Hallo, ich entwickle gerade eine Zeitschaltuhr, die eine Belichtungseinheit für Platinen für eine gewisse Zeit anschalten und automatisch abschalten soll. Ich wollte jetzt verschiedene Möglichkeite recherchieren, wie ich die Einheit (LED-Cluster) am besten Schalten kann. Ursprünglich war mein Gedanke einen Transistor mit 5V durchzuschalten, um ein Relais mit 12V durchzuschalten. Ich bin nun auf folgenden Thread gestoßen: Beitrag "Verständnisfrage Last schalten PNP Transistor" Ich glaube, dass dieses irgendwie etwas mit meiner Schaltung zu tun hat. Ich habe meine Schaltung im Anhang. Der µC wird natürlich über einen 7805 an 5V betrieben. Wieso würde es den Atmega8 jetzt damit schrotten? Ich hätte jetzt gesagt, da von Kollektor zur Basis ein Strom fließen würde (12V-->5V), aber das würde ja bei GND noch drastischer auftreten, halte ich jetzt also für Quatsch. Kann mich jemand aufklären und mir eine Alternative nennen? Mit vielen Grüßen Polzi
>Ich habe meine Schaltung im Anhang.
Daran musst du noch arbeiten ...
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Enschuldigung. Kann man als Gast seine Beiträge nicht editieren?
Polzi wrote:
> Kann man als Gast seine Beiträge nicht editieren?
Nein, wie soll das denn auch gehen? Es gibt ja keine Möglichkeit dich
eindeutig als Ersteller der Nachricht zu identifizieren.
So geht es aus zwei Gründen nicht: - Basisvorwiderstand http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand - Freilaufdiode am Relais http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern Wieviel Strom willst du den schalten können? Denke einfach mal über einen n-MOSFET nach - ohne Relais.
Okay. Da hast du natürlich Recht. Das war jetzt meine eigene Dummheit. Wollte ich natürlich noch einbauen, aber wo lag den bei dem Kollegen das Problem und tritt diese bei mir nicht auf? Vielleicht seh ich den Wald vor lauter Bäumen nicht? Mosfet ist so ne Sache. Der Stiefvater meiner Freundin ist Elektrotechniker (Und was weiß ich, wo er noch ne Meisterprüfung hat) und der meinte, dass die Dinger sowas von empfindlich sind... Weiß nicht, ob das für mich das richtige ist. Ohne Erdung, ohne großes Wissen (Baue erst seit Ende 2007). EDIT: Schalten möchte ich 32x0,02A=0,64A, aber ich brauche 12V für die Belichtungseinheit.
>Mosfet ist so ne Sache. Ganz so schlimm ist es nicht. Ja, das Gate ist sehr hochohmig und deshalb empfindlicher auf ESD als bipolare Bauteile. Beim Handling das G immer schön mit Source verbunden lassen. Um ganz sicher zu gehen, kannst du mit einem Stück Alufolie die drei Beinchen kurzschließen, bis er eingelötet ist. >aber wo lag den bei dem Kollegen das Problem Habe den Fred nicht gelesen. Vielleicht wollte er unbedingt seine Last an Masse angeschlossen haben. Wenn das bei dir egal ist (Anschluss so wie in deinem Bild, nur statt Relais die LEDs), ist es kein Problem. Wenn du den Basisvorwiderstand hinzufügst, geht das mit einem bipolaren Transistor. Zu klären ist aber noch, welchen Strom du durch das LED-Array schicken willst. Davon abhängig muss der Transistor gewählt werden (u.U. auch ein Darlington). Deshalb mein Vorschlag mit dem MOSFET - das ist wirklich am Einfachsten. Bei einem geeigneten Typ kannst du mit den 5V aus deinem µC viele Amperes schalten, bei geringer Verlustleistung. Ein Relais ist dann zu empfehlen, wenn die Versorgungen des Controllerstromkreises und des LED-Stromkreises getrennt bleiben müssen. Sehe gerade: >EDIT: Schalten möchte ich 32x0,02A=0,64A, aber ich brauche 12V für die >Belichtungseinheit. Geht gerade so noch mit einem BC337, BC140-16/141-16 sind auch ganz gut oder als Darlington BD679. MOSFET z.B. IRFD014. Kuck mal da: http://www.mikrocontroller.net/articles/Mosfet-%C3%9Cbersicht
Hey, danke für die umfangreiche Antwort. Die Idee mit der Alufolie ist gar nicht blöd. Ich schau mal was ich hier noch für Transistoren habe... Einen BD 433, falls dir der was sagt? Angeblich bis 4A, aber im Datenblatt steht irgendwas, dass der für Autoradios sei :-) 635, 636, 639, 640 habich noch. Die gehen bis 1A, das sollte eigentlich reichen, die nehm ich glaubich. Aber was ist den nun mit der Schaltung? Kann ich mit den 5V aus dem Controller die 12V Schalten? Beide Spannungen kommen aus einem Netzteil und haben die selbe Masse, aber ich bin mir da nicht so ganz schlüssig. Kann mir jemand definitiv sagen, ob das geht? EDIT: Die Reihe mit 337 habe ich auch in allen Verstärkungsstufen. Aber lieber auf Nummer Sicher und den 635er?
