Relais und Transistor an ATMEGA32

ja

Timo W. schrieb:

> Ist das alles korrekt berechnet?

Für den Basisstrom mußt du den tatsächlichen Kollektorstrom verwenden, 
nicht den Maximalstrom des Transistors. Aber sonst sieht es gut aus. Der 
Übersteuerungsfaktor 5 ist wohl auch schon berücksichtigt.

Ich nehme da meistens den Faktor 3, aber 5 ist OK. Das spielt bei den 
lahmen Relais keine Rolle. Nur, wenn es auch um sehr kurze Schaltzeiten 
geht.

Was macht der Pin am µC bei ein paar mA Belastung? Geht der da von 5V 
noch etwas runter? Denn der hat ja eine Impedanz, ist keine ideale 
Spannungsquelle.

Timo W. schrieb:

> Was ist mit tatsächlichem Kollektorstrom gemeint?

Na, den Strom, den die Relais tatsächlich benötigen. Also den 
Kollektorstrom des Transistors.

Zwar kenne ich den 2N3904, habe aber gerade das Datenblatt nicht offen.

Immer wird bei einem Teilstrom unter dem Maximalstrom das Beta aber 
besser, wenn es nicht für jeden Strom angegeben ist. Das sollte also 
kein Grund zur Besorgnis sein.

> Soweit ich weis macht der ATMEGA32 bis 20mA am Ausgang sollte also
> ausreichen.

Ja, aber dort erreicht der Pin keine 5V mehr. Das sollte im Datenblatt 
des ATMEGA32 enthalten sein.

@ Willi:
Klickst Du auf 2N3904, kommst auch Du zu einem Datenblatt!


Zu den 5V am Ausgang schau mal hier rein:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand
Da steht:
"Der Mikrocontroller sei vom Typ ATmega oder ATtiny und liefert bei 
einer Versorgungsspannung von 5V abzüglich 5% Toleranz mindestens 4,5 
Volt bei 2 mA."

ich schrieb:

> "Der Mikrocontroller sei vom Typ ATmega oder ATtiny und liefert bei
> einer Versorgungsspannung von 5V abzüglich 5% Toleranz mindestens 4,5
> Volt bei 2 mA."

Das ist doch schon mal was manierliches. Bei mehr als 2mA Stromentnahme 
knickt die Spannung aber weiter ein, vielleicht auf 4V oder gar 3,5V??? 
Das wollte ich nur mal anregen.

> @ Willi:
> Klickst Du auf 2N3904, kommst auch Du zu einem Datenblatt!

Danke. Wenn der Bock fett ist, werde ich das Datenblatt auch noch mal 
öffnen. Wir sind ja hier noch nicht ganz fertig. ;-)

Timo W. schrieb:
> Tut mir leid Leute ich weis immernoch nicht was der Tatsächliche
> Kollektorstrom ist... das Relais braucht 114mA ist er das?

Wieviel Strom fliesst denndurch das Relais?
Wieviel Strom fliesst also auch über den Kollektor?
;-)


> Nach allem was ich hier lese und was ich nochmal gerechnet habe sollte
> für RV irgendwas zwischen 200 - 250 ohm ausreichend sein?
Das kommt schon hin.

Timo W. schrieb:

> das Relais braucht 114mA ist er das?

Exakt.

Bei einem RV um die 200 Ohm muß der µC-Pin mehr als 10mA liefern. Das 
sollte noch geklärt werden, was der Pin dort noch als Minimalspannung 
liefert. Dann können wir alles noch mal durchrechnen.

Immerhin werden mehrere µC-Ausgänge so belastet. Da muß man am Ende auch 
wiederum aufpassen, daß der Maximalstrom des gesamten µC nicht 
überschritten wird. Aber das vorerst nur als Randbemerkung.

Es ist schon heftig, für eine Basisansteuerung 20mA zu verbraten!
Es ist ein 6V-Relais mit 63 OHm. Die zur Verfügung stehende Spannung ist 
etwa 4,5V, was einen Strom von 72mA ergibt. Zur Not geht es.
Wenn es eine Serie werden soll, dann lohnen sich solche 
Grenzwertberechnungen.
Ansonsten messe die reale Verstärkung deines Transistors oder wähle 
einen mit einer höheren Verstärkung.
h21e mit 200 ist bei dieser Leistungsklasse keine Hexerei.
Oder du hängst deine Relais gleich an eine Rohspannung von 12 o. 24V.

>lt. Datenblatt werden hier 0,57W ansprechleistung benötigt. Bei 5V macht
>das 114mA.
?????

Oh Gott!
Grundlagen:
Die 6, 12, 24 V beziehen sich auf die Steuerspannung der Spule!
Das sind Auto-Relais bis 16V Kontaktspannung.

