Blockschaltung für "common anode" LEDs

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Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon newtom am Donnerstag 19. November 2015, 15:51

Hallo Allerseits,

ich müsste für ein Projekt (keine Hausaufgabe) mehrere, jeweils aus 16 LEDs bestehende Arrays mittels einer NI6704 Karte vom PC antreiben. Die Schwierigkeit ist, dass die LED-Arrays in vorgefertigter und verschlossener Form vorliegen, und bei den LEDs sind untypischerweise die Anoden als ein Pin und alle Kathoden als weitere Pins ausgeführt.

Es gab bereits eine Idee, einen ULN2803 oder UDN2981 Chip zu nutzen, allerdings scheint das Design in beiden Fällen (wahrscheinlich wegen der "verkehrten" Polarität) nicht zu funktionieren.

Ich habe ein Bild beigefügt und würde mich über Lösungsideen freuen.
Danke!

NewtoM
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newtom
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Re: Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Freitag 20. November 2015, 07:13

Im einfachsten Fall benötigst du nur 18 Transistoren zusätzlich! Einer Led ist es völlig wurscht ob du die an der Kathode oder der Anode ansteuerst!
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst das von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!
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Re: Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon newtom am Freitag 20. November 2015, 08:12

Hallo,

danke für die Antwort. Leider verstehe ich aber den Lösungsweg noch nicht. Könntest du deine Antwort bitte etwas präzisieren: was für Transistoren und wohin mit denen?

Danke!
newtom
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Re: Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon anders am Freitag 20. November 2015, 09:45

und bei den LEDs sind untypischerweise die Anoden als ein Pin und alle Kathoden als weitere Pins ausgeführt.
Warum sollte das untypisch sein?
Das kann man machen, wie man Kleingeld hat.
Ungewöhnlich allerdings ist die Verwendung von negativen Spannungen.
Bist du sicher, dass du die Aufgabe in dieser Hinsicht verstanden hast?

allerdings scheint das Design in beiden Fällen (wahrscheinlich wegen der "verkehrten" Polarität) nicht zu funktionieren.
Dann wirst du eben deinen eigenen Treiber konzipieren müssen.
Mir ist momentan jedenfalls kein stromstarkes IC bekannt, das mit einer TTL-Ansteuerung negative Polarität schaltet.
Wenn du allerdings den Hersteller dieses genau so seltsamen -10V Treibers herausfindest, bekommst du dort vermutlich auch das passende Gegenstück.

P.S.:
m einfachsten Fall benötigst du nur 18 Transistoren zusätzlich!
Nein viel weniger.
Er braucht ja nur die beiden Anodenleitungen richtig zu treiben


P.P.S.:
mittels einer NI6704 Karte vom PC antreiben
Ich habe mir gerade einmal das Datenblatt dieser Karte angesehen.
War das deine Idee die Analogausgänge, die nur 10mA treiben können, für Lampen zu verwenden?
Weshalb nimmst du nicht die stärkeren 20mA Ausgänge, die nach Masse schalten, dann passt auf der anderen Seite der UDN?
Und wenn du schon die Spannungausgänge verwendest, dann kannst du sie genau so gut zwischen 0V und +5V hin und herschalten lassen, denn das sind ja Ausgänge eines 16Bit-DAC, der jede Spannung zwischen -10V und +10V präzise einstellen kann.
Zuletzt geändert von anders am Freitag 20. November 2015, 10:09, insgesamt 3-mal geändert.
anders
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Re: Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon newtom am Freitag 20. November 2015, 10:30

Hi anders,

vielen Dank für die Antwort! Du hast bereits viele Dinge erfasst. Ich werde diese mal durchgehen.

Die NI6704 und die Spannungsausgänge sind vorgegeben, da alles andere bereits anderweitig benutzt wird. 10mA pro LED sollte vorerst reichen. Auf die negative Spannungen bin ich selber gekommen, da -ich dachte- mit positiven Spannungen wohl nichts passieren würde (wegen der Polarität der LEDs). Oder liege ich da falsch?

Mir ist momentan jedenfalls kein stromstarkes IC bekannt, das mit einer TTL-Ansteuerung negative Polarität schaltet.


Und das ist genau das Problem. Wobei, stromstark relativ ist. Im schlimmsten falls hätte ich 160 mA, wenn alle LEDs in einem Block gleichzeitig an wären.

Er braucht ja nur die beiden Anodenleitungen richtig zu treiben.


