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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PNP Transistor als Schalter mit VCC


Autor: Heiko Schwarz (exchange)
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Hallo,
ich habe das folgende Problem. Ich benötige für eine Schaltung eine 
Verzögerung von ca. 5 Sekunden. Die Schaltung habe ich mir bei Conrad 
gekauft, ausprobiert und nachgebastelt. Eigentlich funktioniert das ganz 
ok, Problem ist nur das der Transistor T1 nicht schaltet. Das liegt wohl 
daran, dass ich diesen auf GND schalten muss um diesen durch zu 
schalten. Ich habe aber leider nur 5V. Einen NPN Transistor kann ich 
nicht nehmen, da ich die Last nicht tauschen kann.

Die Last sind hier 16x 5V Relais.

Ich habe leider noch nicht so viel Ahnung davon und im Internet habe ich 
auch keine Lösung dafür gefunden (ausgenommen Transistor & Last 
tauschen).


Gruss
Heiko

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Problem ist nur das der Transistor T1 nicht schaltet.
Der ist kaputt :-/

Grund: durch die Basis ist ein zu hoher Strom geflossen, weil kein 
Widerstand im Weg war und zudem die Freilaufdiode über dem Relais fehlt.

> Die Last sind hier 16x 5V Relais.
Alle 16 Relais an dem 1 Transistor?
Hält der den Strom aus?

Autor: gast (Gast)
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Du kannst aber davor einen NPN-Transistor schalten und mit dem dann den 
PNP auf GND ziehen dann müsste der PNP auch durchschalten.

Und ein Basiswiderstand wäre noch nicht schlecht der Transistor mag das 
nicht so direkt auf +5 V gelegt zu werden.


grüße

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Und ein Basiswiderstand wäre noch nicht schlecht der Transistor mag das
> nicht so direkt auf +5 V gelegt zu werden.
Die 5V tun ihm nicht weh (dann ist Ube=0V, er sperrt).
Es sind die 0V, die ihn das Leben kosten ;-)

Autor: MaWin (Gast)
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> auch keine Lösung dafür gefunden (ausgenommen Transistor & Last
> tauschen).

Alleine das Tauschen wird's nicht bringen, selbst wenn man aus PNP 
Transistor dann einen NPN macht, denn er wird auch zur umgekehrten Zeit 
schalten.

> Problem ist nur das der Transistor T1 nicht schaltet.

In der angegebenen Schaltung: Sicherlich schaltet der.

> Das liegt wohl daran, dass ich diesen auf GND schalten muss um
> diesen durch zu schalten.

Du hast eine andere Schaltung aufgebaut und wunderst dich ?

Deine Relais sind also auf der einen Seite fest mit den +5V verbunden ?

> Ich habe aber leider nur 5V. Einen NPN Transistor kann ich
> nicht nehmen, da ich die Last nicht tauschen kann.

Du wolltest vermutlich sagen: Einen PNP-Transistor ....

> Die Last sind hier 16x 5V Relais.

Oje.
Schon mal berechnet, wie viel Strom durch die fliesst?
Schon mal was vom 'Zündfunken' beim abschalten von induktiven Lasten un 
der benötigten Freilaufdiode gehört ?

Bau die Schaltung von Conrad exakt so nach wie im Schaltplna angegeben, 
inklusive dem PNP Transistor an +5V und schliesse als Last an:

      +--+--+--+--+-------+-- +5V
      |  |  |  |  |       |
      R  R  R  R  R       |  R sind die 5 Relais
  |   |  |  |  |  |       |
100R  +--+--+--+--+--|>|--+
  |   |            1N4001 oder eine ähnliche 1A Diode wie MUR105
  +--|< BD135 oder ein ähnlicher Transistor der 1A schalten kann
      |E
    Masse

Autor: gast (Gast)
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War bezogen auf den NPN ;) dem tun sie dann weh. Aber ok sorry war nicht 
eindeutig ausgedrückt.


grüße

Autor: Sensenmann (Gast)
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16 Relais ohne Freilaufdiode kosten auch das Leben. Sterben kann der 
Transistor nur einmal. In dem Fall lauerte der Tod von allen Seiten. :-)

Erstaunlich was man an einem einzelnen Transistor alles falsch machen 
kann.

Buch es unter Lehrgeld ab.

Autor: Michael (Gast)
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Zu hoher Basisstrom und (möglicherweise) zu hoher Kollektorstrom wurden 
bereits genannt. Eine dritte Möglichkeit, den pnp-Transistor zu killen 
(wenn du ihn zum Schalten bringen solltest), wäre die fehlende 
Freilaufdiode!

Autor: Heiko Schwarz (exchange)
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Hallo,
vielen Dank für die vielen Antworten.

Die 16 Relais sind jeweils mit 16x 1N4148 Dioden ausgerüstet (dort 
dürfte der Tod also dann nicht lauern :) )

Die Relais sind auf einer Seite mit 5V fest verbunden. In diese 
Zuleitung will ich meine Verzögerung reinsetzen d.h. mein  Transistor.

