Transistorschaltungen : 3 Lastkreise an einem Microcontroller ?

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Autor
Transistorschaltungen : 3 Lastkreise an einem Microcontroller ?

    







BID = 612750

deep-image

Gerade angekommen


Beiträge: 3
Wohnort: dreieich
 

  


Hi,

Achtung, Anfengerfrage ;)...

Kann man mit einem einzelnen Microcontroller 3 Transistoren ansteuern, die jeweils verschiedene Lastkreise steuern (jeder Lastkreis hat ein eigenes Netzteil mit unterschiedlicher Spannung) ?

Ich steh gaaaaanz am Anfange meiner Lötlaufbahn, daher hab ich da noch ein prinzipielles Problem

Es geht um folgendes : Drei Netzteile liefern je 5V, 5V und 3,3V, damit für eine RGB-LED möglichst wenig Verlustleistung erzeugt wird bzw. mehr in Licht und weniger in Wärme gewandelt wird -> mehr LEDs an einem Netzteil. Gerade bei rot wird auch ein 2W Widerstand schon gut heiss, da geht 1W "verloren".

Der Microcontroller hängt auf einem der 5V Kreise, die einzelnen LEDs je nach Farbe auf 5V, 5V oder 3,3V. Mir ist noch klar, dass ich an die Pins der Controller jeweils die Basis der Transistoren anschließe, die Collectoren jeweils an die 5/5/3,3 V Kreise und an die Emitter die Anoden der LEDs. Aber wie geht´s dann weiter ? Ich müsste ja irgendwie wieder auf Masse der entsprechenden Kreise kommen, aber dann hängt ist der Controller ja irgendwie in allen drei Kreisen auf Masse ?

Oder kann man dann die Masse aller Netzteile verbinden ? Oder wie sollte ich das am besten verdrahten ?




BID = 612753

clembra

Inventar



Beiträge: 5404
Wohnort: Weeze / Niederrhein
ICQ Status  

 

  

Willkommen im Forum,

die Massen können ohne Probleme verbunden werden, sie müssen sogar.
Kommen die genannten 1W Verlustleistung von einer normalen RGB-Leuchtdiode?
Wie viele LEDs möchtest du denn anschließen bzw. welchen Strom benötigen diese maximal? Drei Netzteile halte ich für etwas übertrieben, wenn es sich nur um LEDs handelt. Oder möchtest du eine Matrix mit ganz vielen basteln?

Clemens

PS: Am Anfang der Lötlaufbahn und schon Mikrocontroller programmieren?

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Reboot oder be root, das ist hier die Frage.

BID = 612760

deep-image

Gerade angekommen


Beiträge: 3
Wohnort: dreieich

Hi,

danke für die schnelle Antwort und die nette Begrüßung !

Von Elektronik hab ich noch wenig bis keinen Plan, komme aber von der Informatik und hab da auch schon mal ein bißchen 8051 programmiert, jetzt fang ich das nach Jahren wieder an (PIC), aber da kommt mir einiges bekannt vor. Jenseits der Software ist aber noch.... sagen wir mal viel Lernpotential

Es handelt sich um eine HighPower RGB LED (Seoul P5-II). Bei 5V Versorgung und 350mA ergibt sich folgendes :

rot 2.8V -> 6.8 Ohm -> ca 1W -> mehr als handwarm
grün 3.8V -> 3.9 Ohm
blau 3.6V -> 3.3 Ohm

Es geht tatsächlich um eine Matrix mit viiiieeeelen High-Power LEDs (30x15), allerdings nicht in der ersten Annäherung Was ich letztlich will, ist das da im Wohnzimmer : http://www.youtube.com/watch?v=yM4MPP_nPEA

Ich hab das jetzt in handliche Teilprojekte zerlegt:

- Elektronik Grundlagen (LED leuchtet)
- Microcontroller Grundlagen (LED blinkt)
- RGB steuern (über uC mit PWM) -> ist grad in Arbeit, daher die Transistorfrage
- DMX lesen (gibt´s schöne Nachbauprojekte)
- viele Pixel bauen

