Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik astabile Kippschaltung / Basis vor Ladestrom schützen


von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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Hallo

Bei einer einfachen Kippschaltung ( nach dem Musterplan aus : 
"Elektrotechnik - Grundbildung"...)

 Wird in diesem Aufbau bei jedem Umschalten der maximale Basisstrom der 
Transistoren für einen kurzen Moment überschritten?

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


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Da sollte man den "Musterplan" kennen. Aber sonst prinzipiell nicht, 
weil ja jeweils ein Kollektorwiderstand in Reihe zum Kondensator ist:
https://de.wikipedia.org/wiki/Multivibrator

Interessanter ist bei voll geladenem Kondensator eher das Einschalten 
des gegenüberliegenden Transistors, wenn die Versorgungsspannung (und 
damit letztlich die Spannung über dem Kondensator) höher als die Ube 
Sperrspannung wird...

: Bearbeitet durch Moderator
von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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Es handelt sich um die "billigste" Kippstufe.
Bestehend aus 4 Widerständen, 2 kondensatoren und 2 Transistoren.

Das die maximale BC Spannung bei voll geladenen Kondensatoren beim 
Umschalten überschritten werden kann, ist auch ein Problem. - stimmt...

Genügt ein Spannungsteiler über der jeweiligen Basis der einzelnen 
Transistoren, um diese Problematik zu umgehen?

Wenn ein zusätzlicher Widerstand vor die Basis gesetzt wird, um den 
Strom zu begrenzen, ändert sich die Schaltzeit der Kippstufe.

Ich würde einen Schaltplan posten, wie die Schaltung aufgebaut ist, aber 
ich weiß nicht, was ein "PNG - Format" ist und wie ich das vom Handy aus 
hochladen kann.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ingo S. schrieb:
> Es handelt sich um die "billigste" Kippstufe.
> Bestehend aus 4 Widerständen, 2 kondensatoren und 2 Transistoren.
>
> Das die maximale BC Spannung bei voll geladenen Kondensatoren beim
> Umschalten überschritten werden kann, ist auch ein Problem. - stimmt...

Nein. Du hast also auch das nicht begriffen :/

Der Basisstrom wird bereits begrenzt, er kann nicht höher werden als der 
Kollektorstrom des jeweils anderen Transistors.

Ein mögliches Problem ist die Belastung der BE- (nicht: BC-) Strecke in 
Sperr-Richtung, weil da beim Umschalten kurzfristig mal die knappe 
Betriebsspannung anliegen kann. Ein Problem wird das folglich erst dann, 
wenn die Betriebsspannung größer ist als die Durchbruchspannung der 
BE-Strecke (typisch 7V).

> Genügt ein Spannungsteiler über der jeweiligen Basis der einzelnen
> Transistoren, um diese Problematik zu umgehen?

Kann man machen.

> Wenn ein zusätzlicher Widerstand vor die Basis gesetzt wird, um den
> Strom zu begrenzen

Kann man auch machen.

> ändert sich die Schaltzeit der Kippstufe.

Ja. Und? Beide Änderungen haben Einfluß auf die Frequenz.

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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hallo

was ich gemacht habe :

Ich habe so einen Multivibrator aufgebaut.
Er funktioniert auch.
Aus dem kleinen Lautsprecher, den ich in Reihe zum Vorwiderstand des 
Kollektors geschaltet habe, kommt ein Quietschen mit etwa 12 kHz 
(Vergleichsmessung mit Frequenzgenerator)

Die gesamte Schaltung hängt an 6,3 Volt dc

Wenn ich jetzt aber "dieSchaltung" , welche ich eigentlich beschalten 
möchte, in den Stromkreis nehme, knackt es einmal und das wars...kein 
Quietschen mehr...ohne "die Schaltung" quietscht es wieder...

Vorher habe ich "die Schaltung" mit einem Relais an Selbstunterbrechung 
betrieben...also da funktioniert "sie".

Mein Plan ist der :

Das Relais mit Selbstunterbrechung soll durch einen Multivibrator 
ersetzt werden.
Ich gehe stark davon aus, daß dadurch die breitbandigen Störungen in 
meinem Radio verschwinden, die ja nur auftreten, wenn das Relais 
arbeitet.

