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IOCard Outputs
Hallo,
ich habe mal eine Frage zu den Outputs der Mastercard. Zuerst mal: Ist er korrekt, dass die Spannung an den Outputs 5V beträgt und nicht "led-fertig" sind sondern mit einem Widerstand in der Größenordnung 150 Ohm geschaltet werden müssen? (sind 330 Ohm wie ich immer wieder lese nicht zu viel wenn ich eine LED mit 2,2V und 20mA betreibe reichen doch 130 Ohm) Des weiteren würde mich interessieren, ob es die Karte aushält, wenn ich an jeden! Output 2 LEDs parallel anschließe um dadurch mehr Licht für meine Anzeigen zu bekommen. Klar, dass ich dann einen geringeren Widerstand brauche da sich ja der Strom verdoppelt, aber hält das die Karte aus? |
Hallo,
die Spannung beträgt wirklich 5V an den Outputs. Im opencockpits forum hatte ich mal gelesen, dass es besser sei eine andere LED zu verwenden anstatt zwei hintereinander zu schalten (sinn?) gruß aus Kiel Christian |
Quelle oder Senke
die gestellte Frage läßt sich nur schwer beantworten, wenn man keine Schaltung vorliegen hat, bzw. das elektr. Bauteil nicht kennt, an das die LED angeschlossen werden soll.
Da bei PICs zum Beispiel die Ausgänge als Quelle oder Senke programmiert werden können, wäre also als erstes einmal die Angabe zu machen: QUELLE oder SENKE. Die Funkktion als Strom-SENKE beinhaltet "zumeist" auch einen größeren zulässigen Strom. (muss aber nicht so sein, ist halt bauteilabhängig!) Werden die elektr. Bausteine an einer 5-Volt-Schiene betrieben, werden sie in der Regel an den Ausgängen weniger als 5 Volt zur Verfügung stellen. In diesem Spannungsbereich, also aufgerundet bei 5 Volt, ist das Betreiben von LEDs in Reihenschaltung keine gute Idee. WARUM: Schalten wir zwei Leds in Reihe, dass sie beide vom selben Strom durchflossen werden, ergibt sich eine kritische Situation wegen => zweimal U-Schwell der Diode also z.B. 2*2,2Volt = 4,4 Volt, bleibt nur noch 5-4,4=0,6 Volt zur Stromeinprägung mittels Widerstand => 0,6 Volt : 20 mA = 30 Ohm. Das sollte man besser nicht machen!!!! Schaltung sollte eine Parallel-Schaltung sein, oder helle LEDs auswählen. Zur Parallelschaltung mehr nach dem Mittagessen in weitem Thread ... :hallo: |
LEDs
Hi,
danke euch beiden schonmal für eure Antworten. Meine LEDs haben folgende Daten: U(f)=2,25V, I(f)=20mA. Somit habe ich bei einer Parallelschaltung von zwei LEDs dann einen Gesamtstrom von 40mA bei einer Spannung von 2,25V. Daraus ergibt sich ja ein Vorwiderstand von 5V-2,25V = 2,75V/0,04A = 70Ohm. Mein Gedankengang ist doch so richtig, oder? Nur würd ich gerne wissen, ob das die Mastercard mitmacht, wenn ich jeden Ausgang mit 40mA belaste. Noch mal zum Betreiben von einer LED: in der Anleitung von Opencockpits wird geschrieben, dass man an eine LED einen Vorwiderstand von 270 - 330 Ohm hängen soll. Ist der Widerstand nich ein bisschen zu hoch. Wenn ich den Widerstand mit den Daten meiner LED berechne komme ich auf 5V-2,25V = 2,75V/0,02A = 138 Ohm? Bei einem zu hohen Widerstand wird doch dann die Leuchtkraft der LED beeinträchtigt, oder? |
Fortsetzung, bzw. Antwort
Hallo Andy,
