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!
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.
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
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
@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 (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.
Falk B. schrieb:> Siehe AnhangLutz 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 ;-)
@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!
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)
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!
@ 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.
