Hallo,
ich habe zum ersten Mal eine Transistor-Schaltung (Emitterschaltung)
berechnet.
Vielleicht könnte jemand so freundlich sein und meine Rechnung
überprüfen. Da ich diese Schaltung zur Steuerung der
Hintergrundbeleuchtung des LCDs verwenden möchte, wäre ein Fehler ein
teures Vergnügen.
Hier die Daten:
Flussspannung der Hintergundbel.
bis 4,2V bei einem
Ich habe hier noch einen BC337-40 (NPN) liegen. Dessen Daten:
Mit der Stromverstärkung habe ich mir etwas schwer getan. Im
[[http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=0;INDEX=0;FILENAME=A100%252FBC337_BC338_VIS.pdf;SID=29SjLvtqwQAR0AAENM8DI25fd8da75910edc414036bbdafef2136]]
habe ich mehrere hFE-Werte zwischen 100 und 400 gefunden. Nach einem
Wiki-Artikel zu Basiswiderständen aus dem hiesigen Forum habe ich mir
noch die abgebildeten Diagramme angesehen. Beim Diagramm V_CESat
aufgetragen über Ic habe ich die Angabe I_C/I_B = 10 gefunden. Daher
habe ich mit einer Verstärkung von 10 gerechnet. Daraus errechnet ist
I_B zu 150mA/10 = 15mA.
Der Basiswiderstand R_B ergibt sich aus (U_E-0,7V)/I_B. Für U_E habe ich
mit 4,5V gerechnet. Der Atmega32 liefert zwar 5V, aber mit Toleranz und
unter Last sinkt doch die Spannung, oder?
Die 0,7V habe ich aus dem Datenblatt entnommen (Collector Saturation
Voltage), richtig?
R_B ist somit 253,33 Ohm. Der nächst kleinere wäre der 240 Ohm. Wäre
auch ein etwas kleinerer Widerstand möglich? Ist ein 1/4W Widerstand
hier überhaupt ausreichend?
Jetzt fehlt doch nur noch der Vorwiderstand zwischen LCD_VCC und
Kollektor-Pin. Dieser ergibt sich durch die Rechnung Versorgungsspannung
durch den LED-Strom. Also 5V/150mA=33,3 Ohm.
Ich hoffe, dass man meine Ausführung verstehen kann und danke für Eure
Kontrolle!! Hoffentlich habe ich nicht zu viel falsch gemacht.
Gruß
Jens
Ach Du liebe Zeit!
Du machst aus einer Mücke einen Elefanten.
Basiswiderstand = 2k
Die Verstärkung des BC337-40 beträgt minimal 250.
>Da ich diese Schaltung zur Steuerung der>Hintergrundbeleuchtung des LCDs verwenden möchte, wäre ein Fehler ein>teures Vergnügen.
Außer dem Weglassen des Vorwiderstandes kannst Du ja nichts falsch
machen.
Jens schrieb:
>Ich hoffe, dass man meine Ausführung verstehen kann und danke>für Eure Kontrolle!!
Du hast zwar vieles beschrieben, aber etwas wirr. Also nochmal ganz
langsam...
Ist bei deinem Display (hab selbst noch eines ohne Daten zur LED) eine
Spannung_ oder ein _Strom für die Hintergrund-LED vorgegeben? Aber wir
sollten das hin bekommen... Der BC337 ist mir ebenfalls bekannt.
Hilfeeeeeeeeeeeeeee, wieder mal einer, der mit der
Hintergrundbeleuchtung den Raum bei Tageslicht ausleuchten will.
Probier's mal mit 10mA, das genuegt zum Anschauen. Alles mehr ist
uebertrieben.
>Ist bei deinem Display (hab selbst noch eines ohne Daten zur LED) eine>Spannung_ oder ein _Strom für die Hintergrund-LED vorgegeben?
Steht doch da: 5V
> Dieser ergibt sich durch die Rechnung Versorgungsspannung>durch den LED-Strom. Also 5V/150mA=33,3 Ohm
Plapperer schrieb:
>Hilfeeeeeeeeeeeeeee, wieder mal einer, der mit der>Hintergrundbeleuchtung den Raum bei Tageslicht ausleuchten will.
Nee, die LCDs mit Background-Beleuchtung sind dunkler als die mit
Reflektor. Das sollte man schon ordentlich machen.
Also eventuell sogar mit vom Umgebungslicht abhängiger Hinterleuchtung.
Vielen Dank für Eure Antworten.
Leider bin ich jetzt noch mehr verunsichert als zuvor.
