Hey, ich bin etwas neu in Hardwareplanung (mehr der Software Typ) daher
hoffe ich auf etwas Hilfe.
Kann das so funktionieren? Reicht die Dimensionierung? Entstehen da
irgendwo Schwingungen die ich mit Kondensatoren glätten muss?
Anscheinen kennt ihr euch mit Bauteilnummer echt gut aus. Sollte es
dennoch Daten zu einem Bauteil geben, kann ich sofort alles Posten.
Danke im voraus!
thomas simon schrieb:> Richtig geplant?
330Ω machen nen Basisstrom von 13mA. Wieviel kann denn der Mega8?
Hatte bei Hi-Pegel nur 10mA in erinnerung.
Wenn der Transistor eine Stromverstärkung von ~150 hat(und das wäre
schon mies), reichen für die 300mA vom Ventil 2mA BAsisstrom. Machen wir
>4mA draus um genug Übersteuerungsfaktor für Schaltbetrieb zu haben.
4,3V/4,3mA = 1kΩ
Freilaufende Diode ist übrigens sehr bio-ääh löblich. Kann die auch
300mA ab?
mfg mf
Außerdem würde ich mal noch einen PullDown Widerstand mit 10K vor der
Basis einfügen. So wird der Pegel des Transistors nach dem Einschalten
und vor der Portkonfiguration in den sicher ausgeschalteten Zustand
gebracht.
Dirk
@helumt: Ok, Diode war mir fast schon klar, hab es ausgenutzt das ich
noch ein paar davon rumliegen habe. Ist halt enorm schnell die
Schottky...
@mini float: Wieso 4,3V? Eingangspannung am Atmega hab ich ziemlich
konstante 5V (7805 sei Dank), muss ich dann nicht auch mit 5V am Ausgang
rechnen? Aber gut, es wäre dann 1,2 kOhm.
Also Widerstand in 1 kOhm austauschen. Stimmt es dann? Ich geh von einer
Schaltdauer von 2 Std. aus und da sollte nichts heiß laufen...
Für Segen sind Sektenführer zuständig, damit kenne ich mich nicht aus.
Was die Schaltung betrifft: Der BD139 hat eine minimale Stromverstärkung
von 25 bei 500mA, mit 1kOhm Basiswiderstand ist das sehr optimistisch.
Rechne selber. Der 10kOhm Ableitwiderstand ist völlig unnötig, frißt nur
Platz und Strom. Schließlich treibst Du einen Bipolartransistor, keinen
Mosfet.
@Helumt: Sorry, dummer Anfängerfehler.
@Micha: Danke! Was dazugelernt. Was für einen Vorwiderstand findest du
realistischer? Mir fehlt echt die Erfahrung...
Nimm einen Logiglevel MOSFET oder eine Darlington Transistor.
Wenn du noch einen BC547 oder so da hast kannst du dir denn selber
machen.
Emitter vom BC547 an Basis von Leistungstransistor. Die beiden
Kollektoren zusammen. AVR Ausgang über Vorwiderstand an Basis von BC547.
Vorwiderstand auf rund 3.3 Kohm.
Die Schaltung passt. Und zwar genauso wie du sie gezeichnet hast.
Natürlich gibt es noch fünf andere Möglichkeiten diese Aufgabe zu lösen,
aber das ist ja nicht die Frage gewesen. z.B. kann man einen neueren
Transistor nehmen, etc.
Am Widerstand fällt 4V ab. 4,7V gibt der Atmega aus, 0,7V für den
Transistor.
Basisstrom ist: 4V/330ohm = 12 mA
Die minimale Stromverstärkung reicht gerade aus. 12 mA * 25 = 0,3A
Du brauchst: 3,8W / 12V = 0,31A
Allerdings ist der Faktor 25 Worst-Case bei einem größerem Strom
-> es wird funktionieren
Verlustleistung am BD139 0,2V*0,3A = 0,06 W = 60 mW (mehr als ok)
Mini Float schrieb:> 330Ω machen nen Basisstrom von 13mA. Wieviel kann denn der Mega8?
20 mA
Jo, Alexander S. war schneller. Passt wie ursprünglich geplant.
Zur Kontrolle kannst Du im Betrieb die Kollektorspannung messen, der
Transistor sollte halt in der Sättigung sein, wenn er durchgeschaltet
ist.
