MODDING-FAQ FORUM

Hi,
ich habe vor 20 LEDs per PIC zu steuern. Dabei möchte ich alle LEDs an einen gemeinsammen Ausgang hängen, sodass bei Signal alle LEDs leuchten. Nun haben die LEDs aber 30mA pro Stück also alle zusammen zuviel Ampere um direkt an den PIC dran zu hängen. Der verträgt nur 200mA.
Einfach aber zu lahm wäre da ein Relais. Nun kam mir der Gedanke das mit einem Transistor zu machen. Nun hab ich aber keinen Plan wie das geht, ob ich da noch nen Wiederstandbrauche oder was? Mein IC gibt mir 5V als Schaltsignal und die LEDs sollen auch auf 5V laufen.

Kann da jemand helfen?

Gruß Starkeeper

Du hängst die Basis des Transistors über einen Widerstand an den Ausgang des Pics.
Der Emitter kommt an Masse und an den Collektor hängst du die Kathoden deiner LEDs mit Widerstand.
Der Widerstand der LEDs muss dann aber nur noch für ca. 4V berechnet werden, weil am Transistor Spannung abfällt.

Danke, wie gross muss denn der Wiederstand vor dem Transistor sein?
Wie berechnet man den? Dann gibts bei Reichelt z.B. zig hundert Transistoren, aber ohne Spezifikation, woher weiss ich welchen ich nehmen muss?

Also ich würde da glatt den ULN2803 empfehlen, der 8 Transistoren enthält und keinen Widerstand mehr an die Basis braucht. Einfach Pins vom Pic dran und feddich. Schalten kann der bis 500mA pro Kanal und kosten bei Reichelt 40Cent.

Sonst vielleicht den WuW-(Wald und Wiesen)Transistor BC547 (Datenblatt (http://www.semiconductors.philips.com/pip/BC547.html)) und da würd' ich so 10k sagen. Bei 4V/10.000 = 0,4mA *100 = 40mA. Nagut, vielleicht auch 3,3k Basiswiderstand.

Was du von beidem nimmst dürfte egal sein, der BC547 kostet 3Cent * 8 = 24Cent + Widerstände kommt aufs gleiche raus.

b0nze

Also ich benötige ja nur einen Transistor, sodass es der WuW-Transistor machen würde.
Was mich etwas irritiert ist deine Rechnung, wäre nett wenn du die nochmal erklären könntest? Ich hab da garkein Plan von.

Ich schlage einen völlig anderen Weg vor:

Man nehme einfach einen BTS117, der die Masse der LED schaltet. Der Bursche kann 10A schalten, also würden ihn auch 200 LED's nicht aus der Ruhe bringen.

Schaltung in groben Zügen, die LED liegen alle parallel an den 5V, jede LED bitte mit eigenem Vorwiderstand:

+5V -> [Widerstände]-> [LEDs] -> Drain vom BTS

Source des BTS direkt an Masse.

Gate des BTS direkt und ohne Widerstand an den Pin des PIC.

Macht 1x den FET, 20 Widerstände, 20LED, 1 PIC.

b0nze hat glaube ich ausgerechnet welcher Strom durch den Transistor fließen wird.

Ein Transistor verstärkt den Basis-Emitter-Strom und stellt danach den Collektor-Emitter-Strom ein.

Basis-Emitter-Strom = U/R = 4V / 10.000 Ohm = 0,0004 A = 0,4 mA

Collector-Emitter-Strom = Basis-Emitter-Strom * Verstärkungsfaktor = 0,4 mA * 100 = 40 mA

Was bei dir aber wohl etwas wenig sein wird, also benötigst du einen kleineren Basis-Widerstand.

ja, ich dachte, er will 20x eine Led schalten...

Ast hat meinen Gedankengang kapiert *G*, aber da der BC547 maximal 100mA abkann, ist der schonmal ausgeschieden.

Und ich schlage ein N-Channel MOS-FET vor, kostet weniger als 50Cent beim Reichelt und halten auch bis so 20A. Braucht auch kein Widerstand.

