Transistor vorwiederstand

[Stuhl B. (stuhlbaum)]

Hallo,
Ich möchte per gpio einen dc motor steuern. Für den motor verwende ich 4 
AA baterien, also 6V insgesamt. Die gpio pins haben 3,3V. Zum steuern 
möchte ich einen Transistor (BC548) nutzen. Meine frage: welchen 
basiswiderstand benötige ich? Bzw wie rechne ich den aus?

Danke schonmal für eure Hilfe ;)

[Christian L. (cyan)]

Basiswiderstand

[Joachim B. (jar)]

Stuhl B. schrieb:
> möchte ich einen Transistor (BC548) nutzen. Meine frage: welchen
> basiswiderstand benötige ich? Bzw wie rechne ich den aus?

ohne Ic (Collectorstrom) gar nicht

[Mark S. (voltwide)]

Wie machst Du mit 3 AA-Batterien 6V?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Stuhl B. schrieb:
> Zum steuern
> möchte ich einen Transistor (BC548) nutzen

Das geht nur dann, wenn dein Motor weniger als 100mA Strom zieht. Der 
kleine Transistor verträgt nämlich nur so viel Kollektorstrom (Ic).
Zwingend ist übrigens eine Freilaufdiode über dem Motor, wenn es ein 
klassischer mit Bürsten und Kommutator ist.

[Michael B. (laberkopp)]

Stuhl B. schrieb:
> wie rechne ich den aus

Erst mal musst du rausfinden, wie viel Strom dein Motor zum Anlaufen 
benötigt, das ist derselbe Strom wie beim blockieren, oder 
Betriebsspannung/Innenwiderstand.

Dann musst du rausfinden, ob der billigste der schlechtesten 
Transistoren, der BC548, den überhaupt verträgt.

Dann rechnest du 1/20 des Kollektorstroms als notwendigen Basistrom um 
den Transistor so weit durchzusteuern, daß er den Verlust überhaupt 
aushält.

Dann musst du rausfinden, ob dein GPIO diesen Strom überhaupt liefern 
kann.

Und erst danach kannst du (Uout-UBE)/(IC/20) ausrechnen.

Und ja, die von Matthias erwähnte Freilaufiode sollte man nicht 
vergessen.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
oh je, eine Menge an Schreibfehlern.
> Stuhl B. schrieb:
> Welchen Basiswiderstand benötige ich?
> Bzw wie rechne ich den aus?
Zuerst mußt du bestimmen, wie groß der Motorstrom ist.
Beachte, dass der Anlaufstrom noch mal deutlich höher sein kann, als der 
Strom bei laufenden Motor.
Dem entsprechend muß der Transistor ausgesucht werden.

Jeder bipolare Transistor (hier sollte es ein npn-Typ sein) hat einen 
Parameter, der "Stromverstärkung" heißt.
Dieser wird aber unterschiedlich bezeichnet:
-> z.B. mit dem griechischen Buchstaben β (Beta)
-> auch als Parameter "h_fe"

Um einen Transistor als Schalter zu betreiben, muß der Basisstrom so 
groß sein, dass der Trans. in Sättigung kommt. Nur dann wird die 
Kollektor-Emitter-Spannung U_CE kleiner als ca. 0,5V.

Um diesen Zustand zu erreichen, muß der Basisstrom größer als I_c/β 
sein.
I_c = Kollektorstrom = Motorstrom.
Um sicher zu gehen, gibt man da noch einen guten Sicherheitsaufschlag 
dazu.

Wenn z.B. der Motorstrom max. ca. 500mA sein kann und die 
Stromverstärkung mind. 100 beträgt, sollter der Basisstrom mind. 5mA 
sein.
Um sicher zu gehen, rechnet man eher mit 7...10mA.

Der Vorwiderstand wird dann noch von der Steuerspannung (U_s) bestimmt.
R_b = (U_s - 0,7V) / I_b
Zu beachten ist, dass das GPIO-Pin auch nicht unbegrenzt Stom liefern 
kann und bei Belastung nicht mehr den vollen Spannungshub haben wird.
Man kann also auch hier nicht mehr mit vollen 3,3V Signalspannung 
rechnen.

Je nach max. zu schaltenden Motorstrom muß man also den Transistor 
aussuchen, so dass dieser
- für den Strom ausreichend ist,
- dass die Verlustleistung nicht zu hoch wird (evtl. braucht es Kühlung)
- Die Stromverstärkung hoch genug ist (damit Steuerstrom nicht zu groß)

Bei höheren Motorströmen ist evtl. ein FET die bessere Wahl.
Alternativ kann man auch eine Darlingtonschaltung benutzen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Darlington-Schaltung
Damit bekommt man eine weitaus höhere Stromverstärkung.
Gruß Öletronika

[Cerberus (Gast)]

U. M. schrieb:
> Zuerst mußt du bestimmen, wie groß der Motorstrom ist.
> Beachte, dass der Anlaufstrom noch mal deutlich höher sein kann, als der
> Strom bei laufenden Motor.
> Dem entsprechend muß der Transistor ausgesucht werden.

