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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 24V mit einem Transitor schalten


Autor: Steven B. (veterano)
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Hy @all

ich wollte mit einem PIC 24V schalten also habe ich mal bei Sprut 
herumgeschaut und fand eine Schaltung die ich 1:1 nachgebaut habe, doch 
leider funktioniert es nicht so wie erhofft. Liegt am BC337 keine 5V an 
der Basis an, dann liegt beim BC327 am Collektor 14V an. Lege ich dann 
5V an den BC337 dann schaltet der BC327 durch und 24V liegen am 
Collektor an. Doch leider hätte ich gerne das 0V am BC327 Collektor 
anliegen, wenn ich keine 5V am BC337 anlege.

Mfg
Veterano

: Verschoben durch Admin
Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Veterano S. schrieb:
> Liegt am BC337 keine 5V an
> der Basis an, dann liegt beim BC327 am Collektor 14V an.

Das liegt daran, dass der BC327 nicht perfekt sperrt, was aber normal
ist. Der verbleibende Reststrom ist zwar verschwindend gering, erzeugt
aber an dem hohen Innenwiderstand deines Multimeters trotzdem eine
deutlich messbare Spannung.

Die Schaltung ist dazu gedacht, dass zwischen dem Kollektor des BC327
und GND eine nicht zu hochohmige Last (bspw. ein Lämpchen, ein
Elektromagnet oder ein kleiner Motor) angeschlossen wird. Bei solchen
Lasten wirkt sich der Reststrom des Transistors praktisch nicht mehr
aus, und du misst tatsächlich 0V.

Was möchtest du denn an die Schaltung anschließen? Davon hängt es ab, ob
die Schaltung geeignet ist oder du besser eine andere nehmen solltest.

Autor: bensch (Gast)
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> dann liegt beim BC327 am Collektor 14V an

OHNE Last? Au weia......

Autor: Steven B. (veterano)
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Ohhh verdammt, sorry das habe ich leider vergessen.
Aber trotzdem danke das Ihr mich darauf hingewiesen habt.

Mfg

Veterano

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Falls du mehrere brauchst: UDN2981
Auch evtl interessant: smart high side switch.
Vorteile: keine Faxen auf der Ansteuerseite.
Und im Falle der smart switches: überlast/temperatur/überstrom gesichert

Autor: Falk Brunner (falk)
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Siehe Transistor

Autor: Steven B. (veterano)
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Der Vorschlag mit dem UDN2981 klingt interessant. Könntest du mir einen 
Schaltplan schnell zeichnen wie ich den UDN einbauen soll.
Vielen Dank!

Mfg
Veterano

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Schalte einfach einen 10kΩ vom Emmiter des BC327 nach Masse.
Schon hast du perfekte 0V.

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Da brauchste nicht viel Schaltplan...
Masse dran, Versorgungsspannung dran (24V), und dann gibts 8 Eingänge 
und 8 Ausgänge.
Die Eingänge kannst du direkt an den MC anschliessen.

Autor: Steven B. (veterano)
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OK vielen Dank dann werde ich mir mal einen UDN besorgen.

Mfg
Veterano

Autor: Rolof (Gast)
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Hi!

Ich habe ein sehr ähnliches Problem. Ich habe einen µC der am Ausgang 
3.3V liefert und eine Industriehardware die mit 24V arbeitet.

Ich möchte nun ein Impuls des µC am Digitaleingang der 24V Hardware 
erkennen. Nach dem was ich von meinen Vorrednern gelesen hab würde ich 
einen UDN Treiber mit den 24V versorgen und den Ausgang des µC auf z.b. 
Eingang 1 des Treibers legen. Kann ich dann den Digitaleingang der 
nachfolge Hardware direkt an Ausgang 1 anschließen oder muss ich noch 
ein Widerstand dazwischen schalten?

Danke für die Hilfe.

Autor: MaWin (Gast)
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Also wenn es um EINEN Anschluss gehtm macht der 8-kanalige UDN keinen 
Sinn. Da tut es ein einzelner Transistor mit ein paar Widerständen, oder 
ein Digitaltransistor der die Widerstände schon eingebaut hat oder ein 
OpAmp wenn man die 24V zur Verfügung hat.

          +--1k-- +24V
          |
          +-- SPS
          |
uC --1k--|< BC547
          |E
         GND

Manche SPS hat den Widerstand zu den 24V schon drin.

Andere wollen eine ganvanische Trennung des Eingangs, den man mit einem 
Optokoppler OK am besten erreichen kann:

           +----+  +--1k-- +24V
uC --220R--|    |--+------ SPS
        +--| OK |-----+
        |  |    |     |
       GND +----+   Masse

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Manche SPS hat den Widerstand zu den 24V schon drin.
Üblicherweise aber gegen GND.
Die SPS will also einen Strom von +24V in den Eingang. Da würde ich das 
Stichworte High Side Smart Switch ins Rennen werfen. Oder aber die 
übliche Beschaltung von ganz oben in diesem Thread...

