Hallo, nach langer Suche habe ich keine Antwort gefunden. Daher wende ich mich an euch. Wie kann man so etwas wie im Anhang berechnen? GPIO17 ist ein Pin vom RaspberryPi und soll nur mit 2mA belastet werden. Wie wird der Stromfluss vom GPIO durch Q2, den Widerständen und Q1 berechnet? Habe mir bereits Emitterfolger und Darlington-Schaltungen angeschaut. Dabei sind mir die Werte der Widerstände R1 und R2 unklar. Danke für eure Hilfe.
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Wenn GPIO17 HIGH = 5V hat, dann liegen am Emitter von Q2 5V-0.7V an. Durch den R1 fließen damit 4.3V/10k = 430µA. Q1 hat auch UBE von 0.7V, damit liegen an R2 noch 4.3V-0.7V= 3.6V an und es fließen 36mA (imho unnötig viel). Also wird der Kollektorstrom des Q2 rund 37mA betragen. Mit einem hFE von mehr als 75 (bei 10mA oder 150 bei 150mA, also tatsächlich irgendwo dazwischen) fließen dann durch die Basis von Q2 maximal 37mA/75 ≈ 0.5mA. Den Basisstrom für Q1 könnte ggf. reduziert werden, wenn man wüsste, welchen Strom die LEDs bekommen sollen. Laut Datenblatt sind sie auf 20mA spezifiziert (50mA abs. maximum), also könnte der Basisstrom des Q1 durchaus um den Faktor 10 reduziert werden, was auch den Basisstrom von Q2 nochmals deutlich reduziert. R2 könnte also ohne Weiteres bis auf 5k-10k erhöht werden. Damit geht der Basisstrom von Q2 in den unteren µA-Bereich, wenn du die LEDs mit 20mA betreibst. Wenn du sie allerdings mit hohen Strömen pulsen willst, dann lass die Dimensionierung.
Hallo HildeK, danke für die schnelle Antwort. Der Raspi läuft mit 3.3V aber das ist ja schnell umgerechnet. so in der Art habe ich die Schaltung auch verstanden. Allerdings ist ja der Emitter von Q2 über R2 und Q1 auch mit Masse verbunden, darüber müsste doch auch Strom fließen. Wie wird so ein Transistor (Q1) angesehen? als Widerstand ja nicht, eher wie eine Diode. Gehen wir davon aus das diese hochohmig ist, fließt kein Strom. Ist dieser niederohmig, sind R1 und R2 parallel geschaltet und der Ersatzwiderstand ist ca. 99Ohm. Damit fließ dann zu viel Strom durch GPIO17. Kann mir da jemand auf die Sprünge helfen? Die Dimensionierung würde ich beibehalten, da ich pulsen will/die Schaltung auch für andere LEDs nutzen will.
Versuchs hiermit: http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.20027730826997+50+5+50%0AR+80+256+64+256+0+0+40+3+0+0+0.5%0Aw+80+256+128+256+0%0At+128+256+160+256+0+1+-3.4289123562280723+0.6545231191218877+100%0Aw+160+272+160+288+0%0Ar+160+288+160+320+0+100%0Ag+160+320+160+336+0%0Aw+160+240+160+208+1%0A162+160+176+160+208+1+2.1024259+1+0+0+0.01%0A162+160+144+160+176+1+2.1024259+1+0+0+0.01%0A162+160+112+160+144+1+2.1024259+1+0+0+0.01%0AR+160+112+160+96+0+0+40+12+0+0+0.5%0A LED Strom kann über den R eingestellt werden. Nennt sich Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung.
phil1283 schrieb: > Wie wird so ein > Transistor (Q1) angesehen? als Widerstand ja nicht, eher wie eine Diode. > Gehen wir davon aus das diese hochohmig ist, fließt kein Strom. Ist > dieser niederohmig, sind R1 und R2 parallel geschaltet und der > Ersatzwiderstand ist ca. 99Ohm. Damit fließ dann zu viel Strom durch > GPIO17. Nein, der Transistor verstärkt den Strom! So besteht der größte Teil des Stroms durch R1,R2 aus dem verstärkten Basisstrom, der durch den Kollektor fließt. Nur ein kleiner Teil (Kollektorstrom/Verstärkungsfaktor) davon wird durch den Raspi-Port durch die Basis geliefert.
