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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATMega32 Transistor Schalter


Autor: ben90 (Gast)
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Hallo!

Ich kapiere die Zusammenhänge bei den Transistoren immernoch nicht...
Ich habe vor mit einem ATMega32 verschiedene Pins zur Stromversorgung an 
und aus schalten zu können...
Dazu würde ich gerne BC337-40 Transistoren verwenden...
Die Spannung an der Basis ist die vom ATMega32 mit 4.5 bis 5.5V...
Geschaltet werden soll ebenfals eine Spannung von 5V aus einem 
Spannungsregler 78S05...

Was muss man alles beachten?
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchil...

- Maximale Basis-Emitter Spannung: 5V
Passt das oder geht der Transistor kaputt wenn man den µC dranhängt?
Der ATMega kann bis zu 5.5V als Spannung an den Pins haben...

- Maximaler Collector-Emitter-Strom: 800mA
Damit müssten sich doch eigentlich Module versorgen lassen, die ebenfals 
einen µC und nen paar LEDS haben? Solange halt nicht mehr als 800mA 
benötigt wird oder?

- DC Current Gain: hFE1: 250~630 hFE2: 170-
Was hat das zu bedeuten? Wo ist der unterschied zwischen beiden? Im 
Datenblatt steht was von 100mA Ic bei 1 und von 300mA Ic bei 2?
Aber ich dachte die Verstärkung gibt an wieviel Strom maximal zwischen 
CE fließen kann bei einem bestimmten Strom BE?
Oder funktioniert das Rückwärts?
Wenn ich bis 800mA CE haben will muss ich min 800/250mA BE haben?

Der genaue Aufbau:
Strom aus dem 78S05 geht auf Pinleiste...dort kann man Modul 
anstecken...die Masse davon geht wieder auf andere seperate PINs 
zurück...
Von dort auf den Transistor Collector...und durch den Emitter auf 
Masse...
An der Basis ist der µC...
Funktioniert das so?
Wie sind die Zusammenhänge von oben?
Welche Wiederstände brauche ich wo?

Bitte erklärt es mir! Ich kapier das net^^
Danke schonmal,
Ben90

Autor: jack (Gast)
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Du willst also Vcc auf verschiedene Verbraucher schalten?

Da hilft Dir der BC337 (npn) wenig, Du brauchst einen pnp-Transistor.

Welchen pnp-Tr. Du nehmen kannst, hängt von den Strömen ab.

Autor: ben90 (Gast)
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Wieso? Ich kann doch wie oben beschrieben den Verbraucher zuerst 
Schalten und dann zwischen den und Masse den BC337? Oder spricht da was 
dagegen...kapier das ja noch net ganz^^

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ ben90 (Gast)

>Was muss man alles beachten?

Vieles.

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchil...

>- Maximale Basis-Emitter Spannung: 5V

Spielt in 99,99% aller Anwendungen keine Rolle, auch hier nicht.

>- Maximaler Collector-Emitter-Strom: 800mA
>Damit müssten sich doch eigentlich Module versorgen lassen, die ebenfals
>einen µC und nen paar LEDS haben? Solange halt nicht mehr als 800mA
>benötigt wird oder?

So in etwa.

>- DC Current Gain: hFE1: 250~630 hFE2: 170-
>Was hat das zu bedeuten?

Das ist ie Stromverstärung. Wenn du 1mA in die Basis einspeist können 
250..630mA in den Kollektor fliessen.

> Wo ist der unterschied zwischen beiden?

Streng egnommen ist die Stromverstärkung nichtlinear. Sprich, bei 10uA 
ist sie z.B. 100, bei 1mA 400 und bei 800mA wieder 50. Das ist nur ein 
vereinfaches Beispiel.

>Aber ich dachte die Verstärkung gibt an wieviel Strom maximal zwischen
>CE fließen kann bei einem bestimmten Strom BE?

Tut es doch auch.

>Oder funktioniert das Rückwärts?

Nö.

>Wenn ich bis 800mA CE haben will muss ich min 800/250mA BE haben?

Etwas mehr, da bei maximalem Strom die Stromverstärkung schon wieder 
etwas zurück geht.

>Funktioniert das so?

Das was du da beschreibst ist ein sog. Low Side Switch, also ein 
Schalter, der die niedrige Seite 8Masse, 0V) schaltet. Das geht in 
vielen Situationen, in einigen aber nicht. Bei deinen Modulen, si ja mit 
einem Mega32 verbunden sind geht es nicht, du rauchst einen High Side 
Switch, also einen Schaltkeis, welcher Die Betriebsspannung Vcc schalten 
kann.

>Welche Wiederstände brauche ich wo?

Mach es erstmal einfach. Nimm Relais. Kein Scherz.

