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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NPN/PNP Widerstand


Autor: Shaggy (Gast)
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Hallo liebe Gemeinde :)

Ich bin ziemlich blutiger Anfänger wenn es um Elektrotechnik geht.
Habe das geniale AVR Tutorial gelesen und bin völlig gierig (bei 
REichelt schon bestellt :) habe leider nichts in der Forumssuche 
gefunden.

Ich möchte mir etwas in richtung LED ansteuern machen ( wie wohl fast 
jeder der anfängt) und hab da ne Frage zur NPN/PNP Transistorschaltung.

Also:

Ich habe einen NPN, der laut Datenblatt Vcesat -> Ic=20mA Ib=2mA. d.h. 
dann ja ich hätte eine Sättigung bei 10.

Mein Verbraucher, LED braucht 20mA. Also folgere ich 20 / 10 = 2mA, ein 
atMega liefert also 4,5V (5V - 5% Toleranz wie beschrieben im Tutorial).

Es fallen ja immer ~0.8V zwischen Basis und Emitter ab, bleiben also 
noch 3.7V.
Die teile ich dann durch den Sättigungsstrom 2mA = 3.7/0.02 = 1850, 
soviel Ohm muss also mein Widerstand zwischen uC Pin und Transistor 
sein. Ich hoffe ich habe das so weit verstanden.

Jetzt gibt es ja aber noch die Möglichkeit der offenen Basis bei Reset, 
also bräuchte ich ja noch einen extra Widerstand zwischen Basis und 
Emitter.

ICh habe leider nicht verstanden wie ich die berechnen müsste bzw. in 
wie fern ich den Widerstand zwischen uC Pin und Basis "herunter rechnen 
soll".

Ich hoffe ich nerve damit nicht zu sehr, wäre euch für Hilfe sehr 
dankbar!

MfG

Shaggy

Autor: David P. (chavotronic)
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Shaggy wrote:

>ein atMega liefert also 4,5V (5V - 5% Toleranz wie beschrieben im >Tutorial).

Aha. Nochmal nachrechnen ;)

Kümmer dich nicht um den Sättigungsstrom, schau dir einfach den 
Verstärkungsfaktor an und Sorge dass 10mA/Verstärkungsfaktor in die 
Basis fliesst.

Autor: Peter Roth (gelb)
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@ Shaggy (Gast)

Deine Berechnungen stimmen im Prinzip alle.

Aber wenn der Controller-Ausgang hochohmig ist, weil er vielleicht als 
Eingang konfiguriert ist (ohne Pullup), fließt auch kein Basisstrom und 
der Transistor wird nicht durchgesteuert. Dieser Fall ist also kein 
Problem. Kein extra Widerstand nötig.

Grüße, Peter

Autor: Shaggy (Gast)
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Danke für die flotte Antwort, aber ich stehe echt auf dem Schlauch ^^

Wenn ich 1MOhm zwischen Basis und Emitter hänge, wieviel zieht der denn 
dann von dem Strom der zur Basis geht. Mein Kopf qualmt.. ^^

Um 20mA schalten zu können brauche ich 2mA an der Basis ~ ^^

Wenn ich an die 2mA 1MOhm zum Emmiter abziehe, ab hier steige ich aus ^^

Danke für die Geduld ;)

MfG

Shaggy

Autor: nullahn (Gast)
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Im Zweifel lieber nen kleineren R nehmen.
Ansonsten schon richtig gedacht Basis-Emitter Widerstand kannst du 
vergessen.

Autor: Shaggy (Gast)
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Ah sorry jetzt erst gelesen!

Ok dann spare ich mir den Widerstand, danke :)

War nur verdutzt weil das im Tutorial (link von da aus) naja was heist 
empfohlen wuurde, wollte es einfach nur verstehen.

MfG

Shaggy

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Wenn du einen Widerstand zwischen Basis und Emitter legen willst kannst 
du ihn nach folgender Faustformel dimensionieren.

