistor einfach zu 
lösen?

Vielen Dank

luki

von c-hater (Gast)


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luki schrieb:

> Gibt es eine Möglichkeit dies ohne zusätzlichen Transistor einfach zu
> lösen?

Manchmal ist weniger mehr. Laß einfach R10 weg und der Drops ist 
gelutscht.

von Mike (Gast)


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luki schrieb:
> Nachdem die Pins laut Datenblatt maximal auf VCC+0.5V
> gelegt werden dürfen hab ich ein Problem.

Erstmal solltest du dir überlegen, wie die Versorgungsspannung deines µC 
zu der deiner Transistorschaltung liegt. Und jetzt sag nicht, dass du 
die Gnd von deiner 5V-Transistorschaltungsversorgung mit Gnd von deinem 
µC verbinden willst. Dann funktioniert da gar nichts - auch nicht ohne 
R10, weil die Schutzbeschaltung des µC-Pins da auch noch ein Wörtchen 
mitzureden hat - Tri-State hin oder her.

Mit deinem (bescheidenen) Schaltungsausschnitt kann dir definitiv keiner 
richtig weiterhelfen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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c-hater schrieb:
> luki schrieb:
>
>> Gibt es eine Möglichkeit dies ohne zusätzlichen Transistor einfach zu
>> lösen?
>
> Manchmal ist weniger mehr. Laß einfach R10 weg und der Drops ist
> gelutscht.

So schon mal nicht, da die Spannung an der Basis von Q2 Vcc-0,7, also ca 
4.3V sein dürfte.

Ansonsten, wie schon Mike erwähnte: Ganzer Schaltplan, da niemand hier 
Glaskugeln besitzt.

Gruß
Andreas

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

mach mal 22k von VCC_Pulse_1 zum Pin des µC und schon gehts.
Der Basisstrom ist dann allerdings nicht gerade üppig, gut 0,1mA.
Mit 4k7 für R10 und 10k zum µC wäre es immer noch ok und etwas besser.

Gruß,
Norbert

von c-hater (Gast)


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Andreas B. schrieb:

> So schon mal nicht, da die Spannung an der Basis von Q2 Vcc-0,7, also ca
> 4.3V sein dürfte.

Ja, sorry, ich hatte die Schaltung nichtmal vergrößert und trotzdem 
meinen Senf dazu gegeben, der zwar gut zu meiner Vorstellung der 
Schaltung paßte, aber nicht zu der tatsächlich abgebildeten.

Hier handelt es sich (schon wieder!) um den bekanntermaßen untaugleichen 
Versuch eines high-side-switch. Das geht natürlich so nicht, da hast du 
absolut recht.

von Mike (Gast)


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Norbert S. schrieb:
> mach mal 22k von VCC_Pulse_1 zum Pin des µC und schon gehts.

Ob das zum Schalten der (unbekannte) Last reichen wird?

Ein Darlington-Transistor könnte als Notlösung die Lage entspannen - 
sowohl was die U_BE betrifft, als auch hFE.
Besser wäre ein vernünftiges Schaltungsdesign.

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

Mike schrieb:
> Ob das zum Schalten der (unbekannte) Last reichen wird?
Tja, wenn die Infos in der Fragestellung so knapp sind...

Alternativ zwei 1N4148 in Reihe von VCC_Pulse_1 zum µC und den 1k 
kleiner machen. Damit geht der BC557 dann sicher in die Sättigung.


Gruß,
Norbert

von luki (Gast)


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Mike schrieb:
> Und jetzt sag nicht, dass du
> die Gnd von deiner 5V-Transistorschaltungsversorgung mit Gnd von deinem
> µC verbinden willst. Dann funktioniert da gar nichts - auch nicht ohne
> R10, weil die Schutzbeschaltung des µC-Pins da auch noch ein Wörtchen
> mitzureden hat - Tri-State hin oder her.

Beide GND sollen verbunden werden. Dass die Schaltung so dann nicht 
funktionieren kann ist mir auch klar, daher wollte ich ja auch gerne 
wissen ob es eine effektive einfache Lösung für mein Problem gibt.

Norbert S. schrieb:
> Alternativ zwei 1N4148 in Reihe von VCC_Pulse_1 zum µC und den 1k
> kleiner machen. Damit geht der BC557 dann sicher in die Sättigung.

Ich verstehe deinen Ansatz nicht so ganz denke ich, sollen die 2 Dioden 
verhindern dass VCC+0.7 nicht überschritten wird? Was hat das mit der 
Sättigung des BC557 zu tun?

Geschalten wird lediglich eine LED mit einer Frequenz von etwa 500Hz und 
einem Strom von max 70mA. Mir ist klar dass die angehängte Schaltung 
jetzt noch nicht dafür dimensioniert ist, mir geht es lediglich um den 
PNP als Schalter und uC Ansteuerung.