Autor: Rolof (Gast)
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Danke schonmal für die Antworten. Es geht um 4-8 separate Signale, daher 
wäre der Ansatz mit dem UDN aus Platz-, Preis- und Aufwandsgründen schon 
interessant.

Versteh ich euch richtig, wenn ich nun erstmal schauen sollte ob der 
Digitaleingang der SPS niedrig- oder hochohmig ist um dann die 
Notwendigkeit eines/welches Widerstands beantworten zu können?

Autor: Rolof (Gast)
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Ok, um mich selbst zu korrigieren, ist es nicht das was ihr angesprochen 
habt.

Die Digitaleingänge werden ja auf jeden Fall hochohmig sein um den Strom 
zu begrenzen. Sonst wäre es ja auch nicht möglich einen Digital Ausgang 
der SPS direkt an einen Eingang zu schließen.

     +-----+
µC---|     |---------------Vcc=24V
     |     |--+-----SPS
     | UDN |  |
     |     |  1k
     |     |  |
  ---|     |--+----
  |  +-----+      |
 GND             Masse


Diese Schaltung ziehe ich jetzt auf Basis der UDN aus den Tipps meiner 
Vorredner.

Zieh ich so aber nicht die Spannung am Eingang der SPS mit dem 1k 
Widerstand runter, wenn dieser hochohmig ist?

Autor: MaWin (Gast)
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Für 8 Kanäle bei vorhandeen 24V und keiner Notwendigkeit der 
galvanischen Trennung ist das so möglich, die 1k sind in Ordnung (falls 
nicht schon in die SPS eingebaut).

Es geht aber auch mit dem einfacher beschaffbaren ULN2803,

     +-----+  +-----1k------Vcc=24V
µC---|     |  |
     |     |--+-----SPS
     | ULN |
     |     |
     |     |
  ---|     |--+----
  |  +-----+      |
 GND             Masse

Die Eingänge invertiert aufzufassen ist ja nur Software.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Bei Digitalein- und -ausgängen in Industriesteuerungen entspricht
üblicherweise logisch '1' einem niederohmigen 24V-Signal, logisch '0'
einer offenen Leitung. Man darf für logisch '0' einen Eingang auch auf
Masse legen, muss aber nicht und tut es normalerweise auch nicht. Der
1k-Widerstand in deiner Schaltung von 14:38 schadet also nicht, ist aber
überflüssig und verbraucht nur Strom.

So ist es einfach und richtig:
     +-----+
µC---|     |---------------Vcc=24V
     |     |--------SPS
     | UDN |
     |     |
     |     |
  ---|     |-------
  |  +-----+      |
 GND             Masse

Die Ausgänge industrieller Sensoren haben eine ähnliche Ausgangsschal-
tung wie der UDN und werden ohne zusätzliches Widerstände direkt an den
SPS-Eingang angeschlossen. Auch Schalter werden ohne Pulldown-Widerstän-
de direkt zwischen 24V und SPS-Eingang geschaltet.

Einzelne Widerstände gibt es in der Industrieautomatisierung nicht¹.

Von diesem Standard wird normalerweise nur dann abgewichen, wenn in
einer Anlage Komponenten eingesetzt werden, die nicht speziell für die
Industrieautomatisierung konzipiert sind und deswegen evtl. mit anderen
Signalspannungen als 24V und anderen Definitionen von logisch '0' und
'1' daherkommen.


¹) Stimmt nicht ganz: Es gibt tatsächlich einzelne Widerstände auf
   Kunststoffsockeln für die Hutschienenmontage zu kaufen. Das sind
   aber Exoten für ein paar wenige Spezialfälle.

Autor: Robert L. (lrlr)
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ich bräuchte das auch..

ich hab 2 3,3V ausgänge vom µC und müsste damit 24V schalten

platz hab ich keinen, also EIN bauteil (pro ausgang), welches das macht 
wäre fein

das ganze sollte so ausschauen.. (die meisten sind ja "open Controller", 
heißt das glaub ich, das hilft mir nicht...)
ich brauch das so:


         +-----+
µC 3,3---|     |<---------------Vcc=24V
         |     |---------> 24V-> Last -> GND
         | ??? |
         |     |
         |     |
  -------|     |
  |      +-----+
 GND


welchen ("beschaffbare") teil macht das?
können diese "digitalen transistoren" das ?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> ich hab 2 3,3V ausgänge vom µC und müsste damit 24V schalten
Kein Strom nötig, nur Spannung?  :-o

> platz hab ich keinen, also EIN bauteil (pro ausgang) wäre fein
Pervers...
Wenn du schon keinen Platz hast, dann solltest du möglichst viele 
Schalter in 1 Gehäuse unterbringen: BTS724 ff.

>>> Da würde ich das Stichworte High Side Smart Switch ins Rennen werfen.
Gib das doch einfach mal in Goooooogle ein...

