Hallo, es ist mir furchtbar peinlich, weil es zu dem Thema unzählige Einträge und Internethilfen gibt, allerdings scheine ich trotzdem etwas nicht zu verstehen, weshalb ich hier um Hilfe bitte: Ich mache gerade die ersten Schritte mit einem Arduino Uno und möchte gerne diverse Gleichstrommotoren schalten (erstmal nur an und aus). Ich besitze zwei Gleichstrommotoren, die ich aus alten Geräten ausgebaut habe. Um wenigstens etwas über die Motoren in Erfahrung zu bringen, habe ich sie an eine 6V-Spannungsquelle angeschlossen und den Strom gemessen, der während des Betriebes floss. Motor 1: 0,2 A Motor 2: 0,7 A Dann habe ich eine Schaltung nach der Skizze im Anhang aufgebaut und folgende Komponenten verwendet: - Motor 1 - Transistor: 2N2222 mit hfe = 50 (im Datenblatt steht hfe max = 75) - Basisvorwiderstand errechnet durch: IB = 0,2 A / 50 Rb = (4,3 V)/IB ~ 1000 Ohm Bei den 4,3 Volt handelt es sich um die vom Mikrocontroller gelieferte Spannung abzüglich der Spannung Basis-Emitter von 0,7 Volt. Soweit so gut, die Schaltung funktioniert einwandfrei. Nach dem Wechsel auf Motor 2 (und Neuberechnung des Basiswiderstandes) wird der Transistor sehr heiß, und der Motor springt auch nicht an. Im Datenblatt steht aber auch IC = 600 mA, also ging ich davon aus, dass ich an der Grenze dieses Transistors angelangt war. Ich habe deshalb einen Transistor BC637 gekauft. Laut Datenblatt ist der bis ca. 1 A geeignet. Für den Fall, dass etwas schiefgeht, habe ich davon gleich 3 besorgt. Die Schaltung ließ ich weitgehend unverändert, allerdings berechnete ich den Basisvorwiderstand neu und setzte natürlich den neuen Transistor ein. Im Datenblatt ist ein hfe von maximal 160 angegeben, ich habe einfach mal mit 80 gerechnet. Damit kam ich auf einen Wert von ca. 500 Ohm. Leider bewegt sich der Motor noch immer kein Stück, der Transistor wird aber auch nicht warm. Ich habe dann probehalber das in der Skizze gezeigte Amperemeter angeschlossen und festgestellt, dass ein Strom von 0,04 A fließt. Ich habe dann probehalber die Basisvorwiderstände variiert (150 Ohm und 1000 Ohm) um zu prüfen, ob sich am Kollektorstrom etwas ändert. Der blieb aber konstant bei 0,04 A. Nun zu meinen Fragen: - Warum stellt sich bei den verwendeten Komponenten ein Strom von nur 0,04 A ein? Ich wollte doch auf 0,7 A kommen... - Warum ist dieser Wert nicht abhängig vom Basiswiderstand? Durch Änderung des Widerstandes ändere ich doch gerade Ib und es gilt doch: Ic = hfe * Ib oder was habe ich da nicht verstanden? Danke im Voraus für die Hilfe
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Ich schätze, der Transistor ist kaputt, weil Du auf die unbedingt notwendige Freilaufdiode verzichtet hast. Weiterhin darfst Du die maximalen Leistungsangaben der Datenblätter nicht ganz so blauäugig annehmen. Wenn da 1A steht, dann ist das der maximale Strom und der gilt in aller Regel nur entweder bei außergwöhnlicher Kühlung oder nur sehr kurzzeitig unter normalen Bedingungen. Du musst auf Folgendes achten: Im Datenblatt steht drin, wieviel Spannung im Lastkreis am Transistor abfällt. Collector-emitter saturation voltage 500mV. Multipliziere das mal mit den angeblich maximal zulässigen 1A, dann hast Du 0,5 Watt Verlustwärme. Transistoren mit diesem kleinen Gehäuse vertragen unter realen Umständen nur halb so viel. Dass heisst, der Transistor wird ratz fatz so heiß, dass er kaputt geht. Selbst mit den 700mA ist er noch überfordert. Wobei der Motor beim Anlaufen sicher viel mehr Strom zieht. Bis der Motor mit Anlaufen fertig ist, könnte der Transistor längst geschmolzen sein. Du brauchst einen Transisotr mit Kühlkörper-Anschluss (z.B. im TO-220 Gehäuse) und einen kleinen Kühlkörper. Oder einen MOSFET Transistor wie den IRLU024N, dann geht's auch ohne Kühlkörper, denn der hat weniger Verlustspannung im Lastkreis also auch weniger Verlustwärme.
Dennis C. schrieb: > Danke im Voraus für die Hilfe Zum ersten mal ist der "Nennstrom" eines Motors nicht identisch mit dem "Maximalstrom", den er ziehen kann. Der Maximalstrom ist viel höher, z.B. beim Anlaufen und Beschleunigen. Und zum zweiten killst Du mit Deiner Schaltung den Transistor, weil Du die Freilaufdiode in der Schaltung vergessen hast. Wenn Du "induktive Gleichstromlasten" schaltest, mußt Du immer eine Freilaufdiode antiparallel zum induktiven Verbraucher geschaltet haben. Siehe Diode im Schaltbild hier: http://www.dummies.com/how-to/content/how-to-spin-a-dc-motor-with-the-arduino.html Siehe auch Wikipedia-Artikel: http://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode
Dennis C. schrieb: > Ic = hfe * Ib oder was habe ich da nicht verstanden? Du willst den Transistor als Schalter betreiben. Dafür musst er mit deutlich höherem Basisstrom gesteuert werden. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1506161.htm
Danke für die Hinweise. Ich versuche es mal mit der Diode und ggf. mit einem geeigneteren Transistor und melde mich dann wieder :)
Hallo, Ist ja schon eine Weile her, aber inzwischen läuft alles. Habe einen Bd241 gekauft, und die freilaufdiode integriert. Danke für die Hilfe.
Dennis C. schrieb: > Ist ja schon eine Weile her, aber inzwischen läuft alles. Habe einen > Bd241 gekauft, und die freilaufdiode integriert. Immer noch schlecht, weil der BD241 zwar 3A aushält, aber nur noch eine miese Stromverstärkung hat (weit schlechter als BD137 oder BD237). Um 3A schalten zu können möchte der BD241 600mA Basisstrom sehen. So viel liefert natürlich kein Mikrocontrollerausgang. Der liefert eher 20mA, was zu geschalteten 100mA führt. Deine Motoren brauchen mehr. Daher ist die Dimensionierung schlecht. Man kann nun entweder einen Transistor vorschalten +5V +9V | | uC --|< BC547 Motor mit Freilaufdiode |E | +--4R7--|< |E GND oder man nimmt einen etwas uneffektiveren Darlingtontransistor +9V | Motor mit Freilaufdiode | uC --100R--|< BD675 |E GND oder man greift gleich zu einem LogocLevel N Kanal MOSFET +9V | Motor mit Freilaufdiode | uC --+--|I IRLZ34 | |S 10k | | | GND GND der schaltet dann problemlos 4A ohne Kühlung und 25A mit Kühlung.
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