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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zum Schmitt-Trigger


Autor: Tom B. (tom2003)
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Hallo,

ich bin Tom und 13 Jahre alt.

Ich bastle gern mit Transistoren und habe schon einen Wechselblinker und 
einen Detektor gebaut.

Nun möchte ich für meine Mutter eine Gießanzeige bauen und habe diese 
Schaltung 
nachgebaut.http://www.rbg.ul.schule-bw.de/elektronik/Schmitt-...

Sie funktioniert auch, allerdings verstehe ich folgendes nicht.

Wenn ich die beiden Messfühler in einen feuchten Schwamm stecke, habe 
ich trozdem einen Breich in dem beide LED leuchten. Eigentlich sollten 
die LED schlagartig umschalten.

Mit einem NE555 ist es aber genau das gleiche. Der Widerstand zwischen 
den MessfFühlern im Schwamm nimmt nur gaaanz langsam zu. Ich bekomme es 
nicht hin dass die Umschaltung schlagartig erfolgt.

Was mache ich da falsch?

Gruß Tom

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Geh nochmal deinen Aufbau genau durch. Da hast du mit Sicherheit nur 
einen kleinen Fehler drin. Der Schmitttrigger schaltet deswegen 
schlagartig, weil der erste Transistor vom zweiten über den Emitter 
mitgekoppelt wird.

Wenn du also an den Emittern misst und der zweite Transistor anfängt, zu 
leiten, steigt die Spannung an den Emittern an und kippt den Transistor 
komplett. Wenn du gar keinen Strom im Kollektorkreis ziehst, bleibt 
dieser Effekt aus. Es sollten also in beiden Kollektorkreisen 
Arbeitswiderstände bzw. die LED sein.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Wenn der Aufbau korrekt ist und trotzdem beide LEDs leuchten, könnte es
sein, dass von irgendwoher (bspw. über die Versorgung oder die Luft) ein
Störsignal hereinkommt, das die LEDs so schnell hin- und herschalten
lässt, dass du dies mit dem Auge nicht mehr wahrnimmst.

Kommt die Störung aus der Versorgung, musst du diese verbessern, bspw.
mit einem geeigneten Glättungskondenstor und/oder einem Spannungsregler.

Kommt die Störung aus der Luft, ist ihr Effekt wahrscheinlich so gering,
dass es schon genügt, die Hysterese der Schaltung etwas zu vergrößern.
Dazu vergrößerst du einfach R5 etwas (aber nicht zu viel, sonst
funktioniert die Schaltung überhaupt nicht mehr).

Schreib doch mal was zu deiner Stromversorgung, der Dimensionierung der
einzelnen Widerstände und dem eingesetzten Transistortyp.

Autor: Tom2003 (Gast)
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Hallo Matthias,

vielen Dank für Deine Antwort.

In beiden Kollektorkreisen liegt je eine LED in Reihe mit 150 Ohm. 
Betriebsspannung ist 5V.

Die Schaltung mit dem NE555 habe ich auf einer Steckplatte aufgebaut, 
die andere Schaltung auf einer Streifenleiterplatte.

Habe beide Schaltungen mehrmals auf Fehler untersucht.


Bei 1,025V an den Emittern leuchtet LED 1. Darüber fängt die LED 2 
zusätzlich an zu leuchten und ab 1,2V geht LED 1 aus und LED 2 leuchtet 
allein.

Leider reichen meine Kenntnisse nicht daraus den richtigen Schluss zu 
ziehen.


Tom

Autor: Tom2003 (Gast)
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Ich hab den Widerstand nun wie vorgeschlagen von 150 auf 330 Ohm 
verdoppelt, aber der Effekt ist immer noch der gleiche.

Autor: Tom2003 (Gast)
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Ich habe ein analoges Labornetzteil 0-30V mit Ringkerntrafo, und ein 5V 
USB- Steckernetzteil getestet. Immer das gleiche.

Transistoren sind der BC 548.

Autor: R. M. (restmuell) Benutzerseite
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In den zitierten Schaltungen sehe ich aber keinen Kollektorwiderstand 
von 150 Ohm. Kannst Du deine augenblickliche Schaltung mal zeigen?

Autor: Tom2003 (Gast)
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Die Widerstanswerte habe ich aus der Schaltung 1:1 übernommen.