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Hallo THOR, Danke für den link zu diesem prima Tool. Es fließt auch Strom vom Emitter (Q2) über R2 und Q1 und damit zu viel am GPIO: Fast 10x mehr als gewollt. http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+1.4391916095149892+50+5+43%0Ar+576+432+576+512+0+10000%0AR+544+416+336+416+0+0+40+3.3+0+0+0.5%0At+544+416+576+416+0+1+0.6672100962154301+0.667458854486759+100%0AR+576+368+576+304+0+0+40+5+0+0+0.5%0Ag+576+512+576+544+0%0Ar+640+432+576+432+0+100%0At+640+432+688+432+0+1+0.6667719020422731+0.671871904282809+100%0Ag+688+448+688+544+0%0A162+960+368+752+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0A162+1136+368+960+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0A162+1280+368+1136+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0Aw+752+368+688+368+0%0Aw+688+368+688+416+0%0Ar+1360+368+1280+368+0+220%0AR+1360+368+1360+288+0+0+40+5+0+0+0.5%0A
phil1283 schrieb: > Es fließt auch Strom vom Emitter (Q2) über R2 und Q1 und damit zu viel > am GPIO: Fast 10x mehr als gewollt. > > http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+1.4391916095149892+50+5+43%0Ar+576+432+576+512+0+10000%0AR+544+416+336+416+0+0+40+3.3+0+0+0.5%0At+544+416+576+416+0+1+0.6672100962154301+0.667458854486759+100%0AR+576+368+576+304+0+0+40+5+0+0+0.5%0Ag+576+512+576+544+0%0Ar+640+432+576+432+0+100%0At+640+432+688+432+0+1+0.6667719020422731+0.671871904282809+100%0Ag+688+448+688+544+0%0A162+960+368+752+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0A162+1136+368+960+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0A162+1280+368+1136+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0Aw+752+368+688+368+0%0Aw+688+368+688+416+0%0Ar+1360+368+1280+368+0+220%0AR+1360+368+1360+288+0+0+40+5+0+0+0.5%0A Du hast den Kollektor von Q2 ja nicht an die +5V angeschlossen. Dadurch verstärkt Q2 auch nicht.
Ah ok, jetzt hab ich es verstanden. Die +5V hatte ich nicht angeschlossen, weil ich nur das untere "Netz" betrachten wollte. Aber so leicht ist es nicht... http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+1.4391916095149892+50+5+43%0Ar+576+432+576+512+0+10000%0AR+544+416+336+416+0+0+40+3.3+0+0+0.5%0At+544+416+576+416+0+1+-1.7000000000000001+0.6505877700271538+100%0AR+576+400+576+304+0+0+40+5+0+0+0.5%0Ag+576+512+576+544+0%0Ar+640+432+576+432+0+100%0At+640+432+688+432+0+1+0.6669847658735961+0.6720474390731275+100%0Ag+688+448+688+544+0%0A162+960+368+752+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0A162+1136+368+960+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0A162+1280+368+1136+368+1+1.25+1+0+0+0.05%0Aw+752+368+688+368+0%0Aw+688+368+688+416+0%0Ar+1360+368+1280+368+0+220%0AR+1360+368+1360+288+0+0+40+5+0+0+0.5%0A Damit passt es und ich kann es so bauen. DANKE AN ALLE.
phil1283 schrieb: > Damit passt es und ich kann es so bauen. Die Frage bleibt noch: Wieviel Strom brauchst Du für die LEDs? Denn Du schickst eine ganze Menge Strom (ca. 20mA) in die Basis von Q1. Das reicht für einige 100mA LED-Strom. Wenn Du das nicht brauchst kannst Du R2 vergrößern und damit den Wirkungsgrad verbessern.
