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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: SMD-Bauteil 100 6W ??
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am: Juni 24, 2008, 18:41:22
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Ja, meine Vermutung geht auch auf Diode, da die Transistoren auf der Platine Orange sind.. Allerdings weis ich nun nicht wirklich was für eine... geschweige denn, wo ich ersatz herbekomme. Kennt evtl. jemand andere Adressen wo ich Anfragen könnte?
Orange Transistoren? Falls du Kondensatoren meinst solltest du dich nicht auf de Farbe verlassen.
Ob das eine Diode ist oder eine Elko ist eigentlich relativ einfach rauszufinden. Ein Kondensator liegt mit dem Minuspol normalerweise auf Masse. eine Diode dieser Größe ist entweder ein Verpolschutz oder sie entkoppelt die Batteriespannung (oder die daraus erzeugte) von der USB Spannung. In beiden Fällen liegt die Anode aber definitiv nicht auf Masse.
Also schau nach, wo die Anode bzw. der Minuspol auf der Platine hingeht und du weißt was es ist. |
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: 1µH Drossel statt 47µH, was passiert?
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am: Mai 23, 2008, 21:12:46
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Ist die Spule in Serie mitm Triac, wenn ja, dann soll die die Flankensteilheit minimieren.
Die Schaltung wird mit 1µH auch funktionieren, aber der Radioempfang in der Umgebung wird dann nicht mehr so toll sein.
Diese Spule ist zwingend notwendig und selbst 47µH sind da schon eher an der unteren Grenze. Normalerweise nimmt man da min. 100µH. Wenn du keine findest, die deine Stromanforderungen entspricht, dann musst du eben selber wickeln. |
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: LED Display inklusive Spektral Analysator
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am: April 11, 2008, 18:55:38
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Was sagt der DRC dazu? Einige Leiterbahnen sind schon etwas sehr eng zusammen, von den Winkelfehlern will ich jetzt mal gar nicht reden.
Aber man sieht schon deutlich, dass der Autorouter am Werk war. Das Geld für den hättest du dir sparen können, das bekommt man per Hand besser hin.
PS: Hast du die Farbe bzw. das Füllmuster fürn Bottom Layer geändert, oder arbeitest du im falschen Layer? |
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: LED Display inklusive Spektral Analysator
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am: April 10, 2008, 17:38:55
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Für den 4,7Ohm Widerstand vom Emitter der Transistoren zur Masse habe ich 1 W genommen. Das andere hat sich schon erledigt. Vollkommen unnötig
Die MOSFET's lass ich jetzt so. Ich weis noch nciht ob ich die Treiber Platine ätze oder auf Lochraster mache deswegen würde ich gerne kein SMD Bauteil nehmen. Dann mach wenigstens noch 100Ohm Widerstände vor die Gates, die Gatekapazität dieser Riesen-FETs würd ich keinem Logikausgang direkt zumuten.
Aber auf meinem aktuellen Schaltplan ahb ich doch an allen Versogungspins einen Ablockkondensator oder hab ich welche vergessen? Das bezog sich auf den älteren Schaltplan, so passts. (Vorrausgesetzt die werden im Layout auch richtig platziert)
Kannst du mir mal sagen wie du auf die 200 mA kommst. Hier fehlt mir noch etwas grundwissen...
Wie würdest du den Treiber denn umbauen? Ganz einfach, der Spannungsteiler sorgt dafür, dass an der Basis des Transistors 1,6V anliegen, über der Basis-Emitter-Diode fallen ca. 0,6V ab. Somit liegen am Emitterwiderstand 1V an, bei 4,7 Ohm fließt dann durch den gut 200mA. Solange der Transistor im Linearbetrieb arbeitet, ist der Kollektorstrom, also der LED-Strom, (fast) gleich dem Emitterstrom.
Im Linearbetrieb arbeitet der allerdings nur, solange die Kollektorspannung größer ist als die Basisspannung, das ist aber bei den LEDs nicht mehr sicher der Fall.