Für den Nominalfall. In der Praxis sollte man auch den Vollaststrom, 
Blockierstrom und evtl. einen Kurzschlussstrom berücksichtigen.
Dieser kann selbst bei diesen Motor-Winzlingen schnell in den
Ampere-Bereich gehen, was die Batterien aber nur begrenzt (2-3A)
liefern.
Im Normalfall zieht man das Datenblatt des Herstellers zu Rate.
Dabei kann man dann auch sinnvoll helfen. Ich befürchte, dass die
ganzen Fachbegriffe den TO überfordern (vermutlich Schüler).
Da muss man Wissen schon verdaulich aufbereiten und nicht aus
dem Studium zitieren.

Übrigens, hätte es für eine Frage in einem Unterforum hier(außer
Markt und Offtopic) KEINE Anmeldung gebraucht. Die anderen Foren
sind zum Posten alle frei zugänglich und die paar Zusatzfunktionen
(z.B. PN senden/empfangen) braucht man für gewöhnlich ohnehin nicht.

[Klaus R. (klara)]

Mark S. schrieb:
> Wie machst Du mit 3 AA-Batterien 6V?

Er sprach ja auch von vier Batterien.
Der TO sollte noch etwas zum Motor sagen oder davon ein Foto machen.
mfg klaus

[Jens G. (jensig)]

@ Cerberus (Gast)

>Für den Nominalfall. In der Praxis sollte man auch den Vollaststrom,
>Blockierstrom und evtl. einen Kurzschlussstrom berücksichtigen.
>Dieser kann selbst bei diesen Motor-Winzlingen schnell in den
>Ampere-Bereich gehen, was die Batterien aber nur begrenzt (2-3A)
>liefern.

Hat er doch erwähnt, wenn auch nicht mit Deinen Begriffen ...
Einen Kurzschlußstrom zu berücksichtigen ist aber totaler Blödsinn, 
zumindest, wenn es um solch eine Spielerei geht.

>Übrigens, hätte es für eine Frage in einem Unterforum hier(außer
>Markt und Offtopic) KEINE Anmeldung gebraucht. Die anderen Foren
>sind zum Posten alle frei zugänglich und die paar Zusatzfunktionen
>(z.B. PN senden/empfangen) braucht man für gewöhnlich ohnehin nicht.

Sonst hast Du heut' wohl keine Probleme?

[hal9000 (Gast)]

Oh jeh, das wird nix.
Wer Widerstand mit ie schreibt kann nix....

[Forist (Gast)]

"vorwiederstand" ist ein *Dingwort" und
"Wiederstand" ein Reizwort
:-(

[Mark S. (voltwide)]

Klaus R. schrieb:
> Mark S. schrieb:
>> Wie machst Du mit 3 AA-Batterien 6V?
>
> Er sprach ja auch von vier Batterien.
> Der TO sollte noch etwas zum Motor sagen oder davon ein Foto machen.
> mfg klaus

Stimmt, hab mich verguckt. Mea Culpa Maxima

[peacounter (Gast)]

Eigentlich ist es schon schlimm genug, Zellen als Bat(t)erien zu 
bezeichnen. Kriegt man aber wohl auch nicht weg ...

[Matthias K. (kannichauch)]

Der genannte Transistor ist geeignet um vom Controller angesteuert zu 
werden.
Den Basiswiderstand würde ich so wählen, das der Controller nicht 
überlastet wird. Das bedeutet, max. Ausgangsstrom ermitteln, ca. 0,6V 
von 3,3V abziehen,   und denn R=U/I. Vielleicht etwas größer, den 
Widerstand.
Dann ist der Transistor wahrscheinlich zu schwach für den Motor.
Ein Treiber- oder Leistungstransistor muss nachgeschaltet werden.
BD135 fällt mir ein, es gehen aber auch viele andere.
Eine Induktive Last kann die bereits erwähnte Diode gebrauchen.
Also Datenblätter studieren und das Ohmsche Gesetz müssen sein.
Was die Transistoren für Strom abgeben, hängt auch von der 
Stromverstärkung ab. Bei Sättigung ist sie wesentlich kleiner.

[Joachim B. (jar)]

https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BC/BC548.pdf
Seite 3

Ic max 100mA (wenn das für den Motor reicht, denn das weiss nur der TO)
Ib bei Uce sat 5mA mit Ube 1V = 3,3V - 1V = 2,3V / 5mA = 460 (470) Ohm