Hallo, ich versuche gerade mit dem Mikrocontroller Relais anzusteuern. Damit durch den Mikrocontroller nicht zu viel Strom fließt, möchte ich einen Relaistreiber mit einem Transistor (BC547) bauen. Ich habe die Schaltung so gebaut, wie es unter "Relais mit Logik ansteuern" aufgeführt ist. Einziger Unterschied: Das Relais benötigt 12 V. Jetzt habe ich alles so angeschlossen, wie gezeigt und... nichts passiert. Ich bin gerade auf der Arbeit und werde nächste Woche mal eine Experimentierplatine mitbringen, dann kann ich auch genauer die Spannungen messen. Allerdings habe ich jetzt noch keine weiteren Messungen durchgeführt. Keine Ahnung, woran das liegen könnte. Es sollte doch möglich sein, auch 12 V so zu schalten, oder? Ich danke euch im Voraus. Liebe Grüße René
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10k ist ein bischen viel. Der BC547 könnte Relais bis 100mA schalten, er braucht dazu 5-10mA Basisstrom (Diagramm UCEsat mit IC/IB Angabe). Wenn dein uC-Ausgang 5V liefert, fliessen 10mA bei 470 Ohm. Bei 3.3V immerhin noch 5.5mA.
10k sind ein bisschen hochohmig als Basiswiderstand für Schaltaufgaben. Die Stromverstärkung im Sättigungsbetrieb ist eher mau. Bsp. Figure 4 im hier verlinkten Datenblatt: Bei 100 mA Kollektorstrom und 150mV V_ce beträgt die Stromverstärkung nur noch Faktor 10! Du musst dem Transistor also schon 10 mA in die Basis einprügeln. Macht also einen Vorwiderstand von nur 410 Ohm. Der Rechenweg ist übrigens auch in dem Artikel beschriben: https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern und https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand P.S. Sicher, dass das Relais schon bei 100 mA anzieht?
Marek N. schrieb: > P.S. Sicher, dass das Relais schon bei 100 mA anzieht? Die 100mA hat MaWin ins Spiel gebracht. Der TO soll mal sagen, welches Relais er verwendet bzw. welchen Widerstand es hat oder welche Stromaufnahme bei Nennspannung. Außerdem: BC547 hat bei IB=5mA und IC=100mA typ. 250mV, max. 600mV UCE Restspannung. Also, mit B=20 darfst du schon rechnen. Außerdem: die 100mA sind in den max. Ratings genannt. Da würde ich dann lieber den BC337 nehmen.
Unabhängig von allen richtigen Aussagen hier noch eine Standardfrage: Sind die GNDs von Prozessor, Transistor und +12V-Versorgung auch miteinander verbunden?
Der Fehler wurde beschrieben, trotzdem rate ich Dir dazu noch einen Pull Down zwischen Vorwiderstand und Masse einzuplanen, ansonsten könnte Dein Relay schalten, wenn der uC im Resetzustand ist.
Wow das ging aber schnell! Danke für die vielen Antworten. Ich habe den Vorwiderstand jetzt 470 Ohm gewählt und es läuft ganz fein! Danke für die Links zur Berechnung, jetzt kann ich das auch besser nachvollziehen. Es handelt sich um das Relais TB2-160, welches 160 Ohm Widerstand hat laut Datenblatt. Jap, die GNDs sind verbunden, habe ich sorgfältig drauf geachtet. Den Pull-Down zwischen Vorwiderstand und Masse werde ich mir mal genauer anschauen. Nächste Woche folgt hoffentlich die Programmierung, da werde ich mal ganz aufmerksam sein, wie der uC sich im Reset verhält.
Kibo schrieb: > Es handelt sich um das Relais TB2-160, welches 160 Ohm Widerstand hat > laut Datenblatt. Dann geht das ganz prima mit dem BC547. Und RV mit 1k geht auch noch. Kibo schrieb: > Den Pull-Down zwischen Vorwiderstand und Masse werde ich mir mal genauer > anschauen. Ein bipolarer Transistor wird kaum ein paar mA Basisstrom bei hochohmigem Prozessor irgendwo her bekommen, um das Relais (160Ω!) zu schalten. Bei einem MOSFET sollte der Pull-Down aber da sein. Falls der µC im Reset ein echtes HIGH liefert (wäre extrem ungewöhnlich), dann hilft der Pulldown auch nichts.
