Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Selbsthaltung mit Transistor


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von Le H. (beks)


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Hallo,
mein µC wird über einen Taster mit Spannung versorgt. Das heißt ich 
betätige den Taster, der Controller fährt hoch und führt bestimmte 
Sachen aus. Dann soll er noch ein paar Sekunden warten und wieder 
herunterfahren. Da ich den Taster nicht die ganze Zeit betätigen möchte, 
soll dieser über einen Selbsthaltung Transistor gehalten werden. Ich 
verwende einen n-Kanal FET.

Wie kann ich die Schaltung am besten aufbauen? PortD5 soll das Gate 
ansteuern.

von Andreas K. (derandi)


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Simple PNP-Transe zwischen Spannungsversorgung und µC klingt einfach für 
mich. Ausser ich hab grad was übersehen.

von Alexander S. (agentbsik)


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von Le H. (beks)


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Andreas K. schrieb:
> Simple PNP-Transe zwischen Spannungsversorgung und µC klingt einfach für
> mich. Ausser ich hab grad was übersehen.

Ich hab einen FET. Und irgendwie bekomm ich das nicht hin. Drain und 
Source also parallel zum Schalter?

von Le H. (beks)


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Auch wenns jetzt etwas peinlich ist, aber so?

von Martin S. (panik)


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Alexander Sewergin schrieb:
> http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Transistortester
>
> Guck dir mal dort den Schaltplan an.
Dem ist nichts mehr hinzuzufügen, schau dir den Schaltplan mal an!

von Le H. (beks)


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Martin S. schrieb:
> Dem ist nichts mehr hinzuzufügen, schau dir den Schaltplan mal an!

Das ist ja sehr nett. Ich habe aber einen N-Kanal FET und sonst nur NPN- 
Transistoren griff bereit. Kann ich die Schaltung auch dementsprechend 
anpassen und wenn ja wie?

Im übrigen brauch ich für die Schaltung 3 Transistoren. Das geht doch 
sicherlich auch mit weniger Hardware. Darum frag ich ja nach 
Alternativen.

von olibert (Gast)


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E. O. schrieb:
> Ich habe aber einen N-Kanal FET und sonst nur NPN-
> Transistoren griff bereit. Kann ich die Schaltung auch dementsprechend
> anpassen und wenn ja wie?

Aus guten Grund wird die Versorgungsspannung mit einem PNP-Tranistor im 
Kollektorkreis geschaltet geschaltet. Falls du unbedingt einen 
NPN-Transistor verwenden willst, koenntest du GND schalten.

von Martin S. (panik)


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Zwei Transistoren und ein wenig Kleinkram sind das mindeste. Allerdings 
ist immer auch ein pnp Transistor notwendig.

von Le H. (beks)


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Martin S. schrieb:
> Zwei Transistoren und ein wenig Kleinkram sind das mindeste. Allerdings
> ist immer auch ein pnp Transistor notwendig.

Wo liegt denn das mein Denkfehler? Ich könnt das ja auch mit einen 
Relaiskontakt realisieren. Da bräucht ich definitiv nur einen Schließer.

Ich betätige den Taster, lege den Controller an Spannung. Eine seiner 
ersten Aufgaben ist, einen Pin auf High zu ziehen. Dieser soll dann die 
Basis bzw Gate ansteuern um den Tasterkontakt zu überbrücken. Ist wohl 
zu trivial gedacht oder?

von Le H. (beks)


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olibert schrieb:
> Aus guten Grund wird die Versorgungsspannung mit einem PNP-Tranistor im
> Kollektorkreis geschaltet geschaltet. Falls du unbedingt einen
> NPN-Transistor verwenden willst, koenntest du GND schalten.

