Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welchen Transistor verwenden?


von Klaus K. (mrnuke)


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Hallo Zusammen,

für meine Modelleisenbahn möchte ich ein Stellpult mit Taster und LED`s 
bauen.
Das Stellpult wird über Bausteine ( Switch-Control 63400 von Uhlenbrock) 
an die digitale Steuerung der Eisenbahn angeschlossen.
Statt Glühbirnchen kann man auch LED`s verwenden mit einem Vorwiderstand 
von 1,5k Ohm.(Bild 1).

Normalerweise schaltet man eine Weiche mit zwei Taster, verwendet dazu 
zwei Eingänge an diesem Baustein und für die Lampen zwei Ausgänge. 
(Anschlussplan Bild2)

Man kann aber auch eine Weiche über nur einen Taster schalten. Dann hat 
man aber nur einen Ausgang für eine Lampe.
Uhlenbrock hat einen Vorschlag gemacht, dass ich zwei Lampen über einen 
Transistor schalten kann und somit nur einen  Ausgang belege.

Dazu habe ich die Schaltung (Bild 3) nachgebaut.

Allerdings möchte ich statt der Lampen LED`s verwenden. Das funktioniert 
aber nicht. Die rote LED glimmt immer, die grüne LED leuchtet 
erwartungsgemäß auf, wenn die Weiche auf Position Grün steht. Auf 
Rückfrage beim Hersteller wurde mir bestätigt, dass der Transistor nicht 
für eine Schaltung mit LED´s funktioniert. Man wollte mir einen 
alternativen Vorschlag zusenden, doch auch nach freundlicher Rückfrage, 
habe ich noch keine Antwort vom Hersteller erhalten.

Habt ihr einen Rat, welchen Transistor ich verwenden kann? Muss ich nur 
den Transistor tauschen oder auch die Schaltung / Widerstände ändern?

von Sam W. (sam_w)


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Das geschilderte Problem deutet darauf hin, dass die Steuerung bei einem 
High-Pegel am Ausgang nicht die Spannung erreicht, die an + anliegt.
Wenn du ein Multimeter hast, kannst du da mal nachmessen, wie viel 
Spannung über LED und Vorwiderstand abfällt. Dann eine Z-Diode mit dem 
entsprechenden Wert einsetzen (In Sperrichtung natürlich) und es müsste 
eigentlich funktionieren wie gewünscht.

von Stromberg B. (Gast)


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Die rote LED hat eine geringere Flussspannung als die grüne LED. 
Ausserdem fallen am BC517 auch nochmal 0,7 Volt ab. Schalte einfach in 
Reihe zur roten LED noch zwei Dioden (1N4148).

von Libary (Gast)


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Hi,
bei geringen Strömen funktionieren Dioden in Reihe nicht zuverlässig. 
Ich würde es wie im Anhang machen. Widerstandswerte muss man 
ausprobieren.

Grüße

von Horst O. (obelix2007)


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Hallo Klaus,

welche Spannungspegel liegen am Lampenausgang an?

Wenn die rote LED leicht leuchtet, während die grüne LED richtig 
leuchtet, so bezieht der Transistor seinen Basisstrom über die Strecke + 
Vorwiderstand und rote LED. Bei 100kOhm Basiswiderstand und geschätzten 
12V am Plus-Ausgang fließen nach Abzug von VBE BC517 ca. 1 Volt und der 
Flußspannung der roten LED von etwa 1,5 Volt also 9,5/100 95uA, was 
wenig ist, aber für den Darlington-Transistor zum Durchschalten reicht 
und die rote (ev. high efficiency) LED schon deutlich zum leuchten 
bringt.

Zu klären ist der Pegel also, der am Lampenausgang anliegt, wenn die 
grüne LED nicht leuchtet, (es sollte dort dann eigendlich Masse-Pegel 
anliegen)  messe das bitte mal.