Marek N. schrieb: > Die Stromverstärkung im Sättigungsbetrieb ist > eher mau. Die Stromverstärkung ist der Proportionalitätsfaktor zwischen Ib und Ic. Im Sättigungsbetrieb liegt aber GERADE KEINE Proportionalität vor! Der Begriff Stromverstärkung gibt hier keinen Sinn. > Bsp. Figure 4 im hier verlinkten Datenblatt: Bei 100 mA > Kollektorstrom und 150mV V_ce beträgt die Stromverstärkung > nur noch Faktor 10! Nein, umgekehrt: Bei willkürlich vorgegebenen Strömen Ic = 100mA und Ib = 10mA erreicht man 150mV Uce. Das Stromverhältnis Ic/Ib = 100mA/10mA = 10 ist KEINE Eigenschaft des Transistors, sondern eine WILLKÜRLICH VORGEGEBENE MESSBEDINGUNG. Wie hoch die reale Stromverstärkung bei höheren Strömen ist, kann man aus Diagramm 1 raten; sie liegt tatsächlich immer noch in der Größenordnung von 100. Trotzdem ist richtig, dass man den Transistor i.d.R. übersteuern sollte, um zu akzeptablem Uce zu kommen. Der BC547 ist ziemlich gut; man darf ohne Weiteres mit einer Stromverstärkung von 20...30 rechnen.
Dirk schrieb: > Der Fehler wurde beschrieben, trotzdem rate ich Dir dazu noch einen Pull > Down zwischen Vorwiderstand und Masse einzuplanen, ansonsten könnte Dein > Relay schalten, wenn der uC im Resetzustand ist. Glaubst du an das Perpetuum Mobile? Wie kommst du drauf, dass Bipolartransistoren ohne Basisstrom durchschalten könnten? Der Unterschied zu einem FET ist eben genau, dass er stromgesteuert ist.
HildeK schrieb: > Falls der µC im Reset ein echtes HIGH liefert (wäre extrem > ungewöhnlich), Na ja alle 8051-kompatiblen. Dann dreht man die Schaltung um:
1 | +5V ------+------+ |
2 | |E | |
3 | uC --1k--|< PNP | + |
4 | | 12V |
5 | Last | - |
6 | | | |
7 | +------+ |
notfalls mit einem 7905 als Spannungseegler.
Possetitjel schrieb: > man darf ohne Weiteres mit einer Stromverstärkung von 20...30 rechnen. Klar, wenn man jedes Exemllar des BX547 einzeln vor dem Einvau ausmusst. Kluge Leute rechnen daher eher mit 10 oder 20, dann klappt es eben imner auf Anhieb bei jedem: Kibo schrieb: > Ich habe den Vorwiderstand jetzt 470 Ohm gewählt und es läuft ganz fein
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Wolfgang schrieb: > trotzdem rate ich Dir dazu noch einen Pull >> Down zwischen Vorwiderstand und Masse einzuplanen, ansonsten könnte Dein >> Relay schalten, wenn der uC im Resetzustand ist. > > Glaubst du an das Perpetuum Mobile? > > Wie kommst du drauf, dass Bipolartransistoren ohne Basisstrom > durchschalten könnten? Der Unterschied zu einem FET ist eben genau, dass > er stromgesteuert ist. Hi, habe auch lange rumgerätselt, wieso eine Ansteuerung eines Transistors vom Ausgang einer MCU oder einem CMOS Decoder-Treiber irgendwie spinnt manchmal. Ein Lösungsansatz ist, dass die Ausgänge je nach logischem Zustand unterschiedliche Ströme liefern. Z.B. sollen die Atmel-AVR-Ports bei "low" sogar direkt den Strom von kleinen LEDs liefern können, was bei "high" nicht so ist. Bei einigen anderen MOS-Bausteinen ist es genau andesherum. Da ist "high" relativ niederohmig und der "Low"-Zustand dementsprechend hochohmig. Das Gemeinsame ist, dass das auf die Eigenschaften von PMOS- resp. NMOS- Technik zurückzuführen ist. Deswegen ist es besser, an der Basis des Schalttransistors einen Widerstand gegen Emitter zu vorzusehen. Der zweite Effekt ist das schnellere Ausräumen, gerade, wenn der Transistor im Sättigungsbetrieb eingesetzt wird. So wird das Sperren schneller. Und evtl Folgen eines einem "Tristate" ähnlichen Zustand bzw. eines einem logischen "Vielleicht" auszuschließen: https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_IO-Grundlagen letzte Seite "...Um eine sichere Störfestigkeit im Resetfall des Mikrocontrollers zu gewähren (wenn der µC daher die Ausgänge noch nicht ansteuert), sollte man noch einen Pulldown Widerstand zwischen Basis und Emitter schalten oder einen digitalen Transistor (z. B. BCR135) mit integriertem Basis- und Basisemitterwiderstand benutzen..." ciao gustav
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Karl B. schrieb: > Der zweite Effekt ist das schnellere Ausräumen, gerade, wenn > der Transistor im Sättigungsbetrieb eingesetzt wird. So wird > das Sperren schneller. Gegen den R_DS(on) des Sink-Ausgangs-FETs hat ein Pull-Down Widerstand zwischen Basis und Emitter wenig zu melden. Man sollte sich bei der Festlegung der Treiberstufe allerdings schon halbwegs klar sein, womit die angesteuert werden soll.
