www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Taster als Schalter - wie funktioniert diese Schaltung?


Autor: Reto H. (huberret)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe die angehängte Schaltung im Einsatz und die funktioniert soweit 
auch einwandfrei. Mit dem Taster kann der Verbraucher ein- und 
ausgeschaltet werden.
Nun möchte ich diese aber erweitern, sodass ich mit einem externen 
Signal das Gerät auch ausschalten kann. Dazu sollte ich aber verstehen 
wie die Schaltung funktioniert und das kriege ich irgendwie nicht mehr 
auf die Reihe.
Leider weiss ich auch nicht mehr wo ich die Schaltung her habe, damit 
ich da nachlesen könnte.

Kann mir vielleicht kurz jemand erläutern wie die funktioniert?


Vielen Dank

Reto

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zustand 1:
Angenommen, der Q2 sperrt.
Dann leitet Q1 (über R4).
Damit wird C1 entladen.

Übergang 1:
Jetzt drückst du auf den Taster.
C1 ist entladen und sperrt deshalb Q1.
Wenn Q1 sperrt leitet Q2 (über R1).

Zustand 2:
Wenn Q2 leitet, wird Q1 (über R4) gesperrt.
C1 wird (über R1+R2) geladen.

Übergang 2:
Jetzt drückst du auf den Taster.
Q1 leitet (über C1+R3).
Wenn Q1 leitet, sperrt Q2.
Weiter bei Zustand 1.


Das wars.
Aber es könnten bei dieser Art Schaltung durchaus ein paar 
Bauteiltoleranzen in die zuverlässige Funktion hineinfunken... ;-)

Autor: Stein (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

angenommene Ausgangslage (SW1 als Schließer): Q1 leitend (Selbsthaltung 
über R4), Q2 gesperrt (Last somit ausgeschaltet), über R2 wurde C1 
entladen. Jetzt wird SW1 betätigt, damit wird über C1 der Strom zu Masse 
abgeführt und Q1 gesperrt.
Q2 wird über R1 leitend und die Last eingeschaltet. Q1 bleibt über den 
Drain von Q2 gesperrt (Q2 in Selbsthaltung), C1 wird aufgeladen.
Bei erneutem Betätigen von SW1 wird über den aufgeladenen C1 der 
Transistor Q1 durchgesteuert. Q1 wird leitend (Selbsthaltung ...

Ich hoffe es passt
Gruß
Stein

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Super! Vielen Dank Euch zwei! Wenn ich also den Verbraucher von extern 
ausschalten will muss ich einfach die Basis von Q1 gegen 12V ziehen, 
richtig? So einfach...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> ... einfach die Basis von Q1 gegen 12V ziehen, richtig?
Soweit richtig, aber bitte über einen Widerstand (z.B. 10k).
Sonst rauchts ... ;-)

Autor: Wolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Über die Dimensioniereung mehrerer Teile sollte man sich noch Gedanken 
machen.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Wolf: an was denkst Du konkret?

Autor: Esko (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die MegaOhm Widerstände sollte man kleiner machen und dafür C1 größer.
So Faktor 100 wäre angebracht.

C2 sollt man auch auf ein paar µF vergrößern.
Was ist den deine Last? Für Motoren und große Verbraucher C2 noch größer 
machen.

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du brauchst nur das Gate von Q2 nach Masse tasten, fertig!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Esko wrote:
> Die MegaOhm Widerstände sollte man kleiner machen und dafür C1 größer.
> So Faktor 100 wäre angebracht.

Wenn man da anfängt, muß man es leider bei allen Widerständen um den npn 
Transistor drumrum auch neu dimensionieren. Sonst wird es eher 
verschlimmbessert.

Also letztlich als Empfehlung: Erstmal unverändert aufbauen.

>
> C2 sollt man auch auf ein paar µF vergrößern.

Das macht Sinn. Noch besser C2 so lassen und einen Elko mit einigen zig 
uF parallelschalten.