(mal aus nem andren Post kopiert:)
Ich denke, dass da alle von gehen.

b0nze

Wie unterscheidet sich denn ein MOSFET von einem Transistor? Ich wollte einen Transistor nehmen weil die sehr schnell Schalten, wie sieht es denn dahingehend mit einem MOS-FET aus?
Wie gross ist denn so ein MOS-FET?

Also erstmal:

Ein FET ist ein Transistor.
FET = Feld Effekt Transistor

Der Unterschied zwischen einem FET und einem Biplaren (normalen) Transistor ist, dass er nicht mit einem Strom, sondern mit einer Spannung geschaltet wird.

Vom Gate (entspricht der Basis) fließt sogut wie kein Strom zur Source (entspricht dem Emitter).

Ansonsten ist ein FET zu behandeln wie ein bipolarer Transistor.

MosFETs sind einfach nur eine sonderform von FETs.

MetalOxydSilicium-FieldEffectTransistor ;D

Also ich glaube MosFets schalten genau so schnell, wenn nicht sogar schneller, steht aber alles im Datenblatt.
MosFets werden nicht wie Transistoren durch einen Strom geschaltet, sondern alleine eine Spannung anlegen reicht. Manchmal reicht es, mit deinem Finger das Gate zu berühren und es schließt/öffnet.

Wie der Name "N-Channel" schon besagt, wird hier ein Kanal negativer beweglicher Ladungsträger genutzt. Um diesen herzustellen, muss man diese aus dem Material an das Gate "saugen", in dem man eine positivere Spannung anlegt (als Drain).
Da du das MosFet an der Ground-Seite anschließen wirst, ist da die Spannung 0V und es reichen 5V am Gate, damit sich ein Kanal bildet.

Der bekannte 0,6-0,7V Drop entfällt fast ganz, es ist ein ganz kleiner Widerstand (wie überall), der im Datenblatt als "Rds(on)" bekannt ist. Das Ding wird deswegen auch fast nicht warm.

Größe ist ganz unterschiedlich. Meistens TO-220, so groß wie der IRF5305 (von der NoDrop2).

b0nze

@Ast: Ha, ich habs ausführlicher.

Hey klasse das ihr so schnell antwortet!

So ein N-Kanal MosFet ist also wie ein herkömmlicher Transistor zu nutzen nur ohne Wiederstand. Was macht denn dann ein normaler FET?

Wie soll ich denn nun vorgehen um den richtigen MOS-FET zu erwischen. Es wurden ja schon einige genannt wie z.B. IRF 7389, IRF 7103, IRLR 024N, IRLR 120N. Auch hier steht bei reichelt nichts näheres.

der (mos)fet hat den vorteil spannungen zu verstärken. damit ist es egal, ob du eine oder 1000 led´s schaltest/dimmst. die spannung, die überm fet abfällt ist konstant. ich selbst empfinde es auch einfacher, mit spannungen zu rechnen, als mit strömen. bei spannungen kann man oft etwas vernachlässigen

Das kann man so ja wohl nicht stehen lassen...
Die Drain-Source-Strecke des MOSFETS verhält sich quasi wie ein (durch die Gate-Spannung gesteuerter) Widerstand, ergo ist der Spannungsabfall direkt proportional zum Strom, der hindurch fließt (dU=Rds_on * I).
Und bei 1000 LEDs fließt ja wohl mehr Strom als bei einer LED.

Deine Aussage sit für gewöhnliche bipolare Transistoren richtig, dort fällt eine (weitgehend) konstante Spannung auf der Kollektor-Emmiter-STrecke ab, deswegen hat man da ja auch so große Nachteile bei sehr großen Strömen (0,7V*2A=1,4W, viel Hitze). Ein FET mit 0,02 Ohm Rds_on hingegen hätte ein dU von 0,04V und somit bloß 0,08W an abzuführender Wärme (es gibt auch noch bessere FETs mit weniger On-Widerstand)

Danke für die Aufklärung. Nur wo finde ich denn nun die Spezifikationen der einzelnen zu kaufenden MOS-FETs? Ich hab ja nichtmal nen Hersteller.

in aller regel gibt es bei reichelt datenblätter zu den typen, alternativ reicht es meist die bezeichnung bei google einzutippen um ein datenblatt im pdf-format zu finden...

datenblätter zu allen möglichen und unmöglichen typen gibt es bei www.datasheetcatalog.com

Es tun sich gerade ungeahnte probleme auf. Also ich habe mich nun für den IRLZ34N entschieden.