Autor: R. M. (restmuell) Benutzerseite
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In den ersten beiden Schaltungen sind die Kollektorwiderstände nicht 
beschriftet, was mich zu dem gelöschten Beitrag veranlasst hat.
In der dritten Schaltung sind 1K und 470 Ohm angegeben.
Kleiner sollten sie auch nicht sein, sonst müsste auch R3 (33k) 
entsprechend verkleinert werden, da sonst der zweite Transistor nicht 
ausreichend aufgesteuert wird.

Autor: Tom2003 (Gast)
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Ich habe die zweite Schaltung 1:1 übernommen. Die Kollektorwiderstände 
sind doch die Vorwiderstände für die LED, bei 5V gleich 150 Ohm.

Oder verstehe ich da was fasch?

Autor: Tom2003 (Gast)
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Sorry, ich muss mal weg.

Bin später wieder da.

Vielen Dank erst mal für eure Hilfe.

Tom

Autor: R. M. (restmuell) Benutzerseite
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Ok, dann folgender Vorschlag für die Umdimensionierung:
Vorwiderstand rechte LED 150 Ohm,
Vorwiderstand linke LED 220 Ohm oder etwas mehr,
R3 10k,
R4 37k,
R5 100 Ohm,

von einer Mindeststromverstärkung der Transistoren von 100 ausgegangen.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Tom2003 schrieb:
> Ich habe die zweite Schaltung 1:1 übernommen.

Darf ich fragen, wo du den 37kΩ-Widerstand her hast? Den gibt's nicht
gerade an jeder Ecke zu kaufen ;-)

Bei diesem Schmitt-Trigger aus zwei Transistoren wird die linke LED
sowieso nie hundertprozentig sauber geschaltet. Man sollte froh sein,
wenn das bei der rechten der Fall ist.

Im konkreten Fall kommt noch erschwerend dazu, dass die Signalquelle
bestehend aus P1 und dem feuchten Schwamm eine hohe (und variable)
Impedanz hat. Denn diese hat ebenfalls einen Einfluss auf das
Schaltverhalten.

Apropos P1: Auf welchen (ungefähren) Wert hast du das Poti eingestellt?


Unabhängig davon wundert mich allerdings, dass der Effekt auch beim
NE555 auftritt. Dieser hat ein Flipflop eingebaut, das (mal abgesehen
vom unwahrscheinlichen Fall der Metastabiliät) keine länger andauernden
Zwischenzustände annimmt. So sollte hier eigentlich immer genau eine LED
leuchten, es sei den, du hast die LEDs falsch angeschlossen.

Noch einmal zur Versorgung: Kommen die 5V aus einem geregelten
Netzteil/-gerät oder aus einem einfachen Tafo mit Gleichrichter?

Autor: Tom2003 (Gast)
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Der 37 K Widerstand ist ein 100K Trimmer auf eben 37 K eingestellt.

Wie ich oben schon schrieb benutze ich ein geregeltes und stabilisiertes 
analoges Labornetzteil und testweise ein 5V USB Steckernetzteil.

Ich habe den Vorschlag von R.M befolgt, nun klappt die Umschaltung 
schlagartig, allerdings leuchtet dann LED 1 immer ganz schwach, geht 
also nicht ganz aus.

Autor: Heinz V. (heinz_v)
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Tom2003 schrieb:
> allerdings leuchtet dann LED 1 immer ganz schwach, geht
> also nicht ganz aus



Über die LED1 fliest der Basisstrom für T2 daher das schwache Leuchten.

Autor: Tom2003 (Gast)
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Aha. Könnte man das schwache leuchten von LED 1 verhindern, indem man R3 
wesentlich grösser macht und dafür T2 mit grösserer Verstärkung 
einsetzt?

Laut meinem Messgerät haben beide BC 548 einen hfe von 370.

Autor: Jens G. (jensig)
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Verhindern nicht, aber minimieren, denn ein gewisser Basistrom ist immer 
da (auch wenn es nur noch µA sind).
Vielleicht besser, der LED und ihrem Vorwiderstand einen R parallel zu 
schalten, der im ausgeschalteten Zustand einen Spannungsteiler mit den 
Basis-R's bildet. Der müsste so dimensioniert werden, daß die darüber 
abfallende Spannung deutlich kleiner als Uf der LED ist. 10k müsste bei 
Ub=5V passen, um die Spannung über die LED auf rund 1V zu begrenzen

Autor: Tom2003 (Gast)
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Jawoll!!!


Jetzt haut das einwandfrei hin!


Ich danke Dir!

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