Genau so weit war ich auch. Ich habe allerdings sehr begrenzte Erfahrungen mit Transistoren. (Ein mal an der Uni gelernt zu haben reicht ja offensichtlich nicht aus.) Ich habe bereits QUCS installiert und mit pnp und npn Transistoren herumprobiert, aber ich komme nicht auf die Lösung, wie ich TTL-Signale, den ULN-Chip, Transistoren und die negative Spannungen zusammenbringen kann.

Wenn die LEDs andersrum stehen würden, und ich mit +10V von der NI-Karte herangehe, ist das alles total einfach mit einem ULN 2803A...

Und wenn du schon die Spannungausgänge verwendest, dann kannst du sie genau so gut zwischen 0V und +5V hin und herschalten lassen, denn das sind ja Ausgänge eines 16Bit-DAC, der jede Spannung zwischen -10V und +10V präzise einstellen kann.


Auch schon bedacht, geht aber leider nicht, weil noch präzisere Schaltzeiten (~10 us) nötig sind, als was die NI6704 bei so vielen Ausgängen kann. Dafür (im Bild nicht eingezeichnet) wird ein AND-Logikchip die TTL-Leitungen kreuzen und mit einem externen analogen Steuersignal die LEDs schalten. (Die LEDs sind spezielle, sehr schnelle LEDs.) Die Spannungen der NI-Karte werden im Vorfeld pro LED eingestellt, so dass die sich danach nicht einpegeln müssen.

Ich hoffe noch auf Vorschläge, wo und welche Transistoren ich in die Schaltung bauen könnte, um das Ziel zu erreichen.

Liebe Grüße,
NewtoM
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Re: Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon anders am Freitag 20. November 2015, 13:13

Wenn die LEDs andersrum stehen würden,
Tun sie aber nicht. Fall erledigt.

Die NI6704 und die Spannungsausgänge sind vorgegeben
Na dann schaltest du die Spannungausgänge eben zwischen 0 und +5V hin und her.
Viel mehr als +5V solltest du nicht wählen, weil dann die zulässige Sperrspannung der inaktiven LED überschritten wird.
Der UDN als Anodentreiber kann ja trotzdem mit +12V gespeist werden.

da -ich dachte- mit positiven Spannungen wohl nichts passieren würde (wegen der Polarität der LEDs). Oder liege ich da falsch?
Du gehst wohl von der falschen Vorstellung aus.
Mit +5V an der Kathode ist die LED aus, mit 0V brennt sie, falls zusätzlich die Anode auf +5V..+10V liegt.
Mit Zwischenwerten an den Kathoden kannst du die Helligkeit jeder einzelnen LED beeinflussen .

weil noch präzisere Schaltzeiten (~10 us) nötig sind, als was die NI6704 bei so vielen Ausgängen kann.
Ach herrjeh.
Wenn es nicht möglich ist die Ausgangs-DACs der NI-Karte gleichzeitig zu programmieren, fügt man eben eine Pause ein, in der beide Anodentreiber abgeschaltet sind.

Die LEDs sind spezielle, sehr schnelle LEDs.
???
An- und Abfallzeiten von 50ns würde ich einer gewöhnlichen LED durchaus zutrauen, und das dürfte weitaus schneller sein als die Einschwingzeiten des Spannungsausgangs der NI-Karte.
anders
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Re: Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Freitag 20. November 2015, 18:09

nur mal zum Nachdenken.GIF
Nur mal als Gedankenstütze
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Re: Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon newtom am Donnerstag 26. November 2015, 11:13

Es hat sich zwischendurch ein Lösungsansatz herauskristallisiert. (Bauteil bestellt, muss noch probieren.)

Der Plan ist, einen 4N25VM Optokoppler/-Isolator (http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1200000-1299999/001265461-da-01-en-OPTOISOLATOR_TRANS_7_5K_4N25VM_DIP_6_FSC.pdf) zu nutzen. Man kann die Steuerseite genau mit meinem TTL Signal betreiben und die Durchlassseite kann ich so drehen, dass der Strom trotz "verkehrte" LED-Polarität fließen kann.

Ich hoffe, das wird funktionieren.
newtom
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Re: Blockschaltung für "common anode" LEDs

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Sonntag 29. November 2015, 09:07

Warum der Umweg über Optokoppler? Zudem sind dessen Transistoren auch nicht gerade für größere Ströme ausgelegt! Die Transistoren BC 327 (PNP) und BC337 (NPN) können bis 800mA treiben.
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