Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kollektorschaltung?


von a. l. (artur78)


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Hallo zusammen,

ich steuere eine Blinkerbirne mit einem µC und einem Darlington 
Transistor an.
Schließe ich die Birne am Kollektor an, funktioniert es prima.
Ändere ich die Schaltung wie auf dem Bild zu sehen und schließe die 
Birne am Emitter an, leuchtet die Birne sehr schwach.
Auch mit Überbrücken des Basiswiderstandes wird es nicht besser.

Warum ist das so und was muss ich ändern?


PS: ich muss die Birne zwischen Emitter und GND anschließen, sonst habe 
ich andere Probleme.

Vielen Dank!

von Luca E. (derlucae98)


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a. l. schrieb:
> was muss ich ändern?

Statt des NPN-Darlington einen PNP-Darlington verwenden.

von ArnoR (Gast)


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a. l. schrieb:
> Schließe ich die Birne am Kollektor an, funktioniert es prima.

Fast, der Birne fehlt etwa 1V.

> Ändere ich die Schaltung wie auf dem Bild zu sehen und schließe die
> Birne am Emitter an, leuchtet die Birne sehr schwach.

Ist doch richtig so. An der Birne liegt die Ausgangsspannung des µC 
minus 2Ube, also etwa 5V-1,4V=3,6V. Was wundert dich daran?

> Auch mit Überbrücken des Basiswiderstandes wird es nicht besser.

Wie auch? An dem fällt rel. wenig Spannung ab.

> PS: ich muss die Birne zwischen Emitter und GND anschließen, sonst habe
> ich andere Probleme.

Dann musst du mit einem pnp oder P-Kanal High-Side schalten und brauchst 
einen Pegelwandler.

von ArnoR (Gast)


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Luca E. schrieb:
> Statt des NPN-Darlington einen PNP-Darlington verwenden.

Das hilft ohne Pegelwandler zu den 12V genau gar nichts. Schlimmer noch, 
die Birne geht nicht mehr aus.

von TomA. (Gast)


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Hallo,

der µC hat vermutlich 3,3V oder 5V Versorgung, das ist auch gleich der 
maximale Spannungspegel am Ausgang. In Kollektorschaltung wird deshalb 
die Emitterspannung nur ca. 3,6V hoch, daher das schwache leuchten. Mit 
einem PNP-Transistor wird die Sache auch nicht besser, denn dann ist der 
Emitter an +12V und die Basis an 5V, die Lampe leuchtet immer. :-(
Nimm 2 Transistoren, der erste als Pegelwandler auf die 12V, der zweite 
zum steuern der Lampe.

Gruß Tom

von 2 b (Gast)


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a. l. schrieb:
> Auch mit Überbrücken des Basiswiderstandes wird es nicht besser.

Dafür sollte die Lampe anständig leuchten, wenn du die 
Kollektor-Emitter-Strecke überbrückst ...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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ArnoR schrieb:
> Luca E. schrieb:
>> Statt des NPN-Darlington einen PNP-Darlington verwenden.
>
> Das hilft ohne Pegelwandler zu den 12V genau gar nichts. Schlimmer noch,
> die Birne geht nicht mehr aus.
Aber u.U. braucht der uC dann keine eigene Versorgung mehr, weil er über 
die Ableitdiode des Pins mitversorgt wird... :-o

von artur78 (Gast)


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was ist mit Pegelwandler gemeint?
Der macht aus +12V -12V?

Mein unbedingtes MUSS ist, das ein Kontakt der Birne auf Masse liegen 
muss.

habt Ihr einen Vorschlag zur Schaltung?

von franki (Gast)


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nimm 2 Transen NPn und PnP

2 Widerstände mehr!

von artur78 (Gast)


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von ArnoR (Gast)


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artur78 schrieb:
> So wie hier unten?:

Nein.

> und so würde es nicht gehen?

Nein, geht auch nicht.

