Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Problem mit LM339N


von Kev W. (kerv)


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Hallo alle miteinander!

Ich bin neu hier im Forum und stehe im Moment vor einem Problem, ich 
hoffe ihr könnt mir helfen :)

Ich baue mir aktuell eine Spannungskomparatorschaltung mithilfe mehrerer 
LM339Ns, verstehe aber deren Schaltverhalten nicht.

Also, folgendes Ziel (Schaltpläne habe ich leider gerade keine zur Hand, 
kann ich aber bei Bedarf morgen nachliefern):

Eine Spannung von 3V wird in einem Spannungsteiler in 10 
Referenzspannungen aufgeteilt (also 3V...0V in 0,3V Schritten), welche 
mit einer Messspannung 0V-3V verglichen werden sollen. Wird eine der 
Referenzsspannungen überschritten, geht jeweils eine weitere LED an, bis 
letztlich bei Ue = 3V alle LEDs leuchten (Quasi eine %-Anzeige in 
10%-Schritten).
Als Versorgungsspannung benutze ich 5V, also mehr als die nach 
Datenblatt benötigten 1,5V mehr.
Beschaltet habe ich die LM339s einfach als Basic Comparators, also Uref 
auf (-), Umess auf (+) und jeweils einen Pull-Up Widerstand von 10kOhm 
an den Ausgang, außerdem natürlich LED + Vorwiderstand an den Ausgang.
So weit, so gut. Oder auch nicht, jedenfalls funktioniert die Schaltung 
so nicht, wie sie soll, denn die LEDs sind an, solange Umess =< Uref, 
sobald Umess > Uref geht die LED aus. Die Schaltung arbeitet also genau 
falschrum. Nach Datenblatt müsste der Ausgang ein HIGH Signal liefern, 
sobald die Spannung an (+) größer als die Spannung an (-) ist, bei mir 
ist HIGH, wenn (-) > (+).

Ein Open Collector Ausgang schaltet meines Wissens nach doch bei HIGH 
auf Masse durch, oder? und bei LOW sperrt er. Oder ist es andersrum?

Hat vielleicht jemand eine Idee? Bin bei meiner Recherche im Internet 
leider nicht auf ein ähnliches Problem gestoßen... weitere 
Drumherumschaltung gibt es auch nicht...

Ich bedanke mich natürlich schon im Voraus für die Hilfe :)

von Uwe B. (uwe_beis)


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Kev Wa schrieb:
> Ein Open Collector Ausgang schaltet meines Wissens nach doch bei HIGH
> auf Masse durch, oder? und bei LOW sperrt er.
Nein.

> Oder ist es andersrum?
Ja. Ganz einfach.

von Oldie (Gast)


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Warum machst du das nicht VIEL einfacher mit einem LM3914?

von Kev W. (kerv)


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Oldie schrieb:
> Warum machst du das nicht VIEL einfacher mit einem LM3914?

Bin Anfänger, kannte diesen IC gar nicht ;) Danke für den Tipp!
Habe mir gerade das Datenblatt mal angesehen, verstehe nur die Nutzung 
von REF OUT und REF ADJ nicht, muss ich diese am LM3914 verwenden? 
Könnte eh volle 5V drauf geben, da die LED-Leiste inkl. Vorwiderstände 
schon fertig gelötet ist.

@Uwe:
Auch Dir danke! Ist das grundsätzlich so, oder kann das von IC zu IC 
unterschiedlich sein? Finde dazu bei google teilweise unterschiedliche 
Angaben.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Kev Wa schrieb:
> Oldie schrieb:
>> Warum machst du das nicht VIEL einfacher mit einem LM3914?

Ich tendiere dazu, zuerst die Frage zu beantworten, und dann, wenn es 
sich anbietet, einen Alternativvorschlag zu machen. LM3914 ist so einer.

REF OUT und REF ADJ sind schon etwas verwirrend, da muss man einige mal 
das Datenblatt lesen, bis man es kapiert.

Vorwiderständ brauchst du nicht, weil die LM391x-Serie 
Konstantstromquellen enthält, die über REF OUT / REF ADJ eingestellt 
werden.

Kev Wa schrieb:
> Ist das grundsätzlich so, oder kann das von IC zu IC
> unterschiedlich sein? Finde dazu bei google teilweise unterschiedliche
> Angaben.

Ja. 'Low' ist nach Masse, 'High' zur Betriebsspannung.

Vielleicht hier mal etwas Grundsätzliches: Wenn man von 'High' oder 
'Low' spricht, sind damit physikalische Zustände gemeint, und zwar 
bezüglich der Spannung: Sie ist hoch bzw. niedrig. Wenn man von '0' oder 
'1' spricht, ist das eher logisch zu verstehen. Das kann ins 
Physikalische auch als Licht 'an' oder 'aus', 'Kreis' oder 'Kreuz', oder 
Zeiger 'links' oder 'rechts' übersetzt werden. Meistens ist natürlich 
'1' physikalisch auch 'high', aber ein schönes Gegenbeispiel ist die 
RS-232-Schnittstelle: Aus dem UART kommen die TTL-Pegel mit '1' = 
'high', gehen dann auf den invertierenden Leitungstreiber, da ist dann 
'1' = -3 bis -12V und '0' = +3 bis +12V (und werden im invertierenden 
Empfänger wieder zu 'high' und 'low').

von Oldie (Gast)


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Ja klar musst du die verwenden, sonst hast du statt der
10 x 0,3 V = 3 V Anzeige eine 10 * 0,125 V = 1,25 V Anzeige.

Außerdem ist das IC, obwohl es schon ca. 40 Jahre alt ist,
recht pfiffig! Mit den Widerständen, die deinen Messbereich
bestimmen, wird auch der LED-Strom vorgeben.

Wenn du meinst, die LEDs sind mit 12,5 mA hell genug, dann
schalte einen R1 = 1,25 V / 1,25 mA = 1 kOhm zwischen
Pin 7 (Ref Out) und Pin 8 (Ref Adj).

Um den Spannungsmessbereich von 10 x 0,3 V = 3,0 V zu erhalten,
schaltest du einen R2 von Pin 8 (Ref Adj) nach Masse.

R2 = R1 * (Umax - 1,25 V) / 1,25 V

Das wären bei Umax = 3 V etwa R2 = 1,4 kOhm

Durch diesen R2 fließt aber noch ein Strom von 0,12 mA,
womit Umax größer wird.

Also: Nimm für R2 ein Poti von 2,5 kOhm und stell damit ein,
dass bei genau 3,0 V die oberste LED gerade einschaltet.

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