Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie an dieser Schaltung eine LED betreiben?


von Manuel W. (multisync)


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Hallo zusammen,

im Anhang findet ihr die Beschaltung einer kleinen Platine, die ich hier 
vor mir liegen habe.

Der Transistor (der max. 5mA sinken kann) befindet sich innerhalb eines 
ICs. Die beiden Widerstände sind als SMD-Widerstände auf einer kleinen 
fertigen Platine ausgeführt. Der Pin in der Mitte ist ein 
Stiftleisten-Stift mit das Ding in meine Lochrasterplatine eingelötet 
werden soll. Der Pin rechts ist ein Stiftleisten-Stift über den meine 
Lochrasterplatine mit anderen Platinen meines Projektes verbunden wird.
Vss kann sowohl 3,3V oder 5V sein.

Das Ziel wäre folgendes:

*Wenn der Transistor durchschaltet:*
  - Soll eine LED leuchten
  - Will ich das anhand eines eindeutigen CMOS-Pegels am rechten Pin 
mitbekommen

*Wenn der Transistor nicht durchschaltet:*
  - Soll die LED nicht leuchten
  - Will ich das anhand eines eindeutigen CMOS-Pegels am rechte Pin 
mitbekommen


Wisst ihr, wie ich das am besten hin bekomme?

Nur damit ihr seht, dass ich mir schon selbst Gedanken gemacht habe, 
hänge ich noch ein zweites Bild dran. Ich dachte zunächst, dass ein 
PNP-Transistor gegen Vss die Lösung wäre, jedoch hätte ich dann aufgrund 
des Stromes durch den 1k5-Widerstand wohl keinen eindeutigen LOW-Pegel 
am rechten Pin.


Vielen Dank und Gruß!

: Bearbeitet durch User
von Manuel W. (multisync)


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Hier das unten erwähnte zweite Bild. Upload hat vorhin nicht geklappt.

von Sascha (Gast)


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Also wenn du den 1,5k kurzschließt hast du nen eindeutigen low-Pegel. 
Das sollte deine Anforderungen erfüllen.

von Manuel W. (multisync)


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Oh, das hätte ich vielleicht erwähnen sollen: An den bestehenden 
Widerständen soll keine Änderung vorgenommen werden.

Sonst wäre das natürlich eine Möglichkeit, ja.

von Sascha (Gast)


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Also bei 5V hast du 0,65V als low Pegel. Für TTL geht das nicht (imho 
max 0,4V), aber CMOS kommt damit wohl klar.

MOS4007 macht als Angabe zum Beispiel "input low level max. 1V" bei 5V 
Versorgungsspannung.

von Manuel W. (multisync)


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Sascha schrieb:
> Also bei 5V hast du 0,65V als low Pegel. Für TTL geht das nicht (imho
> max 0,4V), aber CMOS kommt damit wohl klar.

Du beziehst dich jetzt auf Zeichnung 1, ohne den PNP-Transistor, oder?
Wenn ja: Dann fehlt aber noch die LED die zum leuchten gebracht werden 
muss..
Wenn nein: Übersiehst du vielleicht den Basisstrom durch den Transistor?

> MOS4007 macht als Angabe zum Beispiel "input low level max. 1V"
> bei 5V Versorgungsspannung.

Bei der Lösung mit PNP-Transistor hätte ich denke ich einen low-Pegel 
von 1,2V.

von Sascha (Gast)


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Ähm ja ich hatte an das Bild aus dem Eingangspost gedacht.

Ist das ne Option nen CMOS Baustein wie den 4007er zwischenzuschalten? 
Je nachdem was das für ne LED ist kann die die auch direkt treiben.

von Heiner (Gast)


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Hat das irgendwelche besonderen Gründe das Foto als PNG hochzuladen?

von Sascha (Gast)


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Oder vielleicht deswegen:

"
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
"

von Heiner (Gast)


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Sascha schrieb:
> Oder vielleicht deswegen:
>
> "
> Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
> Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
> GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
> "

Ja es gehört schon ein IQ größer Null dazu um das richtig zu 
interpretieren. Aber das sollte doch für normale Menschen die sich mit 
Elektronik befassen selbstverständlich sein.

von Sascha (Gast)


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Also ich interpretiere das so, dass JPG nur für Fotos und Scans ist und 
PNG für Alles in Ordnung ist.

