Hallo Leute, ich bin Informatiker und stehe kurz vor einem Nervenzusammenbruch. Ich muss einen Transistor als Schalter verbauen. Da ich mich nicht wirklich auskenne, hab ich mich in das Thema eingelesen. Grundlegend verstehe ich wie das Ganze funktionieren soll. Jetzt stehe ich aber vor gefühlt drei Millionen verschiedenen Transistoren (auf Farnell und co.), aus denen ich nun einen Richtigen aussuchen sollte. Die Filter schränken das Ganze war ein wenig ein, aber es gibt trotzdem noch eine riesen Auswahl, sodass ich keinen Überblick mehr bekomme, welche Parameter ich beachten muss und welche für mich unwichtig sind. Kann mir einer von den Elektronikern sagen, was ich hier für einen Transistor verwenden muss, bzw. welchen Basiswiderstand ich einsetzen soll. So wie ich die Elektroniker kenne, haben sie da meistens ein Standardbauteil im Kopf. (Wenn sich jemand die Mühe macht, mir die Auswahl noch zu erklären, wäre ich natürlich auch froh.. Muss jetzt aber nicht unbedingt sein, weil ich das nicht gerade oft brauche) Zur Schaltung (siehe Anhang): Versorgungsspannung 5V, dahinter ist ein Spannungsteiler. Der Transistor soll als Schalter eingesetzt werden. Die Schaltung (ausgenommen Transistor und Basiswiderstand) ist nicht veränderlich (die Schaltung sieht so nicht gerade sinnvoll aus, im Gesamten macht das aber schon Sinn). Der Spannungsteiler ist mehr oder weniger unbelastet (er ist quasi auf einen I/O eines IC's angeschlossen). Die Steuerung des Transistors soll über einen Mikrocontroller-GPIO (3V3) erfolgen. Der Transistor soll eine THT-Bauform haben (TO92-Gehäuse oder ähnlich) Danke im Voraus!
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da musst du wohl oder übel anfangen Grundlagen zu lernen, deine Schaltung ist ein Emitterfolger -> Collectorschaltung. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm wenn an der Basis vom NPN 3,3V ankommen, dann liegt die Basis Emitter Diode noch vor dem Ausgang und wie wir wissen (sollten) hat die 0,7V Spannungsabfall also KANN NIEMALS 3,3V rauskommen!
Die Auswahl des Transistor ist nicht dein Problem, sondern die Schaltung, die funktioniert nämlich anders als du denkst. In deiner Schaltung kann die Spannung am Emitter nicht über die Eingangsspannung minus Ube ansteigen, also Uemitter=3,3-0,6V=2,7V, egal wie hoch die Spannung am Kollektor (5V) ist. Die Teilung mit den Widerständen senkt die Spannung am Ausgang weiter ab. HansJörg schrieb: > Die Schaltung (ausgenommen Transistor und Basiswiderstand) ist nicht > veränderlich Dann kannst du die Sache vergessen.
Gar keiner. Die Basis (der Anschluss nach links) muss bei diesem Typ (NPN) ca. 0,7V höher als der Emitter(untere Anschluss) sein, sonst ist der Transistor immer zu. In der Schaltung kann das nicht passieren. Wenn Du den 2,7k Widerstand zwischen Transistor und Vcc (5V) verlegst, kommt das ganze vielleicht hin -- dann gibt es immerhin noch 2,6V am Ausgang, was häufig als High-Pegel ausreicht.
Hm, vielleicht könnte man das ganze mit einer kleinen Schaltung oder einem Opto-Koppler retten.