Kannst du mir das vielleicht etwas genauer erklären. Steh grad auf dem 
Schlauch.

von hyggelig (Gast)


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Relais würde gehen.
Der Denkfehler liegt darin (darum braucht man 2 Transistoren):
Angenommen Du schaltest Deinen einzigen aus, dann geht die Basis / Gate 
zusammen mit dem abgeschalteten Mikrocontroller runter, Richtung Masse. 
Da der µC ja keine Spannung mehr hat.
Das führt dazu, dass der Transistor gleich wieder einschalten würde.

von Klaus2m5 (Gast)


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Deine Schaltung von oben:

Taster gedrückt, Conroller bekommt Vcc - UBE ca 2,7V. Mit 2,7V kann der 
Transistor aber nur 2,1v liefern, mit 2,1v kann der Transistor aber nur 
1,5V liefern u.s.w. Am Ende ist das Ding wieder aus und es war nur 
Millisekunden an.

von Le H. (beks)


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hyggelig schrieb:
> Angenommen Du schaltest Deinen einzigen aus, dann geht die Basis / Gate
> zusammen mit dem abgeschalteten Mikrocontroller runter, Richtung Masse.
> Da der µC ja keine Spannung mehr hat.
> Das führt dazu, dass der Transistor gleich wieder einschalten würde.


Soweite versteh ich das noch. Mal davon abgesehen, dass er durch den 
Transistor gar nicht in die Selbsthaltung geht nach meiner Schaltung 
oben. Sobald der Taster losgelassen wird, geht alles aus.

von Le H. (beks)


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Klaus2m5 schrieb:
> Taster gedrückt, Conroller bekommt Vcc - UBE ca 2,7V. Mit 2,7V kann der
> Transistor aber nur 2,1v liefern, mit 2,1v kann der Transistor aber nur
> 1,5V liefern u.s.w. Am Ende ist das Ding wieder aus und es war nur
> Millisekunden an.

Hallo Klaus, danke für die Hilfe. Es müsst doch aber Vcc - Uce heißen 
oder? Meine Versorgungspannung beträgt allerdings entgegen meiner 
Zeichnung 4,5V. Was wohl aber nichts an deiner Erklärung ändern würde. 
Wobei ich die nicht ganz verstehe. Am Controller liegen 4,5V (Vcc) - Uce 
(~0,5V) = 4V an. Die 4V geb ich dann an die Basis, mit der Spannung 
stell ich dann am Transistor doch den Strom Ice ein.

von hyggelig (Gast)


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Du brauchst eine Schaltung, die die Spannung um MINDESTENS 1 verstärkt 
und NICHT INVERTIERT. Deshalb 2 Transistoren.

Dein Vorschlag invertiert zwar nicht. Aber Du hast eine Verstärkung < 1.

µC schaltet 3.3V an die Basis. Emitter hat dann 0.7V weniger also 2.6V.
µC schaltet 2.6V an die Basis. Emitter hat dann 0.7V weniger also 1.9V.
µC schaltet 1.9V an die Basis. Emitter hat dann 0.7V weniger also 1.2V.
µC schaltet 1.2V an die Basis. Emitter hat dann 0.7V weniger also 0.5V.
µC schaltet 1.2V an die Basis. Emitter hat dann 0.7V weniger ...

von Le H. (beks)


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Dann würde die Schaltung wohl auch nichts bringen, obwohl der Emitter 
auf GND liegt?

von hyggelig (Gast)


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da hätte man dann wieder das Problem, dass beim Ausschalten der µC nach 
oben geht und damit den Transistor wieder einschaltet.

von Le H. (beks)


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Ich glaub mir fehlt es etwas an Schaltungstechnik. Zum ausschalten würde 
ich hier den PB4 von HIGH auf LOW ziehen. Dann fällt über 
Basis-Emitterstrecke keine Spannung mehr ab, bzw. fehlt dem Transistor 
der Steuerstrom. Dann macht der doch zu und die gesamte Spannung fällt 
über Collector-Emitter ab. Oder ist das schon falsch?

von Jens G. (jensig)


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Einen µC kann man übrigens meistens auch in den Schlaf schicken, dann 
braucht der auch "fast" nix mehr. Oder ist das auch noch zu viel?