gehen wir davon aus, dass der Ausgang der Mastercard tatsächlich als Quelle arbeitet, also ein Strom durch LED und Widerstand nach GROUND fließt, dann ist deine Überlegung grundsätzlich richtig. Zur Sicherheit solltest du auch die im Widerstand "verbratenen" WATT nachrechnen: J*J*R = 0,04 * 0,04 * 70 = 0,112 Watt Wegen der Exemplar-Streuungen zwischen den LEDs vermeidet man die von dir angedachte Schaltung (2 LEDs parallel hinter 1 Widerstand). Man nimmt stattdessen LED-1 in Reihe mit R-1 und LED-2 in Reihe mit R-2 und schaltet diese beiden Stränge dann parallel. |---|____|--- |>| ---|GROUND | |---|____|--- |>| ---|GROUND ************************************************** **** Lasse uns einfach die OPENCOCKPITS - Angaben rückwärts rechnen. J(f)=20mA gibt für R=270 Ohm den Spannungsabfall von 5,4 Volt J(f)=20mA gibt für R=330 Ohm den Spannungsabfall von 6,6 Volt Zu beiden Werten ist dann noch U(f)=2,25Volt zu addieren! Es steht zu vermuten, dass OPENCOCKPITS von anderen Nenndaten ausgeht, also sogenannte "helle" LEDs einplant, die bei geringerer Stromstärke noch eine große Lichtausbeute ergeben. Viel Erfolg bei der Arbeit :hammer: :hallo: |
Danke für deine schnelle Antwort.
Vielleicht kannst du mir das mit der "Exemplar-Streuungen zwischen den LEDs" etwas genauer erklären, weil das irgendwie nicht in meinen Kopf will, warum genau ich zwei statt einem Widerstand verwenden soll. Ich werde mich mal nach anderen LEDs umschauen. Vielleicht probier ich aber auch einfach mal meine Idee an einer Mastercard aus und werd ja dann sehen was passiert. Aber wie gesagt, vielleicht kannst du mir das noch mal erklären mit dieser Streuung. Danke! |
... Fortsetzung zu LEDs
Zitat:
eine der beiden LEDs fällt aus. Die zweite LED übernimmt jetzt zusätzlich den Strom der ersten LED, d.h. im Klartext, dass sie jetzt mit einem doppelt so großen Strom betrieben wird als ursprünglich berechnet war. Fall a) die LED verkraftet dies auf die Dauer, dann hast du Glück gehabt Fall b) die LED verdampft, dann wird es eben dunkel Fall c) die LED wird heiß und umgebendes Material verkokelt, eventuell fängt es Feuer !!! Bei einer Schaltung mit getrennten Vorwiderständen bleibt der Strom in der nicht ausgefallenen LED auf dem vorbestimmten Wert. Schon allein aufgrund dieser Tatsache macht sich der Aufwand eines zweiten Widerstandes bezahlt. Man muss immer daran denken, dass die LED anders als andere Bauelemente mit einem eingeprägten Strom betrieben werden muss, was durch ihren physikalischen Aufbau bedingt ist. Die Stromeinprägung erfolgt im einfachsten Fall durch den Vorwiderstand. Zitat:
Die LED ist kein ganz so einfaches Bauteil, wie wir für unsere Basteleien immer vereinfachend voraussetzen. Eine dieser vereinfachenden Annahmen ist zum Beispiel die Angabe eines Wertes für die Vorwärts-Durchlaß-Spannung -auch Schwellspannung genannt- der LED. Die Angabe U(f)=2,25Volt ist eine solche Vereinfachung, die für den "Praktiker" sehr hilfreich ist bei der Berechnung des Vorwiderstandes. Eine weiterführende Erklärung der Auswirkungen der Exemplar-Streuung für den diskutierten Schaltungsfall "zwei LEDs parallel" ist hier m.E. etwas OFF-TOPIC. Man müsste nämlich die nichtlinearen Kennlinien der LEDs als Besprechungsgrundlage einführen. In einem späteren Posting werde ich eine entsprechende Versuchsschaltung beschreiben, mit der man sich die Auswirkungen der Exemplar-Streuungen vergegenwärtigen kann. Vielleicht sollte man auch ergänzend ein Analogon aus dem Breich des fließenden Wassers heranziehen? :hallo: |
Super erklärt.
