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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltung gesucht: 12V schalten mit Steuerspannung von 2 bis 12 Volt


Autor: Christian W. (christian_w)
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Hallo zusammen,

ich brauch was fürs Auto. Und zwar:

Ich muss über ein Steuersignal, das zwischen 2 und 12 V liegt eine 
Ausgangsspannung von 12 V schalten.

Wahrheitstabelle:
EINGANG   AUSGANG
0 V       0 V
2...12 V  12 V

Wie realisiere ich das am besten und mit welchen Bauteilen?

Auf der Lastseite muss das Ding maximal 5 A aushalten.

Christian

PS: Da das Teil im Auto platziert wird, stimmen die "12V" nicht ganz, 
das sind eher so ca. 14,5.

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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transistor und relais

Autor: oszi40 (Gast)
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Autor: Christian W. (christian_w)
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Ich befürchte, die Vorschläge bringen mich nicht zum Ziel.

Die geposteten Beispiele berücksichtigen meinen Fall nicht, dass sich 
die Steuerspannung im Bereich von 2...12V ändert.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Christian W. schrieb:
> Die geposteten Beispiele berücksichtigen meinen Fall nicht, dass sich
> die Steuerspannung im Bereich von 2...12V ändert.

Wieso nicht?

Du must den Basisvorwiderstand so auslegen das der Transistor bei 2V 
schon voll durchschaltet.

Autor: Christian W. (christian_w)
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> Du must den Basisvorwiderstand so auslegen das der Transistor bei 2V
> schon voll durchschaltet.
ok wenn das geht :-)
nicht dass mir der transistor dann bei 14,5 volt signaleingang 
durchbrennt.

Autor: Claudio (Gast)
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Christian W. schrieb:
> nicht dass mir der transistor dann bei 14,5 volt signaleingang
> durchbrennt.

Einfach mit einer Z-Diode nach dem Basiswiderstand gegen Masse 
absichern.

Autor: Christian W. (christian_w)
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So?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Claudio schrieb:
> Einfach mit einer Z-Diode nach dem Basiswiderstand gegen Masse
> absichern.

Bloedsin!

Die UBE Spannung kann nicht groesser als 0.7V werden. Wenn die Z-Diode 
leitet hat der Transistor schon seinen magischen Rauch ausgeblassen.


Du darfst nur den maximalen Basisstrom nicht ueberschreiten und dieser 
Wert steht im Datenblatt.

Gib mal ein paar Infos zum Relais raus dann kann man mal ein bisschen 
rechnen.

Autor: Christian W. (christian_w)
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> Gib mal ein paar Infos zum Relais raus dann kann man mal ein bisschen
> rechnen.
Reichelt: FIN 41.61.9 12V

Autor: Stefan S. (novafly)
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Hallo Christian,
warum machst du es nicht mit einem simplen Pegelwandler? Im Anhang hab 
dir sowas mal schnell gezeichnet. Die FET-Bezeichnungen sind nur 
beispielhaft. Du musst natürlich dann einen FET wählen, welcher ab 2V 
schaltet (der N-Channel am Eingang) und einen, der den gewünschten Strom 
schalten kann (= P-Channel FET am Ausgang). Der R3 muss auch rein 
(Vorwiderstand). Bei induktiven Lasten brauchst noch eine Freilaufdiode 
zwischen den Lastpins.

Gruß
Stefan

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Spulenwiderstand: 360 Ohm

Spulenstrom:  12V / 360 Ohm = 34mA  = IC

Transistor:  BC337   Bmin = 100

IB = IC / Bmin = 334uA

UEmin = 2V

Stromueberhoehungsfaktor 3 .. 10   gewaehlt 3

RV = (Uemin - UBE) / (IB * 3) = 1.3KOhm -> gewaehlt 1K

Geht jetzt die Eingangsspannung auf 14V ergibt das einen Basisstrom von

(14 - 0.7) / 1000 = 13.3 mA

Der maximale Basisstrom des BC337 liegt laut Datenblatt bei 100mA.
Da geht nix kaputt.