phil1283 schrieb: > Ah ok, jetzt hab ich es verstanden. > Die +5V hatte ich nicht angeschlossen, weil ich nur das untere "Netz" > betrachten wollte. Aber so leicht ist es nicht... > > http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=... > > Damit passt es und ich kann es so bauen. > > DANKE AN ALLE. Der rechte Bildschirmteil ist bei mir abgeschnitten, wo kommt der LED-Strom her? Spannungsquelle und Vorwiderstand? Meine Lösung hat weniger Bauteile und ist ne Konstantstromquelle während bei deiner Lösung der LED-Strom von der Spannungsversorgung der Schaltung abhängig ist. Weiterhin: Was sind das für LEDs mit 1,25Vf
Ich will den BC547B verwenden. Muss in dem Tool eigentlich der HFE Current-Gain (100-800) oder die Verstärkung bei Sättigung (20) eingetragen werden? Je nach dem muss der Basiswiderstand von Q1 entsprechen angepasst werden. Die LEDs sind IR-LEDs für einen Lirc Sender. Also mit Carrier 38 Khz. Es ist ein Netzteil... Sorry hatte die Quelle vergessen: http://aron.ws/projects/lirc_rpi/
phil1283 schrieb: > Ich will den BC547B verwenden. > Muss in dem Tool eigentlich der HFE Current-Gain (100-800) oder die Kann man machen. > Verstärkung bei Sättigung (20) eingetragen werden? Hängt vom Übersteuerungsfaktor ab, ist kein Transistorparameter. > Je nach dem muss der Basiswiderstand von Q1 entsprechen angepasst > werden. Q1 braucht eigentlich gar keinen Basiswiderstand wenn er in StromGK betrieben wird. > Die LEDs sind IR-LEDs für einen Lirc Sender. > Also mit Carrier 38 Khz. 38kHz, treibst aber den Transistor hart in die Sättigung. > Es ist ein Netzteil... "ein": Unbestimmter Artikel. > Sorry hatte die Quelle vergessen: > http://aron.ws/projects/lirc_rpi/ Q1 hart sättigen aber dann nen Vorwiderstand zur LED-Strombegrenzung. Das versaut jegliche Schaltzeiten. Da du keine Erfahrungen mit BJTs hast: Bei ner Sättigung schalten die langsamer ab, das falstadt circuit App modelliert das aber nicht! Zum Benutzen eines Elektronik-Simulators braucht man Fachwissen. Ist wie mit nem Backofen, wenn man keine Ahnung hat, bekommt man keine leckeren Sachen raus. http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.20027730826997+50+5+50%0AR+64+176+16+176+0+0+40+3+0+0+0.5%0AR+272+64+272+32+0+3+40+5+10+0+0.5%0At+96+176+128+176+0+1+-2+0.6463698555006077+100%0At+192+240+224+240+0+1+0.6621716805701893+0.6844100613909764+100%0Aw+128+192+128+240+0%0Ar+128+240+192+240+0+100%0Aw+128+240+128+256+0%0Ar+128+256+128+304+0+10000%0Ag+128+304+128+336+0%0Ag+224+256+224+288+0%0Aw+224+224+224+192+1%0Ar+224+64+272+64+0+220%0Aw+64+176+96+176+0%0Aw+128+160+128+128+0%0AR+128+128+128+96+0+0+40+5+0+0+0.5%0Ax+236+248+270+251+0+24+Q1%0Ax+135+185+169+188+0+24+Q2%0AR+384+208+368+208+0+0+40+3+0+0+0.5%0At+432+208+464+208+0+1+-6.99324323106347+0.6545231191218877+100%0Aw+432+208+384+208+0%0Aw+464+224+464+240+0%0Ar+464+240+464+272+0+100%0Ag+464+272+464+304+0%0A162+464+64+464+96+1+1.5+1+0+0+0.01%0AR+464+64+464+32+0+3+40+5+10+0+0.5%0Aw+464+192+464+176+1%0A162+464+96+464+128+1+1.5+1+0+0+0.01%0A162+464+144+464+176+1+1.5+1+0+0+0.01%0Aw+464+128+464+144+0%0A162+224+128+224+160+1+1.5+1+0+0+0.01%0A162+224+96+224+128+1+1.5+1+0+0+0.01%0A162+224+64+224+96+1+1.5+1+0+0+0.01%0Aw+224+160+224+192+0%0Ao+1+64+0+2083+20+0.05+0+-1+0%0Ao+24+64+0+2083+20+0.1+1+-1+0%0A Vergleiche mal die beiden Schaltungen. Welche vorsorgt die LEDs mit Konstantstrom und welche nicht. Bei welcher sättigt ein Transistor, bei welcher nicht.