Ich hoffe hier auf etwas Hilfe zu diesem Problem.
Ich bin jedenfalls kein Profi...aber das ist ja kein Geheimnis mehr :D

Wie sollte ich diesen Plan umsetzen?

von Heinz V. (heinz_v)


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Die Eingangsimpedanz von 'dieSchaltung' dürfte für den Multivibrator zu 
niedrig sein, schalte einen Transistor als Impedanzwandler dazwischen, 
oder bau dir einen Multivibrator mit dem guten alten 555er auf.

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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naja...Impedanz???

also mit dem Multimeter kann ich zwei Werte messen.

1. Widerstand der Schaltung = 1.1 Megaohm

2. Diodenprüfer = 885 irgendwas ( was ist das für ein Wert?)

im Prinzip besteht die zu beschaltende Schaltung aus zwei Dioden in 
Reihe. Daher ist die Widerstandsmessung sicherlich sinnlos...aber was 
ist "885" ?

Kann ich mit dem Multivibrator überhaupt den Eingangsstrom "zerhacken" ?

nisus

von Heinz V. (heinz_v)


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Ingo S. schrieb:
> 885

mV die Durchlassspannung der Diode

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Axel S. schrieb:

einfache Frage eines einfachen Bastlers/Studenten/Lernenden

Antwort:
> Nein. Du hast also auch das nicht begriffen :/

Super!
Höflichkeit? Anstand? Schon mal gehört?

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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hallo

also...
Letztlich soll der Multivibrator mit einer
 6 V / 150 mA Solarzelle betrieben werden.
Der Schaltplan soll aber übertragbar sein auf höhere Spannungen und 
höhere Ströme.

Bei solch einem Multivibrator wird in allen Beispieldarstellungen immer 
nur der Spannungsabfall über dem Vorwiderstand des jeweiligen Kollektors 
genutzt.
Das kann ich so nicht verwenden.
Der Transistor soll den Stromkreis unterbrechen.

Mir wurde hier gesagt, das die maximal erreichbare 
Selbstinduktionsspannung  einer beschalteten Spule durch die 
Sperrspannung des Transistors begrenzt ist - dann bricht die Spannung 
durch.
Das wäre wenugstens schon mal ein Anfang.

Praktisch brauche ich einen Zerhacker, aufgebaut aus Halbleitern.

nisus

: Bearbeitet durch User
von Heinz V. (heinz_v)


Angehängte Dateien:

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So plus Phreylauphdiode

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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#

hallo

Super!
Es funktioniert :D

Bei einer Frequenz von 3100 Hz und 13,8 mA Eingangsstrom bei 6 V dc
liegt am Messpunkt eine Spannung von 8 V dc an.
Das Oszilloskop zeigt auch Rechteckspannung...wenn die Flanken auch 
etwas unsauber sind...

Jetzt kann ich bestimmt anhand dieser Werte die Selbstinduktion der 
Spule berechnen?

"...eine Spule besitzt die Induktivität von 1 Henry, wenn bei der 
Stromänderung von 1 Ampere in einer Sekunde, die Spannung von 1 Volt 
induziert wird..."

Stromänderung 0,0138 A
Zeitdifferenz 0,00032 s
Induktionsspannung 2V

L = (V * s) / A
L = 0,0464 H

also hat die Spule eine Induktivität von etwa

46 mH ?

nisus

: Bearbeitet durch User
von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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hallo

ist das mit den ~ 46 mH richtig gerechnet?

nisus

von Hp M. (nachtmix)


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Ingo S. schrieb:
> Zeitdifferenz 0,00032 s

Wo hast du das her?
Vermutlich dauert der Stromfluß ja nur  eine Halbwelle.

Genauer kannst du L bestimmen, indem du die Induktivität mit einer 
bekannten Kapazität (einige nF) zu einem Schwingkreis ergänzt und mit 
deinem Frequenzgenerator die Resonanzfrequenz suchst.
f = 1/(2*pi* Wurzel(L*C))

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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#

hallo

jetzt hab ich ein Problem...

Der Multivibrator funktioniert und aus dem Lautsprecher kommt ein 
Quietschen.
Die Schaltung funktioniert an der besagten Solarzelle.

aber :

wenn Schatten auf die Zelle gefallen ist, schwingt danach bei voller 
Sonneneinstrahlung der Multivibrator nicht wieder an.

mist

Wie behebe ich das Problem?

nisus

von Heinz V. (heinz_v)


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Ingo S. schrieb:
> wenn Schatten auf die Zelle gefallen ist, schwingt danach bei voller
> Sonneneinstrahlung der Multivibrator nicht wieder an.