Du laesst ein 1/10 des Basisstromes in den Widerstand fliessen.
Also bei deinen 2mA waeren das 0.2mA. Die Spannung über den Widerstand 
ist gleich der Basis-Emitterspannung -> 0.7V
Also RBE = 0.7V / 0.2mA = 3500 Ohm -> 3.9KOhm

Gruss Helmi

Autor: HildeK (Gast)
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Wenn deine Basis 2mA haben will oder soll, und du noch einen Widerstand 
von Basis nach Masse schalten willst, dann leg da einfach mal einen 
Strom fest. Nehmen wir an, das wären 100µA (mehr muss das nicht sein). 
Also muss der Widerstand 0.7V/100µA, also 7kOhm groß sein.
Den Vorwiderstand müsstest du jetzt kleiner machen, denn statt 2mA 
fließen jetzt ja 2,1mA durch. Nach deiner Rechnung wären das dann 
3,7/0.0021 = 1762 Ohm.

Praktisch überschlägt man das nur grob.
Dein Transistor hat eine minimale Stromverstärkung von z.B. B=100 (viele 
der Standardtypen haben Werte im Bereich 100-500). Um 20mA 
Kollektorstrom fließen zu lassen, braucht man also 200µA Basisstrom. 
Jetzt noch ein Sicherheitsfaktor (oder Übersteuerungsfaktor) von 3 oder 
4 hinzu und du bist bei 600 ... 800µA. Kannst auch eine gerade Zahl 
wählen, 1mA. Gäbe dann nach deiner Rechnung 3,7kOhm. Da noch ein 
Pull-Down an die Basis soll, runden wir auf den nächst kleineren 
Normwert: 3,3kOhm. Den Pull-Down haben wir oben zwar gerechnet - durch 
die mehrfache Übersteuerung können wir aber dessen Stromverbrauch auf 
ein paar Prozent festlegen und brauchen den Vorwiderstand deshalb nicht 
mehr korrigieren. Ein schöner praktischer Wert wären dann z.B. 10k. Der 
soll ja nur die Basis unten halten, wenn der Prozessorausgang hochohmig 
ist. Es würden auch 50k genauso gut gehen. Nur zu niedrig solltest du 
nicht werden, das belastet nur den Prozessorausgang unnötigerweise und 
müsste dann in der Berechnung tatsächlich berücksichtigt werden.

Deine Schaltung wird auch gut funktionieren, wenn du statt der 
gerechneten 3k3 irgendwas zwischen 1k und 4k7 einsetzt - was halt gerade 
so zu Hand ist. Mit 1k ist er etwas mehr übersteuert, mit 4k7 etwas 
weniger - an der LED-Helligkeit wirst du das aber nicht bemerken. Die 
Strombegrenzung für die LED muss sowieso deren Vorwiderstand erledigen.

Alleine durch die weiten Schwankungen der Stromverstärkungsfaktoren 
eines Transistors (von Charge zu Charge) ist eine wirklich genaue 
Berechnung wie 'Perlen vor die Säue' ...

Autor: Shaggy (Gast)
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Ihr seid echt super!

Vielen Dank für die Hilfen!

Helmis Faustregel hilft mir Klasse!

Hier zieh ich glaube ich ein ;)


MfG

Shaggy

Autor: Shaggy (Gast)
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Ou auch HildeK's REchnung top danke :)

Autor: Shaggy (Gast)
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Ich hätte nochmal ne kleine Frage, ich weiß die Zechnung ist misserable 
aber Sie ist für Demo zwecke hoffentlich genug ^^

Ginge der Aufbau so?! Also könnte ich die LEitung mit 2 PNP Transis 
schalten ?!

ODer ginge es nicht, weil wenn einer geschaltet wird, ist der andere 
noch nicht geerdet?!


Hoffe man kann damit was anfangen^^


Vielen Dank im Vorraus


MfG

Shaggy

Autor: Shaggy (Gast)
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Verdammt der obere linke Transistor ist natürlich auch an VCC 
angeschlossen !!!

Autor: Norgan (Gast)
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> ich weiß die Zechnung ist misserable

Zum Malen (und zum Teil sogar zum Simulieren) gibt es haufenweise 
kostenlose Software. Nur einige Programme (Google ist dein Freund):

- Eagle
- gEDA
- KiCAD
- SwitcherCAD3/LTSpice
- PBC123

(wahrscheinlich werden andere dich mit weiteren Vorschlägen beglücken)

> Ginge der Aufbau so?!