Je nach Magnetventil könnte es sinnvoll sein nach dem Anziehen den
Ausgang per PWM zu steuern, um den Strom zu reduzieren (auf z.B. 200
mA). Dann braucht man aber die schnelle Freilaufdiode. Man kann damit
oft auch auf eine Regelung der 12 V verzichten.
Die Daten des Magnetventils sollte man noch mal Prüfen: die Angabe 8,4
VA macht eigentlich nur Sinn, wenn das Ventil für AC gedacht ist. Bei
Betrieb an Gleichspannung ist dann eine geringere Spannung als 12 V
richtig, und im ganz ungünstigen Fall schaltet das Ventil dann nicht
zuverlässig aus (wegen Remanenz). Man sollte wenigstens den Ohmschen
Widerstand messen.
Ihr seid genial! Danke euch allen! Ok, ich werde es Montag mal zusammen
löten wie es am ersten Schaltplan ist und messen. Geb euch dann
bescheid!
@ulrich: Das Magnetventil wird für AC/DC ausgelegt sein, angaben sind
vom Datenblatt.
@Micha: Ich kann die Sättigung zwar berrechnen, aber wie überprüf ich
Sie? Messgerät wo hin? Was müsste ich messen damit es passt?
Wenn ein Ventil für AC oder DC ist, dann braucht man oft DC eine
kleinere Spannung. Wenn das Ventil für 12 V AC ist, kann es gut sein,
dass man DC nur 6 V braucht, es bei 12 V deutlich mehr als 300 mA
braucht, und dann ggf. sogar zu heiß wird. Der Gleichstromwiederstand
läßt sich aber leicht nachmessen.
Zum messen ob der Transistor wirklich in der Sättigung ist wird die
Spannung zwischen Kollektor und Emitter des Transistors gemessen.
Eingeschaltet sollten es dann weniger als etwa 500 mV sein.
Stimmt, danke Ulrich! Hab es gerade ausprobiert. Er braucht 12V, bei 10V
brummt er schon etwas scheint mit. Hab nachgemessen und tatsächlich, es
sind 450mA
450mA / 25 = 18mA Steuerstrom
4V / 18mA = 222 Ohm
Rechne ich richtig? Also 220 Ohm was ich nehmen sollte...
Leute, nochmal Danke, ihr erspart mir viel Streß!
thomas simon schrieb:> 450mA / 25 = 18mA Steuerstrom>> 4V / 18mA = 222 Ohm
Das ist aber schon grenzwertig ohne Sicherheitszuschlag.
Nimm lieber einen Mosfet oder Darlington.
Probiers doch einfach aus!
Vielleicht reicht es ja, vielleicht auch nicht.
Stell dir mal vor, der BD139 hat einen hFE von 100.
Du gibst 5mA rein, und er lässt 500mA durch.
Brauchen tust du davon nur etwa 350 für dein Relais.
Wenn der Transistor warm wird, dann gib ihm einen Kühlkörper.
Wenn du bei einer Funktion nicht genau weißt, ob sie funktionieren wird,
dann drückst du doch auch auf debuggen, oder?
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck
Nur aus neugier, wenn ich den 330 Ohm drin gelassen hätte, was wäre
passiert? Dann hätte ich ja quasi 12V am Magnetventil aber mit
Strombegrenzer. Also hätte die Spule eventuell gar nicht geschalten,
obwohl 12V zu messen sind, oder?
Also ich werde es jetzt mal mit mit verschiedene Widerständen testen.
Genug Theorie!
Hmm, da hab ich Mist geschrieben.
Der hat ja nur etwa eine Stromverstärkung von 25.
Das heißt, du musst deinen Vorwiederstand senken.
Wenn der µC sonst nicht viel Strom abgibt, sind normalerweise 20mA an
EINEM Pin drin!
Also sind dir vorher vorgeschlagenen 222 Ohm im grünen Bereich...
Hast du noch einen kleinen Transistor da?
Dann bau dir eine Darlingtion-Schaltung.
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck
Hab halt echt wenig Platz auf der Platine, das würde ich auch sehr
ungerne ändern, da ich dann Probleme mit dem Gehäuse habe. Hey, ich
teste es jetzt mal mit einem Widerstand und dem BD139. Schauen wir dann
mal, ich halt euch auf dem laufendem!