Was liegt denn im Fehlerzustand am Ausgang an, Gleichspannung, oder gar 
keine Spannung?

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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#

hallo

Am Ausgang liegt dann Gleichspannung.

Ich vermute, daß der angesteuerte Transistor (der den Lautsprecher 
schaltet) so viel Strom von der Solarzelle zieht, daß der verbleibende 
Strom nicht ausreicht, um die Kondensatoren im Multivibrator um zu 
laden.
Also geht der gesamte Strom über einen Transistor und den Lautsprecher 
ab.

Wenn ich den Stromkreis kurz unterbreche, dann quietscht es wieder.

nisus

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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hallo

ok...
jetzt funktioniert der Multivibrator auch nach Schatteneinfall auf die 
Solarzelle.

Doof is jetzt nur, daß der Multivibrator den meisten Strom zieht.
Über der gesamten Schaltung fallen nur noch
3.5 volt ab...für den Lautsprecher bleiben dann
2.6 volt und 25 mA...
das ist mies, wenn ich mir überlege, wieviel Leistung die Solarzelle in 
der Lage ist, zur Verfügung zu stellen.

Welche Transistoren sind besser geeignet, als
2n2222a ?

nisus

von Kurt B. (kurt-b)


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Ingo S. schrieb:

> Also geht der gesamte Strom über einen Transistor und den Lautsprecher
> ab.
>

Hänge eine dicken Elko (100µF oder so) in Serie dazu.


> Wenn ich den Stromkreis kurz unterbreche, dann quietscht es wieder.
>

Das könnte dann ev. der Elko erledigen.

 Kurt

von Ralf (Gast)


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Ingo S. schrieb:
> Welche Transistoren sind besser geeignet, als
> 2n2222a ?

Weiter oben wurde bereits der BC547 vorgeschlagen. Du kannst aber auch 
beim 2N2222 bleiben oder einen reinen Schalttransistor nehmen (BC337), 
das ist egal. Vor jeder Basis noch eine Diode, dann wird das 
Ausgangssignal etwas rechteckiger.

Bau Deine Schaltung hochohmiger auf (R1 bis R4 größer machen) und Du 
kannst vor dem Lautsprecher noch einen Widerstand schalten, das ist dann 
immer noch laut genug. Dann klappt's auch mit der Solarzelle wieder.

von Stefan F. (Gast)


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Diese Multivibratoren neigen dazu, nicht anzuschwingen, wenn sie 
symmetrisch gebaut sind. Du brauchst einfach nur R2, R3, C1 oder C1 
etwas ändern, so dass die Schaltung unsymmetrisch wird. Dann schwingt 
sie zuverlässig an.

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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#

hallo

mit dem BC337-16 habe ich die bis jetzt besten Werte erzielt :

Spannungsabfall am (50 Ohm) Lautsprecher = 5.4 V
Strom durch den Lautsprecher = 104 mA

Dazu habe ich den einen Transistor am Kollektor mit 10 kOhm beschaltet.
Der Lautsprecher ist am Kollektor des anderen Tansistors.

Wenn ich zusätzlich noch über jeder Basis einen Spannungsteiler aufbaue 
und eine Diode für jede Basis nehme, wird der Wirkungsgrad 
wahrscheinlich wieder sinken...
aber ich probiere es aus, sobald ich Dioden und geeignete Widerstände 
habe.
Dieser Aufbau lässt ja dann wesentlich höhere Spannungen zu (je nach 
Transistor).

Es schwingt auch alles selbst an.

Im Vergleich zum Relais ...
Das Relais zieht bei 6 V satte 100 mA
...(damit ist der Solarstrom futsch)...

Der Multivibrator zieht bei 6 V nur 35 mA!

Mit MOSFET's läßt sich der Strom noch weiter senken, der zum Schalten 
benötigt wird.
(die sollten aber ohne integrierte Freilaufdiode sein)


coole Sache Leute :D
Ich hab was gelernt !

nisus

: Bearbeitet durch User
von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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#

hallo

wie schütze ich jetzt die Transistoren und die Stromquelle vor der 
Selbstinduktionsspannung der Spule (an der Stelle des Lautsprechers)?

Ohne Freilaufdiode knallt mir der Transistor weg und die Solarzelle 
bekommt auch was ab.

Aber
Mit Freilaufdiode bricht das Magnetfeld der Spule zu schnell 
zusammen...und das solls nich.

Gewissermaßen soll der Multivibrator nur durch die Stromtaktung den 
Effektivwert des Magnetfeldes verringern.

