Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hat es in der Praxis einen Nachteil, wenn wenn man den Widerstand auf der Regelseite hochohmig macht


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von Nano (Gast)


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Ich habe mir mal folgende Darlington Schaltung im Circuit Simulator 
aufgebaut:

Langer Link:
http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.20027730826997+50+5+43%0At+352+288+384+288+0+1+-1.576610951351685+0.5429205372743876+100%0At+416+320+448+320+0+1+-2.1195314886260728+0.6622906294624814+100%0Ar+272+288+304+288+0+1000000%0Ar+448+128+448+176+0+330%0A162+448+208+448+256+1+2.1024259+1+0+0+0.01%0Aw+384+304+384+320+0%0Aw+384+320+416+320+0%0Aw+448+176+448+208+0%0Aw+448+256+448+304+0%0Aw+160+128+448+128+0%0Ag+304+416+304+448+0%0Aw+160+128+160+144+0%0Aw+384+272+448+272+0%0Aw+304+288+352+288+0%0Aw+304+416+304+368+0%0Aw+448+336+448+368+0%0Aw+448+272+448+256+0%0Aw+160+368+304+368+0%0Aw+448+368+304+368+0%0A174+160+256+160+304+0+4700000+0.41090000000000004+Resistance%0Aw+160+224+160+256+0%0Aw+160+320+160+368+0%0Aw+176+288+272+288+0%0Av+80+288+80+224+0+0+40+9+0+0+0.5%0Aw+80+224+80+128+0%0Aw+80+128+160+128+0%0Aw+80+288+80+368+0%0Aw+80+368+160+368+0%0Ar+160+176+160+208+0+1000000%0Aw+160+144+160+176+0%0Aw+160+208+160+224+0%0Ao+4+64+0+4099+2.5+0.05+0+2+4+3%0Ao+20+64+0+4099+10+0.00009765625+1+2+20+3%0A

Kurzlink:
tinyurl com/y8zsr7sr
(Bitte den Punkt in den Link einbauen, mit Punkt war der Spamfilter 
sauer)

Zuerst hatte ich auf der Regelseite vor dem Vorwiderstand für den 
Transistor nur einen einzigen Poti drin.
Dann ist mir aufgefallen, dass mit nur einem Poti man praktisch nur im 
Bereich von etwa 0-20 % des Potis die Schaltung wirklich schaltet, 
weswegen ich oberhalb des Potis einen Widerstand eingebaut habe.
Damit kann ich die Schaltung auf fast der ganzen Länge des Potis regeln.

Am Anfang hatte ich einen Poti mit etwa 10kOhm in der Schaltung, 
allerdings hat dies bewirkt, dass über diesen Poti, also über den 
Regelteil der Schaltung sehr viel Strom von etwa 20 mA Abfloss.
Um den Strom in den µA Bereich zu bringen, habe ich daher den Poti und 
den Widerstand durch einen 4,7 MOhm Poti und 1 MOhm Widerstand ersetzt.
Wollte ich die Schaltung real nachbauen, dann wären diese Potigrößen 
noch sehr günstig zu haben.

Mit diesen hochohmigen Widerständen im Regelteil fließt in diesem nun 
nur ein Strom von 4,33 µA. Es wird, wenn das eine 9 V Batterie wäre, 
also nicht viel Strom nur für das Regeln verschwendet.

So weit so gut, jetzt aber meine eigentliche Frage.
Hat es irgendeinen Nachteil, wenn man mit so geringen Strömen schalten 
will, wenn die Schaltung zuverlässig arbeiten soll?

Was wäre mit Störeinstrahlung? Z.B. wenn da eine Spule oder ein 
Wechselstromkabel in der Nähe vorbeifließen würde, oder per Funk etc.? 
Würden dann nicht schon geringe induzierte Ströme ausreichen um das 
Schaltverhalten der Schaltung zu stören und all das nur deswegen, weil 
die Schaltung im Schaltungsteil auf geringe Ströme optimiert ist?

Genauso könnte ich mir vorstellen, dass in der Praxis bei extrem 
niedrigen Strömen ja schon die Länge der Drahtleitung zum Problem werden 
könnte.

In der Simulation sieht das ja alles schön aus, aber die Praxis tickt ja 
etwas anders.

Wenn das alles zutrifft, was sind dann zuverlässige Schalt- und 
Regelströme ohne jetzt aber unnötig die Batterie zu entleeren?
Also wie hoch sollte der Strom sein, damit man die Schaltung noch sicher 
betreiben kann?
Gibt es diesbezüglich Orientierungswerte oder mache ich mir hier zu 
viele Gedanken, so das auch schon Ströme im nA Bereich zum Schalten 
ausreichend wären, wenn es dafür entsprechend preisgünstige Potis dafür 
gäbe.

von Possetitjel (Gast)


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Nano schrieb:

> Hat es irgendeinen Nachteil, wenn man mit so geringen
> Strömen schalten will, wenn die Schaltung zuverlässig #
> arbeiten soll?

Ja.

> Was wäre mit Störeinstrahlung?

Genau den.

> Z.B. wenn da eine Spule oder ein Wechselstromkabel in der
> Nähe vorbeifließen würde, oder per Funk etc.? Würden dann
> nicht schon geringe induzierte Ströme ausreichen um das
> Schaltverhalten der Schaltung zu stören und all das nur
> deswegen, weil die Schaltung im Schaltungsteil auf geringe
> Ströme optimiert ist?

Ja.

> Genauso könnte ich mir vorstellen, dass in der Praxis bei
> extrem niedrigen Strömen ja schon die Länge der Drahtleitung
> zum Problem werden könnte.