Die Verstärkung beim BD139 ist mindestens 25 bei 500 mA. Meistens wird
es etwas mehr sein, vor allem wenn man einen BD139-16 erwischt hat. Mit
220 Ohm ist es trotzdem besser, der Ausgang hat auch noch etwa 30-40
Ohm, man bekommt als Strom damit dann etwa (5V - 0,7 V) / (220+30 Ohm) =
17,2 mA.
Mir dem höheren Widerstand wäre der Strom eventuell begrenzt, das zu
viel an Spannung fällt dann am Transistor ab und erwärmt ihn. Es könnte
aber auch gehen denn die 25 sind ein Mindestwert, meist wird es etwas
mehr sein.
Der Vorschlag mit dem RC Glied hift nicht weiter. Wenn überhaupt müsste
das RC Glied beim Vorwiederstand mit parallel. Da schon eher nach dem
Anziehen den Strom per PWM reduzieren. Das kann bei einem Ventil für AC
nötig sein.
Leute, es klappt! Wie in der ersten Schaltung. Nur konnte ich die 220Ohm
nicht so schnell auftreiben, so dass ich noch keinen Langzeittest fahren
konnte. Aber es klappt, das Ventil klappert zwar etwas und hält sich
nicht, aber das wird an den 330 Ohm liegen. Hoffen wir jetzt noch, das
es mit 220 auf längere Zeit reicht und nichts zu heiß wird!
thomas simon schrieb:> Hoffen wir jetzt noch, das> es mit 220 auf längere Zeit reicht und nichts zu heiß wird!
Du baust deine Schaltungen auch nach dem Prinzip Hoffnung auf.
Tja, so programmiere ich auch. Wenn etwas schief geht, ist der
Transistor kaputt und ich hab 80 Cent verloren. Ich bin halt Anfänger
und hier scheiden sich die Meinungen stark. Komm schon, spricht doch
nichts gegen ausprobieren.
Hallo,
thomas simon schrieb:> Nur aus neugier, wenn ich den 330 Ohm drin gelassen hätte, was wäre> passiert? Dann hätte ich ja quasi 12V am Magnetventil aber mit> Strombegrenzer. Also hätte die Spule eventuell gar nicht geschalten,> obwohl 12V zu messen sind, oder?
Nein.
Wenn der Transistor aufgrund eines zu großen Basiswiderstandes nicht
richtig durchsteuert, resultiert ein erhöhter Spannungsabfall an der
Kollektor-Emitter-Strecke -> weniger Spannung am Magnetventil.
Das Magnetventil ist im Gleichstromkreis ein ohmscher Widerstand -> der
Strom ergibt sich annähernd linear aus der anliegenden Spannung.
D. h., wenn man 12V am Magnetventil misst, fließt zwangsläufig auch der
entsprechende Betriebsstrom, das Ventil schaltet.
Außer es ist kaputt. ;)
ulrich schrieb:> Wenn ein Ventil für AC oder DC ist, dann braucht man oft DC eine> kleinere Spannung. Wenn das Ventil für 12 V AC ist, kann es gut sein,> dass man DC nur 6 V braucht, es bei 12 V deutlich mehr als 300 mA> braucht, und dann ggf. sogar zu heiß wird.
Genau. Das Magnetventil hat im Wechselstromkreis einen induktiven
Blindwiderstand, der sich zum ohmschen Wirkwiderstand hinzuaddiert.
Im Gleichstromkreis wirkt dagegen nur der ohmsche Anteil.
Wenn die Angabe 12V sich auf Wechselspannung bezieht, fließt deshalb bei
12V Gleichspannung ein höherer Strom als vorgesehen -> Erwärmung ->
Defekt.
Das ist offensichtlich auch der Fall:
I = 3,8 W / 12 V = 317 mA
Du hast dagegen 450 mA gemessen -> zu viel.
Miss den ohmschen Widerstand des Magnetventils und berechne daraus die
erforderliche Gleichspannung, um auf die 3,8 W zu kommen.
U = sqrt( 3,8 W * R )
Schau dir nochmal das Datenblatt an, da sollte eigentlich auch genaueres
dazu stehen.
Grüße
thomas simon schrieb:> Ich bin halt Anfänger> und hier scheiden sich die Meinungen stark.
Ich habe dir aber schon gesagt nimm einen Logik-Level FET oder einen
Darlington Transistor. Alles andere ist kein sauberes Design.
@Helumt: Mach ich auch, aber die Teile hab ich halt jetzt seit Freitag
und ich werd sie doch jetzt nicht in den Müll werfen, weil es vielleicht
nicht klappt. Ich bin nicht stur, aber in der Situation bin ich halt
jetzt.
