Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsteiler und PNP-Transistor


von Robin (Gast)


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Hi Leute,
kann mir jemand helfen irgendwie komm ich mal wieder nicht auf des 
Rätsels Lösung und dabei isses wahrscheinlich ganz einfach....
Hier das Problem...
Ich habe eine Spannungsquelle (6xAA-Akkus) über eine Diode (1N5818) an 
einem Spannungsteiler (390kOhm fest, 100kOhm Poti). Dieser 
Spannungsteiler hat am "Mittelabgriff" den üblichen 1kOhm Vorwiderstand 
für den PNP-Transistor (2N 3906 beim Reichelt). Was des ganze machen 
soll, is, dass wenn die Batteriespannung unter 6,6V (6x1,1V) fällt, dann 
soll die LED die mit dem Transistor geschaltet wird, angehen. Wenn die 
Spannung höher ist soll sie aus bleiben. Meine Berechnung sagt dass ich 
das Poti auf ca. 47kOhm einstellen muss. (Habt Nachsicht ich bin 
Anfänger!!!)
Das Problem ist jedoch, egal wie ich das dämliche Poti einstell die 
Drecks LED leuchtet immer. Zwar wird sie leicht dunkler wenn ich mich 
den 100kOhm am Poti nähere aber naja...Die Widerstände hab ich schon 
nachgemessen. Da hab ich keine falschen verbaut! Also bitte HILFE!!!

Danke und Grüße
Robin

Oh ja...anschließend folgen zwei Kondensatoren und ein 5V 
Spannungsregler keine Ahnung obs da vielleciht irgendwelche Effekte gibt 
für die man ein Elektrotechnik Studium brauch?!

von Michel M. (elec-deniel)


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? Mach mal ein S-Bild mit LTspice

von MaWin (Gast)


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Die Kennlinie eines Transistors ist nicht besonders steil, also gibt es 
mit dieser schlechten Schaltung keinen scharfen Übergang. Da du gar noch 
PNP sagst und den Spannungsteiler so beschreibst als ob das 100k Poti an 
Masse hängt ist die Schaltung sowieso falsch. Aber das kann man nur 
erraten weil du ja zu faul zum Aufzeichnen warst.

von Michel M. (elec-deniel)


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von Pastor Braune (Gast)


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>>das dämliche Poti einstell die
Drecks LED leuchtet immer<<

Ich finde solche Ausdrucksweise einfach nur noch "sch*****"

von sittenwächter (Gast)


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Gibt Schlimmeres Herr Pfarrer...z.B. "einfach nur noch "sch*****"

von Robin (Gast)


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hey Leute,
sorry ich wollt euch nich aufn Kecks gehn....hab mich halt geärgert! Im 
Anhang mal mein Schaltplan....ich bin mir bewusst das des ne 
Handzeichnung is aber ich bitte darum mich nicht zu vereissen dafür...
Zwecks Flankensteilheit....Meine "Berechnug" sagt, dass bei voller 
Batteriespannung etwa 1,6V am Transistor sind, was laut Datenblatt 
eigentlich zum unterbrechen reichen müsste (wenn ich mich nicht täusche 
ist der Durchschaltvorgang zwiachen 0,65 und 0,8V) und bei einer 
Batteriespannung von 6,6V müsste die LED dann an sein....also irgegendwo 
dazwischen müsste er durchschalten...oder nich?
nochmal sorry und danke an alle die mir helfen!!!!

von pastor braune (Gast)


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von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Bildformate!  Schau mal, wie man aus 1,9 MB ein Bild von 56 KiB mit
dem gleichen Informationsgehalt macht.  An deiner ungleichmäßigen
Ausleuchtung habe ich allerdings nicht mehr gebastelt.

Ansonsten: wie man in den Wald hineinruft, so schallt es heraus.  Wenn
du mit einer vernünftigen Sprache daher kommst, dann wird man dir auch
vernünftige Antworten geben.

von Hubert G. (hubertg)


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Transistor verkehrt drinnen.

von Udo S. (urschmitt)


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Das funktioniert so nicht.
1. Fehler: Der Spannungsteiler ist 100 mal so hochohmig wie die 
Belastung, das muss eher umgekehrt sein
2. Fehler der Transistor schaltet nicht bei einer Schwelle durch sondern 
wird wegend es hohen Basiswiderstandes nur langsam anfangen zu leiten
3. fehler: Emitter Kollektor vertauscht

Lösung:
Kleiner Schmitt-Trigger mit einem OP.

von spontan (Gast)


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>Transistor verkehrt drinnen.

Eher Schaltung ist großer Käse, das wird so nix.

Such doch mal nach "Komperator".

von Dietrich L. (dietrichl)


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spontan schrieb:
> Such doch mal nach "Komperator".