Lg

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

Na zwei Dioden in Reihe zum µC Pin.
R10 zerrt den Pin richtung 5V, die internen Dioden am Pin ziehen zu 
3,3V.
Sagen wir mal an denen fallen 0,4V bei dem geringen Strom ab, macht 
3,7V.
Zwei Dioden in Reihe bei dem Strom nochmal 1,2V, macht 4,9V, Transistor 
ist aus.
Pin auf Masse - vor den Dioden ca. 1,4V, Basis auf 4,3V, macht 2,9V an 
R8 = 2,9mA Basisstrom.
Reicht dicke für 70mA.

Was der Rest dieser komischen Schaltung machen soll wirst Du hoffentlich 
wissen. Wenn die beiden Vcc_Pulse_1 und V_DAC wirklich jeweils die 
gleichen Signale sind passiert da nämlich nie was.

Gruß,
Norbert

von Andreas B. (bitverdreher)


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Luki,
vielleicht erzählst Du uns am besten einmal, was Du da überhaupt 
erreichen willst.
Ich denke mal, Du verrennst Dich da in etwas.

Gruß
Andreas

von luki (Gast)


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Norbert S. schrieb:
>
> Was der Rest dieser komischen Schaltung machen soll wirst Du hoffentlich
> wissen. Wenn die beiden Vcc_Pulse_1 und V_DAC wirklich jeweils die
> gleichen Signale sind passiert da nämlich nie was.
>

Danke für deine Erklärung.

Vcc_Pulse_1 ist wie gesagt vom uC gesteuert und soll den Transistor 
lediglich ein/aus schalten. V_DAC hingegen wird von einem DAC 
angesteuert und ermöglicht es den Strom durch die LED zu ändern.

Andreas B. schrieb:
> vielleicht erzählst Du uns am besten einmal, was Du da überhaupt
> erreichen willst.
> Ich denke mal, Du verrennst Dich da in etwas.

Die Schaltung wird genutzt um die antiparallel geschalteten LED's (ROT 
und IR) in einem Fingerclip für ein Pulsoxy zu regeln.


Danke für eure Hilfe (:

von Asko B. (dg2brs)


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@luki

Wenn beide Signale V-DAC und Pulse-1 jeweils gleich sind
fliesst der Strom ueber Q2 -> Q1 und Q4 -> Q5 ab.

Was bleibt dann fuer Deine LEDs ??

Beide LEDs parallel zwischen Q2 und Q1 und Du sparst
die haelfte der Schaltung.

Oder sind die LEDs antiparallel fest in einem einzigen Gehaeuse ?

Dann muesstest Du ueber kreuz invertierte Signale verwenden.

Gruss Asko.

von luki (Gast)


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Asko B. schrieb:
> @luki
>
> Wenn beide Signale V-DAC und Pulse-1 jeweils gleich sind
> fliesst der Strom ueber Q2 -> Q1 und Q4 -> Q5 ab.
>
> Was bleibt dann fuer Deine LEDs ??
>
> Beide LEDs parallel zwischen Q2 und Q1 und Du sparst
> die haelfte der Schaltung.
>
> Oder sind die LEDs antiparallel fest in einem einzigen Gehaeuse ?
>
> Dann muesstest Du ueber kreuz invertierte Signale verwenden.
>
> Gruss Asko.

V_DAC(Steuert die LED helligkeit) hat nichts mit den Signalen an 
PULSE_1(schaltet die LED ein/aus) zu tun.

Aber ich verstehe jetzt die Verwirrung bezüglich des PULSE_1 Signals, 
der linke PNP sollte eigentlich mit PULSE_2 bezeichnet sein. Somit 
werden die LED's abwechselnd ein/aus geschaltet (sprich: PULSE_1 HIGH, 
PULSE_2 LOW -> PULSE_1 LOW, PULSE_2 HIGH -> ...)

Die LED's sind bereits so fest verbaut in einem Gehäuse.

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

wenn der linke und der rechte Zweig parallel ein- und ausgeschaltet 
werden passiert an den LEDs aber gar nichts.

Edit: Ups, da war ich zu langsam.

Gruß,
Norbert

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Hi,
also die einzige saubere Lösung wäre ja, 2 zusätzliche npn Transistoren 
zu verwenden.
An R8/R10 und R7/R9 die Kollektoren, Emitter an Masse und Basen über 
einen Strombegrenzungswiderstand an die vorhandenen Pulseausgänge.
Invertiert halt, sollte aber kein Problem darstellen, wenn da ein MC 
dranhängt.

Gruß
Andreas

von luki (Gast)


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Hallo,

Schließlich habe ich mich auch für die saubere Lösung entschieden. 
Leider musste ich jedoch feststellen dass das mein eigentliches Problem 
mit der Schaltung nicht löst.

Im Anhang befindet sich die LTspice Schaltung um welche es geht.

Es soll ein Strom von rund 70mA jeweils über die Diode geschalten 
werden. Der Ablauf des Schaltvorganges is wie bereits oben erwähnt: IR 
led ON(etwa 500us) -> IR led OFF(etwa 500us) -> RED led ON (etwa 500us) 
-> RED led OFF (etwa 500us) -> ....
Die Dioden wurden anhand von Messwerten nachgebildet, da keine 
Modelle/Datenblätter existieren.