Ich habe den folgendermassenverdrahtet:
- Gate an den PIC angeschlossen +5V (Schaltspannung)
- Drain an die +5V Leitung für Betriebsstrom der LEDs
- Source an die LED welche wiederum am Gound hängt

Als Ergebnis erhalte ich eine Spannung von ca. 3,5V auf der LED, was bischen wenig ist mit meinen Wiederständen. Ich dachte der MOS-FET Hammstert keinen Strom.
Also habe ich mal wieder in die Datenblätter geschaut und da steht was von 10V benötigt um komplett ohne verlust zu schalten. Was  mach ich denn nun?

den n-channel als lowside-switch einsetzen oder einen p-channel benutzen?  ;D

Das klingt gut, sagt mir aber überhauptnix.
Also "den n-channel als lowside-switch", heisst ich muss nur meine Verdrahtung ändern, aber wie?

Damit die jetzt aufgebaute Schaltung funktioniert, den n-Channel-FET durch einen p-Channel ersetzen.

Ansonsten;

"Low-Side" bedeutet "hinter der Last". Anders formuliert: Du schaltest die Masse. Ergo:

+5V an den Vorwiderstand der LED. Direkt dahinter die LED. Direkt dahinter Drain des FET.

Source direkt an Masse. Gate bleibt, wie es ist.

Wenn dein PIC den FET aufmacht, hat die LED durch den FET eine Verbindung zur Masse. Schließt den PIC den FET, wird die Masse "abgetrennt".

Was ich nicht verstehe, das mir da eine p-Channel Mos-Fet helfen soll? Der braucht doch genauso einen Spannnungsabfall von mindestens 10V, wie es umgekehrt bei einem n-channel ist.

nein braucht er nicht. oder sagen wir mal jein ;-)
interessantes zu mosfets und deren verwendung findest du ueber die forensuche oder andeutungsweise auch in den tutorials zu den no-drop-regelungen...

wie olaf schon sagt macht als reiner schalter wohl ein p-channel am ehesten sinn. beachte das der p-channel leitet wenn der ausgang vom pic auf LOW ist, du also evtl. deine programmierung entsprechend ändern musst...

Also bei der No-Drop1 wird ja genau mein Problem beschrieben, und eine Höhere Spannung durch den NE555 erzeugt.
Bei der No-Drop2 wird ja der Operationsverstärker genutzt, um den Mos-Fet mit seiner benötigten Spannung zu versorgen. Nach meinem Verständnis wäre das etwas aufwendig, da ich die Spannung erzeugen müsste um den Mos-Fet voll aufzumachen.
Wenn ich das richtig verstanden habe, dann schaut er am Eingang, was anliegt. Bei meinem Pic wären dass dann entweder 0V oder 5V. Bei 5V sollte der OpVer dann 100% der eingespeisten 10V durchlassen und bei 0V eben nix durchlassen, damit der Mos-fet zu macht.
Irgendwo muss da aber ja noch ein Denkfehler sein, woher weiss denn der OpVer bei welcher Spannung er 100% aufmachen soll?

Am simpelsten wäre es den vorhandenen MosFet gegen den IRLZ34 zu ersetzten, der macht schon bei 5V ganz auf, aber den gibts wieder nirgendwo.

nein, du liest scheinbar alles nur halb.  ::) ;D

ein N-Channel MOSFET braucht Überspannung um vollstaendig zu öffnen, das heisst 10 Volt mehr als die Spannung die fliessen soll, nicht generell 10 Volt. hast du mal probiert den N-Channel als lowside-switch einzubauen wie beschrieben?

ein P-Channel hingegen oeffnet wenn das Gate auf Masse liegt, und das vollständig. der bereich in dem die regelung passiert liegt irgendwo zwischen V+ und Masse und ist sehr schmal!
der operationsverstärker in der nodrop2 zaubert auch keine ueberspannung herbei, denn die brauch es hier ja nicht und das koennte er auch nicht, sondern er regelt diesen schmalen bereich ein, der beim irf5305 und +12 Volt als zu regelnde Spannung irgendwo zwischen 8 und 9 Volt liegt...