Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Hilfe! Pull-Up Widerstände zu K8055 USB-Board?
Hallo,
ich habe mich schon ein wenig durch das Forum gearbeitet, habe aber keine Antworten auf meine Frage gefunden! Darum habe ich mich gerade hier angemeldet und Hoffe mir kann jemand helfen.
Ich verwende ein k8055 USB Interface Board, es bietet 8 Digitale Ausgänge welche ich mit einem ULN2803-A verstärken will.
Technische Daten des k8055-Boards:
Betriebsspannung: Über USB
Stromaufnahme: ca. 70 mA • 5 digitale Eingänge (0 = GND, 1 = offen. Test Tasten auf der Platine) •
2 analoge Eingänge mit Option für Dämpfung und Verstärkung (interner Test +5 V vorgesehen) •
8 digitale Ausgangsschalter mit offenem Kollektor (max. 50 V/100 mA, LED-Anzeige auf der Platine) •
2 analoge Ausgänge (0 bis 5 V, Ausgangswiderstand 1K5) oder PWM 0 bis 100 % "offener Kollektor"-Ausgang (max. 40 V/100 mA. LED Anzeige auf der Platine) •
Allgemeine Konvertierungszeit: 20 ms pro Befehl
Problem:
Wenn ich die Spannung an den 8 Digitalausgängen messe bekomme ich nur 0,625 Volt angezeigt. Ich möchte aber 5 oder 12 Volt an die Eingänge des ULN2803-A bringen.
Meine Vermutung
Irgendwie hängt das mit der Tatsache zusammen, dass die Digitalausgänge einen offenen Kollektor besitzen (max. 50V/100mA) und ich zur Lösung des Problems Pull-Up Widerstände brauche.
Es wäre nett wenn mir jemand bei folgenden Fragen behilflich sein könnte:
-Brauche ich für jeden Digitalausgang einen Pull-Up Widerstand?
-Wie und wo müssen der/die Widerstände angeschlossen werden (parallel, in Reihe, ….)?
-Wie groß müssen die Widerstände dimensioniert sein um 5 oder 12 Volt Pegel an den Eingängen des ULN2803 zu erreichen.
-Woher bekomme ich die Widerstände? Bei Conrad-Elektronik finde ich nichts unter Pull-Up, hilfreich wäre eine genaue Bezeichnung oder Artikelnummer zu den Widerständen.
Mit freundlichen Grüßen
Uli
Hallo Uli,
"PullUp" ist keine Bauform sondern eine Funktion. Es sind gewöhnliche Widerstände, meistens zwischen 10k..100k (frag mich nicht, wie man ihn genau berechnet) und werden zwischen Kollektor und Plus eingebaut. Sie sollen damit den Ausgang auf definiert 'HIGH' schalten, falls der Transistor nicht angesteuert wird, eben 'pull up'.
Und natürlich jedem Ausgang seinen eigenen PullUp, nur nicht geizen ...
MfG
GaronG
Hallo GaronG,
Danke für die Antwort, rein vom Verständnis bringt mich das schon weiter! Da kann ich ja mal mit ein paar Widerständen testen.
Uli
Hallo Uli,
"PullUp" ist keine Bauform sondern eine Funktion. Es sind gewöhnliche Widerstände, meistens zwischen 10k..100k (frag mich nicht, wie man ihn genau berechnet) und werden zwischen Kollektor und Plus eingebaut. Sie sollen damit den Ausgang auf definiert 'HIGH' schalten, falls der Transistor nicht angesteuert wird, eben 'pull up'.
Und natürlich jedem Ausgang seinen eigenen PullUp, nur nicht geizen ...
MfG
GaronG
Zur Berechnung:
1. Der Widerstand muss mindestens so groß sein, dass bei einem "low" am Treiber (= durchgeschaltet) der Treiber nicht überlastet wird. Beispiel: der Treiber kann 10mA, Versorgungsspannung 5V
--> R= U/I = 5V/10mA = 500Ohm
2. Der Widerstand darf höchstens so hoch sein, dass die Spannung nicht unter das gewüschte Mass bei Belastung einbricht. Beispiel: die Last beträgt 1mA; Spannungseinbruch maximal auf 4V
--> R=U/I=1V/1mA=1000Ohm
Ohne Hilfe komme ich nicht weiter! Ich habe mal eine Zeichnung ins Netz gestellt, bitte seht sie Euch doch mal an und gebt mit Tipps!
http://www.webrider.ag.vu
Ich nutze ein altes PC-Netzteil zur Stromversorgung (5V und 12 Volt).