Nutzt du nur die grünen und blauen LEDs? Wenn ja dann reicht auf Grund der gleichen Flussspannungen ein Transistor in Emitterschaltung und ein Vorwiderstand aus. Eine Stromregelung braucht man in dem Fall nur, wenn sich die Flussspannungen deutlich unterscheiden. |
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: LED Display inklusive Spektral Analysator
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am: April 9, 2008, 18:00:19
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Also ich habe mich dann bei der Lowside Treiber geschichte für die günstige und sichere Methode entscheiden sprich BC337 mit 2 Widerstände. Ich hab als widerstände dann einfach mal welche mit 1W genommen. Für welche? Ich seh da keine Widerstände, die auch nur annähernd 1W verbraten.
Das mit den MOSFET's war dann natürlich auch beschlossene Sache. Leider gab es den IRF5305 in der Eagle Bibliothek nicht deswegen hab ich die IRF9530 einfach umbenannt. Die müssten ja baugleich sein. Die MOSFETs sind eigentlich weit überdimensioniert, ein IRF9520 oder besser ein IRF7314 (dual P-Fet im SO08 Gehäuse) würde auch reichen und wäre billiger.
Passt das mit dem Ablockkondensator so? Nein, Abblockkondensatoren müssen zwischen GND und VCC und an jeden IC so nahe wie möglich an die Versorgungsanschlüsse. Sollte ein IC mehrere Anschlüsse für Versorgungsspannungen haben, muss natürlich auch an jeden ein Kondensator hin.
Ich habe natürlich bei Ebay geguckt. Aber die SMD LED's die da angeboten wurden waren meiner meinung nach alle müll! Entweder konnte man nicht genügend stückzahlen bestellen oder die teile hatten nur ne helligkeit von 10mcd. Dir ist schon klar, dass die Lichtstärke vom Winkel abhängig ist, oder?
Ob die eine gute Wahl waren? 15° Abstrahlwinkel sind schon etwas sehr knapp. Wenn man von vorne draufschaut wird man evtl. blind, und von der Seite sieht man dann fast gar nichts. Da brauchst warscheinlich noch irgendwas vor den LEDs, was das Licht streut.
Außerdem musst du da deinen Treiber noch mal umbaun, denn ertens vertragen die keine 200mA, und zweitens bleibt bei 3,4-4V Flussspannung zu wenig Spannung für die Stromsenken übrig, die werden so nicht richtig funktionieren.
Dreh doch die LEDs um 45°, dann müsste das Layout prinzipiell fast nur noch aus horizontalen und vertikalen Leiterbahnen bestehen.
Im Prinzip könnte man eigentlich auch einen der beiden Widerstände einsparen, ein Basisvorwiderstand (also zwischen IC-Pin und Basis) reicht, er muss halt so dimensioniert werden, dass bei 5V am IC-Pin der zulässige Basisstrom des BC337 (steht im Datenblatt) nicht überschritten werden kann. Der Widerstand zwischen Basis und Masse ist eigentlich überflüssig. Ist er nicht, über den Spannungsteiler an der Basis und dem Emitterwiderstand wird der Strom der Schaltung bestimmt. |
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: LED Display inklusive Spektral Analysator
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am: April 7, 2008, 11:04:17
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So...
Ich hab mir die Tage dann mal ein paar Gedanken dazu gemacht und ein paar möglichkeiten durchgespielt.
Wenn ich das ganze mit SMD-LED's machen würde dann würde mich das schonmal 77 Euro für die LED's kosten. Außerdem wäre die 16*32 Matrix ca. 22 cm Breit und 20 cm Hoch. Außerdem wäre der vertikale Abstand der LED's größer als der Horizontale weil die Pads nach oben udn nach unten hin mehr Platz brauchen als zu Seite. Natürlich könnte ich die LED's auch Horizontal gesehen weiter auseinader setzen aber dann würde die Matrix ja noch größer werden... Und ich hatte eher vor es so klein wie möglich zu machen!
Deswegen ist die LED Wahl nun auch endgültig auf "normale" 3mm LED's gefallen. Wieso nimmst du für die SMD LEDs so rießen Pads, nimm kleinere, dann gehts auch kompakter, wenn das immer noch zu groß sein sollte, dann gibts auch noch kleinere LEDs. Außerdem würde ich bei diesen Mengen eher bei eBay schaun, da bekommt man die deutlich billiger.Das wäre es erstmal.
Seht ihr sonst noch irgendwelche Fehler?