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Possetitjel schrieb: > Marek N. schrieb: > >> Die Stromverstärkung im Sättigungsbetrieb ist >> eher mau. > > Die Stromverstärkung ist der Proportionalitätsfaktor > zwischen Ib und Ic. > Im Sättigungsbetrieb liegt aber *GERADE KEINE* > Proportionalität vor! Der Begriff Stromverstärkung > gibt hier keinen Sinn. > > >> Bsp. Figure 4 im hier verlinkten Datenblatt: Bei 100 mA Das ist doch Müll! (Das Datenblatt ;) ) Du meinst das hier im Forum verlinkte von ehem FSC jetzt ON, ja? Absolut flacher hFE Verlauf bis 100mA und dann die Biege, im Leben nicht. >> Kollektorstrom und 150mV V_ce beträgt die Stromverstärkung >> nur noch Faktor 10! > > Nein, umgekehrt: Bei willkürlich vorgegebenen Strömen > Ic = 100mA und Ib = 10mA erreicht man 150mV Uce. > Das Stromverhältnis Ic/Ib = 100mA/10mA = 10 ist KEINE > Eigenschaft des Transistors, sondern eine WILLKÜRLICH > VORGEGEBENE MESSBEDINGUNG. > > Wie hoch die reale Stromverstärkung bei höheren Strömen > ist, kann man aus Diagramm 1 raten; sie liegt tatsächlich > immer noch in der Größenordnung von 100. > > Trotzdem ist richtig, dass man den Transistor i.d.R. > übersteuern sollte, um zu akzeptablem Uce zu kommen. > Der BC547 ist ziemlich gut; man darf ohne Weiteres > mit einer Stromverstärkung von 20...30 rechnen. für 100mA taugt der 547 doch nicht, spätestens ab 50mA gehts abwärts. Der hat seine höchste Stromverstärkung und niedrigste CE-Restspannung so etwa bei 10mA, jdf. meinten Motorola, NSC, Siemens und andere über Jahrzente das dies so sei :) Vlt. gibts ja aber auch was neues. TO92-Feldwaldwiesentransistorschalter: BC547 ~10mA, BC337 ~100mA, BC637 ~500mA, SS8050
Mannmi Thut schrieb: >>> Bsp. Figure 4 im hier verlinkten Datenblatt: Bei 100 mA > > Das ist doch Müll! (Das Datenblatt ;) ) Naja. Bin nicht sicher. > Du meinst das hier im Forum verlinkte von ehem FSC jetzt > ON, ja? Ja. > Absolut flacher hFE Verlauf bis 100mA und dann die Biege, > im Leben nicht. Das habe ich auch erst gedacht. Dann habe ich mir Diagramm 1 angesehen und gerechnet: 400µA Basisstrom mal Stromverstärkung von 200 gibt 80mA Kollektor- strom. Siehe da: Passt. Das U_ce stark ansteigt, steht auf einem anderen Blatt. > für 100mA taugt der 547 doch nicht, Das stimmt -- aber auf diese Diskussion hatte ich keine Lust :) Ich würde Schalttransistoren so wählen, dass der Laststrom höchstens ein Drittel von Ic_max ist. Weiter oben wurde ja schon der BC337 vorgeschlagen. > spätestens ab 50mA gehts abwärts. Der hat seine höchste > Stromverstärkung und niedrigste CE-Restspannung so etwa > bei 10mA, jdf. meinten Motorola, NSC, Siemens und andere > über Jahrzente das dies so sei :) Vlt. gibts ja aber auch > was neues. Du wirst lachen: Das kann durchaus so sein. In der guten, alten Zeit ist die Diffusion üblicherweise in Rohröfen gemacht worden, in die man eine ganze Batterie Wafer hineingestellt hat. Mit steigenden Scheibengrößen war das nicht mehr praktikabel; zu Zeiten meines Studiums (90er) war von einem Trend zur Einzelscheibenbearbeitung in Planarreaktoren die Rede. Die Folge davon ist bessere Homogenität über den Wafer hinweg. Auch Geschichten wie Ionenimplantation oder Neutronendotierung sind jüngeren Datums; die stark gesunkenen Strukturgrößen sind sowieso in aller Munde. Die Fertigungstechnik ist nicht stehengeblieben; die uralten Datenblätter sind nicht das Evangelium. > TO92-Feldwaldwiesentransistorschalter: > BC547 ~10mA, BC337 ~100mA, BC637 ~500mA, SS8050 Ich wäre zwar bei den Strömen etwas großzügiger, gebe Dir aber im Kern Recht: Der BC547 mit Ic_max = 100mA wäre mir für ein Relais mit I_nenn = 75mA DEUTLICH zu knapp. Ein BC337, wie oben vorgeschlagen, dürfte es bei mir schon sein.