Relais mit Logik ansteuern

Das ist einfach und solide. Für deine Anwendungen gibt es Miniaturrelais 
mit 5V Spule und wenig Stromverbrauch. Das Relais schaltet dann die 
Betriebsspannung(en).

MFG
Falk

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Wieso? Ich kann doch wie oben beschrieben den Verbraucher zuerst
>Schalten und dann zwischen den und Masse den BC337? Oder spricht da was
>dagegen...kapier das ja noch net ganz^^

Das ist unguenstig. Normalerweise schaltet man die Versorgungsspannung 
in deinem Fall also die +5V. Was du machst ist die Masse also den 
Bezugspunkt deiner Schaltungen zu schalten. Damit hast du dann 
unterschiedliche Massen in deinen Systemen.

Nimm zum ein/ausschalten einen PNP Transistor. Wenn du nur 5V schalten 
willst dann kommt der Emitter an die +5V , die Basis ueber einen 
Vorwiderstand an den AVR Ausgang und am Kollektor kommt deine Last. Den 
Vorwiderstand dimensionierst du so das deine Transistor bei gegebenen 
Last strom voll durchgesteuert werden kann mit Reserven.

> DC Current Gain: hFE1: 250~630 hFE2: 170-
>Was hat das zu bedeuten? Wo ist der unterschied zwischen beiden? Im
>Datenblatt steht was von 100mA Ic bei 1 und von 300mA Ic bei 2?

Bei hoeheren Kollektorstroemen sinkt der Stromverstaerkungsfaktor.
Also bei Stroemen um die 100mA liegt die Stromverstaerkung bei 250 .. 
630
und bei Stroemen von 300mA sinkt sie auf 170 fach.

Mal angenommen du willst einen Laststrom von 100mA schalten dann 
betraegt dein Stromverstaerkungsfaktor dabeim im schlechtesten Fall 
(Worst Case) 250 fach. Die 630 im besten Fall interesieren nicht weiter.

Um jetzt 100mA im C-Kreis fliessen zu lassen brauchst du einen Basistrom 
von 100mA / 250 = 0.4mA. Um sicher zu stellen das der Transistor sauber 
durchschaltet geben wir noch einen Uebersteurungsfaktor vomn 2 .. 10 
drauf.

Also ergibt sich bei einen Faktor von 4 ein Basisstrom von 0.4mA * 4 = 
1.6mA. Mit diesem Wert und die Spannung die der Ausgang des AVR bei Low 
hat (kann man mit 0.2 .. 0.4V annehmen) plus die Basis-Emiterspannung 
von 0.7 kann man jetzt den Basisvorwiderstand ausrechnen.

Rv = (5V - 0.2V - 0.7V) / 1.6mA = 2562 Ohm. Gewaehlt wird der naechst 
niederige Normwert also 2.2 KOhm.
Bedenke aber das der Transistor bei Low am Ausgang einschaltet.



>Damit müssten sich doch eigentlich Module versorgen lassen, die ebenfals
>einen µC und nen paar LEDS haben?

Wie schon oben erwaehnt ist dann die Masse des uC nicht identisch mit 
der Masse des geschalteten uC.

Wenn du eine hoehere Spannung als die 5V schalten willst brauchst du 
zusaetzlich noch einen Pegelwandler in Form einen NPN Transistor dazu.

Gruss Helmi

Autor: ben90 (Gast)
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Ich liebe dieses Forum^^
Vielen dank für eure Antworten!

Aber eins verstehe ich noch nicht:
Rv = (5V - 0.2V - 0.7V) / 1.6mA = 2562 Ohm.
Warum diese Formel?
1.6mA ist klar...soviel Strom soll im Fall der Höchstbelastung 
fließen...
Aber warum (5V - 0.2V - 0.7V)?
An µC-Ausgang liegt doch bei Low 0.2V an und keine 4.1V?

Und noch ne Frage:
Wenn ich einen Strom bis 800mA wollte...
800mA/250 = 3.2mA x 4 = 12.8mA...
Bei NPN würden sie über den Emitter auf Ground sinnlos ins Nirvana 
fließen, wenn ich Last dort wo es funktioniert am Collector ist?
Wo fließen die 12.8mA bei PNP hin?

Sobald ich das mit den Transistoren verstanden habe werde ich mir auch 
mal das mit den Relais anschaun^^

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Aber warum (5V - 0.2V - 0.7V)?
>An µC-Ausgang liegt doch bei Low 0.2V an und keine 4.1V?

Richtig. Aber der Emitter deines PNP Transistors liegt aber an +5V.

>Wo fließen die 12.8mA bei PNP hin?

Die fliessen in den Ausgang deines Prozessors. Also von +5V in den PNP 
Emitter aus der Basis durch den Widerstand in den Ausgang.

>Bei NPN würden sie über den Emitter auf Ground sinnlos ins Nirvana

Das tun sie auch beim PNP.

Wenn du das nicht willst dann greife zu Logik-Level Mosfets.