Nach meiner obigen Rechnung hätte ich einen Basiswiderstand von ca. 250
Ohm verwendet. Nun schlägt Georg einen Widerstand von 2k Ohm vor. Das
ist doch ein beträchtlicher Unterschied.
Ist meine Rechnung so falsch? Oder wie kommt man auf einen solch großen
Widerstand?
Ebenso mit dem Verstärkungsfaktor. Der unterscheidet sich auch erheblich
von meinem.
Nochmals zum Verständnis: Wenn an der Basis des Transistors ein Spannung
bzw. ein Strom anliegt, schaltet er durch. Aber woher weiß ich, wie groß
die Spannung zwischen Kollektor und Masse ist, um den Vorwiderstand der
LCD-Beleuchtung dimensionieren zu können?
Oder kann es sein, dass eine gewisse Spannung am Transistor abfällt und
somit kein Vorwiderstand am LCD bzw. Kollektor notwendig ist?
Ich möchte nur nicht, dass ich mir das LCD zerschieße, daher die
möglicherweise etwas banal anmutenden Fragen. :-)
Gruß
Jens
Hallo,
oben war schon die Mücke mit dem Elefanten erwähnt...
Erstmal Vorwiderstand für das Display:
(Ub - Ulcd - UCEsat) / Ilcd
5V - 3,4V - 0,15V = 1,45V / 0,15A = 9,666 -> 10 Ohm.
Das wäre also das Minimum. Oben wurde schon erwähnt, daß wesentlich
weniger meist ausreicht, also mal 50mA angenommen -> 33 Ohm
33 Ohm mal an das Display, 5V (ohne Transistor ran und anschauen.
Die Toleranzen sind so groß, daß es hier (bei einer Displaybeleuchtung
mit LED) wenig Sinn macht, genauer zu rechnen.
Wenn das so passt -> ok.
Basisstrom: praktischen Verstärkungswerte wurden ja schon angegeben, ich
rechne bei ca. 100mA Kollektorstrom meist mit hfe 100, bei 100mA also
1mA an der Basis. Rb = (Uhigh-Ube)/Ib
Also 5V - 0,7V = 4,3V / 0,001A = 4,3k.
Die können wir jetzt beruhigt durch 3 teilen, ann haben wir auch soviel
Übersteuerungsfaktor, das der Transistor auch mit ungünstigsten
Toleranzen sicher in der Sättigung ist. 1,5k oder auch die oben
vorgeschlagenen 2k passen also in jedem Fall.
Gruß aus Berlin
Michael
An angegebenen Verstaerkunswerte fuer den BC337 variieren anscheinend
ganz schoen. Im Datenblatt von Vishay werden sogar 3 moegliche Gruppen
angegeben, das absolute Minimum (bei VCE = 1 V, IC = 100 mA) liegt aber
tatsaechlich bei hFE = 100. Damit hat Michael U. Dir eigentlich schon
die perfekte Anleitung gegeben und alles wesentliche geschrieben.
Der Strom fuer die LCD-Beleuchtung ist ja durch dessen Vorwiderstand
ohnehin begrenzt und Du kannst sie auch durch falsche Wahlt des
Transistor-Vorwiderstands nicht gefaehrden. Im schlimmsten Falle stirbt
der Transistor den Hitzetod...
Volker
(auch aus Berlin) ;)
Jens schrieb:
> Vielen Dank für Eure Antworten.>> Leider bin ich jetzt noch mehr verunsichert als zuvor.
musst du nicht.
Das einzig kritische ist der Vorwiderstand für die LED-Beleuchtung.
Der bestimmt den Strom und damit die Helligkeit.
Wenn du die zu klein wählst UND gleichzeitig eine Stromversorgung mit
Power hast, geht das Ding hops.
Nur zur Anschauung: Zu klein ist ein Widerstand bei ungefähr 10 Ohm.
Setzt du einen größeren Widerstand ein, ist der Strom kleiner und das
Display wird nicht gefährdet.
Aber auch hier wieder: Ehe du in den Bereich kommst, an dem es kritisch
wird, leuchtet die Hintergrundbeleuchtung schon so hell, dess es dir den
Sehpurpur von der Retina runterholt.
> Ist meine Rechnung so falsch? Oder wie kommt man auf einen solch großen> Widerstand?> Ebenso mit dem Verstärkungsfaktor. Der unterscheidet sich auch erheblich> von meinem.
Du treibst dich hier selbst in den Wahsinn.
Der Transistor wird als Schalter benutzt. Alles was wichtig ist: dass er
auf jeden Fall voll durchgesteuert ist (man sagt: in die Sättigung
geht). Wenn dieses Durchsteuern mit einem Basiswiderstand von 4k schon
erreicht wird, dann wird er auch mir einem kleineren Widerstand in die
Sättigung gehen.