Ansonsten mal als exotischere Variante, falls es wirklich unbedingt mit 
N-Kanal oder npn sein muß.:
N-Kanal in die Plusleitung setzen, und den freien Port als 
Ladungspumpenantrieb benutzen, um dessen Gate über die Betriebsspannung 
zu bekommen. Benötigt nur zwei Dioden, 2 kleine C's, und einen 
Entladungs-R. Bei Ub=3,3V und Schottkydioden bräuchte man aber trotzdem 
einen Mosfet, der bereits bei max.. 2,5V durchschaltet. Logiclevel-Typen 
sollten das dann schon sein. Oder einfach einen kleinen npn-Transistor 
nehmen.
Natürlich muß man dabei immer den Portpin permanent toggeln.

Die gängigste Lösung wäre natürlich, vom µC einen npn anzusteuern, der 
dann über seinen Kollektor einen pnp oben in der Plusleitung ansteuert.
Kann man natürlich auch Mosfets mit beiden Polaritäten stattdessen 
nehmen.

Und noch eine Variante: mit µC Optokoppler ansteuern, der dann die 
Plusleitung schaltet. Der µC sollte die OK-IRED gegen Masse schalten, 
bzw. die Anode der IRED direkt an der nichtgeschalteten Versorgung 
hängen, damit der OK nicht noch seinen eigenen Flußstrom halten muß 
(würde nur gehen bei OK's mit k>1)
Ist eigentlich dasselbe Prinzip wie mit dem Relais.

von Jens G. (jensig)


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>Ich glaub mir fehlt es etwas an Schaltungstechnik. Zum ausschalten würde
>ich hier den PB4 von HIGH auf LOW ziehen. Dann fällt über
>Basis-Emitterstrecke keine Spannung mehr ab, bzw. fehlt dem Transistor
>der Steuerstrom. Dann macht der doch zu und die gesamte Spannung fällt
>über Collector-Emitter ab. Oder ist das schon falsch?

Ja, aber da dem µC dann plötzlich die Masseverbindung fehlt, gehen alle 
seine Pins (incl. sein GND-Pin) hoch auf (fast) 3,3V. Ihn hält ja nix 
mehr auf GND-Potential. Da nun alle Pins auf 3,3V liegen, würde die 
Basis des T (über den R1) auch die 3,3V wieder sehen, und er schaltet 
dann durch. Letztendlich pegelt sich dann irgendeine Zwischenspannung 
ein, so daß der µC immer noch rund 2V sehen wird.

von Le H. (beks)


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Achso, die Idee mit dem Optokoppler find ich auch ganz gut, nur hab ich 
leider auch keinen hier. Dafür zur genüge NPN Transistoren und einen N- 
und P- Kanal FET.

Den Controller hatte ich voher mit Sleepmodus betrieben, allerdings war 
der Stromverbrauch für Batteriebetrieb immernoch zu groß. Der hat im 
Powerdownmodus immernoch 1mA gezogen. Womit ich mit normalen Batterien 
nicht weit gekommen wär. Zumal hab ich es nicht geschafft den Controller 
über Interrupts dann aufzuwecken.
Siehe hier:
Beitrag "Re: Externer Interrupt am ATTINY 2313"

von Jens G. (jensig)


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>leider auch keinen hier. Dafür zur genüge NPN Transistoren und einen N-
>und P- Kanal FET.

Na dann nehme doch den p-Kanal hinzu (in der Pliusleitung), und steuere 
den mit dem npn an.

von Alexander S. (agentbsik)


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Du hast doch einen P-Kanal Mosfet! Dann bist du doch schon fertig.

von Le H. (beks)


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Ich versuch grad die Schaltung. Irgendwie versteh ich die Schaltung noch 
nicht richtig und deswegen ist der Anhang sicherlich auch falsch.

von Jens G. (jensig)


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Einen p-Kanal schaltet man immer (von Ausnahmen abgesehen) mit dem 
Source nach oben, und Drain nach unten. Den mußt Du also andersherum 
reinklemmen.
Und noch je einen hochohmigen R (100k...1M) parallel zu Gate-Source 
schalten, damit die Gates beim Abschalten sich auch entladen können 
(stellen schließlich kleine Kapazitäten dar)

von Le H. (beks)


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Auch wenns jetzt nicht schön angeordnet ist, aber das müsste dann laut 
deiner Erklärung dem entsprechen?

von Jens G. (jensig)


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Was heist nicht schön - häßlich ... ;-)
Aber so meinte ich es.
Abblock-C für den µC nicht vergessen.

von Le H. (beks)


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Jens G. schrieb:
> Abblock-C für den µC nicht vergessen.