Hi!
Danke für deine ausführliche Erklärung. Klar macht es jetzt für mich Sinn, warum zwei Widerstände verwendet werden sollten, die Antwort liegt doch oft so nahe. Da hab ich aber echt nicht dran gedacht. Ich habe gestern noch ein bisschen im Forum von Opencockpits gestöbert und dort gab es auch öfters die Frage, wieviel LEDs man maximal an die Mastercard hängen darf. Laut den Antworten sind zwei LEDs pro Output kein Problem. Es wird sogar geschrieben, dass man für eine LED am Output einen 330-Ohm-Widerstand verwenden soll, bei zwei LEDs (Reihe oder parallel) wird kein Widerstand benötigt. Klingt für mich etwas komisch und ich werde auf jeden Fall mal welche verwenden, die sind ja nicht so teuer. Danke nochmal für deine tolle Erklärung und deine Mühe. |
3 Versuche als Analogon zur Exemplar-Streuung
Da die Exemplar-Streuung ein Produkt des Zufalls ist, soll mit einer diesen Zustand in der Annäherung gezielt darstellenden Schaltung der Versuch einer Erklärung dieses Phänomens durchgeführt werden, bzw. genauer gesagt eine Erläuterung seiner Auswirkungen dargelegt werden. ---####--- Darstellung eines Widerstandes -----+------ Darstellung eines Abzweigungspunktes ----|>|---- Darstellung einer Diode, auch LED ............ Leerstellen ohne Bedeutung (Abstandhalter) Spannungsteiler: ----####----+----####---- ......U1......|......U2..... Auch ein Spannungsteiler: ----####----+-----|>|----- ......U1......|......U2..... 1. Versuch Parallelschaltung einer roten und einer grünen LED | +----####----+-----|>|----- rote LED.......U(f) = 2,2 Volt.....leuchtet diese? |.......Rv......| .................+-----|>|----- grüne LED.....U(f) = 3,2 Volt.....leuchtet diese? 2. Versuch Parallelschaltung einer roten LED und einer 1N4007 | +----####----+-----|>|----- rote LED.......U(f) = 2,2 Volt.....leuchtet diese? |.......Rv......| .................+-----|>|----- 1N4007.........U(f) = 0,7 Volt.....was passiert? 3. Versuch Parallelschaltung einer roten LED und 5 Dioden 1N4007 | +----####----+-----|>|----- rote LED.......U(f) = 2,2 Volt.....leuchtet diese? |.......Rv......| .................+-----|>|--|>|--|>|--|>|--|>|---. 5 * U(f) = 0,7 Volt.....was passiert? ..............................5 x 1N4007 Bitte für Rv eine Bauform auswählen, die zumindest 1 Watt, besser 2 Watt, aushält! Na, alles klar? Spätestens nach Durchführung der Versuche sollte das der Fall sein. :hallo: |
Kritisch betrachten ...
Zitat:
:D Das gilt auch für meine Ausführungen! Was man letzten Endes an die Ausgänge der Mastercard hängen darf, müssten die Entwickler der Karte aber genau spezifizieren! Man muss zwei Dinge unterscheiden: 1) Maximale Belastung eines einzelnen Ausganges 2) Maximale gleichzeitige Belastung aller Ausgänge :idee: Speziell zum Thema "LEDs ganz ohne Widerstand". Da müsste der Ausgang der Mastercard die Strombegrenzung übernehmen. Ob das der Fall ist, kann man nur bei Kenntnis der Daten des die Ausgänge versorgenden Bausteins überprüfen. Ich persönlich halte derartige Aussagen, -ich nehme mal an die stammt von Forumsteilnehmern-, für unverantwortlich, wenn sie nicht technisch untermauert sind. Da wir so langsam weit ins OFF-TOPIC abgleiten, würde ich vorschlagen weitere Fragen über PN abzuwickeln. :hallo: |
Hallo,
die Streuung der LED's bezüglich Helligkeit ist sehr gross. Ausserdem ist die Empfindung des Auges massgebend. LED zu hell, Widerstand erhöhen. zu dunkel ==> Widerstand verkleinern. Ansonsten ist wie erwähnt der Treiberbaustein der IO Karte ebenso wichtig. Mein Rat: Taschenrechner beiseite legen. jede LED 1 Widerstand. Mit 220 Ohm beginnen und Helligkeit vergleichen. Viel Spass Dirk |
Hab mal nachgeschaut, womit die Spanier das machen.