Wie macht man sowas?

nisus

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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#

hallo

ich raff es nich...
Mit 6 Volt Solarzelle funktioniert die Schaltung
...
mit 9 Volt Blockbatterie nicht...

nisus

von Stefan F. (Gast)


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> Mit Freilaufdiode bricht das Magnetfeld der Spule zu schnell zusammen

Eigentlich wird gelehrt, dass die Freilaufdiode genau das Gegenteil 
bewirkt. Zeiche mal auf, wie du die Diode angeschlossen hast.

> Mit 6 Volt Solarzelle funktioniert die Schaltung
> mit 9 Volt Blockbatterie nicht

Ein aktueller Schaltplan wird sicher hilfreich sein, das zu klären.

Außerdem solltest du mal die Betriebsspannung in Betrieb messen, während 
der Fehler auftritt.

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


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Ingo S. schrieb:
> die Schaltung
Lass doch mal "die Schaltung" in ihrer aktuellen Auslegung sehen. Die 
oben gepostete ist schon recht alt und du hast ja scheinbar was dran 
gebastelt.



BTW: lass doch das
1
#
2
3
hallo
am Anfang und das
1
nisus
am Ende deiner Posts weg. Man scrollt sich ja zu Tode...

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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In den Bedingungen steht für die Posts von Schaltplänen, daß sie nicht 
als JPG-Datei hochgeladen werden sollen...
Ich bin immer nur mit Handy online und hab keine Ahnung, wie ich da PNG 
aus den Fotos machen soll.
Das Format von den Bildern ist JPEG - und es sind etwa 800 kB...geht 
das?

Die Freilaufdiode so einzusetzen, wie es normal sein soll,  hab ich 
probiert, aber das reduziert die Induktionsspannung unwesentlich, weil 
die Schaltfrequenz mit 760 Hz schneller ist, als die Magnetfeldänderung.
Mein Versuch war, einfach eine Diode in Reihe zur Spule zu setzen. Aber 
das bringt auch nix.

Mein Gedanke dazu war der, daß ich versucht habe, das Magnetfeld in der 
Spule zu behalten, wie bei einem SLSM (supraleitender Speichermagnet)

Das beim Abschalten des fließemden Stromes das Magnetfeld in der Spule 
eine Spannung induziert, die der Speisespannung entgegengerichtet ist, 
hat mich zu diesem Versuch geführt, den induzierten Strom nicht mit 
einer Freilaufdiode abzulassen, sondern ihn zu sperren.Dabei fließt zwar 
kein Strom, weil der Schalttransistor sperrt, aber die 
Induktionsspannung + Speisespannung fällt als Gesamtspannung am 
sperrenden Transistor ab.

Es klappt also beides nicht :(

Daher die Frage, wie man die Induktionsspannung sperren kann, ohne daß 
Sie sich über die Stromquelle zur Ausgangsspannung addiert und der 
Induktionsstrom nicht abfließen kann.

Zum Messen benutze ich ein Digitalmultimeter...vielleicht ist das zu 
träge oder so...für die richtige Anzeige von Rechtecksignalen bei der 
Spannungsmessung.
Das der Fehler bei mir liegt, ist natürlich wahrscheinlich :(

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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Spulendaten :

Luftspule
Induktivität L = 0,42 H (gemessen)

Widerstand R = 196,6 Ohm
Windungen n = 3000

Bei Batteriebetrieb (5,9 Volt) am Multivibrator
fällt über der Spule die Spannung von 22.2 Volt ab.
 Frequenz des Multivib. f = 760 Hz
Über dem Schalttransistor fallen 28 Volt ab.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Das ist doch alles Bullshit. Kein Schwein weiß, was du eigentlich vor 
hast. Das Thema hat sich jetzt ca. dreimal komplett geändert, vom Schutz 
der Transistoren über Betrieb an Solarzelle über Lautsprecher der im 
DC-Betrieb (zu) viel Strom schluckt, jetzt hin zu Induktionsspannung an 
(sicher nicht Luft-) Spulen. Und mittendrin war auch noch irgendwas mit 
Relais.

[x] geh weg!