Warum nimmste keinen MOSFET? 2n7002 gibts im To92 und SOT23 Package und den bekommt man auch mit 3.3V schon ganz gut durchgeschaltet. Ggf. Bs170 wenns mehr Strom, kleinere Vgsth sein soll.
Possetitjel schrieb: > Der BC547 mit Ic_max = 100mA wäre mir > für ein Relais mit I_nenn = 75mA DEUTLICH zu knapp. Bekommst Du Pampers im Abo geliefert? Der Transistor ist bis 100mA spezifiziert, also gibt es keinen Grund, diesem 75mA nicht zumuten zu können. Oliver S. schrieb: > ULN2803 verwenden. Der packt 500mA. Na klar, für ein oder zwei Relais setzt man einen 8-fach-Baustein ein. Nur, weil Du einen Einzeltransistor nicht handhaben kannst, muß jemand anderes nicht zu einem IC greifen. Ddd D. schrieb: > Warum nimmste keinen MOSFET? 2n7002 gibts im To92 und SOT23 Package und > den bekommt man auch mit 3.3V schon ganz gut durchgeschaltet. Ein BC_irgendwas war über Jahrzehnte Standard, um Relais zu schalten. Weil es Dich überfordert, soll man auf diese robuste Schaltung verzichten? > Ggf. Bs170 wenns mehr Strom, kleinere Vgsth sein soll. Du empfiehlst einen FET vom Uropa? Der BS170 garantiert 5 Ohm bei 10V UGS, ungeeigneter geht es kaum. Ich überfliege gerade mal das Datenblatt vom 2N7002, der ist mindestens genauso schlecht geeignet, aber garantiert immerhin 13 Ohm bei 5Volt UGS. Du tönst hier mit FETs herum, verstanden hast Du die offenbar nicht.
Manfred schrieb: > Du empfiehlst einen FET vom Uropa? Der BS170 garantiert 5 Ohm bei 10V > UGS, ungeeigneter geht es kaum. Welcher FET wäre denn die moderne Variante vom BS170 (anschlusskompatibel und im TO92 Gehäuse)?
Ach Du grüne Neune schrieb: > Welcher FET wäre denn die moderne Variante vom BS170 > (anschlusskompatibel und im TO92 Gehäuse)? Fällt dir an der Kombination "modern" und "TO92" irgendetwas auf? Manfred schrieb: > Du empfiehlst einen FET vom Uropa? Aber jung ist er geblieben. On Semi würde davon wohl kaum fast eine Mio Stück bevorraten, wenn sich die Dinger nicht anständig verkaufen ließen.
Wolfgang schrieb: > Fällt dir an der Kombination "modern" und "TO92" irgendetwas auf? Ja schon, aber falls ich in Zukunft noch mehr Relaiskarten bauen möchte, dann würde ich gerne das Platinenlayout für den BS170 im TO92 Gehäuse beibehalten und nur den BS170 durch einen besseren Typen mit gleicher Anschlussbelegung und ähnlichen Daten einsetzen.