Wenn du nur schalten willst solltest du nach einem Logic Level Fet schauen. Aufpassen muss man da, dass er auch bei 3,3V schon schaltet. Vielleicht mal in diesen Thread rein schauen... Beitrag "3,3V Logic Level FET 1A"
Joachim hat ja schon auf das Elektronik-Kompendium verwiesen. Ich empfehle noch dieses Kapitel - Abschnitt 5: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powsw1.htm Schaltung 6.1 dürfte das sein, was du hier brauchst. Ansonsten ist die Idee mit dem Optokoppler nicht schlecht. Gruß Rainer
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Joachim B. schrieb: > wenn an der Basis vom NPN 3,3V ankommen, dann liegt die Basis Emitter > Diode noch vor dem Ausgang und wie wir wissen (sollten) hat die 0,7V > Spannungsabfall also KANN NIEMALS 3,3V rauskommen! OK. Das klingt sogar logisch. Gelesen habe ich das alles schon, aber es scheitert halt (noch) an der Anwendung im echten Leben :-P Diese Schaltung wird in diesem Fall niemals funktionieren. Aber was kann ich dann einsetzen? Das schaltende Bauelement kann ich frei wählen. In Frage kommt in diesem Fall eher ein MosFET (oder?). Aber MosFET als HighSide-Schalter ist ja immer so eine Sache. Ich hab mir dazu eine kleine Schaltung mit einem P-Knal-FET überlegt (siehe Anhang). Würde das so funktionieren bzw. was müsste ich hier für einen FET einsetzen? Anmerkung: Der Ausgang des Mikrocontrollers kann ich als OpenCollector konfigurieren und ist 5V-Tolerant. Der PullUp auf 5V dürfte also kein Problem darstellen.
na gut rechnen wir mal mit angenomenen Werten ohne konkreten Transistor R ist nicht unendlich und nicht Null sondern irgendwo so das er nicht stört Ic max ca. 3,3V (U GPIO) - 0,7V (Ube) / ( 2,7k +4,7k) = 0,351mA ß=100 gibt einen Basisstrom von 3,51µA bei R = 1k würden 3,51mV abfallen, also Ub kaum tiefer als 3,3V sein, passt ungefähr. Deine Emitterspannung teilt sich auf zu 2,6V und Teiler R -> 4,7k * 0,351mA raus kommt 1,65V und nicht wie gewünscht 3,3V so gehts also nicht! warum kannst du die 3,3V gewünscht nicht aus den GPIO nehmen? reicht der Strom nicht? -> dann Treiber IC oder Treiberschaltung hi side Treiber
HansJörg schrieb: > Zur Schaltung (siehe Anhang): > Versorgungsspannung 5V, dahinter ist ein Spannungsteiler. Der Transistor > soll als Schalter eingesetzt werden. Nachdem jetzt klar ist, dass die Schaltung Unsinn ist, stellt sich die Frage, was Du eigentlich damit bewirken willst. Dann könnte man auch eine funktionierende Lösung finden.
HansJörg schrieb: > Anmerkung: > Der Ausgang des Mikrocontrollers kann ich als OpenCollector > konfigurieren und ist 5V-Tolerant. Der PullUp auf 5V dürfte also kein > Problem darstellen. In dieser Konfiguration kann das mit dem P-MOSFET funktionieren. Alternativ ginge auch ein PNP-Transistor - hier anstelle des Pull-up-Widerstands einen Widerstand zwischen Basis und Controller in Reihe schalten. Gruß Rainer
Im Vorhinein (und Nachhinein) nochmal danke für alle euren Mühen. Joachim B. schrieb: > warum kannst du die 3,3V gewünscht nicht aus den GPIO nehmen? > reicht der Strom nicht? -> dann Treiber IC oder Treiberschaltung hi side > Treiber Das geht an dieser Stelle nicht. Ihr könnt euch das so vorstellen: Ich habe einen Stecker. Auf dem einen Pin ist die 5V-Versorgung, auf dem 2. Pin der Eingang des Spannungsteiler. Das System kann ich nur über diesen Stecker beeinflussen. Im wahren Leben hängt an diesem Stecker ein Schalter der von einem Menschen betätigt wird (vereinfacht ausgedrückt, das ganze ist natürlich etwas komplexer, weshalb ich auch 5V und nicht 3V3 brauche). Die Schaltung soll nun automatisch getestet werden. Aus diesem Grund brauche ich etwas, was diesen Schalter über ein digitales Signal "drückt". (Relais oder ähnliches kommt nicht in Frage). Optokoppler ist theoretisch keine schlechte Idee. Da stoße ich doch aber auch wieder auf ähnliche Probleme, oder nicht?