Der Baustein ist ein 74H259, also eigentlich nicht so toll als Treiber. Mehr als 10mA pro Output dürften kaum erreichbar sein. Bei höherer Last wird die Spannung am Ausgang deutlich in die Knie gehen. Dafür sind die billig, wenn mal was kaputt geht. Gruss Dirk |
... 10 mA ist aber nicht gerade üppig
Zitat:
Wenn nur 10 mA zur Verfügung stehen, muss man gezielt spezielle Typen einkaufen, was dann auch höhere Preise nach sich zieht. Für eine Parallel-Schaltung müsste man demzufolge LEDs mit Nennstrom 5 mA suchen. Ob es das überhaupt gibt, erscheint mir im Moment dann auch zweifelhaft, bzw. dann auch kaum bezahlbar, oder? --- Augen auf --- --- beim LEDs-Kauf --- :hallo: |
Hi,
probier's doch einfach mal. Gruss Dirk |
Kein guter Tipp
Zitat:
Wenn die Baustein-Bezeichnung stimmt, dann kann man sich einen solchen Baustein beschaffen und eine entsprechende Schaltung auf einem Experimentier-Board aufbauen. Wenn dann der Baustein "verglüht", ist wenigstens nicht die ganze Mastercard im Eimer! :hallo: |
Neue Infos
Hallo zusammen,
mir ist gestern abend eingefallen, dass ich mal auf einer Homecockpit-Website war und dieser Bastler einer 767 den MasterLightTest über die Outputs seiner Mastercards realisiert, sprich alle LEDs an den Outputs auf einmal an. Ich hab ihn mal angeschrieben und gefragt was für LEDs er benutzt und ob die Helligkeit der LEDs in die Knie geht, wenn er alle auf einmal einschaltet. Seine Antwort war: Alle LEDs leuchten in der gewohnten Helligkeit bei dem MasterLightTest. Die meisten LEDs sind in Pushbuttons integriert und haben einen I(f) = 15mA. Er benutzt gemischt nicht nur Low-Current und High-Current LEDs sondern auch LEDs mit gleicher Stromstärke und unterschiedlicher Helligkeit. Ich werde mir jetzt mal einige (super)hellen LEDs besorgen mit einem I(f) von 20mA und schauen ob diese meinen Ansprüchen genügen. Im Forum von opencockpits schreiben die Moderatoren (und ich denke dass die Ahnung davon haben sollten), dass es kein Problem sei zwei LEDs an einen Output zu hängen (auch ohne Widerstand), maximal sogar drei LEDs. Wenn man die Outputs nur mit 10mA belasten kann, dann fände ich das ein wenig schwach für die Karten. Wenn aber der 767-Bastler an jedem 15mA dran hat, dann sollte das mit den 10mA doch nicht so stimmen, oder? Oder seine Karten geben demnächst dein Geist auf ;) |
auch nur Menschen
@Andy
Moderatoren sind nicht unbedingt auch gute Elektroniker !!! Gewißheit kannst du nur erlangen, indem du deine Mastercard anschaust, ob du dort die von Dirkan genannten Bausteine 74H259 als Ausgangsstufen draufhast. Dann gilt es ein Datenblatt für den 74H259 zu finden und dort die Ausgangsbelastung nachzulesen. :hallo: |
Hallo,
die DC characteristics der HC Mos Bausteine sind in 74HC/HCT/HCU/HCMOS Logic Family Specifications beschrieben. Pro port können zwar 25 mA gezogen werden, aber die max. 75 mA des gesamten Chips ergeben dann: 75/8 = <9mA, wenn alle 8 ports an. Aber: im Schaltbild von der Mastercard steht 74H259. Ich habe von einer H Familie noch nie was gehört und vermute eine Abkürzung. Vielleicht kann jemand, der so eine Karte hat mal die genaue Beschriftung posten. Gruss Dirk |
Hab das soeben nachgeschaut - ist HC!