Gruß Horst

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Das Glimmen der roten LED kommt vermutlich von der Stromaufnahme des 
Transistor (über den 100kΩ Widerstand).

> Habt ihr einen Rat, welchen Transistor ich verwenden kann?

Der BC517 wurde empfohlen, ich würde den daher auch verwenden.

Damit die rote LED nicht mehr glimmt, kannst du einen zusätzlichen 
Widerstand mit 2,2kΩ parallel zur Leuchtdiode schalten.

von Guest (Gast)


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Ich nehme mal an, dass der Lampenausgang einfach gegen Masse zieht?
In dem Fall wird bei nicht geschaltetem Ausgang vermutlich der 
Basisstrom nicht groß genug. Was spricht dagegen einen kleineren 
Basiswiderstand zu verwenden? Alternativ wie wäre ein MOSFET statt einem 
Transistor? Kleinsignal MOSFETs gibt es mit weniger als 1V Threshold 
Spannung und die können massig genug Strom für eine LED.

von Stefan F. (Gast)


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Guest schrieb:
> In dem Fall wird bei nicht geschaltetem Ausgang vermutlich der
> Basisstrom nicht groß genug.

Wie kommst du darauf? Die grüne LED leuchtet doch schon hell, wenn sie 
es soll.

von Guest (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Wie kommst du darauf? Die grüne LED leuchtet doch schon hell, wenn sie
> es soll.

Ich nehme es zurück habe die LEDs vertrauscht!

von Klaus K. (mrnuke)


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Hallo Zusammen,

Vielen dank erstmal für die vielen Rückmeldungen.

Was ich noch ergänzen muss, die grüne LED geht niemals aus, sie leuchtet 
immer. Die rote LED leuchtet auf Stellung rot und glimmt auf Stellung 
Grün.

Wenn die rote LED aus sein soll, die Schaltung also auf Grün steht, kann 
ich eine Spannung von 1,84V messen, sonst 13,6V.

Ich hoffe, die Angaben helfen euch ggf. weiter.

von Klaus K. (mrnuke)


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Stefanus F. schrieb:
> Das Glimmen der roten LED kommt vermutlich von der Stromaufnahme des
> Transistor (über den 100kΩ Widerstand).
>
>> Habt ihr einen Rat, welchen Transistor ich verwenden kann?
>
> Der BC517 wurde empfohlen, ich würde den daher auch verwenden.
>
> Damit die rote LED nicht mehr glimmt, kannst du einen zusätzlichen
> Widerstand mit 2,2kΩ parallel zur Leuchtdiode schalten.

Der Hersteller hat den BC517 nur für Glühlampen empfohlen und sagt 
selbst, für LEDs wäre es der falsche. Aber leider sagen die mir nicht, 
welcher der richtige ist.

von Stromberg B. (Gast)


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Schalte beim BC517 einen 47k Widerstand von der Basis nach Masse! Und 
schalte, wie Stefanus schon schrieb, einen 2k2 Widerstand parallel zur 
roten LED!

von Rainer V. (a_zip)


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Klaus K. schrieb:
> Der Hersteller hat den BC517 nur für Glühlampen empfohlen und sagt
> selbst, für LEDs wäre es der falsche. Aber leider sagen die mir nicht,
> welcher der richtige ist.

Und es ist doch klar, dass der Tr. ein Darlington ist oder??!!
Gruß Rainer

von Erfahrener Entwickler (Gast)


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Wenn Du es unbedingt anders machen willst, kannst Du es so wie im Anhang 
machen.

von Andreas M. (andreas_m62)


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Und ich dachte immer, das Zubehör von Modelleisenbahnanlagen
(Weichen, Signale, Hausbeleuchtung usw.) wird mit ca. 16 Volt 
Wechselspannung versorgt ...

von Stromberg B. (Gast)


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Oder so:

Beitrag "Re: Wie antiparallele Leds ansteuern?"