Versorgt wird die Schaltung über USB, die Spannungen V_DAC dient zur 
Stromeinstellung und liegt zwischen 0 und 3,3V.

Nun zum Eigentlichen Problem: Ich erreiche den Strom von 70mA in der 
Realität bei weitem nicht. Es scheint so als würde der Strom ab etwa 
10mA nicht mehr durch die Dioden fließen. Fließt er Aufgrund der 
verringerten VCE nur mehr durch den aktuell geschalteten Zweig? Und 
warum spiegelt meine Simulation dann nicht annähernd die Realität 
wieder, oder verstehe ichs einfach nicht?

Bitte um eure Hilfe.

Danke

von Andreas B. (bitverdreher)


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Hi,
wenn Du dazu noch einen Schaltplan machst wie bisher, dann könnten wir 
uns das ja mal anschauen.

Gruß
Andreas

von Amateur (Gast)


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Keine Ahnung warum Du auf PNP stehst, aber warum nimmst Du nicht die 
schrecklich komplizierte, angehängte Schaltung.
Natürlich geht auch eine überkandidelte Schaltung mit 20 Widerständen 
und 5 Halbleitern.
Angeblich soll man Portfunktionen auch invertieren können - ist aber 
vielleicht ein Gerücht.

von luki (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Hi,
> wenn Du dazu noch einen Schaltplan machst wie bisher, dann könnten wir
> uns das ja mal anschauen.
>
> Gruß
> Andreas

Hallo Andreas,
Schaltplan is im Prinzip der selbe wie in Post oben, jedoch mit den 2 
zusätzlichen NPN's for 3,3, 5V Kompatibilität. Ich habe ihn hier nochmal 
angehängt.

Amateur schrieb:
> Keine Ahnung warum Du auf PNP stehst, aber warum nimmst Du nicht
> die
> schrecklich komplizierte, angehängte Schaltung.
> Natürlich geht auch eine überkandidelte Schaltung mit 20 Widerständen
> und 5 Halbleitern.
> Angeblich soll man Portfunktionen auch invertieren können - ist aber
> vielleicht ein Gerücht.

Meiner Meinung nach ändert sich jedoch in meiner Schaltung durch die 
Beschaltung der unteren zwei NPN's die UBE Spannung der darüber 
liegenden Transistoren.

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

wie denn jetzt, in der Realität geht es nicht, in der Simulation schon?

Was passiert denn ab 10mA, was hast Du wo gemessen?

Jedenfalls sind die 8k2 grenzwertig hoch, für 70mA reicht das wohl kaum.
Mehr als 10mA sollte das Moped aber schon machen.

Wenn Du die Ströme nicht einstellen musst, würde ich R1/2 an den 
Collector von T1/5 packen und für die 70mA dimensionieren und R5/6 auf 
1k machen und in der Sättigung schalten.

Der Einwurf von Andreas war weniger hilfreich, mit den gegebenen LEDs in 
einem Gehäuse bringt Dich das nicht weiter.

Gruß,
Norbert

von Andreas B. (bitverdreher)


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Norbert S. schrieb:

> Der Einwurf von Andreas war weniger hilfreich, mit den gegebenen LEDs in
> einem Gehäuse bringt Dich das nicht weiter.
>
Wie meinst Du das? Obiges Schaltbild war das, was ich meinte.
Ansonsten stimme ich Dir zu. Zusätzlich würde ich noch R9/R10 direkt an 
die Basen von Q2/Q3 hängen.

Gruß
Andreas

von luki (Gast)


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Norbert S. schrieb:
> Hi,
>
> wie denn jetzt, in der Realität geht es nicht, in der Simulation schon?

genauso ist es.

> Was passiert denn ab 10mA, was hast Du wo gemessen?

Der gepulste Strom der einen LED steigt weiter durch Erhöhen von V_DAC, 
der Strom durch die zweite LED sinkt hingegen ab. Die Grenze ab welcher 
dieses "Ungleichgewicht" auftritt sind die besagten 10mA. Gemessen wurde 
an den beiden Widerständen R1/2 mit Oszi.

> Wenn Du die Ströme nicht einstellen musst, würde ich R1/2 an den
> Collector von T1/5 packen und für die 70mA dimensionieren und R5/6 auf
> 1k machen und in der Sättigung schalten.

Der Strom sollte einstellbar sein. die Widerstände (R5/R6) kann ich 
jedoch trotzdem reduzieren, brachte aber nix, habe ich bereits probiert.

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

ins Blaue getippt: R7 oder 8 ist 10k statt 1k.

Gruß,
Norbert

von luki (Gast)


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Norbert S. schrieb:
> Hi,
>
> ins Blaue getippt: R7 oder 8 ist 10k statt 1k.
>
> Gruß,
> Norbert

Nein leider auch nicht, eben gerade zum xten mal nachgemessen ^^

Luki

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