Das bestätigt sich auch wenn man das hier liest:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Bildformate#Technische_Zeichnungen:_SVG_oder_PNG

(verlustfreiheit, keine Kompressionsartefakte usw)

von Manuel W. (multisync)


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Sascha schrieb:
> Ähm ja ich hatte an das Bild aus dem Eingangspost gedacht.
>
> Ist das ne Option nen CMOS Baustein wie den 4007er zwischenzuschalten?
> Je nachdem was das für ne LED ist kann die die auch direkt treiben.

Das wäre eine Option, ja. Wenn ich keine andere Möglichkeit finde, werde 
ich wohl auf diese Möglichkeit zurückgreifen... Ist halt so ein bisschen 
die Dampfhammer-Methode. :-) Meine Vermutung war, dass es für so einen 
"Standardanwendungsfall" wohl eine etablierte 08/15-Transistorschaltung 
gibt, und ich sie nur nicht kenne. Was 
Transistorschaltungen/Bauteilkunde anbelangt bin ich nämlich nicht 
gerade der fitteste.

von Sascha (Gast)


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Naja gibts schon, du kannst nen NPN gegen Masse setzen und da nen 
Spannungsteiler davor der dafür sorgt dass bei den 0,65V low-Pegel kein 
Strom in die Basis fließt.

Allerdings ist die Logik dann invertiert, die LED leuchtet wenn der FET 
aus ist.

von Manuel W. (multisync)


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Heiner schrieb:
> Hat das irgendwelche besonderen Gründe das Foto als PNG hochzuladen?

Ich hab's übersehen. Ich bin immer angenervt von Leuten die ein falsches 
Dateiformat wählen, und ihre Screenshots (die meist nur eine handvoll 
Farben beinhalten) in JPEG (mit grässlichen Kompressionsartefakten) 
hochladen. Nachdem meine Uplaods zu 90% Screenshots sind, habe ich mein 
Bildbearbeitungsprogramm standardmäßig auf PNG eingestellt. Tjo, diesmal 
bin ich wohl der Depp der's falsch gemacht. :-( Grad gesehen, das erste 
Bild wäre mit JPEG knackige 25kB groß gewesen! Blöd gelaufen. Sorry.

von Manuel W. (multisync)


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Sascha schrieb:
> Naja gibts schon, du kannst nen NPN gegen Masse setzen und da nen
> Spannungsteiler davor der dafür sorgt dass bei den 0,65V low-Pegel kein
> Strom in die Basis fließt.
>
> Allerdings ist die Logik dann invertiert, die LED leuchtet wenn der FET
> aus ist.

Hmm.. nachdem diese LED einen Fehler anzeigt, wäre das eher ungut.

Ich habe mir das alles irgendwie deutlich simpler vorgestellt. Wenn es 
einen P-Kanal-MOSFET mit Logikpegel-Eingang in TO-92 gäbe wäre das 
Problem ruckzug gelöst. Schade, dass es genau das irgendwie nicht zu 
geben scheint.

von Sascha (Gast)


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Warum muss der LL haben, den kanns du doch von Vcc auf 0,65V 
runterziehen. Macht (bei 5V Vcc) 4,35V Spannungsdifferenz. Da leiten 
auch viele nicht-LL FETs schon genug für ne kleine LED.

von Manuel W. (multisync)


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Sascha schrieb:
> Warum muss der LL haben, den kanns du doch von Vcc auf 0,65V
> runterziehen. Macht (bei 5V Vcc) 4,35V Spannungsdifferenz. Da leiten
> auch viele nicht-LL FETs schon genug für ne kleine LED.

Naja, ich wollte mir halt die Möglichkeit offen halten die Schaltung 
nicht zwingend mit 5V, sondern auch mit 3,3V betreiben zu können. Die 
Spannungsdifferenz die ich dann bekomme (Nachtrag: 2,87V) wird wohl zu 
wenig sein, vermute ich.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Sascha schrieb:
> Also ich interpretiere das so, dass JPG nur für Fotos und Scans ist und
> PNG für Alles in Ordnung ist.

Da brauchst du nichts zu interpretieren, sondern es würde reicht, wenn 
du verstehen würdest, was hinter den Bildformaten für 
Kompressionsalgorithmen stecken.

PNG kommt wegen verlustfreier Kompression mit Bildrauschen und freien 
Farbverläufen, wie sie in Photos und photographierten Handzeichnungen 
vorhanden sind, nur mit viel Aufwand zurecht. JPG tut sich bei scharfen 
Kanten/Kontrasten (Linien, Schriften und Farbgrenzen) wegen der auf 
Photos optimierten verlustbehafteten Kompression schwer.

von Sascha (Gast)


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Ja. Was du dann machen kannst, ist 2 NPN Verstärkerstufen 
hintereinanderschalten. Aber da ist ein CMOS Baustein dann doch wieder 
kleiner und einfacher.

