Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

dobór rezystorów do kolektora i bazy przy multipleksowaniu wyświetlacza 7-osegm.

10 Mar 2013 21:23 2970 12
  • Poziom 19  
    Rzecz w doborze rezystorów do bazy kolektora (edit: i bazy w gruncie rzeczy).

    Rejestr przesuwny: M74HC595B1
    tranzystor NPN: BC547B
    rezystory na diodach led: 220Ω
    µC: ATMega8A
    wyświetlacze siedmiosegmentowe ze wspólną katodą.

    Wzmocnienie tranzystora hFE: 266 (zmierzone tanim, pospolitym miernikiem)
    Zasilanie układu (z programatora STK500v2) wynosi 4,2V.

    Mam obecnie złożony na płytce stykowej podobny układ (bez multipleksowania - dwa rejestry przesuwne i dwa przyciski) - rejestr przesuwny pobiera przy tym napięciu około 34mA. Wiem, że istnieje takie zjawisko, że rejestr "kradnie napięcie" z µC. Po odcięciu zasilania pinu Vcc rejestru przesuwnego diody świecą około ½-¾ słabiej (określiłem to organoleptycznie). Gdy pin jednak jest podpięty nie da się zmierzyć (brak oscyloskopu ;) ) natężenia (wskazuje 0), więc zakładam, że to jest pomijalne.


    Obmyśliłem to tak: potrzebuję porównywanego napięcia na kolektorze.
    Rezystor 1,5kΩ między µC, a bazą daje 2,8mA. W związku z tym i ze wzmocnieniem równym 266 to, żeby otrzymać na kolektorze około 35mA powinienem użyć rezystora ~5,6kΩ.
    Nie jestem pewny, czy rozumuję jak należy, albo czy czegoś nie powinienem zrobić inaczej.



    Bardzo proszę o pomoc. :)
    PS. Szkoda, że w LaTEX-u nie ma dolnego indeksu.

    dobór rezystorów do kolektora i bazy przy multipleksowaniu wyświetlacza 7-osegm.
  • Specjalista AGD
    Rezystory segmentów 120-150Ω. Rezystory bazy w okolicach 4.7-5.6k
  • Poziom 19  
    Mogę poznać jakieś uzasadnienie? Czy, gdy rezystor bazy będzie miał wartość od 4,7-5,6k to odnośnie tej wartości mam dobierać rezystor na kolektorze?
    Używałem wzoru na hFE (iloraz prądu kolektora i bazy) i prawa oma.
    Co do rezystorów - hm, zgadzałoby się. ;)

    Zakładam, że mam brać w tym wszystkim poprawkę na napięcie, jeżeli zmieniłbym zasilanie na, np. 5V.

    edit: "poprawka na napięcie" - mam wrażenie, że ten związek frazeologiczny jest błędny. Oo
  • Pomocny post
    Specjalista AGD
    Co do rezystorów segmentów to widzę to tak. Piszesz, że zasilanie 4.2V, napięcie zasilania diod czerwonych to 2V, prąd nominalny 15mA. Co prawda na 74HC595 też spadek będzie, więc takie wartości 120-150Ω powinny być dobre. Ale kiedyś wyczytałem, że przy dwóch wyświetlaczach LED, prąd segmentów należy zwiększyć. Więc tu nawet zastosowanie rezystorów 100Ω nie uszkodzi wyświetlacza. W przypadku gdy jest inna barwa / typ wyświetlacza, to musimy popatrzeć w notę katalogową.

    Rezystory bazy najczęściej w takich układach (multipleksowanie LED) mają wartości 4.7-5.k6, a często nawet 10k). Z rezystora kolektorowego bym zrezygnował.
  • Pomocny post
    Moderator Projektowanie
    Nigdy nie licz opornika bazowego z bety dla tranzystora pracującego jako klucz.
    Zakładaj Ib=0,05Ic. Dlatego tu dla prądu Ic=15mA - Ib=0,8mA, co przy napięciu z procesora ok. 4V da Rb=(4-Ube)/0,8=(4-0,8)/0,8=4k - dla pewności dałbym 3,3k.
    Po co oporniki R20, R21 w kolektorach tych tranzystorów? - ograniczenie prądu jest opornikami segmentów. Tranzystory mają tylko włączać/wyłączać.
    Dla diod 2V, spadku Uce=0,2V, spadku na 74HC ok.0,5V wychodzi spadek napięcia na opornikach segmentów ok. 1,5V - oporniki w okolicach 100-120Ω
  • Poziom 19  
    ah, tak - dioda jest czerwona. Wyświetlacz to CQVP32. W nocie katalogowej napisano:
    IF ≦ 30mA
    UF ≦ 2V
    Światłość podawano przy 20mA.

