Hallo,
ich habe als bereits vorhandene Schaltung eine LED in Reihe mit einem
Öffner (strichpunktiertes Kästchen) und kann diese Schaltung auch nicht
verändern. Jetzt möchte ich das Ganze so erweitern, dass ein Relais
anzieht, sobald der Öffner betätigt wird.
Ich bin momentan in der Ausbildung zum Elektroniker für Betriebstechnik,
habe dort jedoch Transistoren noch nicht durchgenommen, sondern mich nur
im Internet dazu belesen.
Auf der Suche nach der Lösung für mein Problem bin ich unter Anderem auf
folgenden Thread gestoßen: Beitrag "Transistor als öffner"
Daraus habe ich mir die als Bild angehängte Schaltung als Lösung für
mein Problem abgeleitet. Die Diode in der Mitte soll den Zweck haben,
dass die LED bei betätigtem Öffner nicht mehr leuchten darf.
Wird diese Schaltung so funktionieren, oder habe ich da irgendwo einen
Denkfehler drin?
Vielen Dank für euer Feedback
epsilon
@ epsilon (Gast)
>ich habe als bereits vorhandene Schaltung eine LED in Reihe mit einem>Öffner (strichpunktiertes Kästchen)
Da fehlt der Vorwiderstand der LED!
> und kann diese Schaltung auch nicht>verändern. Jetzt möchte ich das Ganze so erweitern, dass ein Relais>anzieht, sobald der Öffner betätigt wird.>Wird diese Schaltung so funktionieren,
Jain.
>oder habe ich da irgendwo einen Denkfehler drin?
Das Problem ist, das bei geschlossenem Schalter über der Diode auch
~0,7V abfallen. Das ist praktisch soviel, wie die Basis-Emitter Diode
des Transistors und er wird auch halb durchsteuern.
Lösung. Schalte noch eine Diode zur Basis des Transistors in Reihe. Oder
nutze eine Schottkydiode, die hat weniger Flußspannung als eine
Tansistor.
Es ginge auch, dieselbe Diode wie zwischen Basis des Transistors und dem
Schalter von seinem Emitter nach Masse zu schalten (sofern der Strom
durch das Relais die Diode nicht zerstört). Selbiges geht auch, wenn
eine Schottky-Diode eingesetzt wird.
Vorteil wäre, dass der Transistor komplett sperren würde.
Hallo Falk und Felix,
Danke für eure Antwort.
Der LED-Vorwiderstand ist natürlich vorhanden ;) hab ich nur in der
Zeichnung vergessen. Genauso wie die Diode parallel zur Relaisspule.
Trotzdem Danke für den Hinweis :)
Also wenn ich das richtig verstanden habe müsste meine Schaltung dann so
wie im Anhang aussehen oder?
Da ich mich wie gesagt noch nicht besonders gut mit Transistoren bzw.
allgemein der Analogtechnik auskenne, stellt sich dann als nächstes die
Frage nach der Auswahl des Transistors und der Dioden. So wie ich das
verstanden habe, bräuchte ich hier auf jeden Fall einen npn-Transistor.
Die Relaisspule hat eine Stromaufnahme von ca. 130mA.
Braucht es da schon "Leistungs"-Transistoren und Dioden?
Im Prinzip alles richtig.
Bei geschlossenem Schalter liegen aber an der Basis etwa 0,7 V, die
könnten den Transistor ein Bischen aufsteuern, zur Kompensation zwischen
Emitter und 0V noch eine Diode einfügen, dann bleibt der Transistor aus.
Oder einen Darlington verwenden, da sind 2 Basis-Emitterdioden in Reihe,
was den selben Effekt hat.
Zur Sicherheit noch einen 10-kOhm-Widerstand zwischen Basis und 0V.
Gruß - Werner
Edit: Andere waren schneller...
Eine kleine Verständnisfrage zur Platzierung der Dioden:
Ist es nun egal ob ich die Diode vor der Basis oder nach dem Emitter
einsetze oder ist eine der beiden Möglichkeiten zu bevorzugen?
Wenn die Diode vor der Basis ist, dann gibt es das Problem, dass kein
0,7V Spannungsabfall an der Diode auftritt, da der Basisstrom klein ist.
Sitzt die Diode unten zwischen Emitter und Masse, würde ein kleiner sich
durch den Basisstrom ergebender Strom von Collector nach Emitter zu
einem Drosseln des Basisstromes führen und den Transistor in Richtung
gesperrt bringen.
@ epsilon (Gast)
>Also wenn ich das richtig verstanden habe müsste meine Schaltung dann so>wie im Anhang aussehen oder?
Ja.
>Frage nach der Auswahl des Transistors und der Dioden.
Jeder 0815 Transistor und jede 0815 Diode.
