Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnisfrage ULN2803 LED und Relais


von Walter (Gast)


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Hallo,

ich möchte mittels ULN2803 ein 12V Relais von einem STM32 aus schalten 
und den Schaltzustand per LED anzeigen.

Da die 12V direkt vom NT kommen, besteht potentiell die Gefahr, das 
jemand eine höhere Spannung anschließt, d.h. ich möchte die LED nicht in 
Reihe schalten.

Nun dachte ich, ich verbinde die LED einfach an mein VDD, das sind 3v3 
von einem Recom SR. So hätte ich eine verlässliche Spannung und somit 
einen genauen Wert für den Vorwiderstand der LED.

Kann ich die LED und das Relais an einen gemeinsamen Ausgang des ULN 
hängen und gemeinsam gegen GND schalten?

[Anfängerfrage]
Also wenn das Relais nicht geschaltet ist, "sucht" sich dann die 
Spannung den Weg durch die LED und macht sie wegen der max. 
Sperrspannung von 5V kaputt?

Meinem Verständnis nach lautet die Antwort "Nein"?

Ideen die ich bislang habe:
- LDO zwischenschalten, fixe Version mit 10V; Relais schaltet ab 9V (zb 
TL750M10CKVURG3)
- Zusätzliche Diode zur LED mit höherer Sperrspannung
- grundsätzlich Überspannungsschutz ergänzen, welchen?
- Alles unnötig, geht auch so

Danke und viele Grüße!

von Bernhard S. (dl9rdw)


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Warum sollte eine vermeintlich höhere Spannung für die LED gefährlicher 
sein als für das Relais?

Grüße

Bernhard

von spontan (Gast)


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>ich möchte die LED nicht in Reihe schalten.

In Reihe mit dem Relais ist eh nix. Nimm die 12Volt vom Netzteil, ein 
Vorwiderstand, der auch bei der befürchteten doppelten Spannung nicht 
sich und auch nicht die LED zerstört, und gut.

An die Relais noch Dioden, die eingebauten im ULN sind eher etwas 
schwach.

von Walter (Gast)


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Bernhard Schröcker schrieb:
> Warum sollte eine vermeintlich höhere Spannung für die LED
> gefährlicher
> sein als für das Relais?
>
> Grüße
>
> Bernhard

Das Relais kommt mit Spannung bis zu 180%, also 21.6V klar, das würde 
mir reichen. Die LED sagt vorher Tschüss.

von Walter (Gast)


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spontan schrieb:
>>ich möchte die LED nicht in Reihe schalten.
>
> In Reihe mit dem Relais ist eh nix. Nimm die 12Volt vom Netzteil, ein
> Vorwiderstand, der auch bei der befürchteten doppelten Spannung nicht
> sich und auch nicht die LED zerstört, und gut.
>
> An die Relais noch Dioden, die eingebauten im ULN sind eher etwas
> schwach.

Ok, ja, aber wenn ich den VW auf zb 24V auslege, dann leuchtet die LED 
doch aber bei 12V nicht mehr, oder?

LED:

LTST-C193KRKT-5A

http://www.mouser.de/ProductDetail/Lite-On/LTST-C193KRKT-5A/?qs=%2fha2pyFaduhW50s774FcTV5QeKYYa4sXtSXqC7w9NCA%3d

von Harald W. (wilhelms)


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Walter schrieb:

> Das Relais kommt mit Spannung bis zu 180%, also 21.6V klar, das würde
> mir reichen. Die LED sagt vorher Tschüss.

Dann ist deren Vorwiderstand falsch dimensioniert.

von Bernhard S. (dl9rdw)


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> Das Relais kommt mit Spannung bis zu 180%, also 21.6V klar, das würde
> mir reichen. Die LED sagt vorher Tschüss.

Ja je nach Vorwiderstand. Aber die beiden Versorgungsspannung zu nehmen 
und eine Differenz von 8.7 Volt zu haben bei einer max. Sperrspannung 
von 5 Volt halte ich auch nicht für tragbar.

Wenn ich mal grob überschlage, dann betreibst Du die LEDs mit 5 mA. 
Schau einfach mal ins Datenblatt was die LEDs abkönnen.

Andere Frage:
Warum betreibst Du die LEDs nicht direkt am µC Ausgang? Kann der Port in 
Summe keine 40mA?

Grüße

Bernhard

von Harald W. (wilhelms)


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Walter schrieb:

> Ok, ja, aber wenn ich den VW auf zb 24V auslege, dann leuchtet die LED
> doch aber bei 12V nicht mehr, oder?