Im Vorraus schonmal vielen Dank! fehlende Abblockkondensatoren, falsche Verschaltung der ULN2803, keine bzw. fehlerhafte Strombegrenzung der LEDs...
Außerdem ist das ganze Konzept meiner Meinung nach nicht gut durchdacht. Warum ein Atmega8, da sind so noch viele Pins unbenutzt, also reicht ach was kleineres, oder man nimmt gleich was größeres und spart sich die Schieberegister ein.
Warum ein doppeltes 16x16 Multiplexing, macht das Layout nur unnötig komplizierter, der Helligkeitsgewinn ist dagegen nur minimal.
Wie hoch willst du jetzt eigentlich den LED Strom machen, und wie hoch ist die Multiplexfrequenz? |
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Alles rund ums Modden / Tutorials / Re: Lüftersteuerung ohne Spannungsdrop v2.0 - NoDrop II
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am: April 4, 2008, 17:10:26
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Zuerst hab ich mir angeschaut ob ein Kondensator parallel zu R1 vom Poti stört. Die Schaltung bringt er wie zu erwarten war nicht zum Schwingen da er ja nur den Spannungsteiler beeinflusst. Meiner Meinung nach ist das allerdings keine gute Position für den Kondensator, da der Spannungsverlauf nicht wirklich schön ist. Das Verhalten vom Original hat mir besser gefallen. Das kommt darauf an, was man haben will, will man, dass der Lüfter zu beginn einmal voll aufdreht (so dass das auch akustisch zu hören ist), oder will man nur sicherstellen, dass der Lufter sicher anläuft. Für letzteres reicht ein Kondensator parallel zum oberen Potiabgriff vollkommen aus.
Ich hab mir daher nen 100µF Kondensator genommen und diesen mitsammt einer Diode zwischen Gate und Masse gesetzt. Die ersten 850ms hat der Lüfter damit 12V und der Rest der Schaltung ist anscheind nicht weiter davon beeinflusst. Bei 47µF sinds noch 410ms.
Ich kann hier allerdings nicht einschätzen wie schnell sich den Kondensator wieder entläd wenn man die Spannungsquelle ausschaltet. Nen zusätzlicher großer Entladewiderstand (1MOhm?) für das Teil sollte allerdings kein Problem machen.
Spricht was gegen den Kondensator mit Diode davor?
Das wirkt sich schon auf die Schaltung aus, du hast warscheinlich in der Simulation einen idealen Kondensator genommen, der hat natürlich keinen Leckstrom, dadurch wird die Diode in der AC-Analyse als Unterbrechung betrachtet und somit ist keine Änderung sichtbar. Gib dem Kondensator mal einen EPR von ca. 1MegOhm, dann sollte eine Änderung sichtbar sein.
Das ist zwar so nicht die sauberste Lösung aber sie dürfte den gewünschte Zweck erfüllen. Allerdings sollte der Elko so klein wie möglich sein. |
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Alles rund ums Modden / Tutorials / Re: Lüftersteuerung ohne Spannungsdrop v2.0 - NoDrop II
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am: April 3, 2008, 18:05:31
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Immer her damit. Einer schwingenden Schaltung im Rechner trau ich nicht so wirklich. Das andauernde an/aus der Last überträgt sich doch sicher in gewissen Maßen auf die Spannungsversorgung im Rechner.
Na ok, des wird jetzt aber was längeres.
Wieso eine Verstärkerschaltung ins Schwingen geraten kann, hab ich ja ben schon erklärt. Zur Stabilisierung muss man also "nur" dafür sorgen, dass niemals beide Bedingungen erfüllt sind.
Dafür gibt es prinzipiell drei Möglichkeiten:
Zum einen über die Verstärkung, denn je höher die Verstärker der Schaltung, desto geringer ist die offene Schleifenverstärkung.
Zum anderen über eine Tiefpass (auch als Lag-Glied bezeichnet) in der Rückkopplung. Dieser Tiefpass dämpft die offene Schleifenverstärkung über seiner Grenzfrequenz um 20dB/Decade. Bei der Platzierung dieses Grenzfrequenz muss man allerdings beachten, dass dieser die Phase um 90° dreht.
