Hallo liebe Leute,
da ich noch nie mit einem Transistor gearbeitet habe und nicht möchte,
dass meine Hardware Schaden nimmt, wollte ich euch zu folgendem Thema um
Hilfe und Eure Meinungen bitten.
Ausgangssituation:
•Ich besitze das Arduino Board Duemillanove, auf dem sich ein
ATmega328P-PU befindet.
•Mit Hilfe des Boards möchte ich einen kleinen Vibrationsmotor (vgl.
Datenblatt im Anhang) ansteuern.
•Um die Stärke der Vibration einstellen zu können, möchte ich die
PWM-Funktion des Mikrocontrollers nutzen. Ich möchte also die Spannung
am Ausgangspin (PB 1) zwischen 0V und 5V variieren. (z.B.: 50%
Vibration = 2,5 V Spannung an PB1 / 100% Vibration = 5V)
Problem:
•Dem Datenblatt des Motors ist zu entnehmen, dass dieser bei 3,6 Volt
betrieben wird und ca. 80mA zieht; also mehr als meiner (oder ein
anderer) Mikrocontroller vertragen kann.
Lösungsversuch:
•Da der Mikrocontroller 80mA nicht verkraftet, möchte ich einen
Transistor verwenden, um den gewünschten Strom zu erhalten.
•Als Transistor liegt mir derzeit ein NPN-Transistor mit dem Namen
BC337-40 (45V; 0,5A; 0,525W) vor.
•Den Basiswiderstand habe ich folgendermaßen berechnet (alle Werte grob
gerundet):
Ic = 80 mA : gewünschter Kollektorstrom für Motor
hfesat = 250/10 = 25 : ungefährer Wert (hoffe der stimmt)
Ib = Ic / hfesat = 0,0032 A : maximal benötigter Basisstrom
USteuer = 0,7 V : Steuerspannung
RBasis = (UPin – USteuer) / IB = 1,2 kOhm :Basiswiderstand
•Im Anhang befindet sich ein zusammengeschusterter Schaltplan, wie ich
Ihn bisher realisieren würde.
Hierbei ergibt sich noch eine Frage:
Ist der Anschluss mit der Bezeichnung +5V mit dem ATmega328P-PU
verbunden oder ist der am USB dran, ich würde meinen Motor gerne ohne
zusätzliche Spannungsquelle betreiben, wenn das mit Hilfe des Boards
möglich ist. Und da der USB ja 500mA liefert, sollte das eigentlich
gehen… oder liege ich da falsch? Werde aus dem Datenblatt nicht ganz
schlau.. (vgl. Anhang)
Ich danke Euch allen für Eure Hilfe. Wenn Ihr in meiner bisherigen
Lösung ein Problem oder Fehler findet oder eine Anwort zu meiner Frage
habt, dann lasst es mich bitte wissen.
Viele Grüße,
Steve-o
Wenn der Motor 3,6V hat, du aber 5V als Versorgung hast, würde ich das
so aufbauen:
5V ----------------o------
|
|/ C
PWM ------------| npn
0/5V |\ E
|
\|/
-|-
|
.----o----.
_|_ |
/|\ Motor
| |
GND ----------o---------o---------
Der Basisvorwiderstand ist so plausibel. Bei 5V Ausgang vom µC fliessen
etwa 4 mA in die Basis, das ist erst mal ok.
Aber die 300 Ohm Vorwiderstand vor den Vibrationsmotor verstehe ich
nicht.
Bei 5V würden ohne Motor durch einen 300 Ohm Widerstand nur etwa 15 - 16
mA fliessen, wenn an dem Widerstand bei 80mA 1,6V abfallen sollen dann
wäre das:
1,6 / 0,08 = 20 Ohm.
Was fehlt ist eine Freilaufdiode, damit der Transistor nicht durch
Spannungsspitzen zerstört wird.
Nachtrag: Lippis Lösung ist natürlich auch ok.
Hallo Jungs,
das ging sehr schnell! Vielen Dank für die Infos.