Nein, es fehlen schon mal alle Strombegrenzungen für die LEDs.

> Also könnte ich die LEitung mit 2 PNP Transis schalten ?!

Die Dinger heißen Transistoren, nicht "Transis". Wir sind hier doch 
nicht im Elektronik-Streichelzoo.

Weiterhin ist die Schaltung sinnlos. Da du jede LED einzeln schalten 
kannst (PD3 ... PD6) gibt es keinen Grund die noch mal in Gruppen (PD1, 
PD2) zu schalten. Denn mit PD3 ... PD6 lässt sich durch entsprechende 
Programmierung bereits jede Kombination von leuchtend / nicht leuchtend 
erzeugen.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Die Transistoren sind alle verkehrt rum. Emitter gehoert vom PNP an +UB.
Und dann fehler noch die Basisvorwiderstaende und wie mein Vorredener 
schon andeutete die Strombegrenzungswiderstaende der LEDs.


>Die Dinger heißen Transistoren, nicht "Transis". Wir sind hier doch
>nicht im Elektronik-Streichelzoo

Der ist gut . Sind das die mit dem plueschigen Fell ?

Gruss Helmi

Autor: Shaggy (Gast)
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Ok sorry dass ich mich so "Kuschelig" ausgedrückt habe.

Die Vorwiderstände habe ich garnicht abgebildet aber ich weiß das man 
sie brauch, es ging mir eher m den Aufbau, ein Multiplexing mit 2 PNP 
TRANSISTOREN zu realisieren.

Das die Pins so reichen ist mir klar, es war nur Sinnbildlich, man 
stelle sich 5 x 10 Vor also insgesammt 50 LED's.

Sorry für die Ungenauigkeit meinerseits.



MfG

Shaggy

Autor: Einer (Gast)
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Aber WO sind deine pnp.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Shaggy wrote:
> Das die Pins so reichen ist mir klar, es war nur Sinnbildlich, man
> stelle sich 5 x 10 Vor also insgesammt 50 LED's.

Trotzdem ist das Bild falsch. Der Trick beim Multiplexen ist ja, dass 
man weniger Controller-Ausgänge braucht als man Leds hat.

Habe dir mal ein 3x2 Multiplex aufgemalt.
Der hat 3 + 2 = 5 Eingänge (Controller-Ausgänge) und 2 x 3 = 6 Leds

Siehe auch LED-Matrix

Autor: Shaggy (Gast)
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Danke das war genau das was ich wissen wollte und meinte!

Tut mir leid dass das Bild so schlecht war, bin leider noch sehr butiger 
Anfänger.


MfG

Shaggy

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Kein Problem, ist noch kein Elektronikmeister vom Himmel gefallen 
(höchstens von der Leiter ->Stromschlag)

Zum zeichnen würde ich Eagle empfehlen, wenn du Platinen ätzen (lassen) 
willst, oder SwitcherCAD wenn du die Schaltung simulieren willst.

Autor: Skua (Gast)
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Das geht so nicht.

Alexander das ist der unsinn von Shaggy nur besser gezeichnet.

Siehe auch http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix
Das ist ein guter Tip.

Beim 8x5 Beispiel die Schieberegister wegdenken und für Q1 bis Q8 PNP 
mit Basisvorwiderstand nehmen.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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@Skua: Das ist kein Unsinn, sondern fast die gleiche Anordnung wie in 
deinem Link, bis auf die Widerstände.

Erst Lesen dann Posten.

Autor: Marcus Woletz (Gast)
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Hallo Leute,

also die im beschriebenen Artikel gezeigte LED-Matrix wird ja 
ausschließlich mit NPN-Transistoren aufgebaut. Ich würde aber für die 
Transistoren auf Anodenseite der LEDs, schon um die Transistoren in die 
Sättigung steuern zu können, mit PNPs ausstatten. Was meint ihr?

ciao

Marcus

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