Aber so wie im Anhang. Anstelle des P-MOS geht auch ein pnp-Darlington.

von ArnoR (Gast)


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artur78 schrieb:
> So wie hier unten?:
> http://jeelabs.org/2012/11/12/high-side-switching/

Ah, hatte nur das obere Bild auf dieser Seite angesehen, das untere 
würde gehen. Allerdings würde ich die Basisstrombegrenzung so nicht 
machen, sondern wie in meinem Bild den Emitterstrom begrenzen. Damit 
kann man dann auch den Pegel am Gate einstellen, wenn man mal größere 
Spannungen als Ugsmax als Lastspannung hat. Außerdem muss der µC so 
weniger Strom liefern.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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artur78 schrieb:
>Mein unbedingtes MUSS ist, das ein Kontakt der Birne auf Masse liegen
>muss.


Hier ist ein Vorschlag.

von artur78 (Gast)


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R1 und R2 sollen denke ich einen Spannungsteiler für Ube bilden.
T2 ist ein üblicher PNP?

Durch die Lampe werden ca. 1.5A fließen..

Vielen Dank schon mal!

von Harald W. (wilhelms)


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artur78 schrieb:

> Durch die Lampe werden ca. 1.5A fließen..

...und beim Einschalten ca. 18A.

von Häsch Define (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:

> ...und beim Einschalten ca. 18A.

Dann muß ja jetzt noch eine Vorglühautomatik hinein.

;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Häsch Define schrieb:

>> ...und beim Einschalten ca. 18A.
>
> Dann muß ja jetzt noch eine Vorglühautomatik hinein.
>
> ;-)

Eigentlich ist es ein Wunder, das man schon vor Erfindung des
µCs funktionsfähige Lampen bauen konnte.

von Häsch Define (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:

> Eigentlich ist es ein Wunder, das man schon vor Erfindung des
> µCs funktionsfähige Lampen bauen konnte.

Die Autobauer schafften sogar in den 1960-er Jahren schon schöne 
Blinkrelais, auch wenn die da noch Germanium-Transistoren vor dem 
Schaltrelais hatten, vermutlich der bekannte Multivibrator mit zwei 
Transistoren.

Ich kenne das mit der Schaltspitze, wenn ich hier nur eine 100W-Birne in 
der Wohnung einschalte flackert es deswegen anderswo. Und die hat ja 
kaum ein halbes Ampere Nennstrom.

Da muß man halt was überlegen, es gibt da bestimmt einige Ansätze, die 
auch nicht zu kompliziert und mit Spezialbausteinen sein müssen.

Z.B. einen Transistor suchen, der das mit macht. Oder die Schaltflanke 
mit einem RC-Glied dämpfen. Oder eine Komplementärstufe mit der 
Gesamtverstärkung so auslegen, daß sie bspw. ab 3A oder 4A kurzzeitig im 
Linearbereich läuft, und sich selbst in Stromspitzen abregelt. Wobei der 
Leistungstransistor den kurzen Linearbereich wieder mitmachen müßte. Das 
käme dann auch noch der Glühbirne zugute, die nicht im 
Einschaltaugenblick platzt.

Andererseits reichen dem TO evtl. schon Kabelwiderstände als Begrenzung 
von Spitzen. Kabel haben allerdings wiederum auch Induktivität. Also der 
Teufel steckt immer irgendwo im Detail, wenn man es äußerst sorgfältig 
haben möchte.

von a. l. (artur78)


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Hallo,

ich habe es wie Günther Lenz mit einem NPN und einem PNP Transistor 
aufgebaut. Es funktioniert.

Ich habe es auch mal nur mit einem PNP Darlington, wie im Anhang zu 
sehen, aufgebaut. Geht auch.

Spricht etwas gegen einen TIP125?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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a. l. schrieb:
> Ich habe es auch mal nur mit einem PNP Darlington, wie im Anhang zu
> sehen, aufgebaut. Geht auch.