Die letzte Möglichkeit ist das sog. Lead-Glied, das hat die genau gegenteilige Wirkung eines Tiefpasses (jetzt nicht mit einem Hochpass verwechseln). Oberhalb der Grenzfrequenz wird die Verstärkung auf 1 gedrosselt, unterhalb steigt die pro Decade um 20dB bis zum Maximum an. Zusätzlich wird oberhalb der Grenzfrequenz die Phase um -90° gedreht.
Bevor ich jetzt richtig loslege muss ich noch den Begriff Phasenreserve erklären. Die Phasenreserve ist die Differnez aus 180° und der Phasenverscheibung bei einer offen Schleifenverstärkung von 1 (0dB). Ist diese zwischen 180° und 90°, wird der Ausgang bei einer Änderung am Eingang ohne Überschwinger nachgeregelt. Ist sie zwischen 90° und 0° gibt es am Ausgang Überschwinger die mehr oder weniger schnell gedämpft werden. Ist sie negativ (wie in diesem Fall) schwingt die Schaltung.
Bei Verstärkern wird meist eine Phasenreserve von 45° angestrebt, da dies einen guten Kompromiss aus Geschwindigkeit und Überschwinger darstellt.
Jetzt betrachten wir das mal für den konkreten Fall. Dazu muss man sich natürlich erst mal die offene Schleifenverstärkung ansehen. Ich zeig das jetzt anhand einer SPICE Simulation (die entsprechenden Dateinen für LTSpice gibts hier), es geht aber auch auf die herkömmliche Art (die entsprechenden Informationen sind normalerweise im Datenblatt vorhanden). Um sich diese anzeigen zu lassen muss man in die Rückkopplung nur eine AC Störgröße einbauen und anschließend eine AC-Analyse durchführen. In dieser lässt man sich dann die offene Schleifenverstärkung anzeigen, in dem man das Verhältniss aus Ausgangs- und Eingangsdifferenzspannung auswählt (Draft1.asc).
Interessant ist hier vor allem der Bereich zwischen 300kHz und 2MHz, denn in diesem Bereich ist sowohl die Phasen- als auch die Amplitudenbedingung erfüllt. Daraus kann man eindeutig sehen, dass die Schaltung schwingt.
Um diese Schaltung jetzt stabil zu bekommen, muss man "nur" die offene Schleifenverstärkung soweit abdämpfen, dass diese bei einer Phasenverschiebung von 135° (maximal 180°) nur noch 0dB beträgt.
Über die Verstärkung funktioniert das in diesem Fall nicht, da einerseits eine Verstärkung von 1 gewünscht ist, und zum Anderen die nötige Verstärkung so hoch wäre, dass man Probleme mit Rauschen und Offset bekommt. Mit einem Tiefpass schauts auch schlecht aus, da dieser über 140dB dämpfen müsste und damit um 7 Decaden unterhalb des ersten Tiefpasses des OpAmps leigen müsste, was einer Grenzfrequenz von 1-2µHz entspricht. Das ist aber mit realen Bauteilen nicht realisierbar. Ein Lead-Glied wäre ebenfalls wirkungsloss, da die Verstärkung der Schaltung schon bei 1 liegt und somit nicht weiter gedämpft werden kann.
Man braucht hier eine Kombination aus Lead- und Lag-Glied. Mit dem Lead-Glied wird der Operationsverstärker für höhere Frequenzen ausgebremst, mit dem Lag-Glied wird dann nur noch die Verstärkung des FETs gedämft. Das hat den Vorteil, dass sich die Phasenverschiebungen der beiden gegenseitig kompensieren.
Dazu muss man aber die Verstärkung des FETs kennen, am einfachsten geht das, in dem man Operationsverstärker und MOSFET mittels eines idealen Impedanzwandlers voneinander enkoppelt (Draft2.asc). Wie man hier erkennt, beträgt diese etwas über 40dB (also Faktor 100). Damit ist klar, die Grenzfrequenz muss zwei Decaden unterhalb der Frequenz liegen, bei der die Phasenverschiebung der Schaltung 135° beträgt. Das ist bei ca. 140kHz der Fall.