> Was ist den deine Last? Für Motoren und große Verbraucher C2 noch größer
> machen.

s.o.


hth,
Andrew

Autor: Esko (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Wenn man da anfängt, muß man es leider bei allen Widerständen um den npn
>Transistor drumrum auch neu dimensionieren.
Nein, das ist nicht nötig.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Reto H. (huberret)
Mein Tipp: Bau die Schaltung doch einfach mal auf.
Wenns funktioniert: schon fertig.
Wenn nicht, dann kannst du immer noch rumprobieren... ;-)

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Esko wrote:
>>Wenn man da anfängt, muß man es leider bei allen Widerständen um den npn
>>Transistor drumrum auch neu dimensionieren.
> Nein, das ist nicht nötig.

Da irrst Du, es ist.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lothar Miller wrote:
> @  Reto H. (huberret)
> Mein Tipp: Bau die Schaltung doch einfach mal auf.
> Wenns funktioniert: schon fertig.
> Wenn nicht, dann kannst du immer noch rumprobieren... ;-)

So sagte ich das ja auch schon ;-)

Autor: Wolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Reto,
es funktioniert ja so, also einfach über 2 Drähte andere Tast-Schalter 
parallel zum vorhandenen anschließen (kapazitätsarm und weg von der 
Hausspannung). Immer nur nach + schalten geht (höchstens) nur 1 mal. Die 
Basis von Q1 will abwechselnd auch mal eine niedrige Spannung.
Diese Schaltung VERHÄLT sich in ihrer Funktion wie die bekannte 
Stromstoß-Schaltung in der Hausinstallation.
Ich würde mich jedoch nicht wundern, wenn wegen den zusätzlichen langen 
Leitungen alles aussteigt, weil die vorliegende Bauteil-Dimensionierung 
sehr empfindlich macht.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@all: die Schaltung funktioniert soweit! Nur das debouncing ist etwas 
arg lang, ich werde sehr wahrscheinlich einfach C1 ein bisschen 
verkleinern und den Rest erstmal so lassen.
Die Widerstände sind wohl so gross um im Batteriebetrieb den 
Stromverbrauch möglichst niedrig zu halten.

Vielen Dank an alle

Reto

Autor: Wolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> ...einfach C1 ein bisschen verkleinern...

In dem steckt die Umschaltenergie, kann mit weniger kritisch sein.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Nur das debouncing ist etwas arg lang
Hätte ich auch erwartet.
Zeitkonstante (R1+R2)*C1 immerhin ca. 1,3 sec.

> ich werde sehr wahrscheinlich einfach C1 ein bisschen
> verkleinern und den Rest erstmal so lassen.
Mach lieber die beiden R1 und R2 um den Faktor 5 kleiner.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

leider habe ich ein Problem mit der Schaltung bei 24V Betriebsspannung. 
:-( Und zwar schaltet sie dann nicht mehr korrekt aus. Im 
"ausgeschalteten" Zustand habe ich an Drain von Q2 nur 15V statt 
annähernd 24V. Dadurch ist der Verbraucher natürlich unter Strom.
Am Gate des Q2 habe ich im ausgeschalteten Zustand 20mV, das sollte m.E. 
eigentlich ok sein. Als Q2 habe ich bei mir den FDC5612 eingesetzt.

Kann mir jemand einen Hinweis geben was das Problem sein könnte oder wo 
ich weiter suchen soll? Bei 12V funktioniert wie gesagt alles 
problemlos. Ideal wäre wenn ich das Problem durch eine 
Bestückungsänderung lösen könnte, da der print schon fertig ist... :-(

Vielen Dank

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gratulation, Du hast den FET zerschossen!
Die meisten seiner Art vertagen nur 20V Ugs!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Z-Diode  18V / 0.25W zwischen Gate und GND?


hth,
Andrew

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Andrew,

müsste funktionieren. Oder R1 als Spannungsteiler.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Oh, das habe ich glatt übersehen. Der FET scheint es aber überlebt zu 
haben, bei 12V funktioniert die Schaltung nämlich weiterhin tadellos.
Ich hab die Zenerdiode jetzt mal eingebaut, dem FET zuliebe.
Auch bis 15V ist alles ok, nur dann steigt eben die Drainspannung im 
ausgeschalteten Zustand nicht mehr weiter an und ich hab Spannung über 
den Verbraucher...

Vielleicht sollte ich noch erwähnen, dass die Schaltung schlussendlich 
bei 12V und auch bei 24V funktionieren sollte...

