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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mit 12V 5V schalten


Autor: Max_L (Gast)
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Hallo.

Ich brauche bitte eure Hilfe bei einer kleinen Schaltung. Ich habe einen
12V Näherungsschalter und würde diesen gern am LPT anschließen. Dort muß
ich den Eingang an Masse anschließen.

Wenn ich das ganze mit einen Transistor mache (BC548), kann ich dann mit 
den
12V die der Schalter liefert direkt den Transistor ansteuern oder ist 
das zuviel?

Wie berechne ich den Vorwiederstand der Basis?

LG
Max

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Max_L schrieb:

> Wie berechne ich den Vorwiederstand der Basis?

Gar nicht.

Einen Widerstand ohne 'e' bzw. Basisspannungsteiler kann man allerdings 
berechnen, ja. Dazu lad' Dir mal das Datenblatt zu Deinem Transistor 
runter und such Dir einen Arbeitspunkt.

Olli

Autor: Max_L (Gast)
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Hi,

tut mit Leid aber das mit dem Arbeitspunkt verstehe ich nicht ganz.
Ich kenn mich da nicht so aus. Soll das die Leistung sein die über den
Transistor läuft? Die kenn ich nicht.

Es werden am LPT 5v mit Masse kurzgeschlossen (was ich eigentlich auch 
nicht verstehe) -> Kurzschluss!?!

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Max_L schrieb:

> tut mit Leid aber das mit dem Arbeitspunkt verstehe ich nicht ganz.
> Ich kenn mich da nicht so aus. Soll das die Leistung sein die über den
> Transistor läuft? Die kenn ich nicht.

Guck erst mal hier und folge den Links.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0203111.htm

Die Webseite ist evtl. auch so fuer Dich interessant.

> Es werden am LPT 5v mit Masse kurzgeschlossen (was ich eigentlich auch
> nicht verstehe) -> Kurzschluss!?!

Nein, das ist kein Kurzschluss. Du ziehst ein Signal an einem 
Eingangspin des LPT von High (5V) auf Low (0V).

Autor: Max_L (Gast)
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Danke.

Eine Frage noch. Im Datenblatt steht "Emitter-Base Voltage (6V)", 
"Collector-Base Voltage (30V).

Bedeutet das, dass die Spannung zwischen Basis-Emitter also max. 6V 
betragen darf? Was aber bedeutet Kollektor-Basis? Zwischen Kollektor und 
Basis ist doch keine Spannung. + an B, + an C und 2xGnd am Emitter.

Ich verstehs einfach nicht :(

Autor: Max_L (Gast)
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Ja aber nicht ganz. Ich muß noch die 5V vom LPT auf die Masse bringen.

Autor: HildeK (Gast)
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>Bedeutet das, dass die Spannung zwischen Basis-Emitter also max. 6V
>betragen darf?
Die wird maximal so ca. 0.7V betragen. Sollte sie deutlich darüber 
liegen, ist der Transistor kaputt.
Die Angabe im Datenblatt bezeichnet die E-B-Sperrspannung. Es steht da 
ja auch Emitter-Base Voltage und nicht Base-Emitter Voltage.

>Zwischen Kollektor und
>Basis ist doch keine Spannung.
Meistens schon. Die Basis wird gegenüber dem Emitter max. 0.7V haben 
(s.o.) und falls sie 0V hat, ist der Transistor gesperrt. Dann liegt die 
Versorgungsspannung (wenn auch über einem Widerstand, aber da der in dem 
Fall stromlos ist, spielt es keine Rolle) am Kollektor. Das wäre für 
deinen Transistor dann max. 30V - in deiner Anwendung aber nur 5V. Also: 
gut, Transistor ist zu gebrauchen.

Für deine Anwendung sind aber ein paar Dinge unverständlich. Welchen Pin 
am LPT (du meinst vermutlich den Parallelport) willst du denn verwenden?
Da sind nicht alle Pins Eingänge mit eingebauten Pull-Ups, oder? Und 
Ausgänge mit einem Transistor auf Masse ziehen, macht auch keinen Sinn.
Liefert der Näherungsschalter tatsächlich zwei Pegel, 0V und 12V oder 
hat der nur einen Schaltkontakt, der entweder auf oder zu ist?

Falls das aber alles klar ist:
Schalte GND von Quelle, LPT und Emitter zusammen.
Schalte 10...33kOhm vor die Basis, ev. noch 3.3... 5.6kOhm von B nach E
Schalte den Ausgang der Quelle an den 10k...30k
Schalte den Kollektor an deinen Eingangsdatenpin

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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So in der Art.

Autor: Max_L (Gast)
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Genau das habe ich gesucht. Danke euch!!

Was ich aber nicht Verstehe ist die Berechnung der Widerstände.
Und der von B nach E - für was ist der gut? Damit die Basis nicht
in der Luft hängt wenn keine 12V, aber wie kommt man auf die Werte?

Der Basiswiderstand begrenzt den Strom auf 0,0004A mit 30k.
Also so gut wie nichts, soll das so sein wenn ich den Transistor
nur zum schalten benutze?

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Max_L schrieb:
> Genau das habe ich gesucht. Danke euch!!
>
> Was ich aber nicht Verstehe ist die Berechnung der Widerstände.
> Und der von B nach E - für was ist der gut? Damit die Basis nicht
> in der Luft hängt wenn keine 12V, aber wie kommt man auf die Werte?
>
> Der Basiswiderstand begrenzt den Strom auf 0,0004A mit 30k.
> Also so gut wie nichts, soll das so sein wenn ich den Transistor
> nur zum schalten benutze?