Kommt jetzt drauf an was dir lieber ist, bzw. welche Bauteile du grad 
rumliegen hast ;)

von Manuel W. (multisync)


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Sascha schrieb:
> Ja. Was du dann machen kannst, ist 2 NPN Verstärkerstufen
> hintereinanderschalten. Aber da ist ein CMOS Baustein dann doch wieder
> kleiner und einfacher.
>
> Kommt jetzt drauf an was dir lieber ist, bzw. welche Bauteile du grad
> rumliegen hast ;)

Ich habe noch einige BC547er hier herumliegen. :-)
Frisch gekauft und noch originalverpackt!
Kannst du mal beschreiben, was du mit "2 NPN-Verstärkerstufen 
hintereinander" meinst? Es ist erst ein paar Tage her, seit ich 
angefangen hab mit nach 10-jähriger Abstinenz wieder mit Elektronik zu 
beschäftigen. Google spuckt sooo viel unterschiedliches aus...

von weweakg (Gast)


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Manuel W. schrieb:
> Hier das unten erwähnte zweite Bild. Upload hat vorhin nicht geklappt.

Genau so - wenn du den Logikpegel am Ausgang abzweigst.

Vcc=5V   Grün
Vcc=3.3V Blau

von Manuel W. (multisync)


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weweakg schrieb:
> Manuel W. schrieb:
>> Hier das unten erwähnte zweite Bild. Upload hat vorhin nicht geklappt.
>
> Genau so - wenn du den Logikpegel am Ausgang abzweigst.
>
> Vcc=5V   Grün
> Vcc=3.3V Blau

Na holla, da hat sich aber jemand Arbeit angetan! Irre!

An die Möglichkeit den Logikpegel am Ausgang abzuzweigen habe ich nicht 
gedacht. Könntest du mir vielleicht noch sagen, wozu bei deiner 
erweiterten Schaltung R3, R4 oder R6 dienen?

VIELEN DANK! :-)

von weweakg (Gast)


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Manuel W. schrieb:
> Na holla, da hat sich aber jemand Arbeit angetan!
Das geht schneller als wortreiche Erklärungen und man sieht auch 
ungefähr was passiert. Kannst es ja selber ausprobieren - die asc-Datei 
passt zu 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltungssimulation#LTspice.2FSwitcherCAD

> Könntest du mir vielleicht noch sagen, wozu bei deiner
> erweiterten Schaltung R3, R4 oder R6 dienen?
R3 weglassen - ist eigentlich nur zufällig von einem Test 
übriggeblieben.

R4 reduziert den Basisstrom - der muß nicht größer als Ic sein. Wenn du 
mit ca. 3mA zusätzlich durch den Mosfet leben kannst, kann der 0Ω haben.

R6 entsorgt die in der LED gespeicherte Ladung. Vor allem, wenn da nur 
ein CMOS-Eingang ohne Pull-Down-Widerstand dranhängt, kann es sehr lange 
dauern, bis die Spannung an P2 auf 0V gefallen ist. Der Wert ist 
unkritisch (10k-100k), hängt aber z.B. von der einzuhaltenden 
Flankensteilheit der angeschlossenen Logik ab.

von Mitleser (Gast)


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Heiner schrieb:
> Ja es gehört schon ein IQ größer Null dazu um das richtig zu
> interpretieren. Aber das sollte doch für normale Menschen die sich mit
> Elektronik befassen selbstverständlich sein.

Arroganz kennt in diesem Forum keine Grenzen.

von Sascha (Gast)


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Mitleser schrieb:
> Heiner schrieb:
>> Ja es gehört schon ein IQ größer Null dazu um das richtig zu
>> interpretieren. Aber das sollte doch für normale Menschen die sich mit
>> Elektronik befassen selbstverständlich sein.
>
> Arroganz kennt in diesem Forum keine Grenzen.

Nee, wirklich nicht. Ist manchmal richtig beeindruckend.

von Manuel W. (multisync)


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weweakg schrieb:
> Manuel W. schrieb:
>> Na holla, da hat sich aber jemand Arbeit angetan!
> Das geht schneller als wortreiche Erklärungen und man sieht auch
> ungefähr was passiert. Kannst es ja selber ausprobieren - die asc-Datei
> passt zu
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltungssimulation#LTspice.2FSwitcherCAD
>
>> Könntest du mir vielleicht noch sagen, wozu bei deiner
>> erweiterten Schaltung R3, R4 oder R6 dienen?
> R3 weglassen - ist eigentlich nur zufällig von einem Test
> übriggeblieben.
Ist entfernt!
>
> R4 reduziert den Basisstrom - der muß nicht größer als Ic sein. Wenn du
> mit ca. 3mA zusätzlich durch den Mosfet leben kannst, kann der 0Ω haben.
Dann lasse ich ihn auch weg.