Wenn ich am Board an einem (gelben) digitalen Ausgang ein Bit setze, dann kann ich zwischen Masse und dem Board-Ausgang die Spannung 0,625 Volt messen, um aber den ULN2803-A Eingang anzusprechen solle ich dort 5 Volt haben! Was mache ich falsch???
Die digitalen Ausgangsschalter sind so beschrieben:
8 digitale Ausgangsschalter mit offenem Kollektor (max. 50 V/100 mA)
Uli
Wieso schaltest du eigentlich noch nen ULN2803A nach? Der IC ist doch schon auf dem Board drauf?
Auf jeden Fall musst du jeden Ausgang wie oben schon beschrieben mit einem Pull-Up versehen. Also Widerstand zwischen z.Bsp +12V und dem Ausgang des Boards. Nimm z.Bsp nen 5kOhm. Wenn du sonst nichts anschießt hast du am Ausgang 12V wenn du nicht ansteuerst und 0V wenn du ansteuerst.
Dein nachgeschalteter ULN2803A hat nen Eingangswiderstand von 2,7kOhm, d.h. er belastet den Ausgang des Boards mit 2,7kOhm gegen GND. Ist der also angeschlossen, bildet sich ein Spannungsteiler: Uausgang = 12V/(5000+2700)*2700 = 4,5V
Du hast dann also 4,5V am Ausgang, wenn nicht angesteuert und nach wie vor ~0V wenn angesteuert.
Hallo Anduze,
den ULN2803 schalte ich nach weil dieser mir Ströme bis 500mA erlaubt, das Bord gibt laut Beschreibung nur max. 50 V/100 mA her.
Deinen Vorschlag mit 5kOhm werde ich mal ausprobieren!
Danke!
Uli
Ist quatsch, was die da schreiben!
Entscheidend ist doch das Datenblatt! Und da steht, dass der 500mA kann, also kann er auch 500mA. Egal ob der jetzt auf dem Borad sitzt oder woanders!
Den IC kannst du dir wirklich sparen...
Gruß
Anduze
Alos, ich verzichte dann auf den ULN2803!
Ich verwende gerade 12 Volt zwischen GND und Clamp, habe einen Pull-Up Widerstand von 4,7kOhm zwischen jedem Ausgang und den 12 Volt und kann jetzt wirklich eine Spannung von knapp 12 Volt an jedem Ausgang messen.
Zukünftig will ich 2 Schrittmotore (24 Volt und 500mA) an den Ausgängen des Boards betreiben, soweit ich das nun verstanden habe muss ich weiterhin mit Pull-Up Widerständen arbeiten, diese müssen aber dann auf 24 Volt abgestimmt sein. Wie verhält es sich aber dann mit der Stromstärke am Ausgang, addieren sich die Stromstärken die der Pull-Up verbrät und die der Schrittmotor benötigt? Wenn ja, dann würde ja die zulässige Stromstärke von 500mA des USB-Board-ULN2803 überschritten!
Sicher nerven meine laienhaften Fragen, aber ich bin mir sehr unsicher indem was ich da tue. Die Sache ist kompexer als ich dachte!
Uli
Zukünftig will ich 2 Schrittmotore (24 Volt und 500mA) an den Ausgängen des Boards betreiben, soweit ich das nun verstanden habe muss ich weiterhin mit Pull-Up Widerständen arbeiten, diese müssen aber dann auf 24 Volt abgestimmt sein.
Ich glaube du wirfst da irgendwas durcheinander.
Die Pullup-Widerstände brauchst du (wenn überhaupt) am Eingang des ULN2803, die Schrittmotoren schliesst du aber am Ausgang an.
Ein ULN2803 kann am Ausgang 500mA schalten und verträgt am Ausgang eine Spannung bis 50V. Das heisst solange sie weniger als 500mA ziehen, kannst du deine 24 Volt Motoren direkt an den Ausgang schalten.
So wie ich das Datenblatt verstehe, verträgt der ULN2803 am Eingang nur 5 V. D.H. hier ziehst du die Spannung mit einem Pullup-Widerstand auf 5V hoch, damit dein Controller die Eingangsspannung gegen Masse sprich 0V runterziehen kann.