Dann schon eher "Komparator" ;-))

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Schon interessant, woran sich manche hier aufhängen. Sich dabei aber 
keiner die Mühe macht, das Problem und die angedachte Lösung überhaupt 
mal abzugleichen.

Robin schrieb:

> Ich habe eine Spannungsquelle (6xAA-Akkus) über eine Diode (1N5818) an
> einem Spannungsteiler (390kOhm fest, 100kOhm Poti). Dieser
> Spannungsteiler hat am "Mittelabgriff" den üblichen 1kOhm Vorwiderstand
> für den PNP-Transistor (2N 3906 beim Reichelt). Was des ganze machen
> soll, is, dass wenn die Batteriespannung unter 6,6V (6x1,1V) fällt, dann
> soll die LED die mit dem Transistor geschaltet wird, angehen. Wenn die
> Spannung höher ist soll sie aus bleiben.

Das kann so nicht funktionieren. Ganz egal ob npn oder pnp Transistor 
oder welche Widerstände im Spannungsteiler verbaut sind.

Überlege doch mal: wenn die Spannung an der Batterie steigt, dann steigt 
die Spannung an jedem der beiden Spannungsteilerwiderstände 
gleichermaßen. Und zwar vollkommen unabhängig vom eingestellten 
Teilerverhältnis. Und wenn dann die Basis-Emitterstrecke des Transistors 
parallel zu einem dieser Widerstände liegt, dann steigt die ebenfalls. 
Folge: der Transistor schaltet durch, wenn die Spannung an der Batterie 
über das eingestellte Limit steigt.

Du wolltest aber genau das Gegenteil. Der Transistor sollte 
durchschalten und die LED zum leuchten bringen, wenn die Spannung 
unter das Limit fällt.

So gehts also nicht.

Du könntest jetzt natürlich was mit OPV oder Komparatoren oder einem 
TL431 bauen, aber dabei würdest du nichts lernen. Statt dessen empfehle 
ich die oben abgebildete Grundschaltung für einen Schmitt-Trigger aus 2 
Transistoren.

Die Schaltung löst zu allererst mal dein Problem mit der Invertierung. 
Da hier zwei Transistoren hintereinander geschaltet sind, bekommst du 
das gewünschte Verhalten, daß die LED angeht wenn die Spannung unter das 
Limit fällt. Als zweiten Vorteil hat die Schaltung eine Hysterese. Sie 
hat also nicht nur eine Schaltschwelle, sondern 2. Wenn die Spannung 
unter die untere Schwelle fällt, geht die LED an. Und erst wenn sie 
wieder über die obere Schwelle steigt, geht die LED wieder aus. Die 
Differenz der beiden Schaltschwellen heißt Hysterese.

Zur Dimensionierung. Hier fängt man hinten an mit R3. Nehmen wir an, 
deine LED soll 10mA bekommen und braucht dann 2V. Bei 6.6V am Eingang 
und 2V für die LED bleiben ca. 4.6V über R3. Für 10mA wählen wir 
R3=470R.

Da wir die 10mA schon festgelegt haben, können wir gleich R4 
dimensionieren. R4 ergibt sich aus der gewünschten Hysterese und dem 
Ausgangsstrom. Setzen wir mal 100mV an, dann bekommen wir R4=10R.

R2 muß den Transistor T2 komplett durchsteuern können. Wenn T2 eine 
Stromverstärkung von 100 hat und wir ihn etwas übersteuern, dann wählen 
wir R2 ~= 20*R3 ~= 10k.

Bleiben noch R1 und P1. Die untere Schaltschwelle ist ca. U_be von T1. 
Mit 6.6V am Eingang brauchen wir ein Teilerverhältnis von ca. 9:1. Da T1 
auf einen Kollektorwiderstand von 10K arbeitet, braucht er nur sehr 
wenig Basisstrom und wir können problemlos R1=100K wählen. Wenn das Poti 
ca. in Mittelstellung stehen soll, wählen wir P1=22K.

Jetzt: aufbauen, ausprobieren! Drin messen und verstehen wie das ganze 
arbeitet. Evtl. auch selber mal für andere Werte umdimensionieren. Und 
bei Problemen hier fragen.


XL

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Nachtrag:

Für T1 und T2 tun es irgendwelche npn-Transistoren. Sie müssen nur 10mA 
bzw. 9V aushalten. Passend wären z.B. BC546 (47, 48). Oder 2N3904. Oder 
was sonst noch am Boden der Bastelkiste liegt.

Und wenn man die Eingangspolarität und die LED umdreht, dann gehen auch 
pnp-Transistoren.