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Reto H.,

vergrößere mal (vorsichtig) die Last, nicht das Du Dich hier
selbst austrickst.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich würde die Z-Diode auch mit reinnehmen, aber etwas anders:
1) zwischen R5 und C2 (ja, in die Vcc-Strippe) einen 100k Widerstand, 
und
2) parallel zum C2 eine 12V-Z-Diode.
Fertig ist die Laube.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also die Last habe ich vergrössert, bis auf 5W, hat leider nichts 
geändert.

Den Vorschlag von Lothar habe ich auch ausprobiert, leider auch ohne 
Erfolg.

Ich habe jetzt mal den FET ausgelötet. Und siehe da, die Spannung am 
Drain Anschluss liegt immer noch bei nur 15V! Die kommt also irgendwie 
über den Pfad R4, Basis Q1 zustande. Nur warum und was kann ich dagegen 
tun?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zitat:
>> Gratulation, Du hast den FET zerschossen!
Hast du den schon mal getauscht?

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nee, aber im Moment ist er ganz weg und die Spannung am Drain Pin ist 
immer noch nur 15V, der FET kann also nicht Schuld sein. Ich vermute 
eher die Basis-Emitter Spannung am Q1 will nicht grösser als 15V werden, 
nur habe ich keine Idee was ich dagegen tun könnte...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Basis-Emitter Spannung am Q1 will nicht grösser als 15V werden,
Die wird nicht mal größer als 0,7V werden :-o

Allerdings dürftest du davon an der Last nichts mehr merken,
denn da sind ja noch 330k Ohm dazwischen, oder?

Hast du genau die Schaltung, die oben gepostet ist?
Oder ist deine Schaltung jetzt anders?
Was hast du denn für eine Last (Relais + Freilaufdiode)?

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja die Schaltung ist genau die oben, einfach noch mit ein bisschen mehr 
drumrum.
Oh ja, hast Recht. Da ist natürlich noch der 330kOhm Widerstand. Die
Last ist zur Zeit rein ohmsch, 1kOhm. An der Basis von Q1 habe ich wie
zu erwarten 0.6V und eben nach dem 330kOhm Widerstand 15V.

Ich habe jetzt mal den 330kOhm Widerstand ausgelötet und siehe da, die 
15V sind immer noch da!!! Irgendwas ist da faul... Ich muss dem wohl 
andersweitig mal nachgehen.

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bist du sicher, dass die Last von 1k richtig angeschlossen ist? Wenn
dies nicht der Fall ist, siehst wegen des Sperrstroms der Diode und des
Innenwiderstands deines Voltmeters nur seltsame Ergebnisse.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Reto H.,

>Ich habe jetzt mal den 330kOhm Widerstand ausgelötet und siehe da, die
>15V sind immer noch da!!! Irgendwas ist da faul... Ich muss dem wohl
>andersweitig mal nachgehen.

has Du dummerweise anstatt einer 1N4001 eine 8V Z-Diode erwischt?
Das würde erklären warum die Schaltung mit 12V funktioniert.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

so endlich, die Schaltung funktioniert zu 90%! Ich habe noch ein paar 
Werte verändert, aktuell habe ich was im Anhang ist.
Der Verbraucher lässt sich sowohl bei 12V als auch bei 24V ein- und 
ausschalten. Nur eine Unschönheit besteht noch. Wenn ich im 
eingeschalteten Zustand von 12V (Batterie) auf 24V (externe Versorgung) 
umschalte (beides über Gleichrichterdiode), dann schaltet sich der 
Verbraucher in einigen Fällen aus. Dies tritt nur beim Umschalten von 
12V auf 24V auf, nicht in Gegenrichtung. Er schaltet sich auch nur aus, 
nie ein und auch aus nur in 1 von 10 Fällen.

Hat jemand eine Idee was das sein könnte? Sollte ich vielleicht irgendwo 
noch einen Kondensator platzieren?


Vielen Dank,

Reto

Autor: Esko (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zeichne mal die Dioden ein, damit man weiß worum es geht.

Autor: flätz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Hat jemand eine Idee was das sein könnte? Sollte ich vielleicht irgendwo
> noch einen Kondensator platzieren?



Der npn-Transistor wird dann wegen seiner Kollektor-Basis Kapazität kurz 
leitend. Ein kleiner Kondensator (10n) zwischen Basis und Gnd könnte 
helfen.