Der waagerechte Widerstand kann entfallen und die Zenerdiode wird durch 
einen Widerstand ersetzt.

von Christian M. (Gast)


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Andreas M. schrieb:
> Und ich dachte immer, das Zubehör von Modelleisenbahnanlagen
> (Weichen, Signale, Hausbeleuchtung usw.) wird mit ca. 16 Volt
> Wechselspannung versorgt

Nur bei den Märklin-Jüngern, das Arduino-Pendant der Modelleisenbahn.

Gruss Chregu

von Erfahrener Entwickler (Gast)


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Stromberg B. schrieb:
> Oder so:
>
> Beitrag "Re: Wie antiparallele Leds ansteuern?"

Wird hier nicht funktionieren, weil die "Switch-Control" offensichtlich 
nur nach Masse schaltet.

Darum funktioniert der Schaltungsvorschlag vom Hersteller auch nur mit 
Glühbirnchen:

Ist der Ausgang aus, also hochohmig, fließt ein kleiner Strom durch das 
rote Glühlämpchen über die 100k in die Basis des Darlington-Transistors 
und das grüne Lämpchen wird eingeschaltet. Das rote Lämpchen kann bei 
diesem kleinen Strom nicht leuchten. Eine LED mit Vorwiderstand glimmt 
aber.

Die grüne LED geht nicht aus, weil die Lösung mit dem 100k Widerstand zu 
optimistisch ist und der Ausgang der "Switch-Control" nicht ausreichend 
tief auf Masse geht.
Ich würde erwarten, dass ein grünes Lämpchen mindestens noch glimmen 
würde. Ein zusätzlicher Widerstand von der Basis zur Masse, wie schon 
weiter oben vorgeschlagen, löst das Problem.

von Erfahrener Entwickler (Gast)


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Erfahrener Entwickler schrieb:
> Ein zusätzlicher Widerstand von der Basis zur Masse, wie schon
> weiter oben vorgeschlagen, löst das Problem.

Für die Variante mit Glühlämpchen und BC517 würde ich für den Widerstand 
33 Kiloohm vorschlagen.

von Andrew T. (marsufant)


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Und hier eine Version die ich nutze.

von Stefan F. (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Und hier eine Version die ich nutze.

Das kann aber nicht funktionieren, wenn der Ausgang der Anlage 
Open-Kollektor (oder so ähnlich) ist. Ich dachte, das sei der Fall!?

von Klaus K. (mrnuke)


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Ich habe nun einige der von euch vorgeschlagenen Bauteile mal auf den 
Weg zu mir geschickt und werde dann mal die Vorschläge testen.
Ich werde wieder berichten.
Bis hierhin schonmal vielen Dank an euch.

von Klaus K. (mrnuke)


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Stromberg B. schrieb:
> Schalte beim BC517 einen 47k Widerstand von der Basis nach Masse! Und
> schalte, wie Stefanus schon schrieb, einen 2k2 Widerstand parallel zur
> roten LED!

Ich habe den Vorschlag gerade getestet, leider ohne Erfolg.
Die rote LED glimmt nun nicht mehr, aber die grüne bleibt nach wie vor 
immer an.

von Klaus K. (mrnuke)


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Erfahrener Entwickler schrieb:
> Wenn Du es unbedingt anders machen willst, kannst Du es so wie im Anhang
> machen.

Dieser Vorschlag funktioniert schon besser, die Led grün geht an und 
aus, die LED rot geht an bzw. glimmt in der Stellung grün.
Würde hier ein Widerstand parallel zur roten LED, wie im Vorschlag von 
Stromberg B. helfen und das glimmen beenden?
Könnte ich da auch den 2.2k verwenden?

von Wechsler (Gast)


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Klaus K. schrieb:
> Ich habe den Vorschlag gerade getestet, leider ohne Erfolg.
> Die rote LED glimmt nun nicht mehr, aber die grüne bleibt nach wie vor
> immer an.

schliesse am Ausgang doch einfach mal NUR einen Widerstand von 2,2k 
gegen Masse an und miss in den 2 Zuständen man die Spannung am 
Widerstand

von Stefan F. (Gast)


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Anstatt weiter herumzutüfteln würde ich eine etwas gezieltere 
Vorgehensweise empfehlen.

