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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Basisvorwiderstand Berechung beim BD139 richtig?


Autor: Martin Ernst (mrtnernst)
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Guten Tag,

ich habe ein kleines Problem mit einer Controllerplatine. Ich habe sie 
aus dem Internet. Die Schaltung ist die Steuerplatine für ein 
Belichtungsgerät mit UV-LEDS. Was ich nicht verstehe, wie beim BD139 auf 
140Ohm Basisvorwiderstand gekommen wird. Wenn ich mit dem Datenblatt 
arbeite und genau wie im Artikel Basisvorwiderstand im Forum rechne 
komme ich auf 80 Ohm. Kann mir vielleicht jemand helfen und mir sagen 
mit welchen Parameter nun wirklich aus dem Datenblatt gerechnet werden 
muss und wie man auf 140 Ohm kommt oder der Wert nicht ganz stimmt.

Vielen Dank!

Martin

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Ich sehe keinen BD139, Falschbild?

Autor: Martin Ernst (mrtnernst)
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Sorry,

hier das Bild mit dem BD139!

Martin

Autor: A. K. (prx)
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30mA ist für einen Portpin ein bischen viel. Wieviel Kilo-Ampere mussen 
die Ärmsten denn verkraften?

Autor: Martin Ernst (mrtnernst)
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Hi,

was soll kilo-Ampere verkraften? Auf den LED_boards ist eine 
Kostantstromquelle mit 20mA für die LEDS? Rechne ich den Widersand über 
den Stom vom Portpin? Wie groß darf der sein? Denke ich richtig?

Martin

Autor: A. K. (prx)
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Wieviel Strom müssen die BD139 abkönnen? Davon hängt es ab.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Martin Ernst schrieb:
> Hi,
>
> was soll kilo-Ampere verkraften? Auf den LED_boards ist eine
> Kostantstromquelle mit 20mA für die LEDS? Rechne ich den Widersand über
> den Stom vom Portpin? Wie groß darf der sein? Denke ich richtig?

Du fängst hinten an:
Wieviele Kilo-Ampre muss der Transistor schalten?

Dann holst du dir aus dem Datenblatt den Verstärkungsfaktor des 
Transistors, wobei du den schlechtesten Wert nimmst, der dort angegeben 
ist. Die Kilo-Ampere dividierst du damit durch und kriegst den 
Basisstrom, den du mindestens an der Basis brauchst, damit du deine 
Kilo-Ampere auf der Collector-Emitter Strecke schalten kannst.

Jetzt weißt du wieviel Spannung aus dem µC Pin kommen. Du weißt auch 
wieviel Strom da über die Basis fliessen muss und rechnest dir daraus 
den Widerstand aus. Und diesen Widerstand halbierst/drittelst/viertelst 
du je nach Lust und Laune. Wobei du nur eines beachtest: Du darfst den 
Widerstand nicht so klein wählen, dass der µC Pin den Strom nicht mehr 
liefern kann. Du Idee dahinter: wenn der Transistor mit 2mA Basisstrom 
die 200mA gerade noch so schalten kann, dann kann er das mit 4mA (halber 
Widerstandswert) noch viel besser und mit 8mA (viertel Widerstand) lacht 
er nur noch über deine Kilo-Ampere.  Mehr Strom in die Basis schadet 
nicht. Du treibst den Transistor damit einfach nur in die Sättigung.
Man kann 100mA ruhig durch ein überdimensioniertes Kabel schicken 
(Autoladekabel), da passiert nichts. Nur umgekehrt ist schlecht :-)

Autor: Martin Ernst (mrtnernst)
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hi,

nach deinen Überlegungen kommt dann ein Widerstand von ca 1k raus?

Kann mir bitte jamand die Rechnung für den Basiswiderstand mit den 
Datenblatt angaben zu Überprüfung mal zeigen?

Martin

Autor: A. K. (prx)
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Dazu müsste man erst einmal wissen, wieviele Kilo-Ampere er denn 
schalten muss... Wieviel Strom durch deine Flutlichter so fliesst - ist 
das ein Betriebgeheimnis?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Martin Ernst schrieb:
> hi,
>
> nach deinen Überlegungen kommt dann ein Widerstand von ca 1k raus?


Den Teil hast du gelesen?

