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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu Darlington Schaltung


Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Hallo zusammen,

ich habe mir eine Darlingtonschaltung aufgebaut. Die Lücke die im 
Schaltplan ist, sollte eigentlich ein Wassersensor sein. Sobald dieser 
aber nass ist, geht die LED nicht mehr aus. Ist übrigens ne 5V LED.

Wo liegt denn da mein Fehler?

Autor: mhh (Gast)
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Dennis Brenzel schrieb:
> Sobald dieser
> aber nass ist, geht die LED nicht mehr aus.

Dann trockne den Sensor mal wieder.

Autor: Christian D. (chris83)
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Was hast du da für eine LED dass du eine Darlington-Schaltung benötigst?
Und eine Vorwiderstand für die LED wäre ihr auch ganz recht.

Autor: mhh (Gast)
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Christian D. schrieb:
> Und eine Vorwiderstand für die LED wäre ihr auch ganz recht.

Dennis Brenzel schrieb:
> Ist übrigens ne 5V LED.

Der scheint enthalten zu sein.

Autor: Kritiker (Gast)
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5V bekommt deine LED in der Schaltungsanordnung aber eh nicht ab. Dann 
gehört sie an den Kollektor, nicht den Emitter...

Autor: Christian D. (chris83)
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Ok überlesen :)

Wäre trotzdem mal interessant was es für eine LED es ist. Und sie gehört 
vor den Transistor

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Vor welchen Transistor?

Zu den LED's:

http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=A5337;GROUP...

Ich wollte mit möglichst wenig Spannung arbeiten, da sonst Elektroyse 
eintritt. Deshalb kommt davor noch ein Widerstand von 4,7 kOhm.

Autor: Christian D. (chris83)
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Vor T2, aber die viel wichtigere Frage ist, wieso baust du dafür eine 
Darlington-Schaltung auf. Laut Datenblatt zieht die LED bei 5 V, max. 
17,5 mA
dies schafft ein Transistor alleine. Darlington-Schaltungen sind mehr 
dafür gedacht um mehr Strom abführen zu können als ein Transistor 
alleine abführen könnte.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Dennis Brenzel schrieb:
> Ich wollte mit möglichst wenig Spannung arbeiten, da sonst Elektroyse
> eintritt.

Kannst du bitte das Problem als ganzes beschreiben. Wo da Elektrolyse 
auftreten soll ist sonst nicht ganz klar.

Autor: mhh (Gast)
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Christian D. schrieb:
> aber die viel wichtigere Frage ist, wieso baust du dafür eine
> Darlington-Schaltung auf.

Weil der Eingang empfindlicher reagiert auf den Sensor.

Autor: Martin (Gast)
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... aber die viel wichtigere Frage ist, wieso baust du dafür eine 
Darlington-Schaltung auf ...

Der Threasstarter "tunkt" die Enden oben links im Schaltplan ins Wasser 
und da die DS eine hohe Stromverstärkung mitbringt - leuchtet seine LED.

>> Die Lücke die im Schaltplan ist, sollte eigentlich ein Wassersensor sein.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Vor die Basis von T1 kommt ein 10k Widerstand hin.

Kollektor T1 und Kollektor T2 werden verbunden. Von diesem Punkt dann 
ein Vorwiderstand und die Led nach 5V.

Emitter T2 geht nach Masse.

Autor: mhh (Gast)
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Und wenn Du dann noch einen Einstellregler von der Basis T1 zu Masse 
schaltest, kannst Du damit die Empfindlichkeit einstellen.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Also sollte dann das ganze so aussehen, wie im Anhang?

R1 = 10 kOhm
Poti = muss ich schauen, was ich noch da habe, aber ich glaube nur 10 
kOhm
R2 = 100 Ohm

Autor: mhh (Gast)
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Ja fast.

Beim Einstellregler den Schleifer und seinen oberen Anschluss brücken. 
Außerdem wird er sicher relativ hochohmig werden je nach Sensor.