>Einen BD 433, falls dir der was sagt? >Angeblich bis 4A, aber im Datenblatt steht irgendwas, dass der für >Autoradios sei :-) Was im Autoradio funzt, taugt auch für andere Scherze... ;-) 0.64 A willst Du schalten, das packt der BD433 locker. DC Current Gain liegt laut Datenblatt bei 100, d. h. in die Basis sollten mindestens 6.4 mA fließen. Bei 330 Ohm Basisvorwiderstand und 5 V Spannung sind's 15 mA; das halte ich für einen guten Wert (die Übersättigung schadet dem Transistor nicht und er ist dann garantiert ganz "auf"). Gibt auch keine Lieferschwierigkeiten seitens des AVRs. Kühlkörper brauchst Du keinen, da ja kaum Leistung umgesetzt wird. >Kann ich mit den 5V aus dem Controller die 12V Schalten? Eindeutig ja. Der µC kriegt von den 12 V ja gar nichts mit; er sieht nur die eine Seite des Basisvorwiderstands, die er entweder mit GND oder mit 5 V verbindet.
Das freut mich wirklich. Keine Ahnung, was ich mir da mit der verlinkten Seite zusammengesponnen habe. Naja, die Schaltung auf dieser kapiere ich trotzdem noch nicht... :-) Danke für die ausführliche und freundliche Hilfe, bin ich von Gulli nicht gewohnt.
Ich habe mir das Datenblatt des BD433 genauer angesehen. Da steht, dass die "Emitter-Base Voltage" maximal 5V betragen darf und das auch nur, wenn kein Kollektorstrom fließt (Ic=0). Dann wäre ich mit 5V Steuerspannung aber schon hart am Limit. Oder habe ich da jetzt einen Denkfehler drin? Außerdem ist der Verstäkungsfaktor bei 500mA und 1V etwa 85 - 140. Die nächste Stufe ist 2A und 1V mit hfe=50. Wie kommst du auf hfe=100? Man rechnet schließlich mit dem ungünstigsten Fall, nämlich hfe=65 (geschätzt bei 0,64A). Dann würde der Basiswiderstand kleiner ausfallen. Sorry, dass ich den letzten Beitrag nicht editiert habe, aber da war wieder kein Link zum bearbeiten, obwohl ich eingeloggt war. EDIT: Ich glaube, das heißt, dass das Emitterpotenzial nur 5V höher sein darf, wie das Basispotenzial, oder? Das wäre jetzt aber peinlich... :-)
Ein NPN mit Emitter an Masse und Last am Kollektor ist kein Problem für den µC, da über der Basis-Emitterstrecke immer nur die 5V anliegen/abfallen. Die 12V treten nur an der Collektor-Emitterstrecke auf. Einen PNP darfst du aber nicht so anschliesen, da dort die 12V in den µC schlagen können. Sven
Aha, dann liegts praktisch an der Art des Transistors, also ob NPN oder PNP? Dann werde ich mich doch mal schalu machen, warum das so ist. Denke für die Hilfe!