XL

von Robin (Gast)


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Danke die Lösung werd ich gleich mal testen....
Hab ich beim pnp Transistor was falsch verstanden? Weil so wie ich des 
verstanden hatte ist die Collector Emitter Strecke leitend wenn keine 
Spannung bzw. Strom an der Basis liegen. (Im Gegensatz zum npn) Und wenn 
ich ne Spannung von etwa 0,7V an die Basis leg, dann sperrt die Strecke. 
Oder nicht? Entsprechend hatte ich dies als Invertierung genutzt...
aber naja ich probier mal die Schmitt Trigger Lösung...eine bestimmte 
Schaltsvhwelle is sogar noch besser als meine Lösung....

Nochmal vielen Dank!!!

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Robin schrieb:
> Hab ich beim pnp Transistor was falsch verstanden? Weil so wie ich des
> verstanden hatte ist die Collector Emitter Strecke leitend wenn keine
> Spannung bzw. Strom an der Basis liegen. (Im Gegensatz zum npn)

Das hast du falsch verstanden. Ein pnp ist im Prinzip ein npn mit 
umgekehrter Polarität. Also wenn der Emitter an GND liegt, muß die Last 
am Kollektor gegen eine negative Spannung geschaltet werden. Ebenso 
fließt ein (negativer) Basisstrom wenn eine negative Spannung an der 
Basis liegt. Und natürlich gilt wie beim npn auch: I_c = B * I_b


XL

von Harald W. (wilhelms)


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Robin schrieb:

> Hab ich beim pnp Transistor was falsch verstanden? Weil so wie ich des
> verstanden hatte ist die Collector Emitter Strecke leitend wenn keine
> Spannung bzw. Strom an der Basis liegen. (Im Gegensatz zum npn) Und wenn
> ich ne Spannung von etwa 0,7V an die Basis leg, dann sperrt die Strecke.

Ein PNP Transistor verhält sich grundsätzlich genauso wie ein
NPN-Transistor. Nur die Polarität der angeschlossenen Betriebs-
spannung ist umgekehrt (Plus und Minus vertauscht).
Gruss
Harald

von Robin (Gast)


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AHSO!!!! Na dann hab ich des komplett falsch interpretiert.....Danke!!!!
Eine Verständnisfrage hab ich noch.....Müsste R4 nicht theoretisch 
Auswirkungen auf die Spannung an der LED haben? Ich seh ein, dass der 
Effekt bei 10 Ohm vernachlässigbar ist, aber rein theoretisch zum 
Verständnis...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Robin schrieb:

> Eine Verständnisfrage hab ich noch.....Müsste R4 nicht theoretisch
> Auswirkungen auf die Spannung an der LED haben?

Auch praktisch hat er die.

> Ich seh ein, dass der
> Effekt bei 10 Ohm vernachlässigbar ist, aber rein theoretisch zum
> Verständnis...

Die Dimensionierungshinweise die ich oben gegeben habe, machen eine 
Menge Zusatzannahmen, etwa daß ein durchgeschalteter Transistor keine 
Restspannung hat. Oder daß die Hysterese so klein ist, daß man sie bei 
der Berechnung von R2, R3 vernachlässigen kann. Auch ist die Hysterese 
nicht exakt R4*I_out, weil im abgeschalteten Zustand ja der 
Kollektorstrom von T1 (von R2 kommend) durch R4 fließt. etc. pp.

Für eine exakte Analyse hack es in Spice ein.

Nochwas: 100mV Hysterese bezieht sich auf die Basis von T1. Da dort noch 
ein Teiler 9:1 davorhängt ist die effektive Hysterese bezüglich der 
Batteriespannung das (9+1):1 = 10 fache.

Und immer noch was: es ist IMHO eine blöde Idee, einer leer werdenden 
Batterie einen zusätzlichen Strom aufzubürden (damit sie noch schneller 
leer wird?). Sei es eine leuchtende LED wie bei dir oder ein piepsendes 
Mobiltelefon.


XL

von Robin (Gast)


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Die LED soll anzeigen wann die Batterie leer ist, damit ich die NIMH 
Akkus nicht versehentlich Tiefentlade, was die Sorte Akkus laut 
Wikipedia einem besonders übel nimmt. Der Witz ist also dass wenn die 
LED leuchtet ich das Gerät abschalten kann. Mein erster Gedanke war über 
nen Transistor im Fall, dass die Batterie leer ist den Kreis zu 
unterbrechen. Das Problem war dass ich mit einer 50x100mm 
Lochrasterplatine arbeite und die Batteriehalter den meisten Platz 
brauchen, weshalb mein Platz für die restlichen Komponenten begrenzt ist 
(Eine 1:1 Zeichnung ist auch unter dem Bild meines Schaltplans zu 
finden).

von Robin (Gast)


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Vielen Dank an AxelSchwenke! Die Scmitt-Trigger Lösung funktioniert 
perfekt!!!

von Ayk N. (ayk-ohm)


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Das ist schon ein schönes Gerät, was du da gebaut hast, aber bitte lies 
dir den Link für die nächsten Bilder durch.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Bildformate

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