Autor: mhh (Gast)
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Also 10 kOhm sicherlich zu wenig.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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So, gebrückt. Als Sensor dienen Kohlefaserstäbe.

> Also 10 kOhm sicherlich zu wenig.

5V / 17,5 mA = 280 Öhmers

Autor: Jens G. (jensig)
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Ich denke, die LED hat schon einen internen R, um 5V-tauglich zu sein. 
Also weg mit R2. Auserdem machst du mit dem Poti ganz schon die 
Empfindlichkeit der Darlingtons zunichte. Wenn es im MOhm-Bereich ist, 
mag es aber vielleicht noch gehen.

Autor: mhh (Gast)
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Das meine ich ja, Einstellregler ab 500 kOhm und aufwärts.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Ach so, dann hab ichs falsch verstanden. Stimmt schon, leider hab ich 
momentan nur 10k da. Und nen 1MOhm Widerstand davor würde ja nichts 
bringen, weil ich da halt von 1MOhm bis 1,01 MOhm regeln könnte.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Dann lass das Poti erstmal weg.

Autor: High Performer (Gast)
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>Darlington-Schaltungen sind mehr
>dafür gedacht um mehr Strom abführen zu können als ein Transistor
>alleine abführen könnte.

Nee, eigentlich nicht. Es sei denn, ich habe Dich missverstanden.

Im besagten Fall ist ein möglichst großer Basisvorwiderstand tatsächlich 
nicht verkehrt. Er hat ja etwas von Elektrolyseproblemen geschrieben und 
damit nicht ganz unrecht. Wie man diese allerdings effektiv verhindert, 
kann ich aus dem Stegreif auch nicht sagen (ob z.B. ein geringerer Strom 
etwas nützt). Und ja, die LED gehört in den Kollektor. Dass dieser 
kleine Fehler auch immer und immer wieder gemacht wird... ;-)

Autor: Hersch (Gast)
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High Performer schrieb:
> Elektrolyseproblemen

Das umgeht man nur mit Wechselspannung...aber immerhin mcht er sich 
Gedanken darüber, daran wird so oft nicht gedacht.

Autor: Christian D. (chris83)
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High Performer schrieb:
> Nee, eigentlich nicht. Es sei denn, ich habe Dich missverstanden.

Ich Dachte eigentlich immer man setzt die DS als Schalter ein wenn, man 
mit geringen Strömen, hohe Last-Ströme schalten möchte.
So hab ich das mal noch in erinnerung.
Aber 17,5 mA sind ja keine hohen Last-Ströme.

Lass mich da aber gerne belehren,falls ich da was falsch in erinnerung 
habe.


Grüße

Autor: Gerd (Gast)
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Christian D. schrieb:
> Ich Dachte eigentlich immer man setzt die DS als Schalter ein wenn, man
> mit geringen Strömen, hohe Last-Ströme schalten möchte.

Oder du nimmst sie um ein wirklich schwachen Eingangsstrom effektiv zu 
verstärken. Die hfes multiplizieren sich ja ca.

Leider benötigt man natürlich eine doppelt so hohe ube-Spannung.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Christian D. schrieb:
> Aber 17,5 mA sind ja keine hohen Last-Ströme.

Alles ist relativ.
Wenn Dein Eingangsstrom vom Sensor z.B. maximal 5µA beträgt, dann sind 
17 mA ziemlich viel.
Rechne Dir doch mal die dazu notwendige Verstärkung aus. Und dann schau 
mal ins Datenblatt des Transistors Deines Vertrauens ob der soviel 
Verstärkung kann.
Deshalb Darlington.

Autor: Christian D. (chris83)
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Da gebe ich dir auch recht. Aber es gibt ja auch keine Angaben zu dem 
Wassersensor. Aber ich gehe mal davon aus dass der TO das schon richtig 
bedacht hat.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Er wollte mit möglichst wenig Strom arbeiten wegen Elektrolyse.
Außerdem hat Wasser wenn es wenig bis gar nicht mineralisiert ist ein 
ziemlich schlechter Leiter.
Insofern ist die Annahme eines Widerstands im Megaohm-Bereich für einen 
Leitfähigkeitssensor zutreffend.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Außerdem möchte ich noch ein Relais damit schalten, oder einen Eingang 
am Mikrocontroller.