Timo W. schrieb:

> Die geschaltete Last beträgt 12V die Spule wird mit 5V versorgt

Du meinst aber das Relais mit 6V Spulenspannung???

Michael_ schrieb:

> Die zur Verfügung stehende Spannung ist
> etwa 4,5V, was einen Strom von 72mA ergibt. Zur Not geht es.

So, ich habe mir auch mal das PDF zum Relais geladen, und komme da bei
5V auf 79mA. Dafür reicht aber der 2N3904.

Mit einem B von 60 käme man auf ein Gesamt-B von 20, wenn man 3-fach
übersteuert.

Das macht dann 4mA, und sollte mit einem µC-Pin auf jeden Fall gehen.
Ich würde 4V Minimalspannung annehmen, und der RV berechnet sich dann
mit 3,2V dividiert durch 4mA zu 800 Ohm. Da kann man aus den E-Reihen
820 Ohm oder 680 Ohm wählen, aufs Prozent genau kommt es nicht an.

So, und jetzt schaue ich mir den 2N3904 an.

Was für Relais liegen denn vor dir auf dem Tisch?

Wilhelm Ferkes schrieb:

> So, und jetzt schaue ich mir den 2N3904 an.

Und sehe dort ein hFE_min von 30 bei 100mA, statt 60. Also: RV noch mal 
halbieren, auf 400 Ohm, gewählt aus der E-Reihe 390 Ohm, aber Pinstrom 
am µC dann 8mA.

Evtl. Transistor mit höherem IC wählen, vielleicht einen BC327, oder 
einen Darlington-Typ, vielleicht den BC517.

Das geht nicht an 5V! Trenne am Relais VCC ab und lege es an die 
Rohspannung von 12V, die du sicher so ähnlich hast.
Und dann mach die Berechnung mit 253 Ohm. Messe doch mal den 
Spulenwiderstand.
Da geht auch ein BC547 o.ä.. Und die haben meist ein h21e >300 -- 800.
Da reicht 4,7 KOm.

Die 6,9V könnten der Haltestrom sein, und die 1,2V die minimale 
Kontaktspannung.
Wenn ein Relais einmal angezogen hat, braucht es eine wesentlich 
geringere Spannung um das Kontaktpaket geschlossen zu halten.

Timo W. schrieb:

> Spulenwiderstand beträgt 253 ohm grade am Relais nachgemessen..

Dann hast du ein 12V-Relais, und der Spulenstrom beträgt nur 47mA. Da 
wird die Sache mit dem Transistor schon besser, aber die Relaisspule muß 
dann mit Plus an 12V.

Probiere es doch slbst aus. Häng dein Relais an ein Labornetzteil und 
gehe von den 12V langsam zurück, bis es abfällt. Das ist dann diese 
Spannung.

Nimm irgendeinen Universl-Transi aus der Bastelkiste.
50mA x3 --> 150ma.
Dein Transi muß mehr als 150 Verstärkung haben, was eigentlich jetzt 
alle haben.
Du brauchst dazu 1 mA Basisstrom und das sind dann 4,7 KOm.
Fertig!

Timo W. schrieb:

> Oh mist ist schon alles fertig geätzt und bestückt fehlten eigentlich
> nur noch Transistor und Vorwiderstand :-D

Mit 5V wird dein Relais vielleicht anziehen, aber das ist sehr unsicher. 
Du müßtest die Relais-Betriebsspannung von 5V nach 12V umlegen.

Bei 47mA Spulenstrom würdest du mit 4,7mA Pinstrom am µC hin kommen, was 
etwa einen Basisvorwiderstand von 640 Ohm macht, wobei man aus der 
E-Reihe 620 Ohm wählen kann.

1,8K reichen aus. Denn bei 50 mA hat dieser 2N3904 laut DB eine 
Verstärkung >60 :-).
Denk an die Umwelt!

Michael_ schrieb:

> 1,8K reichen aus. Denn bei 50 mA hat dieser 2N3904 laut DB eine
> Verstärkung >60 :-).

Wieso? Ich lese da Mindestverstärkung 30 bei IC von 100mA. Und dann noch 
den Übersteuerungsfaktor für Schaltbetrieb drauf.

>Richtig ist:
>- zum sicher Abziehen braucht man >=6,9V
>- zum sicher Abfallen muss die Spannung <= 1,2V sein
>und das an der Spule ;-) und bei 20°C.
Der gesunde Menschenverstand und die Praxis sagt das ein 12V Relais 
nicht erst bei 1,2V abfällt.
>Wieso? Ich lese da Mindestverstärkung 30 bei IC von 100mA. Und dann noch
>den Übersteuerungsfaktor für Schaltbetrieb drauf.
Das 12V Relais braucht aber < 50 mA!!!! Und für 50 mA steht im 
Datenblatt eine Stromverstärkung von mindestens 60!!!
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroelectronics/8850.pdf
Der Übersteuerungsfaktor hat mit dem Datenblattwert überhaupt nichts zu 
tun!!!
Dein Übersteuerungsfaktor ist dein eigenes übertriebenes 
Sicherheitsbedürfnis. Egal wie flach oder steil die Flanke ist, es macht 
KLACK bei einer bestimmten Spannung, die bei 12V sehr sicher erreicht 
ist.