Eigentlich erscheint es mir etwas seltsam, dass du überhaupt Pullup-Widerstände brauchst. Wenn dein Board schon von Haus aus mit ULN2803 ausgestattet ist, sind die doch vermutlich am Eingang auch schon herstellerseitig beschaltet.
Wie verhält es sich aber dann mit der Stromstärke am Ausgang, addieren sich die Stromstärken die der Pull-Up verbrät und die der Schrittmotor benötigt? Wenn ja, dann würde ja die zulässige Stromstärke von 500mA des USB-Board-ULN2803 überschritten!
In einer Reihenschaltung fliesst durch alle Bauteile derselbe Strom. Wenn du also z.B. einen 5k Widerstand in Reihe mit der Spule deines Motors schliesst, fliessen bei 24 Volt weniger als 50mA. Das reicht deinem Motor sicherlich nicht und macht irgendwie auch wenig Sinn.
Guck dir das Ganze besser noch mal genauer an, bevor du dein Board zerschiesst.
Unten auf dem Bild siehst du ein Beispiel für einen Pullup-Widerstand.
Solange der Taster S1 geöffnet ist, liegt am Punkt PD die Spannung VCC an. Dabei ist völlig egal welche Grösse der Widerstand hat.
Wenn der Taster S1 geschlossen wird, liegt der Punkt PD auf GND, also 0V.
Auf deine Anwendung übertragen, wäre der Punkt PD der Eingang deines ULN2803 und der Schalter S1 dein Controller.
Wenn der ULN2803 am Eingang nur 5V verträgt, darf Vcc auch nur 5V betragen. Die Grösse des Widerstands bestimmt wieviel Strom durch den Schalter S1 (also deinen Controller) fliesst. Bei R=10k und Vcc = 5V wären das 5/10000 = 0,5mA.
Da dein Controller kein echter Schalter ist, sondern auch einen Eingangswiderstand hat, kannst du den Pullup Widerstand aber nicht beliebig gross machen. Der Pullup muss sehr viel kleiner sein als der Eingangswiderstand deines Controllers, deswegen verwendet man für Pullups normalerweise irgendwas zwischen 5k und 10k.
Welcher Wert am günstigsten ist hängt vom Eingangswiderstand des Controllers ab.
Mit deinem Problem hat das alles aber glaube ich wenig zu tun, da du von der Beschaltung am Ausgang und nicht am Eingang redest.
Hallo,
vielen Dank an Anduze und recycle, eure Antworten haben einige grundlegende Verständnisschwiegigkeiten bei mir beseitigt.
Ich werde die Schrittmotore mit 24V/500mA direkt am Board betreiben!
Wie verhält es sich mit Leistungsstärkeren Motoren, gibt es etwas vergleichbares wie den ULN2803 der mehr als 500mA Strom bereit stellt oder bietet sich da die Verwendung einzelner Transistoren an? Dabei würde ich ja wieder die Pull-Ups Methode brauchen und die kenne ich ja nun dank eurer wirklich geduldigen Hilfe!
Vielen Dank!
Uli
Mit dem ULN 2803 verhält es sich so:
Er kann eine maximallast von 500mA schalten, soll aber nur mit 100mA pro Kanal belastet werden.
Hallo,
habe mich mal nach anderen Leistungsschaltern umgesehen und bin da auf den ULN2068 gestoßen, der immerhin 1,5A schalten kann und das bis zu einer Spannung von 50V. Und mit einem Preis von 1.90€ bei Reichelt ist er absolut erschwinglich.
Mit dem ULN 2803 verhält es sich so:
Er kann eine maximallast von 500mA schalten, soll aber nur mit 100mA pro Kanal belastet werden.
Da unterscheiden sich wieder die Hersteller. Im Datenblatt von SGS THomson steht, dass er 600mA Spitze und 500mA Dauer kann. Natürlich gilt das für einen Kanal. Entscheidend ist ja auch noch die Gesamt-Verlustleistung. Die darf 1,5W betragen. Klar, wenn jetzt alle Kanäle dauerhaft an sind und maximaler Strom fließt, stirbt er am Hitzetod!
Außerdem spielt ja auch noch die Schaltfrequenz ne Rolle. Bei jedem Umschalten bringt das nochmal zusätzliche Belastung. Also je höher die Schaltferquenz, umso schlimmer.
Sogesehen sind die 100mA auch wieder nur ne Angabe für einen speziellen Fall und es zeigt uns mal wieder, dass es eben immer auf die Situation ankommt und man Datenblätter genau studieren muss!
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