Ich weiß schon, dass man mit AC die Elektrolyse umgehen kann, leider hab 
ich kein Bauteil, dass sich mit AC schalten lässt. Kennt jemand eins?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Mach dir mal nicht so viele Gedanken wegen der Elektrolyse. Da fließt 
ein Strom von maximal 5V / 10kΩ = 0,5mA. Das ist fast nichts.

Gerade nachgerechnet: Dabei entsteht in einer Stunde 0,2 cm³ 
Wasserstoff.

Einen Mikrocontrollereingang kannst du einfach zwischen R2 und dem 
Kollektor des Transistors anschließen.

Autor: Sebastian Enz (senz) Benutzerseite
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bei AC genügt eine Halbwelle zum Auswerten. Oder du nimmst noch einen 
Gleichrichter.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Alexander Schmidt schrieb:
> Mach dir mal nicht so viele Gedanken wegen der Elektrolyse. Da fließt
> ein Strom von maximal 5V / 10kΩ = 0,5mA. Das ist fast nichts.
>
> Gerade nachgerechnet: Dabei entsteht in einer Stunde 0,2 cm³
> Wasserstoff.

Ganz so einfach ist es nicht. Es entsteht nämlich nicht nur Wasserstoff 
und Sauerstoff, sondern je nach enthaltenen Salzen (Kochsalz) vor allem 
auch Chlor, daß sich im Wasser löst bzw. zu Chlorverbindungen reagiert. 
Je nachdem was für Wasser das ist, (Nahrungsmittelbereich, Fische) ist 
das dann ein ganz klares NO-GO.
Also Wechselspannung oder, falls das nicht geht hochohmig messen und 
ggf. nur in kurzen Intervallen mit langen Pausen messen.

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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Sensor mit Wechselspannung und Relaisausgang

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Mach dir mal nicht so viele Gedanken wegen der Elektrolyse. Da fließt
> ein Strom von maximal 5V / 10kΩ = 0,5mA. Das ist fast nichts.
Nimm mal 2 Drähte und lass die eine Nacht bei diesem Strom hängen...

Dirk J. schrieb:
> Sensor mit Wechselspannung und Relaisausgang
Ein nettes Detail ist der Reset-Taster am Pin 7 ...

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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So, ich hab mir ne MOhm Poti besorgt und die Schaltung wie oben 
aufgebaut. Ich hab folgende Probleme:

T2 wird extrem warm und die LED schaltet nicht auf einmal durch, sondern 
lässt sich "dimmen".

Autor: Jens G. (jensig)
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Wieso machste das Poti plötzlich in reihe? Kein Wunder, daß die 
Schaltung mehr dimmt als schaltet (das Poti soll ja auch als 
Basis-Ableit-R dienen, um ohne Wasser die Basis auf Masse zu halten.
Alternativ kannste auch einen Kerko zw. Basis und Masse schalten, um 
Brummspannungen (die Deine LED dimmen) wegzufiltern (so 100n - 1µ oder 
so)
Ansonsten - die Schaltung von  Dirk J. ist nicht verkehrt. Allerdings 
finde ich den "Resetschalter" etwas gewagt, denn der schaltet wohl nur 
einfach ab, wenn dort unterbrochen, und auserdem hängt dessen Eingang 
einfach auf Masse, während die Uss des 4093 in der Luft hängt - 
eigentlich ein undefinierter/unerlaubter Zustand, wenn auch nicht als 
kritisch zu bewerten.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Sieht das so besser aus?

Autor: Jens G. (jensig)
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Ich würde gar keine Brücke zw. schleifer und Poti-Ende machen, sonst 
riskierste bei Kurzschluß der Elektroden den ersten oder beide Transis 
wegen zu hohem Basisstrom.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Also lieber den Schleifer direkt an den Poti?