In Analogie: Wenn bei deinem Wasserhahn schon die volle Wassermenge bei
halb aufgedrehtem Hahn rauskommt (weil die Leitung nicht mehr lieferen
kann), dann spielt es keine Rolle, wenn du noch mehr aufdrehst, deswegen
kommt auch nicht mehr Wasser.
> Nochmals zum Verständnis: Wenn an der Basis des Transistors ein Spannung> bzw. ein Strom anliegt, schaltet er durch. Aber woher weiß ich, wie groß> die Spannung zwischen Kollektor und Masse ist,
Die ist ziemlich konstant.
Und da du den Vorwiderstand sowieso so dimensionierst, dass du noch ohne
Sonnenbrillen aufs Display schauen kannst, spielt der Wert auch nicht so
die grosse Rolle. Schlimmstenfalls zwackt dir ja der Transistor etwas
weg, die Beleuchtung wird daher schlimmstenfalls dunkler.
> Ich möchte nur nicht, dass ich mir das LCD zerschieße, daher die> möglicherweise etwas banal anmutenden Fragen. :-)
Solange sich dein Vorwiderstand in einem Bereich größer als ~10Ohm
bewegt, wirst du dir damit ganz sicher das LCD nicht zerschiessen.
Also: kein Grund verunsichert zu sein. Das ganze ist alles weit weniger
schlimm als du denkst. Bei einem 08/15 Transistor als Schalter wird
meistens gar nicht lange rumgerechnet. 1k oder 2k in die Basis und dann
passt das meistens schon.
So, ich habe nun folgende Schaltung aufgebaut (siehe Anhang).
Aber leider funktioniert die Hintergrundbeleuchtung nicht.
Wenn ich jedoch eine einfache LED anstelle des LCD-Beleuchtung
anschließe, brennt die LED, obwohl ich noch keine 5V an die Basis
angelegt habe. Wie ist das möglich?
Sonst arbeitet der µC wie erwartet. Es werden auch Daten auf dem LCD
angezeigt.
Ist die Schaltung falsch? Wie kann ich die Schaltung überprüfen? Sind
die Widerstände doch zu groß?
>Ist die Schaltung falsch? Wie kann ich die Schaltung überprüfen?>Sind die Widerstände doch zu groß?
Nö, sieht gut aus, alles andere wurde oben schon geschrieben.
Warum 2 Basisvorwiderstände?
Der 30-Ohm-Widerstand sollte wenigstens etwa 0,5 Watt Leistung vertragen
können (bitte nochmal nachrechnen).
>Wenn ich jedoch eine einfache LED anstelle des LCD-Beleuchtung>anschließe, brennt die LED, obwohl ich noch keine 5V an die Basis>angelegt habe. Wie ist das möglich?
Hoffentlich hast du den Transistor nicht zu lange zu heiß gelötet!
Ansonsten: Ist der Basis-Eingang offen, und berührst du den mit der
Hand? Da ja der BC337-40 doch schon mit einer maximalen Stromverstärkung
von 630 angegeben ist, kann es durchaus passieren, daß da ein sehr
geringer Basisstrom von z.B. 0,1µA fließt, was die LED schon zum Glimmen
bringt.
Jens schrieb:
> So, ich habe nun folgende Schaltung aufgebaut (siehe Anhang).>> Aber leider funktioniert die Hintergrundbeleuchtung nicht.>> Wenn ich jedoch eine einfache LED anstelle des LCD-Beleuchtung> anschließe, brennt die LED, obwohl ich noch keine 5V an die Basis> angelegt habe. Wie ist das möglich?
Bei einem Vorwiderstand von 30 Ohm und einer Standard-LED faengt die
vermutlich wirklich an zu brennen! ;) Sicher dass der Vorwiderstand
richtig gewaehlt ist?
Wenn der µC laeuft, darf die LED bei einem LOW Signal nicht leuchten,
die Basis wird ja auf Masse gezogen. Laeuft der µC jedoch nicht, ist ein
Durchsteuern durch parasitaere Stroeme durchaus moeglich. Um dies zu
verhindern, noch einen 100K Pull-Down zwischen Basis und Gnd setzen.
Volker
Ich hatte mir auch schon gedacht, dass der Transistor beim Löten
vielleicht kaputt gegangen ist. Daraufhin habe ich ihn gegen einen neuen
ausgetauscht.
Aber leider funktioniert die Schaltung immer noch nicht. :-(
Vielleicht habe ich Kollektor und Emitter miteinander vertauscht. Könnte
das sein? Oder würde das einen Kurzschluss geben? Wie gesagt, der µC
arbeitet ganz normal.
