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"Größere" Lasten schalten -> Transitor!?

Ralf

Geocacher
Vielleicht ein paar Worte, was Transistoren überhaupt sind.
Es ist ein kleiner schwarzer oder silberner Kasten mit drei Beinen, die Kollektor (C), Basis (B) und Emitter (E) heißen. In seiner eigentlichen Funktion ist dieses Bauelement ein Verstärker, kein Schalter. Wenn man einen Strom IB in B rein und aus E raus fließen lässt, wird die Strecke C-E für einen Strom "freigeschaltet", der v*IB groß ist. v ist dabei der Verstärkungsfaktor. Dieser ist je nach Typ unterschiedlich und kann sich zwischen den oben angesprochenen 1,6 und 1000 bewegen. "Freigeschaltet" bedeutet, dass dieser Strom fließen kann, aber nicht muss. Wird damit eine LED betrieben und hat der Transistor eine Verstärkung von 100, muss folglich der Basisstrom IB mindestens 0,2 mA groß sein (0,2 mA * 100 = 20 mA). Wäre IB nur 0,1 mA groß, würden auch nur 10 mA durch die LED fließen, obwohl sie mehr möchte. Ein IB von 1 mA würde den Transistor für 100 mA freischalten. Da die LED aber (durch einen entsprechenden Vorwiderstand) nur 20 mA zieht, fließt auch nicht mehr. Damit man aus dem Verstärkungsbereich raus kommt in den "Schalterbereich", wählt man für IB üblicherweise ein Vielfaches des nötigen (Faktor 5-10). Man sollte auf jeden Fall beachten, dass ein Transistor nicht unendlich viel Strom schalten kann. Den Grenzwert findet man in den Datenblättern unter IC bzw. ICmax.
Wie steuere ich den Basisstrom IB? Über einen Vorwiderstand RB. An diesem Widerstand fällt die Spannung URB ab. Dabei gilt URB = U - 0,7 V. U ist dabei die Spannung, die aus Deinem tiny kommt. Somit ergibt sich für RB ein Wert von (U - 0,7 V) / IB.
Wie wird der Transistor verschaltet? E kommt an die Masse, B über den Vorwiderstand RB an den I/O-Port des tiny und zwischen C und der Versorgungsspannung U wird die "Nutzschaltung" geklemmt.
Zur allgemeinen Verwirrung gilt dies nur für NPN-Transistoren, nicht für PNP. Was die Unterschiede sind, ist hier nicht wichtig. Man muss bei der Auswahl des Transistors nur drauf achten.
 

Kappler

Geowizard
Wie hoch ist denn der "Leckstrom" eines solchen Transistors? Also der Strom, der über Emitter-Collector fließt, auch wenn an der Basis keine Spannung anliegt?
Da der Gesamtverbrauch der Schaltung nur einige uA beträgt, könnte der durchaus interessant sein, oder ist der Leckstrom wesentlich geringer?
 

Ralf

Geocacher
Der Leckstrom ist abhängig vom verwendeten Typ. Da musst Du in die Datenblätter schauen. Beim BC547 sind es beispielsweise typisch 0,2 nA, maximal 15 nA. Mit dem erhöhten Stromverbrauch muss man dann leben. Oder man steigt gleich auf Reedrelais oder Optokoppler um. Allerdings haben letztere auch nur einen Fototransistor eingebaut, der sicher auch lecken wird.
 

CheGuevara

Geocacher
Hiho, ich hab eben mal versucht einen Transistor durchzusteuern. Nur irgendwie hat es noch nicht so ganz funktioniert wie ich wollte. Ich hab einen Darlington Transistor (BC 875) gewählt. Dieser hat eine Verstärkung von ca. 1000 kann max 1A durchlassen. Hab an den Emitter 0V angeschlossen und an den Collektor eine Led mit Vorwiderstand an +3,6V. An der Basis ist ein 100 Ohm Widerstand an +3,6 V. Beim Darlington geht man ja von UBE 1,4V aus oder? Jedenfalls will er irgendwie nicht durchsteuern...nur warum?;-)
 

Ralf

Geocacher
BC 875 ist ein PNP-Transistor. Du brauchst bei der Verschaltung einen NPN.
Aber warum einen Darlington-Transistor? Ein einfacher BC547 B hätte a auch gereicht.

Ralf
 
Hi,

dass ein Transostor kein Relais sondern ein Verstärker ist, hat Ralf ja schon beschrieben.

Zum Schalten von großen Lasten nimmt man z.B. Thyristoren oder Triacs.

Viele Grüße
Onkelchen
 

KrasserMann

Geocacher
TantchensOnkelchen schrieb:
Hi,

dass ein Transostor kein Relais sondern ein Verstärker ist, hat Ralf ja schon beschrieben.

Zum Schalten von großen Lasten nimmt man z.B. Thyristoren oder Triacs.

Viele Grüße
Onkelchen


Also ich denke die auf der ersten Seite angepsrochenen 300mA stellen in dem Sinne noch keine große Last da für die man einen Thyristor / Triac nehmen würde.

Ein Transistor macht den Job schon ganz gut denke ich, es gibt aber auch CMOS Treiber IC´s die bis zu 500mA pro Kanal ab können der ULN2003 zum Beispiel.

Aber es sollte auch mit dem Darlington Transistor gehen, kann es sein das du die LED verkehrt rum drin hast?

Sehr gute Infos findest du http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor <- Dort




und hier:

http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_IO-Grundlagen


Viel Spaß, nach dem Lesen klappt´s auch mit dem Schalten.