D.h. für mich, dass ich die Schaltung so lassen kann und den Basisstrom 
durch einen Widerstand begrenzen muss?

Gruss
Heiko

Autor: gast (Gast)
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Was haben die Relais denn für ein Spulenwiderstand? Ich musste auch mal 
ein Relais ansteuern das hatte einen Spulenwiderstand von 800 ohm.

5V / 800 ohm = 6,25 mA das mal 16
sind dann 100 mA
Was noch in einem Rahmen wäre für den Transistor

Autor: Heiko Schwarz (exchange)
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Hallo,
das Relai ist ein TYCO ELECTRONICS MT2-C93416. Es hat einen 
Spulenwiderstand von 125ohm, Leistung Spule DC:200mW.

Gruss
Heiko

Autor: gast (Gast)
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125 Ohm bei 5 V sind 40 mA pro Relais
das mal 16
sind 640 mA  das könntest du noch mit einem BC 327 schalten wobei der 
dann auch schon ziemlich an der Grenze ist.

Autor: MaWin (Gast)
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Ich glaube ich habe einiges von Heiko missverstanden.

Die Schaltung ist überhaupt nicht von Conrad, sondern er hat schon 
komplett grundfalsch den Transistor drangestrickt.

Die Relais hängen gar nicht fest an +5V so dass er den gezeichneten 
Transistor noch irgendwie tauschen muß "zwischen unten und oben", 
sondern fest an Masse.

Wie kann man in einer einzelne Beschreibung sich dermassen verheddern.

ALSO: 2ter Versuch:

Der schon von dir gezeichnete Transistor braucht noch einen 
Basisvorwiderstand, sagen wir 120 Ohm in die Leitung zur Basis 
eingeschleift. Es wird ein stärkerer PNP Transistor, der eben 1A 
schalten kann. Die LAST sind die 16 parallengeschaöteten Relais mit 
jeweils einer Freilaufdiode (was eher Unsinn ist, eine Diode für den 
16-fachen Strom täte es besser, denn Strom verteilt sich über parallele 
Dioden nicht so gut, da sie aber offenbar schon vorhanden sind....).
Meine zusätzliche Schaltung mit einem NPN vergiss mal.

Schreib das nächste mal präziser, vielleicht fällt dir dann schon beim 
Schreiben auf, wo's hakt.

Autor: Heiko Schwarz (exchange)
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Hallo,
sry das ich mich so missverständlich ausgedrückt habe.

Ich habe mir jetzt den BC636 rausgesucht.

Dann habe ich mit folgender gegoogelten Formel den Widerstand berechnet:

1A Last / 25 hfe = 0,04A

5V / 0,04A = 125 Ohm - würde ich dann einen 120 Ohm Widerstand nehmen.

Ich hoffe, dass das jetzt passt.

Vieleicht fällt es mir beim nächsten mal auf wo es hakt, aber ich habe 
mir den Krämpel gerade erst angelesen und wie gesehen noch nicht ganz 
verstanden.

http://img150.imageshack.us/img150/4594/unbenannti.gif

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> 1A Last / 25 hfe = 0,04A
1A: das sthet bei "Absolute Maximum Ratings", damit rechnet man nicht, 
sondern bleibt ausreichend weit weg  :-o

Mir gäbe zu denken, dass die Kennlinie Vcesat nur bis 500 mA geht (und 
auch die anderen Angaben in der Tabelle). Dahinter ist Niemandsland.

Vcesat bei 640 mA sind (extrapoliert) ca 0,5V. Damit hättest du eine 
Verlustleistung von 320mW. Das sind bei Rthja von z.B. 250°C/W für TO92 
(mittlerer Wert für dieses Gehäuse) dann eine Temperaturerhöhung von gut 
80°C, also nicht wundern, wenn der warm wird...

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Heiko,

in deiner Schaltung ist noch ein anderer Fehler. Du mutest dem "-" 
Eingang des LM311 die Versorgungsspannung zu. Das ist nicht zulässig. 
Die Spannung dort sollte mindestens 1,5V unter der Versorgungsspannung 
liegen.

Was deine Relais betrifft, bist du mit deiner Schaltung am Limit. Nimm 
besser einen BD138.

Willst du mit einem Transistor eine Last schalten, wählst du einen 
Basisstrom, der 1/20...1/10 des Laststroms entspricht. Nur so schaltet 
der Transistor richtig durch und weist eine niedrige Kollektor Emitter 
Sättigungsspanung auf. Da 64mA aber für den LM311 schon ein wenig viel 
ist, wählst du besser 32mA für den Basisstrom.

Für den Widerstand in der Basiszuleitung rechnest du:

R8 = (5V - 0,6V - 0,9V) / 32mA = 110 Ohm

0,6V ist die Spannung, die intern am LM311 abfällt und 0,9V die 
Basisspannung vom BD138.