>Da steht, dass >die "Emitter-Base Voltage" maximal 5V betragen darf und das auch nur, >wenn kein Kollektorstrom fließt (Ic=0). Dann wäre ich mit 5V >Steuerspannung aber schon hart am Limit. Du hast doch den Basisvorwiderstand drin. An dem werden von den 5 V Steuerspannung vom µC-Ausgangspin etwa 4.3 V abfallen. Die restlichen 0.7 V bleiben als BE-Spannung für den Transistor übrig. Miss es mal nach! Die "Base Emitter Voltage"-Angabe von 5 V unter den absolute maximum ratings im Datenblatt hat einen anderen Hintergrund. Manche Leute schalten Transistoren nicht dauerhaft, sondern periodisch nur für eine sehr kurze Zeit ein, z. B. 1 ms an, danach 7 ms aus, danach wieder 1 ms ein, und danach wieder 7 ms aus und immer so weiter. Man sagt Pulsbetrieb dazu. Eine typische Anwendung dafür ist das Zeit-Multiplexen von Anzeigemodulen, das dazu dient, die Anzahl der benötigten Steuerleitungen zu reduzieren. Eine 8-stellige Siebensegment-Anzeige hat insgesamt 56 Segmente, aber es wäre teuer (Platinendesign, Kabel, µC-Pins) so viele Leitungen von einem extra großen µC dahin zu führen. Multiplexen heißt das Zauberwort: je ein Pin und ein Transistor für jede der acht Stellen, und je ein Pin für jedes der sieben Segmente, macht zusammen 8 + 7 = 15 I/O-Pins. Die acht Stellen werden über die Treibertransistoren reihum so schnell durchgeschaltet (125 Hz), dass das träge menschliche Auge davon nichts merkt. Für den Betrachter sind einfach alle Stellen gleichzeitig an; in Wirklichkeit leuchtet zu jedem Zeitpunkt nur eine. Damit die aber auch hell leuchtet und nicht nur glimmt, muss man während der kurzen Einschaltphase einen viel höheren Strom durchjagen, damit es im zeitlichen Mittel wieder passt (das zeitliche Mittel ist für die Helligkeit entscheidend). Ihr Transistor muss also kurzzeitig einen hohen Strom schalten können. Dazu muss man in seine Basis richtig was reinpowern, was einen kleinen Basisvorwiderstand erfordert. Aber was geht maximal? Genau darüber gibt nun das Basis-Emitter-Voltage-Limit im Datenblatt Auskunft: Das grundsätzlich äußerste Erlaubte ist, die Basis ohne Vorwiderstand (!) auf 5 V zu legen (gemessen gegen den Emitter), für eine hinreichend kurze Zeit versteht sich. Die Zeit noch kürzer wählen und die Basis zum Ausgleich auf 10 V legen ist dagegen nicht mehr zulässig; dafür garantiert der Hersteller keine korrekte Funktion mehr. >Außerdem ist der Verstäkungsfaktor bei 500mA und 1V etwa 85 - 140. Das ist ja nicht so furchtbar weit weg von 100, oder? Ich hab die 100 mehr als "Hausnummer" genommen, um eine erste Vorstellung von der Größe des Basisstroms zu bekommen (6.4 mA), und dann den Basiswiderstand mit 330 Ohm so gewählt, dass mehr als das Doppelte davon fließt (15 mA). >Dann würde der Basiswiderstand kleiner ausfallen. Ist ja kein Problem, vorausgesetzt, der µC-Ausgang kann den Strom auch bereitstellen. Nimm Dein DMM zur Hand und lass den Transistor die echte Last einschalten, mit Basis über 330 Ohm an 5 V. Zwischen Kollektor und Emitter (= GND) stellt sich eine bestimmte Spannung "UCEsat" ein. Sie liegt bei wenigen 100 mV, evtl. auch deutlich darunter. Je kleiner sie ist, desto besser ist der Transistor "auf". Miss diese Spannung. Wenn sie Dir zu groß erscheint (>500 mV), verkleinerst Du den Basisvorwiderstand passend. >dass das Emitterpotenzial nur 5V höher sein >darf, wie das Basispotenzial, oder? Umgekehrt, das Basispotential darf im äußersten Grenzfall 5 V höher sein als das Emitterpotential, aber niemals noch höher.
>>dass das Emitterpotenzial nur 5V höher sein >>darf, wie das Basispotenzial, oder? > > Umgekehrt, das Basispotential darf im äußersten Grenzfall 5 V höher sein > als das Emitterpotential, aber niemals noch höher. Blöde Frage: Wie soll das funktionieren? Zwischen Basis und Emitter ist doch ne Diodenstrecke. Brechen die angeschlossenen 5V aus dem Beispiel nicht zusammen? Gibt doch einen riesigen Strom..