Wenn du deine Bastelerlebnisse mit anderen teilen willst, mach ein Blog 
auf, gerne auch als Videokanal auf Youtube.

von Stefan F. (Gast)


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> In den Bedingungen steht für die Posts von Schaltplänen, daß sie
> nicht als JPG-Datei hochgeladen werden sollen

Ja, wenn es denn elektronsich erstellte Zeicnnungen sind.
Für Fotos ist JPEG durchaus angemessen.
Es geht dabei um die Dateigrößer. Weder User noch Betreiber des Forum 
freuen sich, wenn jemand für ein unscharfes Bild satte 5MB verpulvert, 
wo 200kB genau den gleichen Nutzen hätten.

Smartphne-Kameras neigen übrigens auch dazu, unscharfe Bilder trotz hohe 
Pixelzahl und geringer Kompresion zu erzeugen. Wenn ich Fotos für's 
Internet aufbereite, dann skaliere ich sie mit Gimp immer auf maximal 
1000 Pixel in der Breite und speichere sie mit 90% Qualität als JPEG. 
Die sind dann typischerweise kleiner als 500kB. Alles, was darüber 
hinaus geht, ist Ressourcenverschwendung.

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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ohje Axel...

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


Angehängte Dateien:

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#

Nach eurer Hilfe zeige ich einfach mal den Schaltplan vom Multivibrator.

Da ist jetzt noch kein Spannungsteiler über der Basis der Transistoren, 
weil die Solarzelle eh nur 6 Volt schafft und die Basis das noch gut 
aushält.

von Stefan F. (Gast)


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Vor dem BC337n fehlt ein Vorwiderstand. Ohne diesen kann die Spannung am 
Kollektor des unteren 2N2222 nicht zwischen High und Low wechseln und 
somit kann der Oszillator nicht schwingen - jedenfalls nicht auf die 
geplante Weise.

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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Das erklärt natürlich, warum ich den oberen Kondensator in seiner 
Kapazität kleiner wählen musste, um in etwa gleiche on/off Zeiten für 
den BC337 zu erreichen.
Wenn ich jetzt aber noch diesen Vorwiderstand zwischen "-" und Emitter 
des 337 setze, erreiche ich nicht mehr den gewünschten Strom und es 
fällt zusätzlich noch eine höhere Spannung über dem Vorwiderstand und 
dem 337 ab.
Das wollte ich nicht.

Meine Bauteile sind aufgebraucht und die, die ich noch habe, sind genau 
die gleichen :D

Für den nächsten Multivib. bestelle ich mir Potis und Kondis mit 
kleineren Werten. Dann kann ich mehr ausprobieren, um die Frequenz zu 
erhöhen und den Strom zu verringern, der durch den Multivib. fließt.

Mit FET's würde ich das gerne machen...da weiß ich aber nicht, welchen 
ich nehmen soll.Hab soetwas auch noch nie benutzt...
Ziel sind als nächstes 10 kHz.

von Heinz V. (heinz_v)


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Ingo S. schrieb:
> Wenn ich jetzt aber noch diesen Vorwiderstand zwischen "-" und Emitter
> des 337 setze,

Ich denke er meint *Basis*vorwiderstand ;-)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ingo S. schrieb:

> Nach eurer Hilfe zeige ich einfach mal den Schaltplan vom Multivibrator.

Und was sollen wir jetzt damit? Um den "Schutz der Basis vor Ladestrom" 
geht es ja anscheinend nicht. Ging es nie, oder? Was für ein Glück, daß 
der Betreff des Threads dein Anliegen so präzise widergibt </Ironie>

> weil die Solarzelle eh nur 6 Volt schafft und die Basis das noch gut
> aushält.

Yeah. Hast du ja doch was gelernt. Auch wenn es dabei nicht um den 
Schutz vor Strom geht ...

Ingo S. schrieb:
> Wenn ich jetzt aber noch diesen Vorwiderstand zwischen "-" und Emitter
> des 337 setze, erreiche ich nicht mehr den gewünschten Strom und es
> fällt zusätzlich noch eine höhere Spannung über dem Vorwiderstand und
> dem 337 ab. Das wollte ich nicht.

Jo. Wie ich sagte: keiner von uns weiß, worum es dir geht. Und du 
sagst ja nix darüber. Mal ganz davon abgesehen, daß der Widerstand nicht 
in die Emitter- sondern in die Basis-Leitung gehört. Aber heh - mehr als 
das hundertfache an Posts (und damit einhergehend: Zeit) wird es schon 
nicht brauchen, dich ans Ziel zu bringen. Also: munter weiter drauf los 
schwätzen! Effizienz ist sowieso total überbewertet!

PS: oops. </IRONIE>

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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mh...

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