Gruß Martin
 

CheGuevara

Geocacher
Das mit der verdrehten Led hab ich zuerst auch vermutet...allerdings bringt es auch nicht sie zu drehen. Hab sie aber auch schon direkt an die Batterie gehalten. War so richtig...

Wie funktioniert der ULN2003 denn genau?? Hab mal kurz ins Datenblatt geschaut. Kann man das so verstehen das man an den "In" einen Ausgang des Avr,s anschließt mit 5V und aus dem "Out" des ULN2003 kann man dann 500mA bei 5V ziehen? Wenn ja...dann ist es ja um einiges leichter als mit einem Transistor.
 

KrasserMann

Geocacher
CheGuevara schrieb:
Das mit der verdrehten Led hab ich zuerst auch vermutet...allerdings bringt es auch nicht sie zu drehen. Hab sie aber auch schon direkt an die Batterie gehalten. War so richtig...

Wie funktioniert der ULN2003 denn genau?? Hab mal kurz ins Datenblatt geschaut. Kann man das so verstehen das man an den "In" einen Ausgang des Avr,s anschließt mit 5V und aus dem "Out" des ULN2003 kann man dann 500mA bei 5V ziehen? Wenn ja...dann ist es ja um einiges leichter als mit einem Transistor.


Ja genau so funktionierts fast!


Der zieht dann die Ausgänge nach Masse, der Verbraucher kommt also zwischen ULN und +UB
 

CheGuevara

Geocacher
Danke schön:) Dann kann man sicher als Ub+ auch 12 Volt nehmen oder?? Ich glaub den Ic muss ich demnächst mal mitbestellen. Sind ja auch mehr wie 500mA möglich durch parallel schalten der Ausgänge.
 

KrasserMann

Geocacher
CheGuevara schrieb:
Danke schön:) Dann kann man sicher als Ub+ auch 12 Volt nehmen oder?? Ich glaub den Ic muss ich demnächst mal mitbestellen. Sind ja auch mehr wie 500mA möglich durch parallel schalten der Ausgänge.


+12v als UB für den Verbraucher,sollten gehen, aber lies mal im Datenblatt nach!
 
OP
chr2k

chr2k

Geomaster
radioscout schrieb:
Wenn Du Potentialtrennung benötigst, [...] Optokoppler steuern.

Ok, soweit so gut.

Aber wieder mal die Sache mit den Datenblättern. Bspw. dieses Datenblatt hier (auf Seite 4) http://www2.produktinfo.conrad.com/...-en-OPTOKOPPLER_TRANSISTOR_STANDARD_EL817.pdf

Verstehe ich die Tabelle richtig:
1. Der Optopkopller verträgt eine Inputspannung von 6V (er braucht wohl genau 6V mit 3 gehts nichts mehr, zumindest bei dem Typ nicht), ist das korrekt?
2. und verbrät dabei 70mA
3. Schalten kann der Transistor 6 bzw 35V (kommt drauf an wie herum die Versorgungsspannung der Schaltung an der Outputseite des Optokopllers angeschlossen ist

Was ich sonst nicht verstehe ist IF, IC, PC und Ptot

Was hat es mit der Stromübertragungsrate auf sich? Ist das ähnlich wie bei den Transistoren eine Art Verstärkung?

Der AUsgang ist doch in der regel ein "noramler" Schließer Kontakt?!
 

ng-ebe

Geocacher
chr2k schrieb:
[...]
Verstehe ich die Tabelle richtig:

Na ja,
das Ding verträgt bis zu 6V rückwärts, also wenn Du den Optokoppler verpolt betreibst ...
er kann maximal im Eingang 70mA vetragen, in Summe (mit dem Ausgang) bis zu 200mW, danach wird er wohl erst warm, dann wölbt sich das Gehäuse, leichter Rauch steigt auf und man riecht ihn ... Du betrachtest die Maximalwerte für die das Ding spezifiziert ist ...
Mit der entspechenden Verschaltung auf der Ausgangsseite könnte man maximal an 35V Spannung arbeiten ...
IF: der maximale Strom, den die Led eingangsseitig verträgt ...
IC: der maximale Strom, den der Ausgang hergibt ...
PC: die maximale Leistung (Spannung x Strom) ausgangsseitig ...
Ptot: die maximale Leistung, die das Ding aushält, ehe - siehe oben ...

Stromübertragung: Optokoppler übertragen keinen Strom, der Ausgangstransistor kann bestenfalls einen maximalen Strom bei definierter Spannung liefern - im Beispiel liegt die typische "CTR" bei 600% ... wie gut dies ist, erklären die unterschiedlichen Typen auf den hinteren Seiten ...

"Normaler Schliesser": so ähnlich - ein Relais ist ein Optokoppler jedenfalls nicht, sondern ein aktives Bauelement .... er schaltet nur dann durch, wenn am Eingang definiert Spannung und Strom anliegen und am Ausgang ebenfalls für halbwegs geordnete Verhältnisse gesorgt ist (nicht zuviel Spannung und Strom, aber jedenfalls etwas davon) ...
 

Windi

Geoguru
chr2k schrieb:
Der Ausgang ist doch in der regel ein "normaler" Schließer Kontakt?!
Wenn Du einen "normalen Schließer" willst dann wäre vielleicht ein Reed-Relais was für Dich.
Ist allerdings teurer (ab 1,30 € bei Reichelt) als ein Optokoppler und benötigt 5 Volt Spannung zum Schalten.
Dafür ist es ein echter potentialfreier Schalter und kein Halbleiter.
 
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