Belaste das Steuergerät mit einem Widerstand (irgendwas zwischen 2,2k 
bis 10k Ohm) und messe die beiden Spannungen, die da raus kommen. Danach 
können wir Dir ganz schnell einen gezielten Schaltungsvorschlag geben, 
der funktionieren wird.
1
                     4,7kΩ
2
Steuergerät o---+---[===]-----o +12V
3
                |
4
               (V) Voltmeter
5
                |
6
       GND o----+

Wenn du nur wenig Bauteile (Widerstände, Transistoren, Dioden) auf 
Vorrat hast, würde es auch helfen, diese mal aufzulisten. Vielleicht 
kriegen wir das hin, ohne dass du nochmal einkaufen musst.

Hast du einen TL431, Operationsverstärker oder CMOS Schmitt-Trigger 
(CD4584B oder CD40106B) vorrätig?

von Klaus K. (mrnuke)


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Stefanus F. schrieb:
> Anstatt weiter herumzutüfteln würde ich eine etwas gezieltere
> Vorgehensweise empfehlen.
>
> Belaste das Steuergerät mit einem Widerstand (irgendwas zwischen 2,2k
> bis 10k Ohm) und messe die beiden Spannungen, die da raus kommen. Danach
> können wir Dir ganz schnell einen gezielten Schaltungsvorschlag geben,
> der funktionieren wird.
>
1
>                      4,7kΩ
2
> Steuergerät o---+---[===]-----o +12V
3
>                 |
4
>                (V) Voltmeter
5
>                 |
6
>        GND o----+
7
>
>
> Wenn du nur wenig Bauteile (Widerstände, Transistoren, Dioden) auf
> Vorrat hast, würde es auch helfen, diese mal aufzulisten. Vielleicht
> kriegen wir das hin, ohne dass du nochmal einkaufen musst.
>
> Hast du einen TL431, Operationsverstärker oder CMOS Schmitt-Trigger
> (CD4584B oder CD40106B) vorrätig?

So, ich habe ein 2,2k Ohm Widerstand zwischen Lampenausgang und dem Plus 
geschaltet. Gemessen habe ich zwischen Lampenausgang und Masse. So habe 
ich die Zeichnung oben verstanden (sorry, ich bin halt nicht vom Fach).
Gemessen habe ich eine Spannung von 13,75V und 0V, je nachdem, ob der 
Lampenausgang geschaltet war oder nicht.

An Material habe ich fast nichts da, nur folgende Bauteile:

Transistoren:
BC517
BC547

Widerstände:
1,5k
2,2k
15k
47k

Sonst leider nichts.

Weitere Bauteile zu beschaffen wäre aber wirklich nicht das Problem.

von Stefan F. (Gast)


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Klaus K. schrieb:
> 13,75V und 0V

Klingt für mich nach idealen Logikpegeln. Damit hätte mein 
Lösungsvorschlag funktionieren müssen. Vielleicht hatte ich mich damals 
unklar ausgedrückt, so dass die Schaltung anders aufgebaut wurde, als 
ich es geplant hatte.

Probiere das bitte, das sollte funktionieren:
1
                     1,5k    rot
2
Steuergerät o---+---[===]----|<|---+-------------+----o +12V
3
                |                  |             |
4
                +---[===]----------+             |
5
                |    2,2k                        |
6
                |             +---[===]----|<|---+
7
                |             |    1,5k    grün
8
                |   47k     |/
9
                +---[===]---|    BC517
10
                            |\>
11
                              |
12
        GND o-----------------+

Im Grunde genommen ist das die ursprüngliche Schaltung aus dem 
Eröffnungsbeitrag, nur mit LED statt Glühlampen und einem zusätzlichen 
2,2kΩ Widerstand, damit die rote LED nicht glimmt wenn sie aus sein 
sollte.