Manfred schrieb: > Ein BC_irgendwas war über Jahrzehnte Standard, um Relais zu schalten. > Weil es Dich überfordert, soll man auf diese robuste Schaltung > verzichten? Klar! Selbst bei Uce von 1V und dem Strom von 70mA juckt das den BCxxx überhaupt nicht mit der Verlustleistung. Der macht 100mA bei 5V Uce! Bei 12V juckt das auch nicht das Relais um durchzuschalten. Also alles im Super-Grünen-Bereich. Und welcher Trottel nimmt dann auch noch einen A-Typ und rechnet mit der allerniedrigsten Stromverstärkung. Wer niedrigen Basisstrom will, wählt einen C-Typ oder einen Darlington.
Karl B. schrieb: > Hi, > habe auch lange rumgerätselt, wieso eine Ansteuerung eines Transistors > vom Ausgang einer MCU oder einem CMOS Decoder-Treiber irgendwie spinnt > manchmal. Im Zusammenhang mit der von Dir geposteten Schaltung täte mich wundern, wenn diese überhaupt einmal funktionieren würde. (Und damit meine ich nicht die gezeichnete und wahrscheinlich nicht beabsichtigte Unterbrechung der Emitterleitung). Du hast einen PNP-Transistor, dessen Emitter auf +12V über GND liegt. Die Basis desselben soll über einen Vorwiderstand von 4.6k über einen µC gesteuert werden (dessen Ausgangssignale sich üblicherweise auch auf GND beziehen). Ich sage: Der Transistor schaltet. Und zwar immer, egal, ob der µC H oder L liefert. Warum? Weil auch der H-Level immernoch weit genug unter +12V liegt, damit der Basisstrom reicht (der Pullup von 56k zwischen +12V und der Basis wird hier wohl kaum reichen, um dies zu verhindern).
M.A. S. schrieb: > Ich sage: Der Transistor schaltet. Und zwar immer, egal, ob der µC H > oder L liefert. Warum? Weil auch der H-Level immernoch weit genug unter > +12V liegt, damit der Basisstrom reicht (der Pullup von 56k zwischen > +12V und der Basis wird hier wohl kaum reichen, um dies zu verhindern). Hi, genau beobachtet. Das ist die Beschaltung eines Busy-Ausgangs mit "Open-Drain"-Transistor. Und zwar low-active. Bei der geposteten Zeichnung muss korrekterweise die Versorgungsspannung der Schaltstufe der Versorgungsspannung der MCU entsprechen. Dann wird auch im Low-Zustand das Relais geschaltet. (Also invertiert.) Was man sich bei bipolaren Transistoren als "Eselsbrücke" gut merken kann: Die BE-Strecke ist entscheidend für das Schalten. Die 0,6...0,7 V UBE. Also muss der treibende Ausgang so hochgezogen werden, dass UBE so klein wird, dass Transistor sperrt. Das wären dann in der Zeichnung ganz grob +11,8 V. Dann die Verständnisschwierigkeiten mit Open-Drain bzw. Open-Source in Kombination mit nachgeschalteten bipolaren. Also, da muss ein Basis-Widerstand rein. Sonst passiert nicht das, was soll. ciao gustav
Karl B. schrieb: > Hi, > genau beobachtet. Das ist die Beschaltung eines Busy-Ausgangs mit > "Open-Drain"-Transistor. Und zwar low-active. Aha! Nun, das sollte man aber dazu schreiben. ;)
Hi, es gibt Treiberbausteine, bei denen sogar die Polarität am Ausgang gewechselt werden darf. Beim CD4056B ist für "level shift" sogar ein Extra-Eingang vorgesehen. Damit ist es dann auch möglich, LCDs direkt anzusteuern, die die notwendige Wechselspannungserzeugung nicht an Bord haben. Hier noch ein zufälliges Beispiel für die Ansteuerung von VFD-Röhren, deren Ansteuer-IC-Ausgänge zur besseren Unterdrückung der Ghosting-Effekte im Multiplexbetrieb im ausgeschalteten Zustand hochohmig auf eine Negativspannung gezogen werden. Beitrag "Re: Schaltplanvergleich russische Digitaluhr" Das hatte ich lange nicht kapiert und vorher Transistortreiberstufen zusätzlich eingebaut, die nicht nötig sind. Hätte ich die Open-Source- bzw. Open-Drain-Technologie besser verstanden, hätte ich mir den Aufwand und die spätere Demontage sparen können. Das sollte dem TO nicht passieren. Übrigens ist der K176ID3 nicht ganz identisch mit dem CD4056B, die Innenwiderstände bei den verschiedenen Schaltzuständen sind etwas unterschiedlich, die Russen bieten mittlerweile auch den CD4056 als Nachfolgetype an. ciao gustav
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