Autoelektrik wird normalerweise so dimensioniert, das sie einen
"Jumpstart", also Start mit 24V-Batterie übersteht.

von Joachim B. (jar)


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Walter schrieb:
> Also wenn das Relais nicht geschaltet ist, "sucht" sich dann die
> Spannung den Weg durch die LED und macht sie wegen der max.
> Sperrspannung von 5V kaputt?

das war mein erster Gedanke als ich den Plan sah,

Walter schrieb:
> Meinem Verständnis nach lautet die Antwort "Nein"?

wieso wenn du

Walter schrieb:
> [Anfängerfrage]

das weisst?

wenn das Relais (der ULN Trasi) nicht geschaltet hat liegen 12V über die 
Relspule zur LED nach 3,3V das ergibt eine Spannungdifferenz von fast 9V 
welche die LED als Sperrspannung aushalten müsste, tut sie das? Ohne LED 
Datenblatt schwer abzuschätzen, gefühlt würde ich sagen nein.

Ergo in Reihe zu LED noch eine Si Diode legen, aber den Vorwiderstand 
neu rechnen, 3,3V - LED ca. 1,8V-2V - Diode 0,7V = Ur = 0,6V / I LED

von Walter (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Walter schrieb:
>
>> Das Relais kommt mit Spannung bis zu 180%, also 21.6V klar, das würde
>> mir reichen. Die LED sagt vorher Tschüss.
>
> Dann ist deren Vorwiderstand falsch dimensioniert.

Nein, glaube nicht. Wenn der VW auf 12V ausgelegt ist, damit 1.8V 
rauskommen und jemand 18V anschließt, kann das Relais das ab, aber die 
LED?

von Walter (Gast)


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Bernhard Schröcker schrieb:
>> Das Relais kommt mit Spannung bis zu 180%, also 21.6V klar, das
> würde
>> mir reichen. Die LED sagt vorher Tschüss.
>
> Ja je nach Vorwiderstand. Aber die beiden Versorgungsspannung zu nehmen
> und eine Differenz von 8.7 Volt zu haben bei einer max. Sperrspannung
> von 5 Volt halte ich auch nicht für tragbar.
>
> Wenn ich mal grob überschlage, dann betreibst Du die LEDs mit 5 mA.
> Schau einfach mal ins Datenblatt was die LEDs abkönnen.

Jupp, sind 5mA, max Forward Current sind 20mA.


>
> Andere Frage:
> Warum betreibst Du die LEDs nicht direkt am µC Ausgang? Kann der Port in
> Summe keine 40mA?

Da bin ich noch nicht drauf gekommen ;-)

>
> Grüße
>
> Bernhard

Danke

von Bernhard S. (dl9rdw)


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Hallo Walter,

das Datenblatt gibt die Testwerte bei 5mA an. So wie dein Widerstand 
ausgelegt ist, fliessen da bei 3,3 Volt ungefähr 5mA. Der Vorwärtstrom 
wird aber mit 20mA im Datenblatt angegeben (Das kann die Diode auf alle 
Fälle). Also wenn Du bei 12 Volt mit 5mA ausreichende Helligkeit hast, 
dann passiert bei 24 Volt auch noch nix. Wenn Du bei 12 Volt mit 8mA 
rechnest dann sind das bei 24Volt auch erst 17,6mA.

Wie war das I = U / R.

Grüße

Bernhard

von Walter (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Walter schrieb:
>> Also wenn das Relais nicht geschaltet ist, "sucht" sich dann die
>> Spannung den Weg durch die LED und macht sie wegen der max.
>> Sperrspannung von 5V kaputt?
>
> das war mein erster Gedanke als ich den Plan sah,
>
> Walter schrieb:
>> Meinem Verständnis nach lautet die Antwort "Nein"?
>
> wieso wenn du
>
> Walter schrieb:
>> [Anfängerfrage]
>
> das weisst?
>
> wenn das Relais (der ULN Trasi) nicht geschaltet hat liegen 12V über die
> Relspule zur LED nach 3,3V das ergibt eine Spannungdifferenz von fast 9V
> welche die LED als Sperrspannung aushalten müsste, tut sie das? Ohne LED
> Datenblatt schwer abzuschätzen, gefühlt würde ich sagen nein.

Das hatte ich vermutet bzw. befürchtet. Ich habe allerdings Schaltungen 
gesehen, wo das so gehandhabt wurde. Schätze, das waren 5V Relais.

>
> Ergo in Reihe zu LED noch eine Si Diode legen, aber den Vorwiderstand
> neu rechnen, 3,3V - LED ca. 1,8V-2V - Diode 0,7V = Ur = 0,6V / I LED

Danke!

von Walter (Gast)


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Bernhard Schröcker schrieb:
> Hallo Walter,
>
> das Datenblatt gibt die Testwerte bei 5mA an. So wie dein Widerstand
> ausgelegt ist, fliessen da bei 3,3 Volt ungefähr 5mA. Der Vorwärtstrom
> wird aber mit 20mA im Datenblatt angegeben (Das kann die Diode auf alle
> Fälle). Also wenn Du bei 12 Volt mit 5mA ausreichende Helligkeit hast,
> dann passiert bei 24 Volt auch noch nix. Wenn Du bei 12 Volt mit 8mA
> rechnest dann sind das bei 24Volt auch erst 17,6mA.
>
> Wie war das I = U / R.
>
> Grüße
>
> Bernhard

Manchmal sieht den Baum vor lauter Wäldern nicht...