Autor: Reto H. (huberret)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hey, vielen Dank! Funktioniert perfekt! :-)

Autor: Astraracer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

habe eine frage zu der Schaltung im ersten Beitrag, was stellt das 
Bauteil SW1 dar bzw welches bauteil ist das und ich nehme an das an den 
Punkten 12+ und GND die Stromversorgung hin kommt und an Load+ / Load- 
der Verbraucher richtig? Kann ich als Verbaucher auch ein Relais / 
Reedrelais nehmen um etwas durchzuschalten?

Danke im Voraus

MfG

Autor: Daniel Maier (flipp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Zusammen,
bin auf der suche nach einer Hardwarelösung mittels Transistoren um aus 
einem Taster einen Schalter zu machen.
Oben aufgeführte Lösung habe ich aufgebaut und funktioniert soweit.

Möchte jetzt aber nicht "GND" schalten sondern im EIN Zustand benötige 
ich 24V und im AUS Zustand sollte es so sein als wäre der Schalter 
geöffnet (ohne Potential).
Hat jemand eine Idee wie ich die Schaltung umbauen kann oder einen 
anderen Vorschlag.
Eine MCU kann ich nicht verwenden und auch Lokigbausteine (JK-FF oder 
D-FF) ist nicht möglich.
Betriebsspannung ist 24V. Und den jewiligen Zustand sollte ich über LEDs 
anzeigen können (z.B. AN=grün AUS=rot).
Wichtig ist auch das es stabil läuft, d.h. nach dem Einschalten einen 
festen Zustand, immer AUS und natürlich kein Tastenprellen.
Wäre super wenn ihr mir helfen könnt.
Gruß Daniel

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> EIN Zustand benötige ich 24V und im AUS Zustand
> sollte es so sein als wäre der Schalter geöffnet (ohne Potential).
Nimm die obige Schaltung und schalte so einen High-Side-Schalter 
dahinter:
             24V  o
             __   |
          .-|__|--o
          |       |
     ___  |     |<
  --|___|-o-----|
                |\______ Ausgang


BTW
Um die Frage nach den Widerstandswerten und dem Transistortyp 
zuvorzukommen:
Welchen Strom willst du schalten?

Autor: Bernd Wiebus (berndwiebus) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Wolf.

>> ...einfach C1 ein bisschen verkleinern...
> In dem steckt die Umschaltenergie, kann mit weniger kritisch sein.

Richtig. Und mit mehr wird die Zeitkonstante 
problematisch.....irgendwann
musst Du zwischen den einzelnen Schaltvorgängen eine längere Pause 
einlegen. Das ist aber auch ein Schutz gegen Prellen.

Nichtsdestotrotz kann eine solche Schaltung zuverlässig funktionieren, 
wenn nicht zu hohe Ansprüche gestellt werden.
Mist ist, wenn die Transistorparameter alterungs- oder temperaturbedingt 
weglaufen, oder als C1 ein Elko verwendet wird, der ein Leck entwickelt.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic

http://www.dl0dg.de

Selbsterkenntnis ist der erste Schritt zur Depression.
Jeder echte Wettbewerb ist ruinös. Darum beruht jede funktionierende 
Wirtschaft auf Schiebung.

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Daniel Maier schrieb:
> Oben aufgeführte Lösung habe ich aufgebaut und funktioniert soweit.

Dann nimm doch einfach diese Schaltung und spiegle sie: Vertausche V+
mit GND, ersetze den NPN durch einen PNP und den NMOS durch einen PMOS.

Autor: Daniel Maier (flipp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Lothar,
der max. Schaltstrom liegt bei 100mA.
Welche Bauteilwerte sind hier sinnvoll?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> der max. Schaltstrom liegt bei 100mA.
Dann reicht für die Widerstände 4k7 und für den Transistor einen BC327.

Aber ich würde es so machen, wie yalu es geschrieben hat: einfach die 
Polarität aller Bauteile spiegeln...

Autor: Daniel Maier (flipp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hab noch eine Frage:
Kann ich den NMOS (oder PMOS wenn Schaltung gespiegelt) auch durch eine 
NPN oder PNP Transistor ersetzen?
Und ist es möglich in die Schaltung eine zweite LED einzubauen für den 
"AUS-Zustand"?
Gruß Daniel

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.