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Robert L. schrieb:
> welchen ("beschaffbare") teil macht das?
> können diese "digitalen transistoren" das ?

Wenn Du über Masse schalten kannst dann ein Transistor mit 
Basisvorwiderstand oder ein n Kanal Mosfet.

Wenn Du wirklich Highside schalten musst, dann z. B. die 
Optokopplerlösung (kommt auf die Last an) oder die anderen oben 
angegebenen Lösungen.

Autor: Rolof (Gast)
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Danke soweit, ich muss das erstmal sacken lassen und werd das heute 
abend dann mal neu anpassen in meiner Schaltung.

@Robert: Der UDN sollte genau das richtige für dich sein -> 1 Bauteil 
für bis zu 8 Signale, kostet bei Reichelt 1,50

Autor: Robert L. (lrlr)
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@Lothar Miller
strom hab ich FAST keinen (deshalb nicht erwähnt)

2 kleine teile sind u.U kleiner als ein großes ;-)

"High Side Smart Switch" hab ich gesucht, aber nichts gefunden was 
annähernd "klein, grünstig und BESORGBAR" wäre, (konkreter typ wäre 
hilfreich gewesen)




TD62783AP
beim elv, werd ich nehmen

liefert als einziger (ohne mindestmenge?) günstig auch ins schöne 
österreich

Autor: Rolof (Gast)
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So nun hab ich nochmal in Ruhe nachgedacht. Die Eingänge der SPS sind 
aller Wahrscheinlich nach galvanisch getrennt, ist die einfache 
Treiber-Schaltung mit dem UDN zwischen uC und SPS so trotzdem in 
Ordnung?

     +-----+
µC-1-|     |---------------Vcc=24V
     |     |--------SPS
     | UDN |
     |     |
     |     |
  ---|     |-------
  |  +-----+      |
 GND             Masse


Das Ganze soll dann so belegt werden das ich an diese Platine 4 Ausgänge 
des uC anschließen kann die für die SPS auf den richtigen Pegel 
getrieben werden.

Mir fehlen jetzt noch 2 Versorgungsspannungen auf der Platine:

U1 - Für die Versorgung des uC (skalierbar zwischen 3-15V)
U2 - Für "Modi-Spannung" am ADC des uC oder für S0-Zähler (fix 15V mit 
Strombegrenzung auf 20mA)

Für diese beiden Spannungen will ich den L200 benutzen, weil dieser sehr 
vielfältig einsetzbar erscheint.

Ich wollte die gefundene Schaltung (siehe Bild) für U1 1:1 benutzen. Für 
U2 soll statt des 5k Poti 5k fix angeschlossen werden und der Widerstand 
R3 soll 22 ohm groß sein um den Strom auf ca 20mA zu begrenzen.

Vcc und GND für den Spannungsregler für U1 und U2 sind die selben 24VDC 
und GND die für den UDN Treiber benutzt werden.

Zusammenfassend besteht das Projekt also aus 3 Bausteinen:
1) Pegel von uC auf 24V für SPS bringen
2) Versorgungsspannung für uC möglich variabel bereitstellen (U1)
3) Spannung mit Strombegrenzung für z.b. ADC bereitstellen (U2)

Ich bedanke mich schonmal für alle Kommentare. Ich bin (leider) viel zu 
selten am praktischen Objekt und kenn das alles oft nur vom Papier, 
weswegen ich mich über eure Meinung sehr freuen würde.

Achso und zum Schluß nochmal eine schon oft gehörte Anfänger Frage: 
Welche Kondensatoren würdet ihr bei der L200 Schaltung nehmen? Mach ich 
was falsch wenn ich einfach pauschel eine handvoll rad. Elkos 100V mit 
den entsprechenden Kapazitäten besorge?

Gruß Rolof

Autor: Rolof (Gast)
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Keine Kritik/Kommentare heißt ich sollte das einfach mal so probieren? 
:-)

Autor: Robert L. (lrlr)
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naja, eine frage hätte ich  (in dem ganzen "durcheinander" hier, nicht 
klar hervorgeht ..)

dein SPS Eingang wird mir 24V geschaltet ??

oder liefert der eingang 24V und wird gegen masse geschalten ?

Autor: Rolof (Gast)
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Der Thread lebt, Danke dafür schonmal ;-)

Also die SPS hängt an der selben Vcc und GND wie die Schaltung mit dem 
UDN oben.

Die SPS hat Digitaleingänge die zwischen 8-40V logisch 1 "erkennt", also 
ersteres der Eingang der SPS wird mit 24V geschaltet.

Autor: Robert L. (lrlr)
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wie gesagt, ich hab mir TD62783AP bestellt

sollte heute ankommen..

vielleicht hab ich in den nächsten tagn mal zeit das einzubauen..

Autor: Rolof (Gast)
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Der UDN klappt für die Anwendung soweit super kann ich nochmal als 
Feedback für andere sagen.

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