Danke Dir und Euch allen! Hat mir sehr geholfen

von Harald W. (wilhelms)


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Walter schrieb:

> Nein, glaube nicht. Wenn der VW auf 12V ausgelegt ist, damit 1.8V
> rauskommen und jemand 18V anschließt, kann das Relais das ab, aber die
> LED?

Der Satz klingt zwar ziemlich wirr, aber LEDs sind da keinesfalls
empfindlicher als Relais. Zudem sind sie deutlich billiger. Wenn man
Relais dauerhaft mit der zulässigen Maximalspannung betreibt, wird
deren Lebensdauer ziemlich in den Keller gehen.

von Wayne (Gast)


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spontan schrieb:
> An die Relais noch Dioden, die eingebauten im ULN sind eher etwas
> schwach.

Schwachsinn. Diodes are for sissies. Du benutzt auch Unterlegscheiben!

von Walter (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Walter schrieb:
>
>> Nein, glaube nicht. Wenn der VW auf 12V ausgelegt ist, damit 1.8V
>> rauskommen und jemand 18V anschließt, kann das Relais das ab, aber die
>> LED?
>
> Der Satz klingt zwar ziemlich wirr, aber LEDs sind da keinesfalls
> empfindlicher als Relais. Zudem sind sie deutlich billiger. Wenn man
> Relais dauerhaft mit der zulässigen Maximalspannung betreibt, wird
> deren Lebensdauer ziemlich in den Keller gehen.

Da hast Du Recht. Meine Idee war bislang, das bei zb 18V nichts kaputt 
geht. Das hindert aber niemanden dann eben auch 18V zu nutzen. Man 
kriegt ja keine Rückmeldung das es zuviel Spannung ist, wenn keine 
Rauchzeichen gegeben werden.

Eigentlich will ich ja, das das ganze mit 12V läuft. Dh höhere 
Spannungen sollten eigentlich geblockt werden und das Gerät sollte nicht 
laufen, damit man das auch merkt.

Das bringt mich wieder zum Thema Überspannungsschutz...

von Harald W. (wilhelms)


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Walter schrieb:

> Das bringt mich wieder zum Thema Überspannungsschutz...

Bau eine Crowbar ein.

von Walter (Gast)


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So, hab mir das noch mal durch den Kopf gehen lassen:

Ich werde den TL750M10CKVURG3 nehmen. Der gibt mir fix 10V und hat 
sowohl  Überspannungsschutz eingebaut als auch eine thermale 
Abschaltung. Dazu noch ein paar C's und fertig. Das Ding kostet ca. 
70ct.

Danke an alle.

von Teo D. (teoderix)


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Was soll das Teil bringen?
Für die LEDs? Völlig sinnlos! Häng die die Dinger an die 12V und 
berechne den Vorwiderstand für 30V 20mA. Das sollte selbst Dein 
ängstliches Hertz glücklich machen!

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Teo Derix schrieb:

> berechne den Vorwiderstand für 30V 20mA. Das sollte selbst Dein
> ängstliches Hertz glücklich machen!

Genau: 1 Hertz für Letz. :-)

von Walter (Gast)


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Teo Derix schrieb:
> Was soll das Teil bringen?
> Für die LEDs? Völlig sinnlos! Häng die die Dinger an die 12V und
> berechne den Vorwiderstand für 30V 20mA. Das sollte selbst Dein
> ängstliches Hertz glücklich machen!

Nur habe ich dann immer noch kein Überspannungsschutz zb eben für die 
Relais.

Mit dem "sinnlosen" Teil habe ich aber konstant 10V und 
Überspannungsschutz für nur 70ct.

Ist halt ne Abwägung zwischen "wir werden alle sterben" und "was solls".

von Harald W. (wilhelms)


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Walter schrieb:

> Mit dem "sinnlosen" Teil habe ich aber konstant 10V und
> Überspannungsschutz für nur 70ct.

Hmm, damit willst Du Deine Relais betreiben? Wo bekommst Du denn
passende 10V-Relais? Und hast Du schon einen grossen Kühlkörper
für Deinen Regler eingeplant?

von Walter (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Walter schrieb:
>
> Mit dem "sinnlosen" Teil habe ich aber konstant 10V und
> Überspannungsschutz für nur 70ct.
>
> Hmm, damit willst Du Deine Relais betreiben? Wo bekommst Du denn
> passende 10V-Relais? Und hast Du schon einen grossen Kühlkörper
> für Deinen Regler eingeplant?

Die Relais schalten ab 9v.
Und bei im Regelfall Vin von 12v auf 10v brauchts keinen Kühlkörper 
denke ich. Wer da 18v dranhängt hat dann halt ne kleine Heizung. (Und 
das Teil schaltet bei Überhitzung autom. ab)

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