> So wie ich das>verstanden habe, bräuchte ich hier auf jeden Fall einen npn-Transistor.>Die Relaisspule hat eine Stromaufnahme von ca. 130mA.BC337 + 1N4148>Braucht es da schon "Leistungs"-Transistoren und Dioden?
Nein ;-)
@ epsilon (Gast)
>Eine kleine Verständnisfrage zur Platzierung der Dioden:>Ist es nun egal ob ich die Diode vor der Basis oder nach dem Emitter>einsetze oder ist eine der beiden Möglichkeiten zu bevorzugen?
An der Basis ist besser, denn dann fließt nur der deutlich kleinere
Basisstrom durch die Diode.
Hier hat Falk leider unrecht. In einer einfachen Simulation zeigt sich,
dass die Diode zwischen Emitter und Masse zu "nur" 340nA Strom führt.
Ist die Diode vor der Basis, sind es "nur" 11uA.
Also energiebilanztechnisch ist vor der Basis besser, da dann bei
eingeschalteten Relais keine Leistung über der Diode verschwindet.
Der Transistor sperrt aber sicher(er), wenn die Diode unten zwischen
Emitter und Masse sitzt.
@ Felix Adam (Firma: SOMTRONIK) (madifaxle)
>Hier hat Falk leider unrecht.
Wirklich?
> In einer einfachen Simulation zeigt sich,>dass die Diode zwischen Emitter und Masse zu "nur" 340nA Strom führt.
Bitte?
>Ist die Diode vor der Basis, sind es "nur" 11uA.
Wir reden vom Fall, wenn der Transistor durchschaltet!
@Felix Adam (Firma: SOMTRONIK) (madifaxle)
>Hättest du meine letzten beiden Beiträge gelesen, hättest du die>Richtigstellung gefunden.
Dazu hätte ich in VOR dem Absenden sehen müssen. Das habe ich aber
nicht, weil er zu dem Zeitpunkt für mich noch nicht sichtbar war.
@Falk
okay, sehe ich ein. Passiert mir auch, Entschuldige.
Ich habe noch eine Idee, die vielleicht noch etwas besser ist:
nimm drei Widerstände in Reihe wie im Bild zu sehen. Vorteil ist:
Punkt A sinkt im Potential auf ca. 0,2V, womit der Transistor auch
sicher sperrt, weil über den 2k2 und 1k nur 0,7V anliegen, wenn der
Schalter geschlossen ist. Es bräuchte dann keine Diode vor der Basis
oder zwishcen Emitter und Masse.
Die Dimensionierung ist noch so eine Sache. Hier gehen bei geschlossenem
Schalter nun etwa 1,5mA verloren :-(.
@ Felix Adam (Firma: SOMTRONIK) (madifaxle)
>Ich habe noch eine Idee, die vielleicht noch etwas besser ist:>nimm drei Widerstände in Reihe wie im Bild zu sehen. Vorteil ist:>Punkt A sinkt im Potential auf ca. 0,2V, womit der Transistor auch>sicher sperrt, weil über den 2k2 und 1k nur 0,7V anliegen, wenn der>Schalter geschlossen ist. Es bräuchte dann keine Diode vor der Basis>oder zwishcen Emitter und Masse.
Kann man machen.
>Die Dimensionierung ist noch so eine Sache. Hier gehen bei geschlossenem>Schalter nun etwa 1,5mA verloren :-(.
Ja und? Wieviel zieht die LED? Wenn du unbedingt Strom sparen
willst/musst, nimm einen MOSFET. Den kannst du 100fach hochohmiger
ansteuern. Und es reicht die einfache Diode und der Pull-Up.
Deine Lösung (Bild) von
29.11.2015 16:44
ist vermutlich mit die beste. Die Dimensionierung der drei
Vorwiderstände in meiner Idee ist aufgrund der Stromverstärkung des
Transistors etwas blöde zu machen.
Als Vorwiderstand sollten bei deiner Lösung 10k.. 15k gut funktionieren.
Allerdings fließen trotzdem ca. 1mA durch den Schalter, wenn dieser
geschlossen ist. Die Lösung ist also nicht auf Stromverbrauch optimiert.
zum lernen aber gut geeignet.
Hallo Felix,
Also jetzt doch ohne den Widerstand zwischen Basis und 0V und Diode vor
Basis? Also einstellige mA-Verluste stellen jetzt eigentlich kein
Problem dar da das ganze fürs Auto ist. Wegen ein paar wenigen mA sollte
die Batterie nicht schlapp machen ;)
@ epsilon (Gast)
>Basis? Also einstellige mA-Verluste stellen jetzt eigentlich kein>Problem dar da das ganze fürs Auto ist. Wegen ein paar wenigen mA sollte>die Batterie nicht schlapp machen ;)
Doch. Denn der Taster wird die meiste Zeit wahrscheinlich NICHT gedrückt
sein, oder? Wenn die Spannung an der Schaltung nur anliegt, wenn die
Zündung eingeschaltet ist, geht das. Wenn die Spannung immer anliegt,
entlädst du dauerhaft die Batterie, wenn dein Auto mal ein paar Tage
oder Wochen rumsteht.
