LED mit uC nach Masse schalten, möglich?

[Reddix (Gast)]

Hallo Leute,

ich bin neu in dem Mikrocontroller-Bereich und würde gerne etwas testen, 
jedoch ohne meinen uC zu zerschiessen.

Ich würde gerne eine LED gegen Masse schalten, an der Kathode würde ich 
einen geeigneten Widerstand setzen und dann an einen Digital Port meines 
Arduino Mini Pro anschließen, die Anode ist an 12V angeschlossen.

Die Led soll mit 140mA (super hell) gespeist werden, ich möchte die 
Digitalpins nach Low (GND) schalten, Der Digitalpin meines Arduinos kann 
nur 30mA abhaben, fließt Strom über den Digitalpin oder wird der Strom 
verbraucht?
Oder muss ich Transistoren/Mosfets einsetzen um meinen uC zu schützen?

12V --> LED --> Widerstand --> Digitalpin vom uC

Bitte um Hilfe

Danke

[Karl M. (Gast)]

Hallo,

ich würde mir eine schaltbare Stromquelle mit 140mA aufbauen und diese 
dafür nutzen.

[Falk B. (falk)]

@ Reddix (Gast)

>ich bin neu in dem Mikrocontroller-Bereich und würde gerne etwas testen,
>jedoch ohne meinen uC zu zerschiessen.

Gute Idee.

>Ich würde gerne eine LED gegen Masse schalten, an der Kathode würde ich
>einen geeigneten Widerstand setzen

Soweit OK.

> und dann an einen Digital Port meines
>Arduino Mini Pro anschließen, die Anode ist an 12V angeschlossen.

Nicht OK!

>Die Led soll mit 140mA (super hell) gespeist werden, ich möchte die
>Digitalpins nach Low (GND) schalten, Der Digitalpin meines Arduinos kann
>nur 30mA abhaben,

Eben darum ist das nicht OK!

>fließt Strom über den Digitalpin

Ja.

>oder wird der Strom verbraucht?

Wenn gleich alle Welt vom "Stromverbrauch" spricht, so gilt in der 
Elektronik/Physik immer noch das Kirchhoffsche Gesetz, welches besagt, 
daß in einer Reihenschaltung durch alle Bauteile der gleiche Strom 
fließt.

>Oder muss ich Transistoren/Mosfets einsetzen um meinen uC zu schützen?

Ja. Nimm einen ULN2008, dort hast du gleich 8 Stück drin und kannst 
viele, bunte LEDs schalten.

[Wolfgang (Gast)]

Falk B. schrieb:
>>Die Led soll mit 140mA (super hell) gespeist werden, ich möchte die
>>Digitalpins nach Low (GND) schalten, Der Digitalpin meines Arduinos kann
>>nur 30mA abhaben,
>
> Eben darum ist das nicht OK!

*Nicht nur darum.*

Guck mal ins Datenblatt vom ATmega328, welcher Spannungsbereich dort 
unter Absolute Maximum Ratings für die IO-Pins angegeben ist. Da steht 
etwas von

-0.5V to VCC+0.5V

Die 12V fallen bestimmt nicht in diesen Bereich, d.h. zumindest müsste 
man erstmal ganz genau in die Kennlinen gucken, was bei derartiger 
Beschaltung am Pin passiert. Garantiert stehen wegen der Schutzdioden am 
Pin jedenfalls mindestens 7V über der LED (egal ob der Ausgang high 
oder low ist). Es kann also durchaus passieren, dass die LED so gar 
nicht ganz ausschaltbar ist.

[Jakob (Gast)]

Einfach mal grob nachgerechnet:

1) Die 140 mA sind für den AVR nicht zugelassen, max. 30 mA,
   besser 10 mA - also Transistor erfoerderlich.

2) Passender pnp-Transistor (B/C/E) und:
   µC-Pin -> 2,2 k -> (B), Masse -> (E), 12 V -> 75 Ohm -> LED -Y (C)

2) Die 12 V für eine (!) LED sind EXTREM ungünstig:
-  Vorwiderstand: (12 V - U-LED) / I-LED  = 10 V / 0,14 A = 71 Ohm
-  Leistung an 75 Ohm: 10 V * 0,14 A = 1,4 W
-  Du erzeugst mehr Wärme, als Licht!

[Wolfgang (Gast)]

Jakob schrieb:
> 2) Passender pnp-Transistor (B/C/E) und:
>    µC-Pin -> 2,2 k -> (B), Masse -> (E), 12 V -> 75 Ohm -> LED -Y (C)

Da wäre es wohl deutlich vorteilhafter, einen NPN-Transistor oder gleich 
einen Logic-Level FET zu verwenden. Ein verpolter PNP-Transitor ist 
jedenfalls denkbar ungünstig ;-)

[THOR (Gast)]

Jakob schrieb:
> -  Du erzeugst mehr Wärme, als Licht!

Das ist in jedem Fall so, ich glaube nichtmal im Labor gibts LEDs mit 
über 50% Wirkungsgrad.

[Jacko (Gast)]

Tschuldigung,
sollte natürlich ein NPN, (oder N-Ch MOSFET) sein!

Weiterhin bleibt es aber EXTREM unwirtschaftlich, EINE
LED (ca. 2 V) mit 12 V über einen Vorwiderstand, oder auch
analoge Strombegrenzung zu bestromen!

50% Wirkleistung (bei 3...4 V statt 12 V ) klingen doch schon
mal erheblich besser, als < 16%...

Entweder einige LEDs in Reihe, oder nierigere U-Bat.

[Wolfgang (Gast)]

Jacko schrieb:
> Entweder einige LEDs in Reihe, oder nierigere U-Bat....

... oder ein Schaltwandler als Stromquelle. Das kostet dann vielleicht 
0,7V.

[Route_66 H. (route_66)]

Falk B. schrieb:
> Ja. Nimm einen ULN2008, dort hast du gleich 8 Stück drin und kannst

Neues Bauteil oder Irrtum?

[Falk B. (falk)]

@Route 66 (route_66)

>> Ja. Nimm einen ULN2008, dort hast du gleich 8 Stück drin und kannst

>Neues Bauteil oder Irrtum?

Zahlendreher?

ULN2803 oder ULN2003.