[quote]
Und diesen Widerstand halbierst/drittelst/viertelst
du je nach Lust und Laune. Wobei du nur eines beachtest: Du darfst den
Widerstand nicht so klein wählen, dass der µC Pin den Strom nicht mehr
liefern kann. Du Idee dahinter: wenn der Transistor mit 2mA Basisstrom
die 200mA gerade noch so schalten kann, dann kann er das mit 4mA (halber
Widerstandswert) noch viel besser und mit 8mA (viertel Widerstand) lacht
er nur noch über deine Kilo-Ampere. Mehr Strom in die Basis schadet 
nicht. Du treibst den Transistor damit einfach nur in die Sättigung.
Man kann 100mA ruhig durch ein überdimensioniertes Kabel schicken 
(Autoladekabel), da passiert nichts. Nur umgekehrt ist schlecht :-)
[/quote]

Deshalb werden Brücken, die 10 Tonnen tragen müssen, auch auf 30 Tonnen 
Belastung gerechnet. In der Technik nennt man das 'Reserve für 
Unvorhergesehenes' bzw. Sicherheitsfaktor.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Wenn ich die geposteten Unterlagen richtig verstehe, brauchst du pro
BD139 einen Strom von 8·20mA=160mA bzw. 7·29mA=140mA. Bei einer
minimalen Stromverstärkung in diesem Bereich von 63 (Datenblatt), muss
also ein Basisstrom von 160mA/63=2,6mA fließen. Damit der Transistor
richtigt sättigt, nehmen wir den dreifachen Basisstrom, also etwa 7,8mA.
Das ergibt einen Basiswiderstand von (5V-0,7V)/7,8mA=551Ω. Nimm also
560Ω, und alle sind glücklich :)

Autor: Martin Ernst (mrtnernst)
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wie heißt der Versterkungsfaktor im Datenblatt?

B ist nicht angegeben.

das mit dem Hfe usw. verstehe ich noch nicht so.

Martin

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Martin Ernst schrieb:
> wie heißt der Versterkungsfaktor im Datenblatt?

hFe

Autor: Martin Ernst (mrtnernst)
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Yalu X.,

wo her nimmst du die 0,7V? Im Datenblatt ist da bei mir nichts agegeben. 
Ich finde nur was mit 1V?

mfg

Martin

Autor: Hubert G. (hubertg)
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5V vom Kontroller - Vbe 1V sind 4V.
200mA(Kollektorstrom / 50 (hfe) = 4mA
4V / 0,004A = 1000 Ohm
Ich würde 860 Ohm nehmen für etwas Reserve damit der Transistor sicher 
durchschaltet.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Martin Ernst schrieb:
> Yalu X.,
>
> wo her nimmst du die 0,7V?

Näherung für die Basis-Emitter Diode des Transistors.
Da es sich hier um einen Schalttransistor handelt und wir sowieso mit 
der schlechtesten Verstärkung rechenen und hinten nach noch einen 
Sicherheitsfaktor draufschlagen, ist es ziemlich unerheblich ob man die 
Näherung aus dem Kopf (0.7) oder den realen Wert aus dem Datenblatt (1V) 
nimmt. Den meisten Einfluss in der Berechnung hat hFe

Autor: MaWin (Gast)
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> wie man auf 140 Ohm kommt

Nun, der uC-Ausagng liefert knapp 5V, und der Transistor hat eine 
Basispannung von ca. 0.7 bis 1V, verbleiben 4V und über die muss der 
Strom in den Transistor auf verträgliche Werte begrenzt werden.

140 Ohm heisst 30mA, und das ist leider unverträglich, der ATMega32 soll 
laut Datenblatt nicht mehr als 20mA liefern müssen, 220 Ohm wären also 
angemessener (man könnte auch je 2 Ausgänge parallel schalten, genug 
Pins sind ja übrig beim AVR, dann gibt's genug Strom, man muss nur das 
Programm anpassen).


Mit den 30 bzw 20mA in die Basis des BD139 kann dieser wiederum ca. 
(konservativ) 200 (20 mA x 10 fach) bis (grosszügig) 600 (30 mA x 20 
fach) mA schalten, das ist die Stromverstärkung die man für Sättigung im 
Schaltbetrieb annimmt. Da du wohl nur 160mA schalten musst, reicht das 
locker.

Warum man allerdings für teuer Geld nun LEDs nimmt und nicht einen 
Gesichtsbräuner mit UV-Röhren ausschlachtet, erschliesst sich mir nicht, 
im Gesichtsbräuner wäre die Zeitschaltuhr schon drin gewesen, die gleich 
230V schaltet, so daß man nicht mal einen Trafo braucht. Selbst mit 
UV-LEDs wäre der 230V Zeitschalter die einfachere Lösung (4 Stränge a 75 
LEDs direkt an gleichgerichtete gesiebte 230V mit Vorwiderstand), als 
einen  ATmega32 für die primitive Arbeit des Belichtens zu verbraten und 
dann NICHT MAL per Photodiode LICHTMENGENGESTEUERT zu arbeiten sondern 
nach wie vor blöd zeitlimitiert zu arbeiten, obwohl Photolack nicht auf 
die Zeit sondern auf die Lichtmenge reagiert.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Martin Ernst schrieb:
> wo her nimmst du die 0,7V?

S. Beitrag von Karl Heinz und:

Das Ube im Datenblatt ist angegeben für Ic=500mA. Da ist der Basisstrom
schon deutlich höher als 7,8mA, nämlich maximal 500mA/25=20mA, da steigt
dann auch das Ube etwas an. Die 300mV Unterschied machen aber bei dieser
Anwendung nicht aus.

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