Mit den beiden Widerstaenden stellst Du den Arbeitspunkt ein. Die Beiden 
bilden einen Spannungsteiler von 3k3/33k an 12V, d.h. U_e wird ca. 1,2V 
sein.

Am Kollektor werden sich dann ca. 0,5V gegen GND einfinden (0,7 V 
Spannungsabfall U_BE), d.h. Dein EIngangspin am LPT wuerde auf 0,5V 
gezogen, das reicht fuer Low :-)

Autor: HildeK (Gast)
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>Der Basiswiderstand begrenzt den Strom auf 0,0004A mit 30k.
>Also so gut wie nichts, soll das so sein wenn ich den Transistor
>nur zum schalten benutze?
0.4mA sind deutlich mehr als 'so gut wie nichts'! Außerdem sind es durch 
die Beschaltung auch nur rund 0.1mA. In Olli R.s Dimensionierung hätte 
ich deshalb R1 entweder etwas kleiner oder R2 etwas größer gewählt.

>... aber wie kommt man auf die Werte?
Indem man rechnet und die Funktion sowie die Parameter eines Transistors 
einschätzen kann und manchmal muss man mangels Information, wie in 
diesem Fall, auch etwas schätzen:
Der Transistor (natürlich stark vom Typ abhängig) hat eine 
Stromverstärkung von rund 100 (vielleicht auch 300), wird deshalb rund 
40mA am Kollektor fließen lassen können.
Um genaues sagen zu können, muss man wissen:
- welcher Transistor soll eingesetzt werden (schätze 
Kleinleistungstransistor, Standard)
- welcher Strom ist nötig, um dein Signal auf Masse zu bringen 
(vermutlich nicht mal 5mA)
- günstig wäre auch zu wissen, welche Toleranz die High-Werte und die 
Low-Werte deines Quellsignals haben.

@Olli R.
>d.h. U_e wird ca. 1,2V sein.
Wo wären die denn zu messen? Du könntest höchstens sagen: Ersatzquelle 
mit 1.1V (oder meinetwegen 1.2V) und 33K//3k3 Innenwiderstand. Also 
Basisstrom = (1.1-0.7)/3k = ca. 130µA.

Autor: Michael (Gast)
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>Was ich aber nicht Verstehe ist die Berechnung der Widerstände.

Du willst ja einen Strom vom Kollektor zum Emitter fließen lassen. Über 
den Verstärkungsfaktor des Transitors musst du nun den Strom 
ausrechnen/bestimmen (Das Datenblatt kennt ihn bzw. sollte ihn kennen), 
der in die Basis fließen muss damit sich ein entsprechender Strom am 
Kollektor einstellen kann.
Das ist ja noch recht leicht, nun das Schwierige, die Bestimmung der 
Widerstände. Dafür gilt natürlich wieder (für manch einen auch "wider" 
^^) der Blick ins Datenblatt. Den Strom für die Basis hast du inzwischen 
bestimmt, das Datenblatt sollte nun sagen können, wie groß die Spannung 
von der Basis zum Emitter ist um diesen Strom fließen zu lassen. Hast du 
die Spannung heraus kannst du deinen Spannungteiler mit dem 
entsprechenden Verhältnis aufbauen. Nun kommt noch eine Kleinigkeit 
hinzu. Nehmen wir mal an, du hast das Widerstandsverhältnis bestimmt, 
dann weißt du ja nur um wieviel größer der eine Widerstand gegenüber dem 
anderen sein muss. Zum einfachen Rechnen sag ich als Beispiel mal dass 
R1 (bzgl. dem Plan von Olli oben) um den Faktor 10 größer sein muss als 
R2. Es gingen nun also 10 Ohm und 1 Ohm oder, wie oben, 33 kOhm und 3k3 
Ohm, oder 1 Megaohm und 100 kOhm. Welche Kombination wählt man nun ist 
die Frage. Dafür gibt es eine Faustregel. Durch R1 sollte immer ca. der 
10-fache Basisstrom fließen. Dies hat den Vorteil, dass der Transitor 
den Spannungsteiler wenig bis nicht erwähnenswert belastet und man so 
immer die richtige Spannung über der Basis-Emitter-Diode hat ;)

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

als Alternative wenn der Melder aktiv 12V mit einigen mA liefert wäre 
ein Optokoppler. Die LED richtigrum mit Vorwiderstand ca. 1-2k an den 
Melderausgang gegen dessen GND.
Parallel zur LED des Kopplers sollte man noch eine normale Diode 
Anti-Parallel (also Anode an Katode des Kopplers usw.) löten. Verhindert 
das Sterben der LED im Koppler, wenn man den Kram falsch gepolt an den 
Melder anschließt.

Den Fototransistor des des Kopplers mit Emitter an GND des LPT, den 
Kollektor über 330 Ohm an den Eingangspin.

Gibt eine galvanische Trennung und verhindert toten LPT-Port durch 
Fehler beim Basteln.
Der 330 Ohm sichert das Überleben von LPT und Optokoppler, falls man an 
einen aktiven Ausgang des LPT gerät (5V/330 Ohm sind 15mA, das überleben 
beide). Der interne PullUp des LPT ist üblicherweise groß genug, daß L 
auch mit 330 Ohm noch sicher erkannt wird.

Gruß aus Berlin
Michael

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