Was haltet ihr von diesem LED-Treiber?

[Max (Gast)]

Hallo,

Was meint ihr zu diesem LED-Treiber? Jeder Transistor treibt 10 LEDs. 
Somit sind das 200 LEDs, die mit einem PORT-Pin angesteuert werden 
können mit PWM. Meint ihr das passt so?

Gruß

Max

[Helmut L. (helmi1)]

Warum nimmst du nicht einen Transistor der den kompletten Strom schafft?

[Martin (Gast)]

In der Theorie passt das. Praktisch ist es Murks.

[MaWin (Gast)]

Max schrieb:
> Was meint ihr zu diesem LED-Treiber?

Wohin willst du deine LEDs treiben ?
Übern Jordan ?
Wird mit der Murksschaltung nichts.


Angenommen deine VL sind je 10 weisse LED in Reihe.

Wie kommst du auf 31V ?

Weil das der TYPISCHE Wert der benötigten Spannung ist ?
Dann schau noch mal genauer in dein Datenblatt deiner Lichterkette, 
vermutlich steht das was von 29V bis 36V, undd amit muss dann deine 
Schaltung zu recht kommen.

Was bei 35V rein nicht klappen wird.

Nehmen wir also 40V rein an.

Dann geht im einfachsten Fall

                                                        +40V
                                                          |
        +--560R--|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|--+
        +--560R--|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|--+
        :                                                 :
        +--560R--|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|--+
        |
GPIO --|I IRF7470
        |S
       GND

allerdings kann der Strom durch die LED-Kette schwanken von
7 bis 20mA, also die Helligkeit von 30% bis 100%.

Besser also mit Stromregelung aus deinen 3.3V

                                                         +40V
                                                          |
              +--|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|--+
              |                                           |
GPIO -----+--|< BC547                                     |
          |   |E                                          |
          |  120R                                         |
          |   |                                           |
       +--)---+                                           |
       |  |                                               |
       |  |                                               |
       |  |   +--|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|--+
       |  |   |                                           |
       |  +--|< BC547                                     |
       |  |   |E                                          |
       |  |  120R                                         |
       |  |   |                                           |
       +--)---+                                           |
       |  |                                               |
       :  :                                               :
       |  |                                               |
       |  |   +--|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|-|<|--+
       |  |   |                                           
       |  +--|< BC547                                     
       |      |E                                          
       |     120R                                         
       |      |                                           
       +------+                                           
       |                                                  
      GND

Dann fliessen 20mA, +/-10% und die LED-Streifen sind gleich hell.

[Max (Gast)]

@Helmut: Ich möchte eine nicht allzu hohe Gleichspannung erzeugen. Aber 
der Vorschlag ist gut. Man könnte dann in den Kollektrozweig alle 20 x 
10 LEDs hängen oder? Was wäre ein geeigneter "Wald und 
Wiesen"-Transistor für diese Anwendung? Im Kollektorzweig fließt ja dann 
grob ein halbes Ampere.

@Martin: Was wäre denn kein Murks?

[Nicht Martin (Gast)]

Max schrieb:
> @Martin: Was wäre denn kein Murks?

MaWin schrieb:
> ....

[Max (Gast)]

@MaWin: Das sieht echt gut aus. Ich schmeiß mal schnell mein LTSpice an 
und schaue, ob ich die Schaltung verstehe.

[Helmut L. (helmi1)]

Max schrieb:
> Was wäre ein geeigneter "Wald und
> Wiesen"-Transistor für diese Anwendung? Im Kollektorzweig fließt ja dann
> grob ein halbes Ampere.

MaWin hatte dir einen Type genannt. Es gibt aber noch viele mehr 
draussen im Siliziumland.

[Max (Gast)]

Was ist das für ein Bauteil +--)---+ ?

[ArnoR (Gast)]

Eine verbindungsfreie Kreuzung.

[Max (Gast)]

So sieht das ganze jetzt in LTSpice aus.
@Mawin: Warum verwendest Du keinen Basis-Vorwiderstand, um den IB zu 
regeln?

[Martin (Gast)]

Max schrieb:
> Man könnte dann in den Kollektrozweig alle 20 x
> 10 LEDs hängen oder?

Oder!

Probier es aus. Hinterher bist du vielleicht etwas schlauer. Oder auch 
nicht.

[Helmut L. (helmi1)]

Er betreibt die Transistoren als Stromquelle, zu erkennen am 
Emitterwiderstand von 120 Ohm, da ist ein Basisvorwiderstand eher 
kontraproduktiv. Die Basis hat dabei ein festes Potential von 3.3V.
Zieht man jetzt die 0.7V BE Spannung ab bleiben fuer den 120 Ohm rund 
2.6V ueberig. Das macht dann 2.6V/120Ohm = 21.6mA Emitter = 
Kollektorstrom.
Den Abzug des Basisstrom vernachlaessigen wir mal dabei.

[Basiswiderstand (Gast)]

Die Schaltung hat dabei leider ein Nachteil, wenn man diese Schaltung 
ohne Basiswiderstände verwendet: Schau dir mal den Strom aus dem GPIO 
Port an... Ich wette nicht jeder Port verkraftet 100mA ;)

Und dann schließ die fehlenden Verbindungen und schau, wie der Strom 
sinkt.

Jetzt überlege, was passiert, wenn ein Strang ausfällt...

[Max (Gast)]

@Helmut: Danke für die Erklärung. Durch die 120 Ohm am Emitter hab ich 
ja auch eine Stromgegenkopplung und das ganze ist einigermaßen 
temperaturstabil oder?

@Mawin: Vielen Dank für die Schaltung.

[Max (Gast)]

Wie wärs mit nem weiteren Transistor am GPIO?