Hallo epsilon,
die Auswirkungen einzelner Bauteile auf die Gesamtschaltung sind bereits
hier etwas umfangreicher, als dass sich das einem "Anfänger" gut
erklären lassen würde.
Als Beispiel meine Lösung mit den drei Widerständen: der Transistor
würde sicher sperren, der obere Widerstand müsste aber recht klein
werden, wodurch der Strombedarf nach oben geht. Dann bringt das gute
Sperren des Transistors nichts.
Der 10k von der Basis nach Masse würde den Transistor auch besser
sperren lassen, der Widerstand oben müsste dann aber ebenfalls etwas
kleiner Werden -> ergo mehr Strombedarf.
Da du die Schaltung im Auto benutzen willst, würde ich den Vorschlag von
Falk in Betracht ziehen und einen Mosfet benutzen. Hier lässt sich der
Stromverbrauch nochmal deutlich reduzieren. Gerade beim Auto mögen
wenige mA zwar nicht ins Gewicht fallen, aber lasse den Wagen mal drei
Wochen stehen. Vielleicht sind die mA dann das Zünglein an der Waage...
Dazu nimm die Schaltung von 29.11.2015 16:44 , entferne die Diode zur
Basis und ersetze den Transistor durch z. B. einen IRF 510 von Reichelt.
Kostet 40 Cent. Dann noch den Widerstand oben durch 100k ersetzen und es
sollte sicher sein.
Wird die Schaltung denn dauerhaft versorgt, auch wenn der Schlüssel
abgezogen ist? Dann nutze den Mosfet, sonst geht das auch mit der
Transistorschaltung.
Es werden ziemlich geringe Leistungen benötigt. Aber für den Fall eines
Kurzschlusses solltest du eine Sicherung (200mA vielleicht) einsetzen
und vor die gesamte Schaltung hängen.
Was die Wärmeentwicklung angeht, würde ich da nichts großes erwarten.
Aber in Dämmwolle solltest du die trotzdem nicht einpacken. Vielleicht
in ein kleines Gehäuse als Schutz...
Da der Mosfet bei 12V Gatespannung (das Äquivalent zur Basis des
Transistors) gegenüber dem Relais kaum einen Widerstand aufweist, sollte
der nur nicht fühlbar wärmer werden..
Als Freilaufdiode ist die 1N4148 geeignet.
Zum Mosfet: Gate entspricht Basis, Drain entspricht Collector (ans
Relais), Source entspricht Emitter (hier auf Masse legen).
In der Schaltung oben also Gate links, Drain oben und Source unten.
Wenn die LED sowieso vermutlich paar mA braucht, kommt es auf das eine
mA für die Transistoransteuerung wohl auch nicht mehr an.
>Da du die Schaltung im Auto benutzen willst, würde ich den Vorschlag von>Falk in Betracht ziehen und einen Mosfet benutzen. Hier lässt sich der>Stromverbrauch nochmal deutlich reduzieren. Gerade beim Auto mögen>wenige mA zwar nicht ins Gewicht fallen, aber lasse den Wagen mal drei>Wochen stehen. Vielleicht sind die mA dann das Zünglein an der Waage...>Dazu nimm die Schaltung von 29.11.2015 16:44 , entferne die Diode zur>Basis und ersetze den Transistor durch z. B. einen IRF 510 von Reichelt.>Kostet 40 Cent. Dann noch den Widerstand oben durch 100k ersetzen und es>sollte sicher sein.
Bei einem Mosfet brauchste eigentlich die ganze D+R-Beschaltung gar
nicht mehr. Also auch die D zum Schalter nicht mehr (denn bei einem
Masfet gibt's keinen "Basis"strom, den man abblocken müsste), und
eigentlich auch kein Pullup-R mehr (die LED+Rv ist ja eigentlich schon
unser Pullup, wenn auch etwas verlustbehaftet bezüglich der Spannung).
Da aber die LED bei unterbrochenem Schalter (also kein Strom) quasi
hochohmig wird, könnte sich das Gate durch irgendwelche statische
Effekte sogar über 12V aufladen, weil kein Ableit-R mehr wirkt. Insofern
wäre ein (rel. hochohmiger) Pullup sinnvoll (vielleicht 100k oder 1M),
einfach nur um statische Aufladungen des Gates zu verhindern, bzw. das
Gate rel. sicher auf 12V halten zu können (wenn Schalter unterbrochen).
Unbenannt.png
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