Glaub ich nicht.

von Max H. (hartl192)


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H.Joachim Seifert schrieb:
> a. l. schrieb:
>> Ich habe es auch mal nur mit einem PNP Darlington, wie im Anhang zu
>> sehen, aufgebaut. Geht auch.
>
> Glaub ich nicht.
Die Lampe wird leuchten, aber sich nicht ausschalten lassen. Außer er 
versorgt den µC mit Vdd=+12V, Vss=+7V.

von atzur78 (Gast)


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Ich sollte hinzufügen, dass ich es zum Testen nicht mit einem µC 
schalte, sondern mit 5V über einen Spannungsteiler an 12V.
Basiswiderstand hat 10k.

von Max H. (hartl192)


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Beim µC wird's aber nicht funktionieren. Stell dir mal eine Diode 
zwischen Basiswiderstand und +5V vor. So eine ist im µC eingebaut. 
Deshalb wird immer, unabhängig davon was du mit dem Pin machst Strom der 
+12V über die Basis nach +5V oder Masse fließen.

von atzur78 (Gast)


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Ach, gut, danke. Jetzt habe ich es verstanden.

Dann wird es wohl die Variante von Günther werden.

von Ernst O. (ernstj)


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Häsch Define schrieb:
> Die Autobauer schafften sogar in den 1960-er Jahren schon schöne
> Blinkrelais, auch wenn die da noch Germanium-Transistoren vor dem
> Schaltrelais hatten, vermutlich der bekannte Multivibrator mit zwei
> Transistoren.

In den 1960er Jahren war die vorherrschende Bauform der 
Hitzdrahtblinkgeber.

http://www.google.de/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/25/Hitzdraht-Blinkgeber.svg&imgrefurl=http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hitzdraht-Blinkgeber.svg&h=650&w=550&tbnid=Om3oogqypZF87M:&zoom=1&tbnh=92&tbnw=78&usg=__bX18k--sQgdg_1kemHFTTYx4IK4=&docid=zpkL_UPfZy_glM&client=firefox-a&sa=X&ei=KOdEU5nMHMKEtAby4IHAAQ&ved=0CDgQ9QEwAg&dur=690

Hast du ein Beispiel für einen elektronischen Blinkgeber aus der Zeit? 
Würde mich echt intereessieren. Oder hast du nur geraten, dass damals 
elektronische Blinkgeber mit Germaniumtransistoren aufgebaut waren, weil 
Si- Transistoren da noch nicht so am Markt waren?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Und da dein Problem nicht ganz neu ist, hat sich die Halbleiterindustrie 
des Problems schon angenommen - diverse high-side-switches.
Neben dem Pegelproblem erledigen sie auch noch andere Sachen:
-Strombegrenzung (wichtig gerade bei Glühobst und Motoren)
-selbständige Verlustleistungsüberwachung
-oft auch Diagnose der Last und/oder Strommessung

Das ganze auch gerne mehrkanalig. Schau mal bei Infineon (BTSxxx).

von artur78 (Gast)


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Na dann mal Riesendank an Dich und die HL-Industrie)

Werde den hier nehmen:
http://www.tme.eu/de/Document/6047672e839a52c5368670a8ef080bfa/BTS462T.pdf

an IN kommt der µC-Ausgang, Vbb 12V, OUT mein Blinker und das wars?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Genau, das wars.
Fast unkaputtbar die Teile.

von Paul B. (paul_baumann)


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Artur schrub:
>Werde den hier nehmen:
http://www.tme.eu/de/Document/6047672e839a52c53686...


Ja, die Dinger sind schön für solche Sachen. Nichts desto Rotz ist aber
auch die Variante von Günther gerne genommen, weil: die Bauelemente 
dafür
findet man auch am Sonntagnachmittag zu Hause.

MfG Paul

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Kann man machen, aber wie gesagt:
-Einschaltstromstoss (ungefähr 10x Nennstrom), zwingt entweder zur 
krassen Überdimensionierung des Schalttransistors oder zu einer 
Vorheizmimik
-Kurzschluss auf der Lastseite führt zum augenblicklichen Transistortod, 
potente Spannungsquelle vorausgesetzt.

Alles in allem ist für eine dauerhafte Anwendung so ein smart switch auf 
jeden Fall vorzuziehen. Für die kleine Bastelei am Sonntagnachmittag 
kann man es auch diskret lösen.

von Jan R. (Gast)


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Max H. schrieb:
> Beim µC wird's aber nicht funktionieren. Stell dir mal eine Diode
> zwischen Basiswiderstand und +5V vor. So eine ist im µC eingebaut.
> Deshalb wird immer, unabhängig davon was du mit dem Pin machst Strom der
> +12V über die Basis nach +5V oder Masse fließen.