Werte aus diesem Datenblatt.
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/siemens/...

Autor: Christian W. (christian_w)
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Hallo Stefan,

das hört sich gut an. Induktive Lasten sind da normalerweise nicht dran. 
Da hängt eine Endstufe dran (Schaltsignal-Eingang), dann noch ein TFT 
Monitor und ein DVD Player. Da müssten dann 5 A Belastbarkeit 
normalerweise locker reichen.

Hallo Helmut,

hab einen geänderten Schaltplan gezeichnet, mit deinen Werten.
Ginge es so?

Christian

Autor: Christian W. (christian_w)
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-Grafik-

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Ich würde trotzdem ein Relais nehmen.
Relaistechik ist ziemlich zuverlässig und bewährt. Zudem gibt es nichts 
in der geschalteten Leitung, was auch nur irgendwie in die dortige 
Spannung eingreifen würde oder empfindlich reagieren würde.
Und auf ein Relais mehr oder weniger kommt es im Auto auch nicht mehr 
an.

Hatte ich erst vor kurzem in meiner Karre.
Die Klima ging nicht mehr. Der Fehler war die Überstromsicherung. Früher 
war das ein ordinäres Relais. Praktisch unkaputtbar. In meinem ist es 
eine Elektronik, die natürlich abgeraucht ist. Der KFZ-Meister hat die 
Elektronik mit einem altertümlichen Relais überbrückt und jetzt tuts 
wieder. Und auch die nächsten 50 Jahre, wenn die Karre nicht vorher 
durchrostet.

Autor: Stefan S. (novafly)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Relaistechik ist ziemlich zuverlässig

Das halte ich für ein Gerücht ;) Hab mehrere Jahre Inbetriebnahme von 
Industriemaschinen gemacht (Elektroniksektor) und das ist sicher eine 
Aussage, die da nicht zutraf :) Aber es führen ja mehrere Wege nach Rom 
;)

Gruß
Stefan

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Christian W. schrieb:
> hab einen geänderten Schaltplan gezeichnet, mit deinen Werten.
> Ginge es so?

Eine Freilaufdiode wuerde ich dem Relais doch noch spendieren, ist doch 
bald Weihnachten.

Karl heinz Buchegger schrieb:
> Ich würde trotzdem ein Relais nehmen.

Ich auch. Nicht umsonst sind die Sicherheitkreise (Notaus) im Maschinen 
mit Relais realisiert.

Stefan S. schrieb:
> Hab mehrere Jahre Inbetriebnahme von
> Industriemaschinen gemacht (Elektroniksektor) und das ist sicher eine
> Aussage, die da nicht zutraf :)

Dann waren die Relais falsch ausgelegt.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Helmut Lenzen schrieb:
> Christian W. schrieb:
>> hab einen geänderten Schaltplan gezeichnet, mit deinen Werten.
>> Ginge es so?
>
> Eine Freilaufdiode wuerde ich dem Relais doch noch spendieren, ist doch
> bald Weihnachten.
>

Richtig, zumal der T dann länger als bis zum 27.12. überlebt.
Und noch einen Widerstand zwischen Basis und Emitter, z.B. 1k
-- dann liegt der Einschaltpunkt des Relais näher an 2 V als an 0.8V 
,-))

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Stefan S. schrieb:
> Karl heinz Buchegger schrieb:
>> Relaistechik ist ziemlich zuverlässig
>
> Das halte ich für ein Gerücht ;) Hab mehrere Jahre Inbetriebnahme von
> Industriemaschinen gemacht (Elektroniksektor) und das ist sicher eine
> Aussage, die da nicht zutraf :) Aber es führen ja mehrere Wege nach Rom
> ;)

Ich hab eigentlich die gegenteilige Erfahrung.
Je mehr Elektronik, desto fehleranfällig. Gerade oder speziell im KFZ.
Die einfachsten, simpelsten Lösungen sind meist auch die 
zuverlässigsten. Solange die Relaiskontakte auf den Strom ausgelegt 
sind, kann daneben eine Bombe explodieren und lässt das Relais 
unbeeindruckt.