Autor: HildeK (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Ich würde gar keine Brücke zw. schleifer und Poti-Ende machen, sonst
> riskierste bei Kurzschluß der Elektroden den ersten oder beide Transis
> wegen zu hohem Basisstrom.
>
Ist eigentlich egal. Dasselbe passiert auch, wenn das Poti ohne die 
Brücke am oberen Anschlag steht. Besser ist direkt vor die Basis einige 
kOhm zu schalten.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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mit dem Poti? T2 wird aber auch bei 470 kOhm sehr warm, ca. 75°C.

Autor: HildeK (Gast)
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Wenn dein Transistor warm wird, dann ist noch was faul.
- Ist das wirklich eine LED mit eingebautem Vorwiderstand? Bezeichnung?
- dein Transistor schaltet nicht ganz durch, die LED nimmt relativ viel 
Strom auf. Wieviel? Die Schaltung hat eben kein 
Schmitt-Trigger-Verhalten.
- welche Versorgung hast du (ist nicht zu erkenne auf den ScreenShots).

Ich habe dir mal eine Beschaltung angehängt. Da ich aber über den 
Nasswiderstand deines Fühlers nichts weiß, muss ggf. der Wert des Potis 
vergrößert werden. R2 und D1 sind für mich brauchbare LED-Beschaltungen.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Es sind zwei 5 cm Kohlefaserstäbe, die in Salzwasser getaucht sind. 
Eigenwiderstand hab ich noch nicht gemessen.
Meine Stromversorgung kommt vom STK500. Also 5V.
LED Datenblatt:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=28;OPEN=0;IND...

Autor: HildeK (Gast)
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OK, das mit der LED geht dann in Ordnung.

Salzwasser hat eine recht gute Leitfähigkeit (je nach Konzentration).
Wenn du den Strom durch den Fühler minimieren willst, dann würde ich die 
Beschaltung noch etwas modifizieren. Ich hab dir nochmals ein Beispiel 
angehängt.

Aber Dirk hatte dir ja schon eine wesentlich geeignetere Schaltung 
genannt, die das Problem mit der Elektrolyse nicht hat: 
Beitrag "Re: Frage zu Darlington Schaltung"

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Gut, danke. Ich werd es morgen mal mit deiner Schaltung versuchen. Wenn 
nicht, werde ich mir wohl die Einzelteile für Dirks Sensor besorgen.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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So, hab die Schaltung mal nachgebaut, funktioniert an sich super, nur 
hab ich zwischen den zwei Kohlefaserstäben eine Spannung von 2,1 Volt. 
Das ist n bisschen zu hoch.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Verdammt, zu langsam zum "bearbeiten". Ich meinte, es liegen 2,7 an, und 
ich sollt unter 2,1 bleiben.

Autor: HildeK (Gast)
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Du kannst noch versuche, mit den Widerständen R1, R3 und dem Poti 
hochohmiger zu werden. Ggf. für Q2 (und auch Q1) einen Transistor 
nehmen, der ein noch höhere Stromverstärkung hat. Z.B. die C-Typen des 
BC547. Dann könnte man auch die Spannung am Fühler auf bis zu 2 ... 3V 
reduzieren (statt 5V).
Es ist aus der Ferne etwas schwierig zu sagen, was deine Kohlestäbe und 
die Salzlösung an Leitfähigkeit mitbringen.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Leitfähigkeit müsste so bei 57 mS/cm sein, die Kohlefaserstäbe liegen 
bei so 100 Ohm, wenn überhaupt. Ich hab auch schon ne BC548C versucht. 
Ich sollte einfach unter 2,1 Volt bleiben, so hab ich keine Elektrolyse.

Autor: mhh (Gast)
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Dann schalte noch 1-2 Dioden in Flussrichtung vor die erste 
Transistorbasis.

Autor: Dennis Brenzel (danrulz81)
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Danke, funktioniert wunderbar. Das ich da nicht selber drauf gekommen 
bin? Manchmal sieht man Wald vor lauter Bäumen nicht.

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