>Brechen die angeschlossenen 5V aus dem Beispiel nicht zusammen? Gibt >doch einen riesigen Strom. Nein. Wenn sonst kein Basisvorwiderstand da ist, wird der Basisstrom durch den internen, durch das Halbleitermaterial selbst verursachten Basisbahnwiderstand begrenzt. Er bewegt sich bei Leistungstransistoren im Bereich 1...10 Ohm (*). Nehmen wir mal 10 Ohm für den BD433 an ("medium power transistor"), dann kommen wir für die maximalen 5 V BE-Spannung auf einen Basisstrom von 500 mA. Ganz schön happig, könnte man meinen. Andererseits: Der BD433 packt laut Datenblatt 7 A Kollektorstrom im Pulsbetrieb. Damit er die schalten kann, muss er kräftig übersättigt werden, d. h. das IC/IB-Verhältnis darf nicht zu groß sein. Da die Stromverstärkung bei hohen Strömen ohnehin nicht so toll ist, rechnen wir mal mit IC/IB = 20. Das ergibt einen nötigen Basistrom von 7 A/20 = 350 mA. Und schau an, das ist gar nicht so weit weg von den 500 mA. Fazit: Es "passt" durchaus. (*) http://de.wikipedia.org/wiki/Ersatzschaltungen_des_Bipolartransistors
Also es tut mir jetzt echt leid, aber ich habe mich jetzt dumm und dusslig gesucht und ich habe zum Thema "12V mit 5V schalten" sehr viele Schaltungen gefunden, aber keine einzige, bei der die Basis eines NPN-Transistors über einen Widerstand direkt an einen IO-Pin angeschlossen wird. Teilweise finde ich da sehr abstruse Dinge, Konstruktionen mit Komplementärtypen, Rückkopplungen und noch vieles mehr... Ich bin jetzt wirklich verwirrt, aber ich habe mein eigentliches Vorhaben nochmal als Bild angehängt. Der Atmega bracuht natürlich noch Feinheiten, wie eine Taktversorgung und eine ISP-Schnittstelle, Abblockkondensator und an PortD einen Steckverbinder zum LCD, aber ich denke die Funktion sollte klar sein: Ich möchte eine Belichtungseinheit mit dem Ersatzwiderstand von 12V/0,64A=18,75R über einen Transistor (BD433) per Atmega8 ein- und wieder ausschalten. Das komplizierte daran ist wohl, dass das Kollektorpotenzial höher ist, wie das Basispotenzial. Wenn jetzt irgenjemand Einwände hat, so möge er mir diese doch bitte nennen. Ich bestelle vor dem Bau eh noch bei Reichelt, daher sind Änderungen kein Problem, aber da ich eine Bauanleitung zur Verfügung stellen möchte, sollte die Schaltung schon funktionieren und nicht in Rauch aufgehen. Vielen Dank und die Bitte um Entschuldigung meiner Blödheit Polzi
Angehängte Dateien:
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Ich muss aber nicht verstehen, warum dieses blöde Bild sich einfach nicht an meinen vorherigen Beitrag anhängen lässt?
>Ich möchte eine Belichtungseinheit >mit dem Ersatzwiderstand von 12V/0,64A=18,75R über einen Transistor >(BD433) per Atmega8 ein- und wieder ausschalten. Dann musst Du es nur genau so machen wie in Deinem Schaltplan. Stimmt doch alles. >Das komplizierte daran >ist wohl, dass das Kollektorpotenzial höher ist, wie das Basispotenzial. Nein, Du siehst Kompliziertheiten wo keine sind. Wenn Dir die Sache aber partout nicht geheuer ist, dann mach in Jesus Namen von einem Optokoppler Gebrauch (z. B. 4N35, Reichelt, 0.17 €). Oder alternativ von einem 5 V-Kleinrelais (die klicken so schön). Das aber über nen BC337 o. ä. schalten, nicht direkt an den µC-Pin hängen. Und die Freilaufdiode nicht vergessen.
Okay, okay. Ich sag ja schon nichts mehr :-) Ich finde es halt einfach komisch, dass im Forum x Lösungen für dieses Problem bestehen und es trotzdem eine so einfach gibt. Ich denke das ist damit durch. Danke für die Hilfe
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