phil1283 schrieb: > Sorry hatte die Quelle vergessen: > http://aron.ws/projects/lirc_rpi/ Der Autor der Quelle hat offensichtlich keinen Durchblick, wie man ein paar simple IR-LEDs mit If=20mA mit einem Microcontroller-Port ansteuert! Ein einzelner Transistor, ein 1k Basis-Widerstand und ein 68 Ohm in Serie mit den LEDs sollten es bei 5V Spannungsversorgung der LEDs tun. Sollte das NT eine höhere Spannung haben, ist THORs Vorschlag mit der Konstantsromquelle angesagt (noch ein Widerstand weniger notwendig).
THOR schrieb: > phil1283 schrieb: >> Ich will den BC547B verwenden. Nachtrag: Beschränke dich auf die Seite 1 des Datenblattes, besonders der Abschnitt "absolute maximum ratings". Ignoriere hfe Angaben vollständig. Es wird irgendwann der Tag kommen, an dem der hfe eines BJT für dich wichtig wird. Aber nicht heute und auch nicht diesen Monat.
Danke für die Antworten. THOR du hast recht, ich hab keine Ahnung von Transistoren. Das will ich aber ändern. Deswegen frage ich ja nach und versuche es zu verstehen... Ich bin aber davon ausgegangen, dass der Ersteller der Schaltung Ahnung hat. Deswegen wollte ich diese Schaltung verstehen. Habe bereits gelesen, dass man Transistoren als Schalter (zur Ansteuerungen von z.B. Relais) in die Sättigung fahren sollte. Dort ist die Sättigung nur gewollt, um die Verlustleistung gering zu halten. was man bei so einer Schaltung wohl nicht braucht, weil es gepulst ist, oder? Wenn ich jetzt deine Schaltung so nehmen würde, ist die Belastung des GPIO bis über 20mA, wenn auch nur kurz. Kann man da noch was gegen machen?
phil1283 schrieb: > Danke für die Antworten. > THOR du hast recht, ich hab keine Ahnung von Transistoren. > Das will ich aber ändern. Deswegen frage ich ja nach und versuche es zu > verstehen... > Ich bin aber davon ausgegangen, dass der Ersteller der Schaltung Ahnung > hat. Deswegen wollte ich diese Schaltung verstehen. Davon sollte man bei Schaltungen aus dem Internet nie ausgehen, vor allem nicht bei irgendwelchen Sachen wo "DIY", "Instructables" oder "Arduino" dransteht. > Habe bereits gelesen, dass man Transistoren als Schalter (zur > Ansteuerungen von z.B. Relais) in die Sättigung fahren sollte. > Dort ist die Sättigung nur gewollt, um die Verlustleistung gering zu > halten. Ja, P=U*I > was man bei so einer Schaltung wohl nicht braucht, weil es gepulst ist, > oder? Was man nicht braucht, weil man LED eh mit Konstantstrom betreibt. Deine Variante: Transistor sättigen aber dann "Konstantstrom" per Vorwiderstand erzwingen. LED-Strom hängt stark von der Versorgungsspannung ab. Meine Variante: Die Eigenschaft ausnutzen, dass ein BJT eine steuerbare Stromquelle ist. LED-Strom hängt kaum von der Versorgungsspannung ab. > Wenn ich jetzt deine Schaltung so nehmen würde, ist die Belastung des > GPIO bis über 20mA, wenn auch nur kurz. > Kann man da noch was gegen machen? Entweder du guckst dass die LED mit mehr als 7V Versorgungsspannung betrieben werden oder du baust noch nen Basiswiderstand ein. Warum da manchmal 23mA fließen ist dir klar, oder?