Bei der Bauteildimensionierung muss man jetzt noch beachten, dass das Gate des MOSFETS eine Kapazität von ca. 2nF hat (laut Datenblatt), der Kondensator des Tiefpasses sollte also groß genug sein, damit die Gatekapazität das nicht zu stark verfälscht. 22nF sind hier ein guter Wert. Damit, und mit der Grenzfrequenz von 1,4kHz kann man dann den dazugehörigen Widerstand berechnen. Rechnerisch ergibt dass 5,16 kOhm, der nächste in der E12 Reihe beträgt 5,6 kOhm. Platziert wird dieser Tiefpass zwischen OpAmp und Gate des MOSFETs.
Das Lead-Glied muss jetzt so dimensioniert werden, dass dessen Grenzfrequenz nicht höher als die des Tiefpasses liegt. Besser ist es allerdings, wenn die Grenzfrequenz niedriger liegt. Also nimmt man hier z.B. ebenfalls einen 22nF Kondensator und einen 56 kOhm Widerstand, damit liegt die Grenzfrequenz eine Decade tiefer als die des Tiefpasses.
Wenn man sich jetzt (Draft3.asc) die offene Schleifenverstärkung anschaut, sieht man, dass die Phasenreserve bei fast 90° liegt. Höher als die angestrebten 45° (liegt daran, dass durch die zusätzlichen Bauelemente andere parasitäre Kapazitäten und Kondensatoren einen geringeren Einfluss haben), aber da ein Lüfter mit seiner Induktivität das sowieso noch etwas beeinflusst, sollten so genug Reserven da sein.
Die Schaltung ist so zwar immer noch nicht optimal (es fehlt z.B. eine Entkopplung der Versorgungsspannung, oder wer sich mal das Datenblatt anschaut wird feststellen, dass weder TL081 noch µA741 am Eingang offiziell Signale von 0-12V verarbeiten kann), aber zumindest kein Störsender mehr.
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: LED Display inklusive Spektral Analysator
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am: März 27, 2008, 17:23:29
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Du musst das Datenblatt schon richtig lesen, die halten zwar einen Pulsstrom von 500mA aus, allerdings nur max. 10µs bei einem Duty Cycle von 0,5%. Wieviel du wirklich durchschicken kannst steht auf Seite 8 im Datenblatt.
Ich habe aber irgendwie das Gefühl, du hast das Funktionsprinzip noch nicht richtig verstanden. Es sind nicht alle LED gleichzeitig an, sondern immer nur zwei Spalten. Die Spalten werden nacheinander gemultiplext. Es fließt auch kein Strom von 20mA, sondern, laut Schaltplan, 140mA (ich komme rechnerisch aber auf knapp 200mA). Somit ist der maximale Gesamtstrom bei knapp 4,5A (mit 140mA). Alleine die LEDs verheizen hier fast 10W, das strahl also nicht nur Licht aus.
Bevor du dir jetzt noch meh Gedanken über solch utopischen Stromaufnahmen machst, solltest du dir mal eine LED schnappen und deren Helligkeit bei verschiedenen Strömen vergleichen. Dann wirst du auch merken, dass dein Auge auf Helligkeitsänderungen logarithmisch reagiert. |
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Alles rund ums Modden / Tutorials / Re: Lüftersteuerung ohne Spannungsdrop v2.0 - NoDrop II
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am: März 27, 2008, 10:54:17
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Deine Erklärung mag zwar für den Laien auf den ersten Blick logisch erscheinen, sie ist aber falsch.
Der eigentliche Grund für dieses Schwingverhalten ist der MOSFET und die Realität. Mit einem idealen OpAmp würde diese Schaltung einwandfrei funktionieren, da ein idealer OpAmp eine unendlich hohe Differenzerstärkung, unendlich hohe Bandbreite und keinerlei Phasenverschiebungen hat. Bei einen realen OpAmp trifft das allerdings nicht zu. Diese haben "nur" eine hohe Differenzverstärkung, zusätzlich ist dieser intern aus (meist drei) einzelnen Stufen aufgebaut, die fast alle auf Grund parasitären Kondensatoren ein Tiefpassverhalten zeigen. Diese Tiefpässe dämpfen die Verstärkung für hohe Frequenzen und zusätzlich hat jeder Tiefpass eine Phasenverscheibung von 90° zur Folge. Das bedeutet, dass der Ausgang für höhere Frequenzen quasi hinterherhängt. Genau das wird nach dem zweiten Tiefpass zu einem Problem, da hier dann bereits eine Phasenverschiebung von 180° vorliegt, für ein periodisches Signal ist das gleichbedeutend mit einer Invertierung. Da ein Operatisnverstärkeraber normalerweise mit einer Gegenkopplung betrieben wird, hat diese Phasenverscheibungen aber durchaus Folgen. Dies bedeutet, dass aus der Gegenkopplung in hohen Frequenzen eine Mitkopplung wird. Sollte jetzt die Diferenzverstärkung in diesem Bereich noch größer sein, als die Verstärkung der Schaltung kommt es zu einem Schwingverhalten, da bereits geringe Störungen in der Rückkopplung verstärkt werden.