Wofür ist der Zuständig und wo muss der hin?

Jens G. schrieb:
> Was heist nicht schön - häßlich ... ;-)

Ja das trifft es besser, aber sitz schon wieder 5h an dem Problem hier 
:)

von Jens G. (jensig)


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Tust Du kein Datenblatt lesen? Sowas kommt immer zw. +Ub und Masse 
möglichst nah am µC, so wie man es eigentlich bei jedem IC macht, und 
dient zum Abfangen von Stromspitzen des µC und zum "störfiltern".
100n sollten reichen.

von Le H. (beks)


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Achso, doch der ist jetzt auf meinen Breadboard drauf. Doch klar les ich 
Datenblätter. Die Funktion der Schaltung hab ich allerdings noch nicht 
verstanden. Die schau ich mir später nochmal an, ich bau das jetzt 
nochmal auf und hoffe das es läuft. Muss ich sonst noch etwas beachten? 
Im Quellcode? Es reicht doch wenn ich am Beginn des Programms den µC-Pin 
für die Selbsthaltung als Ausgang definiere und den mit einem HIGH 
belege. Zum Beenden der Selbsthaltung den PIN einfach wieder auf LOW 
ziehen oder?

von Jens G. (jensig)


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So in etwas sollte es sein.

von Le H. (beks)


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Hm Problem. Er schaltet sofort ein, ohne das ich den Taster betätige.

von Michael_ (Gast)


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Das kann doch der Prozessor selbst intelligenter lösen.
Aufwachen mit Interrupt und nach der Arbeit wieder schlafen legen.
Wo ist das Problem?

von Le H. (beks)


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Michael_ schrieb:
> Das kann doch der Prozessor selbst intelligenter lösen.
> Aufwachen mit Interrupt und nach der Arbeit wieder schlafen legen.
> Wo ist das Problem?

hier:
Beitrag "Re: Externer Interrupt am ATTINY 2313"

Und das er dann mit 1mA für Batteriebetrieb immer noch zu viel Strom 
zieht bislang.

von Michael_ (Gast)


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Ich dachte aber etwa 10µA oder weniger. Müßte nachschauen.

von Michael_ (Gast)


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Power down modus <0,1µA bei 1,8V!

von Le H. (beks)


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theoretisch wohl ja. Kannst dir ja mein Problem  in dem anderen Beitrag 
gern mal anschauen. Im idle Modus zieht er mit LCD knapp 4mA, im 
Powerdown/Standby mit LCD dann nur noch 1mA. kurioserweise kann ich das 
LCD komplett abziehen und es ändert nichts am Strom.

Die Schaltung hier funktioniert irgendwie nicht, seidenn einer der 
Transistoren ist hin. Aber zwischen D-S hab ich schonmal kein Durchgang 
normal.

von Jens G. (jensig)


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>Hm Problem. Er schaltet sofort ein, ohne das ich den Taster betätige

Dann sind die Transis vielleicht verkehrt herum drin. Nochmal prüfen.

Evtl. auch mal kleinees C's parallel zu den R's schalten (10n).


>> Das kann doch der Prozessor selbst intelligenter lösen.
>> Aufwachen mit Interrupt und nach der Arbeit wieder schlafen legen.
>> Wo ist das Problem?

>hier:
>Beitrag "Re: Externer Interrupt am ATTINY 2313"

>Und das er dann mit 1mA für Batteriebetrieb immer noch zu viel Strom
>zieht bislang.

mit LCD lt. deinem anderen Thread. Und wieviel ohne LCD? Wenn es dann 
nur noch µA sind, dann kannste ja das LCD programmgesteuert abschaltbar 
machen.

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