Michael_ schrieb:

> Dein Übersteuerungsfaktor ist dein eigenes übertriebenes
> Sicherheitsbedürfnis.

Werd mal nicht persönlich.

Danke.

Hi

>Der gesunde Menschenverstand und die Praxis sagt das ein 12V Relais
>nicht erst bei 1,2V abfällt.

Von NAIS 24V-Relais weiß ich sicher, das die angegebenen 2,4V der Praxis 
entsprechen. Da hat mich nämlich der gesunde Menschenverstand auch schon 
in die Irre geführt.

MfG Spess

Dietrich L. schrieb:

> Das muss jeder für sich entscheiden, ob er nach "Worst-Case" oder "es
> geht eigentlich immer" dimensionieren will.

Im Studium lernte ich mal, daß man einen Transistor für den 
Schaltbetrieb ungefähr mit dem Faktor 3 gegenüber der im Datenblatt 
gefundenen Werte übersteuert. Man liegt da einfach auf einer sicheren 
Seite. Manche übersteuern auch um Faktor 5 oder 10. Wir mußten mal mit 
dem High-Pegel eines 8051-Pins eine Darlingtonstufe für eine Lampen- und 
Relaissteuerung berechnen, und zwar ohne zusätzlichen Pullup-Widerstand 
am 8051-Pin. Bei High liefert der Pin 80µA unter TTL-Spezifikationen!!! 
OK, die Sache war etwas vereinfacht, und in der Aufgabe das B des 
Transistors vorgegeben. Durchfallquote der Klausur: Etwa 80%. OK, es gab 
noch andere ähnlich kniffelige Aufgaben. Aber ich war der einzige, der 
die 1,0 abstaubte.

Wenn nicht richtig, war man durch die Klausur gefallen, und der 
Professor war 20 Jahre lang Entwickler in der Industrie. Er schwärmte 
immer von seiner alten renommierten Messgerätefirma, und hatte von dort 
immer auch schlechte Beispiele, wo was ausfiel.

Auch habe ich eigene Erfahrungen zu Geräten, wo es einer anders machte: 
Aus Nordskandinavien, wo es etwas kühler ist, kamen mal reihenweise 
ausgefallene Geräte deswegen zurück, weil die Transistoren auf einmal 
meinten, im Linearbereich arbeiten zu müssen. Es waren auch 
Relaistreiber, wie hier im Thread. Besonders böse ist daran, daß die 
Transistoren im Linearbereich dann zu heizen beginnen. Jetzt sollte man 
glauben, OK, dann regeln sie sich ja von selbst. Aber nee, die 
Relaisspule hat bei Kälte immer noch einen anderen Widerstand als bei 
Raumtemperatur.

Ich gab dann Tipps zur Behebung, aber sowas mache ich nie wieder. Die 
Entwicklung fühlte sich durch mich angepisst. Besonders der 
Projektleiter, der es mal entwarf. Man hat da nur gewartet, bis einer 
mit dem Tipp zur Behebung kam, um den dann zu zerfleischen.

Und das Thema kam ja wieder, als man die Betriebsspannung für das Gerät 
absenkte. Irgend eine Pappnase ohne Ahnung fand im Einkauf einen 
billigeren Trafo mit 20% weniger Spannung. Da wurde alles noch viel 
schlimmer, nichts ging mehr. Auch bei den Geräten, die nicht aus 
Nordskandinavien zurück kamen.

Bei privaten Bastelprojekten ist es ziemlich egal, was man macht. Da 
steckt keine Verantwortung drin, und auch keine Entwicklungskosten, 
Gelder für Ersatz und Regreßforderungen.

>ausgefallene Geräte deswegen zurück, weil die Transistoren auf einmal
>meinten, im Linearbereich arbeiten zu müssen. Es waren auch
>Relaistreiber, wie hier im Thread.
Das verstehe doch einer wer will. Die entsprechenden Parameter für 
niedrige Temperaturen stehen doch auch im Datenblatt. Da hast du nicht 
richtig hingesehen. Wenn eine Transistorschaltung nicht den 
entsprechenden Strom bringt, ist etwas faul.
Ich gehe davon aus, einem Prozessorpin nicht mehr als 1mA zu entlocken. 
Danach richtet sich meine Transistorwahl.

Michael_ schrieb:

> Da hast du nicht
> richtig hingesehen.

Was willst du? Schon wieder persönlich werden?