Naja gegen 5V kann nicht so lange was fließen geht nur bei idealen 
bauteilen, einer Batterie oder einer Stromsenke, bzw kurz einen 
Zwischnkreisstützkondensator.

von Max H. (hartl192)


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Jan R. schrieb:
> Naja gegen 5V kann nicht so lange was fließen geht nur bei idealen
> bauteilen, einer Batterie oder einer Stromsenke, bzw kurz einen
> Zwischnkreisstützkondensator.
Mit dem 1.5k Widerstand brauch er nur eine Last >3.3mA an den 5V.

von Häsch Define (Gast)


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ernst oellers schrieb:

> Hast du ein Beispiel für einen elektronischen Blinkgeber aus der Zeit?
> Würde mich echt intereessieren. Oder hast du nur geraten, dass damals
> elektronische Blinkgeber mit Germaniumtransistoren aufgebaut waren, weil
> Si- Transistoren da noch nicht so am Markt waren?

1965 hatten bereits so gut wie alle Neufahrzeuge moderne Blinkrelais. 
Vereinzelt sah ich da noch Altfahrzeuge Ende 1950 bis Anfang 1960. Man 
konnte es leicht erkennen, denn die Hitzdrahtblinker blinkten für 
heutige Maßstäbe ziemlich unzulänglich. Die erste Blinkperiode dauerte 
länger, so daß man zuerst meinte, der Blinker wäre defekt. Dann, 
manchmal erst nach 2-3 Sekunden, aaaaahhhh, funktioniert doch! Die 
Blinkfrequenz wurde auch sichtbar normaler.

Als Schüler schlachtete ich KFz-Elektronik aller Art. Die Autos lagen ja 
immer vollständig auf der Dorfmüllkippe zwischen normalem Hausmüll. Das 
war einer meiner Bastelplätze und Bauteilladen. Ausgerechnet die 
Butterbrotautos Käfer und Bully hatten schon viele Relais, moderneres 
Bordnetz, während z.B. an einem Opel noch alles direkt geschaltet wurde, 
sogar bis weit in die 1980-er hinein. Rekord und Manta hatten kein 
Abblendrelais, ich hatte diese Fahrzeuge ja selbst. Der 
Haupt-Lichtstromkreis lief wirklich über den Abblendschalter am Lenkrad, 
der Schalter mußte entsprechend robuste Kontakte haben.

Die Relais waren meistens von Bosch oder SWF, wie auch Motoren oder 
Lichtmaschine. Opel hatte mal gerne noch ausländische Teile, hatten 
manchmal ein Bordnetz von Delco France und dann wieder Bosch im selben 
Modell, das wechselte schon mal alle paar Monate.

Ja, Germanium gabs auch im Auto. Besonders am Radio bemerkte man das. In 
der prallen Sommersonne geparkt lief es gelegentlich mal nicht, bis es 
eine Weile durch die Fahrt wieder abkühlte. Für die Relais fand man 
evtl. schon Siliziumtransistoren, in Konsumgeräten gab es bis 1970 fast 
nur Germanium. Mein 1971 gekaufter Akkulader hatte noch einen 
Selen-Gleich-Riecht-Er, deswegen mußte ich den auch schon mal tauschen. 
Ein Röhrenradio hatten wir im Auto auch mal. Es war sogar sehr kompakt 
für den Normeinbauschacht. Aber nur mit Mittelwelle. Bj. ca. 1960.

Im Wikipedia-Artikel steht es aber auch, daß in Blinkrelais erst ein 
astabiler Multivibrator aus Transistoren drin war. Das war wohl die Zeit 
etwa 1965 bis 1972, als man dann auch den NE555 einsetzte.

Später hatte man Universalrelais mit einem µC drin, den man auf die 
Funktion des Relais programmierte, ob es ein Blinkrelais oder 
Scheibenwisch-Intervallschalter werden soll.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Da hat sich doch der gute Wilhelm Ferkes in Häsch Define umbenannt :-)
Warum?

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