Ich habe mal die Spannung an den Pins der LED gemessen: 4,65V
Wenn ich den Transistor herauslöte, ist erwartungsgemäß die LED aus.
Also keine ungewollte Lötbrücke vorhanden.
Gibt es sonst noch Möglichkeiten, den Fehler zu finden?
Gruß
Jens
So, ich habe jetzt noch ein bisschen herum getüftelt und siehe da, die
Hintergrundbeleuchtung kann ich jetzt mittels der Basis an- und
ausschalten.
Ich habe den ursprünglichen BC337-40 gegen einen BC337-16 getauscht.
Also habe jetzt einen Transistor der eine kleinere Stromverstärkung
besitzt.
Aber warum funktioniert jetzt das Ein- und Ausschalten?
Ich würde es gerne verstehen, um für spätere Schaltung gleich den
richtigen Transistor auswählen zu können.
Ich danke Euch für die Hilfe.
Gruß
Jens
Ja, vielleicht waren Kollektor und Emitter tatsaechlich vertauscht. Ich
selbst habe vor ein paar Wochen 50 Stueck BC517 bei Reichelt bestellt,
bei einigen waren die Kollektor- und Emitter-Pins vertauscht. Im
Downloadbereich finden sich auch zwei Datenblaetter, mit jeweils
unterschiedlicher Beschaltung. Was man genau bekommt, weiss man
anscheinend nicht. Und natuerlich merkt man sowas erst nach Stunden des
Herumprobierens und auch generell erst im eingeloeteten Zustand..
Murphy's Law.. grummel
Volker
Volker Schulz schrieb:
>Ich selbst habe vor ein paar Wochen 50 Stueck BC517 bei Reichelt>bestellt, bei einigen waren die Kollektor- und Emitter-Pins>vertauscht.
Vorsicht bei der Ansicht im Datenblatt. Bei bedrahteten Transistoren war
es durchaus üblich, die Untenansicht darzustellen, während bei
SMD-Bauteilen die Draufsicht gewählt wird. Da sind dann die Pins
natürlich vertauscht. Schlimm wird das dann, wenn die Basis nicht
zufällig der mittlere Pin ist.
Notfalls kann man sich mit dem Ohmmeter etwas Gewißheit verschaffen. Der
Bahnwiderstand BC ist einen ganz kleinen Tick kleiner als der von BE.
Sollte auch heute noch gehen.
Jens schrieb:
>Ich habe den ursprünglichen BC337-40 gegen einen BC337-16 getauscht.>Also habe jetzt einen Transistor der eine kleinere Stromverstärkung>besitzt.>Aber warum funktioniert jetzt das Ein- und Ausschalten?
Das sollte eigentlich nicht sein. Hast du ein Ohmmeter, welches auch zum
Durchmessen von Transistoren geeignet ist? Da solltest du die
verwendeten Transistoren mal durchchecken.
>Ich würde es gerne verstehen, um für spätere Schaltung gleich den>richtigen Transistor auswählen zu können.
Boooaah, ich befürchte, daß dies hier den Rahmen erheblich sprengt. Da
gibt es ganze Bücherserien an Literatur nur für Transistorschaltungen.
Was es aber gibt, sind Tutorials im Internet. Wenn man nach Transistor
und Schaltung googelt, sollte sich da bald was finden lassen.
>Notfalls kann man sich mit dem Ohmmeter etwas Gewißheit verschaffen. Der>Bahnwiderstand BC ist einen ganz kleinen Tick kleiner als der von BE.
Na, na. Die altbewährte Diodenmessung ist doch erheblich eindeutiger.
Georg schrieb:
>>Notfalls kann man sich mit dem Ohmmeter etwas Gewißheit verschaffen.>>Der Bahnwiderstand BC ist einen ganz kleinen Tick kleiner als der>>von BE.>Na, na. Die altbewährte Diodenmessung ist doch erheblich eindeutiger.
Das ist eine Diodenmessung, und zwar beider Strecken im
Vorwärtsbetrieb.
>>Notfalls kann man sich mit dem Ohmmeter etwas Gewißheit verschaffen. Der>>Bahnwiderstand BC ist einen ganz kleinen Tick kleiner als der von BE.>Na, na. Die altbewährte Diodenmessung ist doch erheblich eindeutiger.
Nehme alles zurück. Es geht ja um die Unterscheidung NPN-PNP.
Georg schrieb:
>Nehme alles zurück. Es geht ja um die Unterscheidung NPN-PNP.
Kein Problem. Ich dachte schon, ich hätte was verpaßt, was ich noch
nicht kenne. Wäre ja auch interessant gewesen.
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