HansJörg schrieb: > Der Spannungsteiler ist mehr oder weniger unbelastet (er ist quasi auf > einen I/O eines IC's angeschlossen). > Die Steuerung des Transistors soll über einen Mikrocontroller-GPIO (3V3) Wir wäre es mit einer Emitterschaltung? Dann kannst Du den Spannungsteiler wie gehabt so belassen. Das Signal wird aber dann invertiert. mfg klaus
Wofür soll der Transistor gut sein? Zur Kopplung von zwei 3V3 GPIOs tuts auch ein 1k Widerstand.
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@HansJörg (Gast) >Versorgungsspannung 5V, dahinter ist ein Spannungsteiler. Der Transistor >soll als Schalter eingesetzt werden. >Der Spannungsteiler ist mehr oder weniger unbelastet (er ist quasi auf >einen I/O eines IC's angeschlossen). >Die Steuerung des Transistors soll über einen Mikrocontroller-GPIO (3V3) >erfolgen. Der Transistor soll eine THT-Bauform haben (TO92-Gehäuse oder >ähnlich) Siehe Anhang.
HansJörg schrieb: > Optokoppler ist theoretisch keine schlechte Idee. Da stoße ich doch aber > auch wieder auf ähnliche Probleme, oder nicht? Nein, denn den Transistor am Ausgang kannst Du wegen der Potenzialtrennung hinhängen wo du willst, also auch zwischen +5V und dem Spannungsteiler.
HansJörg schrieb: > (Relais oder ähnliches kommt nicht in Frage). Seufz. Und wieso bitteschön nicht? Was spricht gegen ein Reed-Relais?
Falk B. schrieb: > Siehe Anhang. passt, wenn der Strom reicht, mit dem Teiler baust du ja Ri ein
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@ HansJörg (Gast) >Optokoppler ist theoretisch keine schlechte Idee. Das ist sogar eine gute Idee! >Da stoße ich doch aber auch wieder auf ähnliche Probleme, oder nicht? Nein. Denn ohne Masseverbindung geht deine Schaltung nicht. Und eine Verbindung der +5V auf eine möglicherweise vorhandene +5V deiner Steuerschaltung ist bei deinen E-Technikkenntnissen riskant. Nimm nen Optokoppler mit viel CTR, der muss gerade mal 0,7mA schalten. Mit einem guten mit CTR von 200% brauchst du am Eingang vielleicht 1mA und gut.
In dieser Richtung suchen wenn es funktionieren soll: Pegelwandler 5v 3 3v bidirektional
Falk B. schrieb: > Siehe Anhang Lutz H. schrieb: > In dieser Richtung suchen wenn es funktionieren soll: > Pegelwandler 5v 3 3v bidirektional nur wenn beide GND verbunden sind
@ HansJörg (Gast)
>GND ist verbunden!
Das klang hier aber anders.
"Ich habe einen Stecker. Auf dem einen
Pin ist die 5V-Versorgung, auf dem 2. Pin der Eingang des
Spannungsteiler. Das System kann ich nur über diesen Stecker
beeinflussen."
Hat dein Stecker vielleicht 3 Pins, wovon der 3, bisher ungenannte GND
ist?
Dann geht mein Pegelwandler wieder ;-)
Was passiert am Ausgang, wenn irgendeine Last angeschlossen wird? Die Ausgangsspannung des Spannungsteilers ändert sich sehr stark mit der Belastung.
@Klaus Ra. (klara) >Schalter1.jpg >hier die Emitterschaltung. Prinzipiell richtig, aber der OP hat nur Zugang zum oberen Ende des Spannungsteilers . . .