Autor: Stefan S. (novafly)
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Helmut Lenzen schrieb:
> Dann waren die Relais falsch ausgelegt.

Komisch, wusste gar nicht, das "manroland" (MAN), der weltweit führende 
Hersteller von Druckanlagen, simple Dinge wie Relais falsch auslegt ;) 
Bei NOT-Aus hast du zwangsgeführte Kontakte am Schlagschalter und im 
PILZ sind die wichtigen Kontakte auch redundant ausgelegt. Da wir hier 
aber im KFZ sind und keine Industrieanlage spannungsfrei setzen wollen, 
sondern nur einen simplen TFT, ein Netzteil usw. schalten wollen ist die 
Diskussion wohl überflüssig. Sorry dafür.

Vorteile zum FET sehe ich gegenüber dem Relais in diesem spziellen 
Anwendungsfall folgende:

- günstiger (cent artikel)
- kleiner (Vorverstärkerstufe kann ein TO-92 sein bzw. alle FETs als 
SMD-Version)
- weniger Verlustleistung an der Endstufe (niedriger RDSon)
- erschütterungsresistent

Wie man es auch macht, es funktionieren beide Versionen. Man könnte es 
ja auch mit nem µC realisieren :)

Viele Grüße

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Stefan S. schrieb:
> Komisch, wusste gar nicht, das "manroland" (MAN), der weltweit führende
> Hersteller von Druckanlagen, simple Dinge wie Relais falsch auslegt ;)

Und grosse Autohersteller hatten auch noch keine Rueckrufaktionen! Die 
wissen auch wie man Autos baut.

Auch MAN/Roland steht unter Kostendruck und muss Teile so billig 
moeglich einkaufen.

Autor: Christian W. (christian_w)
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So, danke für die vielen Beiträge :-)

Hab grad mal einen Schaltplan entworfen.

Kann man das so aufbauen ohne dass es blitzt und raucht?
Und vor allem so dass es funktioniert.

Danke :-)

Christian

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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R2 kleiner machen  (2 .. 10K)

Fuer den C bitte keinen Elko nehmen.

Sonst Ok.

Autor: Christian W. (christian_w)
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Helmut Lenzen schrieb:
> R2 kleiner machen  (2 .. 10K)
>
> Fuer den C bitte keinen Elko nehmen.
>
> Sonst Ok.
Ok gut :-)
Hab wegen dem R2 mal gelesen, dass man den im KFZ Bereich um die 100k 
Dimensionieren soll. Gilt das hier nicht, um die 2 Volt als Schaltpunkt 
zu erreichen?

Christian

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Christian W. schrieb:
> Hab wegen dem R2 mal gelesen, dass man den im KFZ Bereich um die 100k
> Dimensionieren soll. Gilt das hier nicht, um die 2 Volt als Schaltpunkt
> zu erreichen?

Aus 1.3K und 100K kann man wohl kaum einen Schaltpunkt bei 2V 
definieren.

Die 100K nimmt man fuer FETs wenn die Schaltung beim ausschalten des 
Treibers einen undefinierten Wert annehmen kann.

Autor: Christian W. (christian_w)
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stimmt natürlich auch wieder.
habe nur schon öfter bemerkt, dass eine led leuchtet, wenn ich an die 
basis mit dem finger gefasst habe. nachdem ein 100k widerstand zwischen 
B und GND war, blieb die led dann dunkel, wenn man B berührte.

deswegen mein gedankengang... aber leider falsch, wegen dem 
spannungsteiler.
habs verstanden :-)

christian

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