    Zmierzyłem napięcie pomiędzy anodą, a katodą i wynosi 1,6V.

    W nocie katalogowej rejestru przesuwnego podali:
    Icc = ± 70mA
    Iik/ok Input/Output Diode Current = ±20mA

    Między pinem Vcc a pinem GND rejestru przesuwnego napięcie wynosi także 4,2V.

    Przy 5600Ω natężenie na pinie mikroprocesora pomnożone przez wzmocnienie daje 200mA. Przy 10kΩ jest to 112mA - to nie za bardzo obciąża rejestr przesuwny?


    edit: Yh, nie zauważyłem nowego posta.
    edit2: Skąd wziąć jakieś informacje na temat tego wzoru: Rb=(4-Ube)/0,8=(4-0,8)/0,8=4k?
    Dlaczego zrobić takie założenie dla tranzystora pracującego jako klucz?
  • Poziom 17  
    Troche offtop.
    Dople napisał:
    PS. Szkoda, że w LaTEX-u nie ma dolnego indeksu.


    Jak to nie ma? a $x_a$ co zrobi :D?
  • Pomocny post
    Moderator Projektowanie
    Dople napisał:

    Zmierzyłem napięcie pomiędzy anodą, a katodą i wynosi 1,6V.

    przy jakim prądzie - podejrzewam że kilka mA (?)

    Dople napisał:
    Skąd wziąć jakieś informacje na temat tego wzoru: Rb=(4-Ube)/0,8=(4-0,8)/0,8=4k?

    No przecież napięcie wyjściowe z Atmegi wynosi ok. 4V (zasilana 4,2V, więc wyjsciowe nieco niższe - wypadałoby sprawdzić w nocie katalogowej jakie i to zależy od prądu czerpanego z tego wyjścia - czyli od naszego Ib. W nocie na pewno będzie to wykres Uwy=f(Iwy) ).
    To napięcie wyjściowe rozłoży się na spadek napięcia na naszym rezystorze bazowym oraz jako napięcie Ube tranzystora.
    Uwy=UR + Ube
    Ube jest prawie stałe i dla Ic=ok.10-20mA wyniesie ok. 0,8V dlatego na oporniku będzie różnica: UR=Uwy-Ube
    Dlatego Rb=UR/Ib=(Uwy-Ube)/Ib.


    Dople napisał:
    Dlaczego zrobić takie założenie dla tranzystora pracującego jako klucz?

    A to doczytaj jak pracuje klucz (przełącznik). Hasło to "nasycenie tranzystora".
    http://elportal.pl/pdf/k01/28_13.pdf
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic434558.html
    http://pl.wikipedia.org/wiki/Tranzystor_bipolarny
    http://www.220.xaa.pl/esuna.pl/plik/klucze.PDF
    http://forum.elportal.pl/viewtopic.php?p=71559
    http://eaw.abajt.pl/start,108.html
    ..................
  • Poziom 19  
    Odnośnie diod: tak, kilka mA, ale nie chciałem przekraczać 70mA, które jest w nocie katalogowej rejestru przesuwnego (absolute maximum ratings: Icc/Ignd). Czy mam patrzeć na Input/Output Diode current, które wynosi 20mA?

    Rejestr przesuwny jest zasilany 4,2V (nie z mikrokontrolera).
    Trochę mam mętlik w głowie.

    Czy wykres, o którym piszesz to: Active Supply Current vs. Vcc?
    edit: aj, chyba nie. Aż mi głupio. :|

    @rexina, aj, podczas pisania posta szukałem tego w instrukcji i nie znalazłem. :)

    edit: okej, rozumiem, skąd się wzięło wszystko. Nurtuje mnie tylko maksymalny prąd na rejestrze przesuwnym.
    edit2: W nocie katalogowej Ube dla Ic = 10mA i Ib = 0.5mA podano 0.7V:
    (4-0.7)/0.7=4.7k - czyli dać rezystor około 3,3-4k?
  • Moderator Projektowanie
    Dople napisał:
    Odnośnie diod: tak, kilka mA, ale nie chciałem przekraczać 70mA, które jest w nocie katalogowej rejestru przesuwnego (absolute maximum ratings: Icc/Ignd). Czy mam patrzeć na Input/Output Diode current, które wynosi 20mA?