@Johannes: Die Rechnung steht schon. Ich brauch 220 Ohm vor der Basis.
Bei Faktor 25 bedeutet das 488 mA durch Kollektor und Emitter. Also
alles im grünen Bereich. Und es klappt ja fast mit 330 Ohm vor der
Basis. Ich überleg mir sogar einen Potti zu holen und mich ran zu
tasten.
Ein Einstellregler könnte genau das richtige sein.
Aber wie schon gesagt, nicht weiter als 200 Ohm runter!
Ansonsten guck mal nach Darlington-Schaltung!
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck
thomas simon schrieb:> Ich überleg mir sogar einen Potti zu holen und mich ran zu> tasten.
Und dann schlaegt das Wetter um und das Ventil schaltet nicht mehr.
thomas simon schrieb:> Die Rechnung steht schon. Ich brauch 220 Ohm vor der Basis.
Mit den 220 Ohm bist du aber am Rande der Spezifikation. AVRs können
maximal (!!!) 20 mA treiben. Das geht vielleicht eine gewisse Zeit, aber
zuverlässig ist es nicht und gutes Design ist es schon gar nicht...
thomas simon schrieb:> die Teile hab ich halt jetzt seit Freitag> und ich werd sie doch jetzt nicht in den Müll werfen
Musst du auch nicht. Du brauchst lediglich z.B. einen BC547 (ca. 5 Cent)
und einen ca. 4,7k Widerstand für eine Darlington-Schaltung. Die Teile,
die du schon hast, kannst du beibehalten.
Aber das eigentliche Problem steht unten in meinem Post. Dein
Magnetventil braucht bei Gleichspannung weniger als 12 Volt. Sonst
wird es zu heiß und geht kaputt.
Grüße
Hab ich nicht mit dem Transistor auch einen Spannungsteiler? Werden doch
keine 12V sein.
Darlington Schaltung ist schon längst studiert, aber wie schon erwähnt,
nicht aus Faulheit oder Geldmangel unerwünscht, sondern aus Platzmangel
im Gehäuse.
Deswegen, ich weiß ihr seid nicht begeistert, aber lasst es mich bitte
mal testen und dauernd die Temperaturen überprüfen. Wenn es nicht geht,
dann mach ich mit der Darlingtonschaltung weiter. Ich bin zwar am
Grenzwert, aber nirgends drüber. Und Grenzwerte werden halt auch lieber
zu niedrig als zu hoch angesetzt.
Wünscht mir mal Glück!
thomas simon schrieb:> Hab ich nicht mit dem Transistor auch einen Spannungsteiler? Werden doch> keine 12V sein.
Wenn der Transistor in Sättigung ist, sind es vielleicht 11,7 V. Das
bringt es nicht wirklich.
Vielleicht ist das Ventil auch so ausgelegt, dass es sowohl mit 12V AC
als auch 12V DC klarkommt, d. h. die Leistung bei 12V AC genügt für die
Betätigung und es verkraftet aber auch die höhere Leistung an DC.
Fakt ist, dass der Betrieb an 12V DC die von dir in der Skizze
angegebene Leistung von 3,8W übersteigt.
Aber ehe ich weiter spekuliere: Du hast doch das Datenblatt. Da muss das
drinstehen.
Grüße
Ein Darlington-transistor wie BD675 ist mechanisch genau so groß wie der
BD139, und hat sogar eine kompatible Pinbelegung.
Wieso Brummt das Magnetventil eigentlich ? Bei einer glatten 12 V
Gleichspannung sollte da nichts brummen. Da sollte ggf. noch ein Elko an
die 12 V.
Wenn man ein AC Ventil mit DC betreibt, kann man mit der Leistung meist
auch noch deutlich unter die Nennleistung für den AC Betrieb gehen. Man
sollte nur nicht dauerhaft drüber gehen, wegen der Erwärmung.
Kurzzeitig zum Anziehen kann es aber sogar nötig sein, dass man fast die
AC Nennspannung nutzt, auch wenn dann kurzzeitig mehr Strom fließt.