THOR schrieb: > Nachtrag: Beschränke dich auf die Seite 1 des Datenblattes, besonders > der Abschnitt "absolute maximum ratings". Ignoriere hfe Angaben > vollständig. > > Es wird irgendwann der Tag kommen, an dem der hfe eines BJT für dich > wichtig wird. Aber nicht heute und auch nicht diesen Monat. jetzt sei mal nicht so, wie schnell ich lerne weißt du doch gar nicht ;-) http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+7.8125e-7+10.20027730826997+50+5+50%0AR+464+64+464+32+0+0+40+7+0+0+0.5%0At+432+208+464+208+0+1+0.6944408148551187+0.6946895731319307+100%0Aw+432+208+384+208+0%0Aw+464+224+464+240+0%0Ar+464+240+464+272+0+100%0Ag+464+272+464+304+0%0A162+464+64+464+96+1+1.5+1+0+0+0.01%0AR+384+208+336+208+0+2+40000+3.3+3.3+0+0.5%0Aw+464+192+464+176+1%0A162+464+96+464+128+1+1.5+1+0+0+0.01%0A162+464+144+464+176+1+1.5+1+0+0+0.01%0Aw+464+128+464+144+0%0Ao+7+64+0+2083+20+0.2+0+-1+0%0A Die 38kHz erzeugt der RasPi, jetzt geht an den LEDs aber gar nix mehr. Was hab ich da falsch gemacht? Die 23mA in deiner Schaltung verstehe ich schon, allerdings weiß ich nicht was das der CPU ausmacht...
phil1283 schrieb: > > Die 38kHz erzeugt der RasPi, jetzt geht an den LEDs aber gar nix mehr. > Was hab ich da falsch gemacht? http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+1e-8+10.20027730826997+50+5+50%0AR+464+64+464+32+0+0+40+7+0+0+0.5%0At+432+208+464+208+0+1+-6.665266636913422+-5.0000000000000005e-12+100%0Aw+432+208+384+208+0%0Aw+464+224+464+240+0%0Ar+464+240+464+272+0+100%0Ag+464+272+464+304+0%0A162+464+64+464+96+1+1.5+1+0+0+0.01%0AR+384+208+336+208+0+2+40000+1.5+1.5+0+0.5%0Aw+464+192+464+176+1%0A162+464+96+464+128+1+1.5+1+0+0+0.01%0A162+464+144+464+176+1+1.5+1+0+0+0.01%0Aw+464+128+464+144+0%0Ao+7+64+0+2083+20+0.0015625+0+-1+0%0A Vin war 0V/6,6V. > Die 23mA in deiner Schaltung verstehe ich schon, allerdings weiß ich > nicht was das der CPU ausmacht... Der CPU gar nichts, die liefert den Strom ja nicht. Die Pin-Endstufe macht das. Solange du garantieren kannst dass die 7V nie unterschritten werden kann das so bleiben, andernfalls braucht der Transistor nen Basiswiderstand.
Prima, das hilft sehr. Danke. ich glaub den Anwendungsfall hab ich verstanden. Auch wenn ich das mit HFE noch nicht raus hab, aber ich hab ja noch 2 Wochen Zeit ;-)
Gut, inzwischen hat sich das Thema 'weiterentwickelt' und ich habe nicht alles gelesen. Trotzdem beantworte ich noch deine Frage, falls sie das nicht schon wurde. phil1283 schrieb: > Allerdings ist ja der Emitter von Q2 über R2 und Q1 auch mit Masse > verbunden, darüber müsste doch auch Strom fließen. Wie wird so ein > Transistor (Q1) angesehen? als Widerstand ja nicht, eher wie eine Diode. Ja, zur Berechnung kannst du die BE-Strecke als Diode ansehen. Hab ich auch getan, indem ich an R2 eine Spannung von 3.6V ansetzte. Gut, weil 3.3V am GPIO liegen, sind es nur 1.9V, aber am Prinzip ändert sich nichts. > Gehen wir davon aus das diese hochohmig ist, fließt kein Strom. Ist > dieser niederohmig, sind R1 und R2 parallel geschaltet und der > Ersatzwiderstand ist ca. 99Ohm. Damit fließ dann zu viel Strom durch > GPIO17. Der Ersatzwiderstand stimmt schon, aber der Strom in die Basis von Q2 ist um dessen Stromverstärkung geringer als der Strom an seinem Kollektor oder Emitter. Die Differenz kommt über den Kollektor von Q2 und wird aus den 5V gezogen. Q2 hat die Funktion eines Emitterfolgers und genau darum braucht man den gelegentlich. > Kann mir da jemand auf die Sprünge helfen? Oh, ich sehe gerade, das hat schon Thomas Elger korrekt beantwortet. Ich hab's dann halt nochmals bestätigt :-)
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