Kurz gefasst müssen für eine schwingende Schaltung zwei Bedingungen erfüllt sein. Zum einem muss die Phasenverscheibung größer als 180° sein, und zum anderen muss die offene Schleifenverstärkung (das ist das Verhältniss aus Differenzverstärkung zur eingestellen Verstärkung) größer als 1 sein.
Der TL081 und auch der µA741 sind "unity gain stable", d.h. hier sind bereits intern entsprechende Maßnahmen getroffen worden, die gewährleisten, dass bei einer Verstärkung größer gleich 1 niemals beide Bedingungen erfüllt sind. Diese OpAmps sind also in Verstärkerschaltungen stabil und neigen nicht zum Schwingen.
In diesem speziellen Fall hier, ist in der Rückkopplung noch zusätzlich der MOSFET enthalten. Dieser verstärkt das Ausgangssignal des Operationsverstäkers nochmals um den Faktor 100-300. Die gesamte Schaltung soll aber nur eine Verstärkung von 1 haben, deshalb muss der OpAmp diese zusätzliche Verstärkung dämpfen. Dadurch ist die Verstärkung des Operatinonsverstärker kleiner als 1 (genaugenommen 1/100-1/300) und dadurch sind dann beide Bedingungen für eine Schwingung erfüllt.
Man kann dieses Verhalten durch ein paar zusätzliche Bauteile kompensieren, falls Interesse besteht kann ich auch gerne mal erklären wie. |
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: LED Display inklusive Spektral Analysator
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am: März 27, 2008, 09:00:07
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Diese Ausfallsicherung würde ich weglassen, BOD und Watchdog aktivieren, dann ist der µC genügend abgesichert.
Ich würde auch den Strom für die LEDs nicht so hoch machen, da musst du vorher eh im Datenblatt nachsehen, ob die den hohen Pulsstrom vertragen. Die 140mA (in der Realität sinds warscheinlich eher 200mA) sind schon sehr hoch, und deswegen sind die auch nicht viel heller als z.b. mit 50mA. Da kannst du vorher ja mal ein paar Tests machen und die Helligkeit deiner LEDs bei verschiedenen Strömen vergleichen. Ob dir das dann den zusätzlichen Stromverbrauch wert ist musst du dann selber entscheiden. |
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: LED Display inklusive Spektral Analysator
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am: März 26, 2008, 20:58:53
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Hat es irgendeinen Grund weshalb da ein AT89 drinn ist? Willst mal alle µC Architekturen durchprobieren? 
Und, was soll das NE555 Monoflop da links oben? Mal ganz davon abgesehen, dass das einen doch recht langen Puls ausgibt und das dadurch ein deutliches Flimmern entstehen würde, ist es doch kein Problem das über Software zu machen. |
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Alles rund ums Modden / Elektronik, Elektrik / Re: LEDs anschließen
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am: März 5, 2008, 17:26:11
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Die Formel gilt aber nur, wenn die LED 2V Durchlaßspannung haben. Gerade bei den ultrahellen ist dies aber die Ausnahme - hier sind 3V und mehr üblich.
Wie hoch die Flussspannung bei LEDs ist, hängt nicht von der Helligkeit ab, sondern von der Farbe (und auch etwas von der Technologie) ab. 2V deuten hier sehr stark auf rote oder gelbe LEDs hin, die würden bei 3V Flussspannung sehr schnell das zeitliche segnen. |
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