[MaWin (Gast)]

Basiswiderstand schrieb:
> Die Schaltung hat dabei leider ein Nachteil, wenn man diese Schaltung
> ohne Basiswiderstände verwendet: Schau dir mal den Strom aus dem GPIO
> Port an... Ich wette nicht jeder Port verkraftet 100mA ;)

Kindchen, erst verstehen lernen, dann rumpalavern.

[Max (Gast)]

Recht hat er allerdings.

[Helmut L. (helmi1)]

Max schrieb:
> Recht hat er allerdings.

Dann mach fuer diesen Fall das der Strang ausfaellt und der Basisstrom 
dann steigen sollte halt ein paar hundert Ohm vor die Basis.
Aber wie gesagt fuer den Normalbetrieb braucht man ihn nicht halt nur im 
Katastrophenfall.

[Max (Gast)]

Die Schaltung zieht allerdings im Normalbetrieb knapp 100mA vom GPIO. 
Das zeigt der grüne Graph. Dass der Strom negativ ist, liegt daran, dass 
der Strom durch die Spannungsquelle (Stromerzeugerpfeilsystem) in die 
selbe Richtung wie diese gepfeilt ist.

Also was mach mer da?

[Max (Gast)]

> Also was mach mer da?

Oh der eine Zweig war ja immer noch offen ^^.

Aber woher kommen diese Über- und Unterschwinger?

[asdf (Gast)]

> Also was mach mer da?
10k Basisvorwiderstand pro Transistor

[MaWin (Gast)]

Max schrieb:
> Die Schaltung zieht allerdings im Normalbetrieb knapp 100mA vom GPIO.

Nein, wenn man nicht ständig Fehler beim Schaltplanzeichnen macht unter 
4mA.

Max schrieb:
> Aber woher kommen diese Über- und Unterschwinger?

Spice.

asdf schrieb:
> 10k Basisvorwiderstand pro Transistor

Sicher nicht, klarer Fall von denn sie wissen nicht was sie tun,
damit ruiniert man die ganze Funktion der Schaltung.

[Max (Gast)]

Die Überschwinger waren im Endeffekt Diracs, weil die Flanken vom 
GPIO-Signal unnatürlich steil waren. So mit T_rise und T_fall gleich 
100us passt es nun.

Kann man auch einfach ne Sicherung verbauen?

[Helmut L. (helmi1)]

Max schrieb:
> Kann man auch einfach ne Sicherung verbauen?

Wozu?

[Max (Gast)]

Um den µC zu schützen. Der ist nämlich in dem Fall, dass nur eine LED 
verreckt ziehmlich schnell hin.

[Helmut L. (helmi1)]

Max schrieb:
> Um den µC zu schützen. Der ist nämlich in dem Fall, dass nur eine LED
> verreckt ziehmlich schnell hin.

Dafuer wirst du keine Sicherung finden. Wie gesagt mach hinter dem Port 
einen Widerstand von 3.3V / 20mA = 180 Ohm und dann sollte dein Port 
nicht kaputt gehen. Der Widerstand selber ist dann noch so niederohmig 
das er die Funktion der Stromquelle nicht beeintraechtig im gegensatzt 
zu den 10K.

[Basiswiderstand (Gast)]

MaWin schrieb:
> Max schrieb:
>> Die Schaltung zieht allerdings im Normalbetrieb knapp 100mA vom GPIO.
>
> Nein, wenn man nicht ständig Fehler beim Schaltplanzeichnen macht unter
> 4mA.

Also Kindlein, erst mal den geposteten Schaltplan anschauen und dann 
"palavern".

In dem Schaltplan fehlten die Verbindungen, also kommen gefühlt 100mA 
(habe ich nicht simuliert)aus dem "Port".

Klar, im Normalfall sieht es gut aus, bis der erste Strang ausfällt...

[Stefan F. (Gast)]

@Basiswiderstand

Aus dem Port eines gewöhnlichen Mikrocontrollers kommen ganz sicher 
keine 100mA. Und ein Kurzschluss an einem einzelnen Pin macht ihn auch 
nicht kaputt.

[asdf (Gast)]

>> 10k Basisvorwiderstand pro Transistor

>Sicher nicht, klarer Fall von denn sie wissen nicht was sie tun,
>damit ruiniert man die ganze Funktion der Schaltung.
Ach, und warum?

Der BV 547B hat ein h_fe=200 macht bei 20mA Kollektorstrom 100uA 
Basisstrom. Bei einer UBE von 2.4V reichen die 10k fuer 240uA 
Basisstrom. (LTSpice sieht das im Uebrigen genau so).

Fuer eine Erklaerung, warum meine Ueberlegung falsch sein soll, waere 
ich dankbar.

[John D. (Gast)]

Kann man machen, aber:
i) warum sollte man?
ii) Dann fließen aber nur rund 15mA in den LED und
iii) dieser Strom hängt dann von den Exemplarstreuungen von hfe ab.

[asdf (Gast)]

> i) warum sollte man?
Im Fall eines Kurzschlusses irgendwo jenseits des Basisvorwiderstands 
grillt man sich nicht den Port

> ii) Dann fließen aber nur rund 15mA in den LED und
Sind bei mir 17mA, aber man kann durchaus auf 1k runter gehen, dann sind 
es 19.8mA und man ist immer noch auf der sicheren Seite (s. i))

>iii) dieser Strom hängt dann von den Exemplarstreuungen von hfe ab.
Nein, da man immer noch eine Stromgegenkopplung ueber den 
Emitterwiderstand hat und selbst bei 10k noch ein Faktor >2 als 
Sicherheit aufgeschlagen ist