Falls die grüne LED damit immer noch permanent leuchtet, ist vermutlich 
der Transistor kaputt. Du kannst alternativ den BC547 versuchen.

von Klaus K. (mrnuke)


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Stefanus F. schrieb:
> Klaus K. schrieb:
>> 13,75V und 0V
>
> Klingt für mich nach idealen Logikpegeln. Damit hätte mein
> Lösungsvorschlag funktionieren müssen. Vielleicht hatte ich mich damals
> unklar ausgedrückt, so dass die Schaltung anders aufgebaut wurde, als
> ich es geplant hatte.
>
> Probiere das bitte, das sollte funktionieren:
>
> [pre]
>                      1,5k    rot
> Steuergerät o---+---[===]----|<|---+-------------+----o +12V
>                 |                  |             |
>                 +---[===]----------+             |
>                 |    2,2k                        |
>                 |             +---[===]----|<|---+
>                 |             |    1,5k    grün
>                 |   47k     |/
>                 +---[===]---|    BC517
>                             |\>
>                               |
>         GND o-----------------+


So, ich habe die Schaltung nochmals wie oben gezeigt neu aufgebaut. Ich 
verwende dazu auch immer neue Bauteile.
Ergebnis: keine LED glimmt, grün leuchtet immer, rot nie

Ich habe auch mal den Transistor gedreht, nur für den Fall, dass ich 
Emitter und vertauscht habe. Ergebnis: keine LED leuchtet.

Dann habe ich den Transistor gegen den BC547 getauscht: keine LED 
leuchtet.

von Lothar J. (black-bird)


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Deine Fehlerbeschreibung solltest Du bitte mit Meßwerten ergänzen, sonst 
geht das Raten wieder los.
Welche Pegel liegen am Ausgang Deiner Box an mit angeschlossener 
Schaltung?
Welche Pegel liegen an der Basis und am Kollekor des Transistors an, bei 
Low und bei High aus Deiner Box?

Dann kann Dir Stefanus F. auch weiterhelfen.

Blackbird

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Parallel zur B-E Strecke vom BC517 Testweise einen 15k oder 47k 
Widerstand einfügen. Einen 2k2 Widerstand parallel zur grünen LED 
(einschl. 1k5 Widerstand, so wie Stefanus das bei der roten LED auch 
gemacht hat).

von Lothar J. (black-bird)


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Lothar J. schrieb:
> Deine Fehlerbeschreibung solltest Du bitte mit Meßwerten ergänzen,
> sonst
> geht das Raten wieder los.
> Welche Pegel liegen am Ausgang Deiner Box an mit angeschlossener
> Schaltung?
> Welche Pegel liegen an der Basis und am Kollekor des Transistors an, bei
> Low und bei High aus Deiner Box?
>
> Dann kann Dir Stefanus F. auch weiterhelfen.
>
> Blackbird

PS: Hast Du den 2,2k Widerstand vom Ausgang Deiner Box zu den 12V 
angeschlossen?

von Osszilierer (Gast)


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nimm doch mal den 4,7k Widerstand und schalte den vom Ausgang gegen GND 
und mess die Spannung am Widerstand bei beiden Schaltzuständen

von Stefan F. (Gast)


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Klaus K. schrieb:
> Ergebnis: grün leuchtet immer, rot nie

Das kann eigentlich nur sein, wenn dein Steuergerät immer High Pegel 
(ca. 12V) liefert.

Trenne die Steuerleitung vom Steuergerät und verbinde sie abwechselnd 
mal mit GND und mal mit 12V. Die LED's müssten dementsprechent reagieren 
und umschalten.

Schließe das Steuergerät wieder an und messe dessen Ausgangsspannungen 
erneut. Ist es kaputt gegangen?

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