Hmmm... nein, das stört normalerweise nicht.

Ein kleiner Strom passt auch durch eine dünne Leitung :)

> Wenn das alles zutrifft, was sind dann zuverlässige Schalt-
> und Regelströme ohne jetzt aber unnötig die Batterie zu
> entleeren?

Das hängt auch vom Layout ab - und nicht zuletzt davon, ob
die Schaltung in einer stark gestörten Werkhalle oder zu
Hause in Deinem Schlafzimmer laufen soll :)

> Also wie hoch sollte der Strom sein, damit man die Schaltung
> noch sicher betreiben kann?

Es gibt da keine wirklich feste Grenze. Widerstaende unter
100kOhm sind i.d.R. unproblematisch; bei 10MOhm ist häufig
die Grenze des Sinnvollen erreicht. Das sind aber wirklich
nur GANZ GROBE Anhaltspunkte.

> Gibt es diesbezüglich Orientierungswerte oder mache ich
> mir hier zu viele Gedanken,

Nein, durchaus nicht.
"Elektromagnetische Verträglichkeit" ist wichtig - aber
halt auch etwas kompliziert.

> so das auch schon Ströme im nA Bereich zum Schalten
> ausreichend wären, wenn es dafür entsprechend preisgünstige
> Potis dafür gäbe.

Man kann auch relativ hohe Widerstandswerte wählen, wenn
man dafür sorgt, dass keine Störungen auftreten: Keine übermäßig
langen Zuleitungen verwenden, längere Strippen abschirmen, keine
offenen Eingänge zulassen, kapazitive Kopplung zwischen den
Leitungen vermeiden, ggf. Tiefpassen (=Parallelkondensatoren)
einschalten.

von Nano (Gast)


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Super Antwort, danke.


Possetitjel schrieb:
>
>> Also wie hoch sollte der Strom sein, damit man die Schaltung
>> noch sicher betreiben kann?
>
> Es gibt da keine wirklich feste Grenze. Widerstaende unter
> 100kOhm sind i.d.R. unproblematisch; bei 10MOhm ist häufig
> die Grenze des Sinnvollen erreicht. Das sind aber wirklich
> nur GANZ GROBE Anhaltspunkte.

100 kOhm währen bei 9 V 90 µA.
D.h. wenn ich oberhalb von 100 µA bleibe, dürfte es als Richtwert in 
einem Wohngebiet eher keine Probleme geben, kann man das so sagen?

Und wenn man mit weniger µA schalten will, dann muss man halt genauer 
achten was in Umgebung alles herum steht.



>> so das auch schon Ströme im nA Bereich zum Schalten
>> ausreichend wären, wenn es dafür entsprechend preisgünstige
>> Potis dafür gäbe.
>
> Man kann auch relativ hohe Widerstandswerte wählen, wenn
> man dafür sorgt, dass keine Störungen auftreten: Keine übermäßig
> langen Zuleitungen verwenden, längere Strippen abschirmen, keine
> offenen Eingänge zulassen, kapazitive Kopplung zwischen den
> Leitungen vermeiden, ggf. Tiefpassen (=Parallelkondensatoren)
> einschalten.

Das ist gut zu wissen. Danke.

von Possetitjel (Gast)


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Nano schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>>
>>> Also wie hoch sollte der Strom sein, damit man die Schaltung
>>> noch sicher betreiben kann?
>>
>> Es gibt da keine wirklich feste Grenze. Widerstaende unter
>> 100kOhm sind i.d.R. unproblematisch; bei 10MOhm ist häufig
>> die Grenze des Sinnvollen erreicht. Das sind aber wirklich
>> nur GANZ GROBE Anhaltspunkte.
>
> 100 kOhm währen bei 9 V 90 µA.
> D.h. wenn ich oberhalb von 100 µA bleibe, dürfte es als
> Richtwert in einem Wohngebiet eher keine Probleme geben,
> kann man das so sagen?

Nein :)

Ich habe ja gesagt: Das sind wirklich nur GANZ GROBE
Anhaltspunkte. Auf einen Faktor 2 mehr oder weniger kommt
es dabei nicht an.

Wenn Strombedarf kritisch ist, wie das ja bei batterie-
betriebenen Schaltungen häufig ist, kannst Du ohne weiteres
auch über ein 1MOhm-Poti oder über 10MOhm nachdenken. Im
einfachsten Falle: Ausprobieren.

Du solltest nur darauf gefasst sein, dass die Möglichkeiten
für Störungen zunehmen, je größer Du die Widerstände wählst.
Man muss mehr bedenken: Können Kriechströme durch Dreck auf
der Leiterplatte auftreten? Hat die Schaltung Elkos, deren
Restströme stören können? Sind irgendwo kleine Dioden im
Glasgehäuse, die ungewollt als Photodioden wirken können?
Gibt es lange Strippen, die kapazitive Störungen einfangen?

> Und wenn man mit weniger µA schalten will, dann muss man
> halt genauer achten was in Umgebung alles herum steht.

Ja, richtig.

von der schreckliche Sven (Gast)


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Also, ich glaube, Deine simple Darlington-Schaltung wird auch mit den 
höchsten Widerstandswerten funktionieren, die Du auf dem Markt findest. 
Im Zweifelsfall hilft ein kleiner Kondensator zwischen Basis und Emitter 
gegen Störungen.
Im Übrigen hat auch ein Darlington eine endliche Stromverstärkung. Der 
nötige Basisstrom muß schon zur Verfügung stehen.

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