Am BD138 bleibt im durchgeschalteten Zustand bei 640mA ca. 250mV hängen. 
Also muß er eine Verlustleistung von

640mA x 250mV = 0,16W

abführen. Mit einem Wärmeübergangswiderstand von 100K/W heizt sich der 
Transistor also um 16K über die Umgebungstemperatur auf. Das ist 
akzeptabel.

Kai Klaas

Autor: Michael (Gast)
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> in deiner Schaltung ist noch ein anderer Fehler. Du mutest dem "-"
> Eingang des LM311 die Versorgungsspannung zu. Das ist nicht zulässig.

Sagt wer?

Entschuldige die flapsige Antwort, aber das (NSC) Datenblatt sagt das 
jedenfalls nicht. Was befürchtest du? Ein phase reversal? Bei einem 
Komparator?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Sagt wer?
Das Bild "Common Mode Limits" auf Datenblatt-Seite 8 Mitte links   :-o

Fazit 1:
Mach noch einen Widerstand gegen Masse mit rein,
dann klappts auch mit dem Datenblatt.
Fazit 2:
Auch C..- Bausätze können Fehler enthalten

Autor: gast (Gast)
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Hmmm also wenn ich das richtig verstehe geht das auch nur mit einer 
positiven Versorgung:

The LM311 series is a monolithic, low input current voltage
comparator. The device is also designed to operate from dual
or single supply voltage.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Hmmm also wenn ich das richtig verstehe geht das auch nur mit einer
> positiven Versorgung...

Nein, es geht nicht nur mit einer positiven Versorgung,
sondern auch mit nur einer positiven Versorgung.
Man beachte die Reihenfolge der Worte :-o

>>> to operate from dual or single supply <<<

Autor: Heiko Schwarz (exchange)
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Hallo,
vielen Dank für eure Antworten.

Das mit dem Widerstand R8 habe ich verstanden und werde ich 
dementsprechend auf 110 Ohm anpassen. Dann werde ich auch den Transistor 
durch einen BD138 austauschen.

Die Diskussion über den LM311 habe ich nur im Ansatz verstanden. Es geht 
ja dann um Pin 3 (-)? Aber die volle Dröhnung bekommt er doch nicht, da 
noch R6 und R4 davor sind oder verstehe ich da was falsch? Wenn ja wäre 
mir eine kurze Erklärung ganz recht :) Aktuell weiß ich auch nicht 
welche Größe des Widerstandes ich dort reinsetzen sollte.

Also funktionell ist die Schaltung bis zu meinem Selbstbau mit dem 
Transistor :) Dabei sei gesagt, dass die Schaltung für 12V ausgelegt ist 
und ich die einfach mal auf 5V getestet habe.

Es hat sich auch ein Schreibfehler eingeschliechen, es ist kein LM311N 
sondern ein LM311P! Sorry
Datenblatt: http://www.farnell.com/datasheets/37505.pdf

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Heiko,

>Dabei sei gesagt, dass die Schaltung für 12V ausgelegt ist und ich die
>einfach mal auf 5V getestet habe.

Ja, der andere Spannungsteiler mit R1 und R2 ist dann auch etwas 
kritisch.

>Die Diskussion über den LM311 habe ich nur im Ansatz verstanden. Es geht
>ja dann um Pin 3 (-)? Aber die volle Dröhnung bekommt er doch nicht, da
>noch R6 und R4 davor sind oder verstehe ich da was falsch? Wenn ja wäre
>mir eine kurze Erklärung ganz recht :)

Die Eingangsspannung darf einfach nur in einem bestimmten Bereich 
liegen. Schau dazu Seite 4 unten "Recommended operating conditions" im 
Datenblatt des LM311 an und schau auf Seite 5 unter "Common mode input 
voltage range". Bleib einfach mit der Eingangsspannung mindestens 1,5V, 
besser 2V unter der Versorgungsspannung.

>Aktuell weiß ich auch nicht welche Größe des Widerstandes ich dort >reinsetzen 
sollte.

Das hängt von der Funktion der Schaltung ab. Soll sie eine einfache 
Einschaltverzögerung darstellen?

Kai Klaas

Autor: Heiko Schwarz (exchange)
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Hallo,
vielen Dank für eure Hilfe.

Leider konnte ich nicht früher antworten, da mir ein LKW auf mein Auto 
draufgefahren ist und mich daher etwas durchgeschüttelt hatte ;)

Die Einschaltverzögerung funktioniert soweit, leider schaltet der 
Transistor aber direkt beim Einschalten durch. Ich verstehe nur leider 
nicht warum. Vieleicht kann mir da einer weiterhelfen.

http://img79.imageshack.us/img79/5558/unbenanntyn.png


Gruss
Heiko

Autor: mhh (Gast)
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Schalte mal R8 nicht an den Punkt Katode LED sondern an Anode LED.

R7 so auf 3,3 kOhm erhöhen und R8 430-470 Ohm.

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