So eine Magentspule für AC ist gar nicht so einfach: Solange das Ventil
noch nicht geschaltet hat, ist der Kern nicht geschlossen und die
Induktivität ist recht klein. Es kann also ein relativ hoher Strom
fließen um den Magneten erstmal anzuziehen. Wenn der Magent erstmal
angezogen ist, wird die Induktivität größer und reduziert den Strom. Der
kleinere Strom reicht aber um das Ventil angezogen zu lassen. Bei DC
Betrieb muss man das Reduzieren des Stroms eventuell per PWM über den µC
steuern. Bei keinen Ventilen / Relais geht es oft auch mit einer
passenden konstanten Spannung, mit etwa der Nennleistung.
Oder man macht die Stromreduzierung nach dem Anziehen des Magneten mit
einem Widerstand und einem Kondensator.
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Achso, ich dachte die Darlington Schaltung besteht aus mehreren
Bauteilen. Hab sie im Unterricht durchgenommen und nie gecheckt das wir
von einem Chip reden. Shame on me.
Ok, angenommen ich nehme BD675 und werf den BD139 in den Müll (und das
ohne es überhaupt probiert zu haben ), was für eine Verstärkung hat der
BD675 dann? Kann 750 stimmen oder lese ich das Datenblatt falsch?
thomas simon schrieb:> Achso, ich dachte die Darlington Schaltung besteht aus mehreren> Bauteilen. Hab sie im Unterricht durchgenommen und nie gecheckt das wir> von einem Chip reden. Shame on me.>
Mittlerweile gibt es ganze Computer auf einem Chip :-)
> Ok, angenommen ich nehme BD675 und werf den BD139 in den Müll (und das> ohne es überhaupt probiert zu haben ), was für eine Verstärkung hat der> BD675 dann? Ich find kein Datenblatt aus dem ich schlau werde!
Sag mal lies du eigentlich das was man dir schreibt? In dem Datenblatt
was ich dir genannt hatte steht der Parameter in der 5 Zeile. Da du das
aber nicht finden kannst nenn ich dir den Wert.
hfe min = 750.
Hab halt selbst ein Datenblatt genommen und da stand es etwas komisch
da. Aber lag doch richtig!
Also, 450mA / 750 = 0,6 mA
4,3V / 0,6mA = 7166 Ohm
Welchen Widerstandswert soll ich jetzt bitte bei einer solche
Verstärkung wählen? Ist das nicht viel zu hoch? Brauch ich da eine Art
Rückkopplung zum stabilisieren?
thomas simon schrieb:> Welchen Widerstandswert soll ich jetzt bitte bei einer solche> Verstärkung wählen? Ist das nicht viel zu hoch? Brauch ich da eine Art> Rückkopplung zum stabilisieren?
Nimm jetzt davon 1/3 dann ist der Transistor 3 fach übersteuert. Also
2.2KOhm
Der Transistor arbeitet als Schalter da wird nix gegengekoppelt.
Ok, folgendes, da heute morgen der Conrad noch nicht offen hatte, hab
ich die Schaltung mit meinen alten Teilen fertig gelötet. Es
funktioniert.
Ausgangsstrom am Atmega8 = 17mA
Widerstand 220 Ohm
Spannung am BD139 zwischen C und E = 0,3V
Strom zum Magnetventil = 600mA
Das ganze läuft jetzt schon seit drei Stunden, Transistor wird handwarm
und alles ist stabil.
Schalten läuft sofort. Nur die Schottky-Diode kann ich mit meinen
Testgeräten nicht überprüfen, die sind dafür zu träge, aber die müsste
ja auch klappen.
Bitte, sagt mir bitte nur bei einer groben Gefahr das ich jetzt was
austauschen muss, weil ich eigentlich happy bin mit dem Ergebnis!
thomas simon schrieb:> Das ganze läuft jetzt schon seit drei Stunden, Transistor wird handwarm> und alles ist stabil.
Das ist ja jetzt der ganz grosse Zuverlaessigkeitstest.
Warum fragtst du wenn du sowieso alles ignorierst was mir dir sagt.
Deine Schaltungen funktionieren nur durch das Prinzip Glueck und
Hoffnung. Beide sind aber in einer Technischen Konstruktion nicht
angebracht.
Aber das willst du ja gar nicht wissen.
Wem glauben, den Leuten die hier schreiben "das passt schon" oder den
Leuten die schreiben "das wird nicht klappen"?
Außerdem hab ich die Werte so in etwa berrechnet, wieso dann Glück? Das
ist ausprobieren und es klappt. Man, fühl dich doch nicht angemacht,
weil ich deine Lösung als Plan b akzeptiert habe und nicht als Plan a.
mc.png
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