@Udo:
Mit dem Widerstand von 300 Ohm hast Du natürlich recht. Das ist bei mir
(in der Realität) auch ein 20 Ohm Widerstand, ich habe keine Ahnung
warum ich da 300 reingeschrieben habe! Vielen Dank.
@Lippy:
Ich nehme an in deinem Schaltplan hast du die Widerstände zur
Vereinfachung nicht dargestellt oder gehören da keine rein (z.B.
Basiswiderstand)? Sry aber ich kenne mich da wirklich noch nicht so gut
aus.
Hat noch einer ne Info bezüglich dem 5V Anschluss auf dem Arduino
Board.. siehe oben...
Grüße,
Steve-o
Steve-o Bane schrieb:> Hat noch einer ne Info bezüglich dem 5V Anschluss auf dem Arduino> Board.. siehe oben...
Ich sachs mal so:
Je weiter du den Motor versorgungsmässig von deinem µC fernhalten
kannst, umso besser. So ein Motor ist eine rechte 'Dreckschleuder', was
Störimpulse auf der Versorungsspannung anbelangt.
Steve-o Bane schrieb:> Ich nehme an in deinem Schaltplan hast du die Widerstände zur> Vereinfachung nicht dargestellt oder gehören da keine rein (z.B.> Basiswiderstand)?
Ist zwar nicht mein Schaltplan...
Der Basiswiderstand wurde der Einfachheit halber weggelassen, ansonsten
gehört dort keiner mehr rein. Die 1,4V "zuviel" werden im Transistor und
der oberen Diode verheizt.
Fast alles klar,
vielen Dank für die Antworten!
Eine Frage hätte ich noch. In der Beschreibung zu den Transistoren
steht, dass bei einem NPN-Transistor und der Verschaltung nach GND die
Last am Kollektor liegen sollte (so hab ich das zumindest verstanden..).
Warum macht es hier Sinn, die Last an den Emitter zu hängen (vgl.
Lippies Lösung).
Greets,
Steve-o
>Ich nehme an in deinem Schaltplan hast du die Widerstände zur>Vereinfachung nicht dargestellt oder gehören da keine rein
Sowas macht man nicht. In einem Stromlaufplan kann man nicht einzelne
Bauelemente der Vereinfachung weglassen.
Sowas geht nur bei Blockschaltplänen. Aber dort ist selten ein einzelner
Transistir gezeichnet.
Ein Schaltplan ist immer komplett. Wenn keine Widerstände dargestellt
sind, gehören auch keine rein.
> Warum macht es hier Sinn, die Last an den Emitter zu hängen
Nennt sich Emitterfolger (der braucht auch keinen Basis-Widerstand!).
Der Grund dafür wurde bereits genannt:
>> Die 1,4V "zuviel" werden im Transistor und der oberen Diode verheizt.
Beide haben 0,7V Spannungsabfall, macht zusammen 1,4V. Und 5V-1,4V sind
(oh Wunder) 3,6V. Somit bekommt der Motor trotz 5V-Versorgung max. 3,6V
Spannung.
Wenn unbedingt 3V notwendig sein sollen, einfach noch eine Diode in
Reihe schalten.
@Steve-o Bane
Dir sei folgende Lektüre empfohlen.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Kollektorschaltung_.28Emitterfolger.29
Insbesondere folgendes Zitat daraus:
> In diesem Fall regelt der Transistor die Spannungen am Emitter, daher wird> die Last am Emitter angeschlossen. Die Spannung am Emitter entspricht immer> der an der Basis minus 0,6VMatthias Lipinsky schrieb:> Wenn keine Widerstände dargestellt> sind, gehören auch keine rein.
Ich mache in dem Fall dennoch gerne "Angstwiderstände" rein, man weiß ja
nie.
Aber Recht hast du.
mfg
>Ich mache in dem Fall dennoch gerne "Angstwiderstände" rein, man weiß ja>nie.
Mal davon abgesehen, das Basiswiderstände bei der Kollektorschaltung
kontraproduktiv sind, würde man die Angstwiderstände ja schließlich auch
einzeichnen und nicht "zur Vereinfachung" weglassen...
Schaltplan.png
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