Gruss Helmi

Autor: ben90 (Gast)
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Ah...jetzt hab ichs kapiert ;)
Was wäre denn für mein Vorhaben die beste Lösung?
Und was verbraucht weniger Strom? Relais oder Logik-Level Mosfets?

Autor: ben90 (Gast)
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Könntest du vll mal nen Beispiel für nen LL-Mosfet sagen der geeignet 
wäre für solche Schalter Schaltungen?
Was muss ich da beachten?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  ben90 (Gast)

>Und was verbraucht weniger Strom? Relais oder Logik-Level Mosfets?

MOSFET. Wenn du nur die VErsorgungsspannung des AVR (5V) an die Module 
weiterschalten willst reicht ein P-Kanal MOSFET. IRF7104 ist dein 
Freund. Source an Vcc, Drain zum Modul, Gate an den AVR. Ansteuerung mit 
Gate=LOW.

MfG
Falk

Autor: ben90 (Gast)
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Was hat es damit auf sich, dass im Datenblatt überall negative werte 
stehen?
Spielt das keine Rolle? Und was bedeutet Dual-Channel? Is das sowas wie 
2 Fets in einem?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Was hat es damit auf sich, dass im Datenblatt überall negative werte
>stehen?

Bei einem P-Channel Mosfet sind die immer negativ

>Spielt das keine Rolle? Und was bedeutet Dual-Channel? Is das sowas wie
>2 Fets in einem?

Ja

Autor: ben90 (Gast)
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Dann is das Ding ja perfekt! xD

Dachte sowas gibts garnicht:
http://www.sprut.de/electronic/switch/pkanal/pkanal.html

Zitat:
"Wärend es N-Kanal-MOSFETS gibt, die sich mit einer Gate-Spannung von nur 4..5V ansteuern lassen (LL-Typen) gibt es so etwas für P-Kanal nicht. Aufgrund der Polarität ließen sie sich ohnehin nicht mit einem TTL-Signal steuern."

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Siehste mal ist ja bald Weihnachten da werden Wünsche war.

Autor: ben90 (Gast)
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Is das neu, dass das auch mit P-Channel Mosfets geht oder hat der 
schreiber dieser homepage nur keine ahnung?

Zuletzt modifiziert wurde die seite:
Mittwoch, 17. Januar 2007 18:16:37

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Denn gibts schon laenger. Das Datenblatt weist ein Datum 8/97 auf.

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf7104.pdf

Autor: Christian W. (christian_w)
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Angehängte Dateien:

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Hallo,

ich würde gerne über einen PNP Transistor eine Tasterbeleuchtung 
schalten.

Einen NPN kann ich leider nicht verwenden, da ich aus technischen 
Gründen nicht an den Masseanschluss der LED komme. Geht also nur über 
PNP.

Habe grade beim Testaufbau festgestellt, dass meine Schaltung so in der 
Art nicht funktioniert, logischerweise. Der Transistor ist immer 
durchgesteuert, egal ob der uC-Pin auf High oder Low ist.

Wie kann ich diese Schaltung auf einfache Art so erweitern und 
verändern, dass mein Plan klappt? Ich habe leider auf der Platine nur 
noch sehr wenig Platz und bekomme einen zusätzlichen Transistor und 
einen Widerstand kaum noch drauf, wie es ja eigentlich sein sollte, um 
die Basis vom PNP über einen NPN anzusteuern.

Gehts noch irgendwie anders, so dass mir der PNP funktioniert?

Da soll eine LED mit 20 mA angesteuert werden, die ist im Taster bereits 
so konfiguriert dass die mit 12 V betrieben wird.

Danke!

Christian

Autor: Timer (Gast)
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Das ist im Artikel Transistor exakt erklärt.

Die Lösung dort arbeitet mit einem zusätzlichen NPN-Transistor, der 
sicherstellt, dass der PNP Transistor bei 12V sperrt, wenn der µC nur 
~5V schalten kann.

Autor: holger (Gast)
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>Gehts noch irgendwie anders, so dass mir der PNP funktioniert?

Z-Diode 8.2V in die Basisleitung.

Autor: Christian W. (christian_w)
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> Die Lösung dort arbeitet mit einem zusätzlichen NPN-Transistor, der
> sicherstellt, dass der PNP Transistor bei 12V sperrt, wenn der µC nur
> ~5V schalten kann.

ok, muss ich wohl noch irgendwie platz finden für einen weiteren 
transistor... mal sehn. danke.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Christian W. schrieb:
> ok, muss ich wohl noch irgendwie platz finden für einen weiteren
> transistor... mal sehn. danke.

Falls der Platz nicht reicht es gibt auch Transistoren mit eingebauten 
Widerstaenden. Such mal nach Digitaltransistor.

Autor: Christian W. (christian_w)
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ok danke oder ich probiers mal mit der z diode.

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