Ich versuch halt, schon jetzt dran zu denken, was später wichtig wird, erstmal steht die einzelne RGB LED auf dem Programm, da geht alles mit 5V ohne Probleme. Dann die DMX Steuerung, dann mal eine Lichtsäule mit 10 oder so LEDs, dann die Sommerferien mit ganz viel Lötarbeit ;). Und da wird irgendwann der Moment kommen, wo ich mit einem Netzteil eh nicht mehr hinkomme und wenn ich grade für rot nur die halbe Spannung brauche, dann erzeugt das einfach zu viel Verlust, den ich lieber durch weitere LEDs hätte


[ Diese Nachricht wurde geändert von: deep-image am  7 Jun 2009 11:38 ]

BID = 612845

Racingsascha

Schreibmaschine



Beiträge: 2247
Wohnort: Gundelsheim
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Sinnvoller wäre es, wenn du die Transistoren in Emitterschaltung (Google) betreibst, da du sie digital ansteuerst. Zudem hoffe ich, dass du die Leuchtdioden nicht komlett ohne Vorwiderstand betreibst.

Dir ist klar, dass du die Leuchtdioden kühlen musst?

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BID = 612882

deep-image

Gerade angekommen


Beiträge: 3
Wohnort: dreieich

Hi,

danke für den Tip, ich dachte, was ich beschrieben habe, wäre eine Emitterschaltung, habe da aber wohl noch einen Denkfehler. Na, zumindest hab ich die Basis schonmal richtig zugeordnet ^^.

Kühlkörper ist bei den Dingern Pflicht, zumindest wenn sie dauerhaft leuchten. Solang die an Tastern hängen und ein bißchen Lichtorgel machen geht das auch mal kurz ohne, aber auch nur zu Testzwecken. Selbst mit Kühlkörper wird´s nach ein paar Minuten "weiss" bei Nennstrom schon gut heiss, das wird also noch ein kniffliges Thema.

Die LEDs habe ich mal ohne Vorwiderstand betrieben (direkt am Labornetzteil mit den Sollwerten) und dann gemerkt, was passiert, wenn da nix begrenzt wird: Der Stromhunger nimmt zu

Seitdem nie ohne Vorwiderstand, wobei mich beim aktuellen Entwurf noch stört, dass ich bei 5V und 2.4V Spannungsabfall für den roten Kanal selbst mit einem 2W Metallschichtwiderstand jede Menge Wärmeentwicklung habe. Für grün und blau ist das problemlos, bei Rot denk ich ernsthaft drüber nach, schon gleich eine andere Versorgung zu verwenden, damit ich weniger Leistung am Vorwiderstand verliere.



BID = 612885

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Da hilft ne Konstantstromquelle
Gruß Bernd

BID = 612899

clembra

Inventar



Beiträge: 5404
Wohnort: Weeze / Niederrhein
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Die Beschaltung hängt von der Bauart der LED ab. Über diese habe ich mich nicht informiert, aber wenn sie Common-Anode oder Common-Cathode arbeitet sind die Beschaltungsmöglichkeiten begrenzt.

Eventuell sind auch LogicLevel-MosFET für dich interessant, sofern es sich nicht um Common-Cathode-LED handelt.
An bipolaren Transistoren fallen bekanntlich (je nach Typ) mind. 0,7V ab. Die heizen bei entsprechenden Strömen ziemlich ein.

Möchtest du denn später alle Kanäle einzeln schalten und evtl. dimmen oder soll gemultiplext werden?

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Reboot oder be root, das ist hier die Frage.

BID = 613011

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681


Zitat :
An bipolaren Transistoren fallen bekanntlich (je nach Typ) mind. 0,7V ab. Die heizen bei entsprechenden Strömen ziemlich ein.

Aber doch nicht U_CE? Beim 557 (pnp) liegt die bei um -0,2V.


Zitat :
ich dachte, was ich beschrieben habe, wäre eine Emitterschaltung,

Die Emitterschaltung ist eine Emitterschaltung und der Emitterfolger ist eine Kollektorschaltung. Alle Klarheiten beseitigt?

Bei Bipolartransistoren ist der Emitter der Abgang mit dem Pfeil (im Schaltbild). Merkregel: Pfeil-nach-Platte -> pnp, sonst npn.
Bei einer RGB-LED mit gemeinsamer Kathode (kommt an GND) werden an die drei Anoden pnp-Transistoren angeschlossen. Deren Emitter kommt an Plus, der Kollektor an die Anode. Die Basis möchte negativ gegenüber dem Emitter bestromt werden.