Gruss, |
Das heißt also, ich kann laut diesen Daten (9mA pro Port) nicht einmal an jedem Output gleichzeitig eine Standard-LED mit 20mA leuchten lassen?
Gibt es denn ICs, die mehr packen und einfach so mit den 74HC259 ausgetauscht werden können oder vielleicht eine Verstärkerschaltung per Transistor, die recht einfach realisierbar ist? Ich hab schön öfters mal gelesen, dass man mit einem Transistor die Leistung erhöhen kann, nur kenne ich keine Schaltpläne und weiß nicht mit welchen Bauteilen ich so eine Schaltung realisieren kann. |
Hallo,
habe meinen Vorschlag schon mal vor einiger Zeit gepostet. Passt hier zum Thema evtl. auch dazu. http://www.wcm.at/forum/attachment.php?postid=2128192 Ich habe vor das mit dem Anzeigen Lighttest extern zu lösen, da mir der Programmieraufwand in SIOC zu viel ist und zudem die Opencockpits Masterkarte zu wenig Strom liefert. Über ein Lighttestsignal von der Mastercard schalte ich die Ausgänge der TTL "ODER" Gatter auf H Pegel (positiv), egal was für ein Signal von der Mastercad an dem jeweiligen Gatter anliegt. Da so ein TTL Baustein aber nur sehr wenig Ausgangsstrom liefert, schalte ich einen Treiber ULN2803A dahinter. Dieser invertiert das Signal und stellt einige 100mA am Ausgang bereit. Dies genügt um auch mehrere LED´s an einem Ausgang zu betreiben. Z.B. bei meinem Airbus die 2 AUTOLAND, 2 MASTER WARN Anzeigen auf den Wingpanels des CAPT und FO. Geht das Lighttest Signal wieder auf L steht wieder das ursprüngliche Signal von der Mastercard an den LED´s. Es handelt sich hier nur um einen Entwurf. Evtl. hat jemand noch eine bessere Idee. Gruß Thomas |
Ja, deine Idee kenne ich noch. Ich finde sie auch sehr gut. Aber Fakt ist doch, wenn mir die Mastercard nur einen max. Strom von 75mA liefert (max. 25mA pro Port), ist das doch eigentlich generell zu wenig. Schließlich leuchten in einem Cockpit durchaus im Normalbetrieb einige Anzeigen, die dann ja auch einen zu hohen Strom ziehen würden. Ich möchte für mich persönlich den Lighttest weiterhin per SIOC realisieren. Aber dieser Treiber ULN2803A ist ja ein Verstärker. Da kann ich doch auch meine Outputs anhängen und diese Signale werden dann verstärkt, oder?
Hast du vielleicht ein Datenblatt von diesem IC oder kannst mir eventuell sagen/zeigen wie dieser Treiber angeschlossen wird/welchen max. Ausgangsstrom jeder Ausgang dann hat. Ich hab leider noch nicht so viele Erfahrungen im Bereich ICs sammeln können. |
Hallo,
hatte den ULN2803A ursprünglich als reinen Leitungstreiber einsetzen wollen. Da die Masterkarte zuwenig Strom liefert. Und ich wollte die mMsterkarte nicht am Limit betreiben. Bei einem Lichtest fängt das Teil mit Sicherheit zu rauchen an. Der ULN2803A liefert bis zu 500mA pro Ausgang ! Die Idee mit dem Lighttest kam mir erst später. Wichtig noch, der ULN invertiert das Signal von der Masterkarte. Die LED´s hängen also mit der Anode an 5V und der ULN schaltet diese dann gegen Maße. Will die Schaltung nach meinem Urlaub mal aufbauen und testen. hier noch das Datenblatt ULN2803A Gruß Thomas |
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