    Napięcie 4,2V jest za niskie dla układu 74LS595 - czytaj notę katalogową. Toż to klasyczny TTL i ma mieć 5V.
    Gdzie w nocie masz podane 70mA? - czy Ty aby nie czytasz noty dla 74HC595?
    Dla 74LS595 http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/7/4/L/S/74LS595.shtml i nic takiego tu nie ma.
    Patrz na str. 3 - tabelka, wartośći IOH IOL
    Obawiam się że sobie niewłaściwy układ wybrałeś.

    Dople napisał:
    Czy wykres, o którym piszesz to: Active Supply Current vs. Vcc?
    edit: aj, chyba nie. Aż mi głupio. :|

    A skąd mam wiedzieć który, jeśli nie dałeś linka do noty katalogowej, ani nawet pełnego oznaczenia tego procesora?


    Dople napisał:
    edit2: W nocie katalogowej Ube dla Ic = 10mA i Ib = 0.5mA podano 0.7V:
    (4-0.7)/0.7=4.7k - czyli dać rezystor około 3,3-4k?

    Tu http://www.fairchildsemi.com/ds/BC/BC547.pdf patrz na Fig.4. Jeśli tranzystor ma być nasycony to nie patrzymy na Ube(on) tylko na Ube(sat). Dla 10mA wynosi ok.750mV - ale to typowa wartość, maksymalna (w zależności od egzemplarza) może być wyższa i dobrym zwyczajem jest zaokrąglać takie parametry pod "najgorszy przypadek", czyli ten - w górę, do 0,8V.
    A Ib - zaokrąglać podobnie - na najgorszy przypadek czyli 0,75mA do 0,8mA, a nie 0,7mA.
  • Poziom 19  
    http://search.datasheetcatalog.net/key/M74HC595B1
    Recommended Operating Conditions - Supply Voltage (Vcc): 2-6V.

    Niewłaściwy chyba jest w schemacie, ale w 1. poście podałem taki, jak trzeba. Moja wina - wprowadziłem w błąd... Chyba, że znów czegoś nie czaję. ;)
  • Pomocny post
    Moderator Projektowanie
    Tak, a ja sam się w błąd wprowadziłem, gdyż czytałem ze schematu, mimo że wcześniej pisałem o 74HC.
    ICC or IGND =70mA to max. prąd zasilania - nie przekraczać
    DC Input/Output Diode Current to max. prąd diod zabezpieczających we i wy.
    Nie podano tu max. prądu wyjść QA - QH - a to o nie chodzi i o prąd w stanie wysokim.
    Gdyby to był 74LS595 - nie zadziałałby, gdyż przy stanie wysokim na wyjściach ma - jak to zwykły TTL - bardzo małą wydajność prądową rzędu 1mA.
    Dla serii 74HC/HCT jest o wiele lepiej, ale czy dobrze?
    Czytaj http://www.findthatpdf.com/search-53533907-hPDF/download-documents-hct_user_guide.pdf.htm str34 - dla Uzas =4,2V przy prądzie 20mA pobieranym z wyjścia będzie na nim tylko ok. 3-3,2V, co wymaga przeliczenia wartości rezystorów segmentów: LED=1,8V, Uce=0,2V, na opornik zostaje ok.1V co przy prądzie 10mA (bo dwa segmenty są zasilane) daje 100ohm.
    Jak to dla HC/HCT - w zasadzie nie ma ograniczenia co do prądu wyjścia (jest ograniczenie całkowitego prądu ICC/IGND), ale przy poborze większego prądu spada napięcie wyjściowe dla stanu wysokiego, zwiększa się napięcie dla stanu niskiego. I widać że im niższe napięcie zasilania, tym gorzej - normalne dla układów CMOS. Przy zasilaniu +5V dla poboru prądu 20mA z wyjścia miałbyś na nim 4V i mógłbyś pobierać nawet 30mA (po 15mA na segment) przy napięciu wyjściowym 3,5V.
    Teraz - dla zasilania 4,2V trudno pobierać więcej niż 20mA (10mA na segment), gdyż napięcie wyjściowe zbytnio się obniża - do ok. 3V.
  • Poziom 19  
    Dziękuję.

    Wszystko działa, jak powinno. :)