Bei der stinknormalen Emitter-Grundschaltung mit npn-Transistoren kommt der Emitter an GND, das zu schaltende Bauteil zwischen Kollektor und Plus. Die Basis möchte positiv gegenüber dem Emitter bestromt werden.

Bei einer Kollektorschaltung (npn) hängt der Kollektor an Plus, und die Last zwischen GND und Emitter. Das Ding heißt auch Emitterfolger, weil der Emitter der Basis folgt: Hohe Spannung an der Basis führt zum Schalten des Transistors und damit zu hoher Spannung am Emitter; niedrige Basisspannung führt zum Sperren und somit zu niedriger Emitterspannung. Die Emitterspannung liegt beim 547 stets so 0,5V unter der Basisspannung, man hat dann einen Impedanzwandler.
Zum Schalten setzt man diese Schaltung eigentlich nicht ein (Ausnahme wäre eine Darlington-Schaltung, da ist der erste Tranistor als Emitterfolger/Impedanzwandler geschaltet).


Gruß, Bartho

BID = 613041

clembra

Inventar



Beiträge: 5404
Wohnort: Weeze / Niederrhein
ICQ Status  


Zitat :
Bartholomew hat am  8 Jun 2009 15:15 geschrieben :


Zitat :
An bipolaren Transistoren fallen bekanntlich (je nach Typ) mind. 0,7V ab. Die heizen bei entsprechenden Strömen ziemlich ein.

Aber doch nicht U_CE? Beim 557 (pnp) liegt die bei um -0,2V.

(Schnell Ausrede ausdenken): Ich meinte ja auch den entsprechenden Basisstrom .
Aber das Ergebnis bleibt, bei entsprechenden Strömen hat man mit einem bipolaren Transistor insgesamt mehr Verluste als mit passenden MosFETs.

Nach der Ausrede eine Ergänzung: Zwischen Kollektor und LED kommt jeweils ein Widerstand. Ebenso zwischen Mikrocontroller und Basis. Dieser dürfte aber einiges größer sein vom Widerstandswert her.

Gruß Clemens

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Reboot oder be root, das ist hier die Frage.

BID = 613101

dl2jas

Inventar



Beiträge: 9914
Wohnort: Kreis Siegburg
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Zitat :
clembra hat am  8 Jun 2009 18:02 geschrieben :

...
Aber das Ergebnis bleibt, bei entsprechenden Strömen hat man mit einem bipolaren Transistor insgesamt mehr Verluste als mit passenden MosFETs.
...


Diesen Effekt kann man auch nutzen.

Einen Transistor baut man relativ leicht an einen Kühlkörper. Mit Transistoren, abhängig von der Bauart, kann man richtig Leistung verheizen.
Nehmen wir als Beispiel eine Betriebsspannung 5 Volt. Dein LED-Modul verträgt 700 mA Strom. Die LED befindet sich zwischen Plus und dem Kollektor eines NPN-Transistors. Der Emitter wird über einen Widerstand 1 Ohm 1 Watt mit Masse verbunden. Fließen 700 mA, beträgt der Spannungsabfall über dem Widerstand 700 mV. Üblicherweise beträgt die Spannungsdifferenz zwischen Basis und Emitter 700 mV, wenn er gerade leitet. Somit benötigst Du 1,4 Volt an der Basis, damit der Strom auf 700 mA begrenzt wird. Fertige Zenerdioden mit 1,4 Volt sind eher seltener. Nehme zwei gewöhnliche Siliziumdioden in Reihe, um auf 1,4 Volt zu kommen.
Im Widerstand werden lediglich 0,49 Watt verbraten. Die LED habe eine Flußspannung von 2 Volt. Übrig bleiben dann 2,3 Volt, die Spannung zwischen Kollektor und Emitter. Bei 700 mA ergibt das 1,61 Watt Verlustleistung im Transistor. Nimmt man einen Transistor im Gehäuse TO220, benötigt man in dem Fall normalerweise keinen Kühlkörper.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert


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