> R6 entsorgt die in der LED gespeicherte Ladung. Vor allem, wenn da nur
> ein CMOS-Eingang ohne Pull-Down-Widerstand dranhängt, kann es sehr lange
> dauern, bis die Spannung an P2 auf 0V gefallen ist. Der Wert ist
> unkritisch (10k-100k), hängt aber z.B. von der einzuhaltenden
> Flankensteilheit der angeschlossenen Logik ab.
Flankensteilheit ist unkritisch, den lasse ich daher auch weg.


Also ich habe die Schaltung jetzt gelötet, und sie funktioniert! :-)
Danke auch für den Link, das Tool werde ich mir mal anschauen.

Eine Unklarheit habe ich noch:
Wenn der Transistor durchschaltet und die LED leuchtet, messe ich an P2 
wie prognostiziert Vcc (3,3V in meinem Fall). Wenn der Transistor sperrt 
und die LED dunkel ist, messe ich an P2... garnichts?!

Mein Multimeter (Conrad-Billigding, für meine Zwecke hats bisher immer 
gereicht) misst steigende Spannung die bei 0V anfängt und dann relativ 
gleichmäßig mit 2mV/s steigt. Bis 130mV habe ich dem ganzen zugesehen.

Welchen Grund hat das? Ist der Ausgang hochohmig? Hätte ich den R6 doch 
nicht weglassen sollen? Ich hätte angenommen, dass P2 durch die LED und 
ihren Vorwiderstand alleine auf Masse gezogen wird.

von andere(s) (Gast)


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also. manche hier schreiben einen UNFUG... kann man nur abkichern! Und 
nicht ernst nehmen, was im Internet so jeder Hansel von sich gibt...

Schlimm solche Menschen... die reden am Thema völlig vorbei.... aber dem 
Moderator scheints zu gefallen... Na wenn der meint...
Kumpel, such Dir passende Lektüre - aber NIEMALS hier ober im Netz 
überhaupt... Nutz dein Hirn... dann haste mehr Erfolg ohne diese Spinner 
hier...

von Manuel W. (multisync)


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Manuel W. schrieb:
> Eine Unklarheit habe ich noch:
> Wenn der Transistor durchschaltet und die LED leuchtet, messe ich an P2
> wie prognostiziert Vcc (3,3V in meinem Fall). Wenn der Transistor sperrt
> und die LED dunkel ist, messe ich an P2... garnichts?!
>
> Mein Multimeter (Conrad-Billigding, für meine Zwecke hats bisher immer
> gereicht) misst steigende Spannung die bei 0V anfängt und dann relativ
> gleichmäßig mit 2mV/s steigt. Bis 130mV habe ich dem ganzen zugesehen.
>
> Welchen Grund hat das? Ist der Ausgang hochohmig? Hätte ich den R6 doch
> nicht weglassen sollen? Ich hätte angenommen, dass P2 durch die LED und
> ihren Vorwiderstand alleine auf Masse gezogen wird.

Jetzt muss ich mal meinen eigenen Post kommentieren.

Mir ist da noch was eingefallen:

Kann es vielleicht sein, dass das beschriebene Phänomen dadurch 
hervorgerufen wird, dass sich Ladungsträger an P2 ansammeln die 
nirgendwo hin abfließen können? "Rauf" können sie nicht, da der 
Transistor sperrt, und "runter" auch nicht, da sie nicht über die 
Durchbruchspannung der LED hinwegkommen. Oder ist das Unfug?

von weweakg (Gast)


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Manuel W. schrieb:
> Kann es vielleicht sein, dass das beschriebene Phänomen dadurch
> hervorgerufen wird, dass sich Ladungsträger an P2 ansammeln die
> nirgendwo hin abfließen können? "Rauf" können sie nicht, da der
> Transistor sperrt, und "runter" auch nicht, da sie nicht über die
> Durchbruchspannung der LED hinwegkommen. Oder ist das Unfug?

Kein Unfug. Der Widerstand als Quotient aus Spannung und Strom kann auch 
in Flußrichtung recht groß werden.

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