Falk B. schrieb: > @ HansJörg (Gast) > >>GND ist verbunden! > > Das klang hier aber anders. > > "Ich habe einen Stecker. Auf dem einen > Pin ist die 5V-Versorgung, auf dem 2. Pin der Eingang des > Spannungsteiler. Das System kann ich nur über diesen Stecker > beeinflussen." schrieb ich ja Schaltungsprosa ist mies! Deswegen Bild und Plan!
Falk B. schrieb: > Prinzipiell richtig, aber der OP hat nur Zugang zum oberen Ende des > Spannungsteilers . . . Ja, dann nehmen wir doch Deine Schaltung. Beitrag "Re: Transistor als Schalter - Informatiker in Not" Wo liegt das Problem? mfg klaus
Ich hab mich noch etwas mit Optokopplern beschäftigt. Da lese ich mich gerne noch etwas genauer ein (für dieses Projekt ist es aber etwas kurzfristig)! Spontan würde mir die Variante mit P-Kanal-MosFET besser gefallen. Hätte da noch jemand ein passendes Bauteil für mich. Falk B. schrieb: > Denn ohne Masseverbindung geht deine Schaltung nicht. Und eine > Verbindung der +5V auf eine möglicherweise vorhandene +5V deiner > Steuerschaltung ist bei deinen E-Technikkenntnissen riskant. Nimm nen > Optokoppler mit viel CTR, der muss gerade mal 0,7mA schalten. Mit > einem guten mit CTR von 200% brauchst du am Eingang vielleicht 1mA und > gut. An den Grundkentnissen scheiterts nicht. Soweit kenn ich mich schon noch aus. Aber Transistoren sind eine echte Wissenslücke von mir! (GND ist verbunden und auch die Verbindung 5V-Spannung wird keine Probleme machen)
HansJörg schrieb: > Spontan würde mir die Variante mit P-Kanal-MosFET besser gefallen. Hätte > da noch jemand ein passendes Bauteil für mich. BSS84
Ein pmos wird bei Source==5V und Gate <= 3.3V aber permanent eingeschalten sein.
Johann Klammer schrieb: > Ein pmos wird bei Source==5V und Gate <= 3.3V aber permanent > eingeschalten sein. Er hat einen open Collector Ausgang!
Possetitjel schrieb: > HansJörg schrieb: > >> (Relais oder ähnliches kommt nicht in Frage). > > Seufz. > > Und wieso bitteschön nicht? Was spricht gegen ein > Reed-Relais? Find ich auch. Ist wenn man von Paranoia zwecks Relais-Lebensdauer absieht nicht damit das mechanische Betätigen eines Schalters elektrisch am besten simuliert?
HansJörg schrieb: > An den Grundkentnissen scheiterts nicht. Soweit kenn ich mich schon noch > aus. Aber Transistoren sind eine echte Wissenslücke von mir! Wenn du die Funktion der verschiedenen Transistoren als Spezialwissen einstufst, was sind dann bei dir "Grundkenntnisse"? Nur mit Wissen über Flachbatterie und Glühlampe kommst du nicht weiter!
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@ HansJörg (Gast) >Screenshot_from_2018-01-10_16_57_30.png >Das schaltende Bauelement kann ich frei wählen. In Frage kommt in diesem >Fall eher ein MosFET (oder?). Ist im Prinzip egal. >Aber MosFET als HighSide-Schalter ist ja immer so eine Sache. Nö, es gibt P-Kanal. >Ich hab mir dazu eine kleine Schaltung mit einem P-Knal-FET überlegt >(siehe Anhang). >Würde das so funktionieren Nein, denn bei 3,3V aus deinem Steuerausgang sieht der MOSFET noch 5-3,3=1,7V Gate-Source Spannung, damit ist er nicht sicher geöffnet. https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Gate-Source_Threshold_Voltage >> bzw. was müsste ich hier für einen FET >> einsetzen? Warum FET? Bipolar ist hier genauso gut. >Der Ausgang des Mikrocontrollers kann ich als OpenCollector >konfigurieren und ist 5V-Tolerant. Der PullUp auf 5V dürfte also kein >Problem darstellen. AHA! Dann geht es mit deiner Schaltung und FET! BS250 ist dein Freund.
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