Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik E-Magnet mit Transistor schalten


von Sebastian V. (n8falter74)


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Hallo Zusammen,

ich möchte für ein Codeschloss mit einem Arduino einen 12V E-Magneten 
ansteuern. Bei 12V zieht der Magnet ca. 1,2A.
Die Ansteuerung erfolgt immer nur kurzzeitig für 1 Sekunde.

Als Transistor habe ich hier einen KTC2026. Laut Datenblatt ist der für 
60V und 3A ausgelegt. Wenn ich das Datenblatt richtig gelesen habe, 
schaltet der bei 1Vbe voll durch.

Vom Arduino steuere ich den Transistor über einen 200 Ohm Widerstand an.

Da das nicht direkt geklappt hat, habe ich das ganze nochmal mit obiger 
Testschaltung auf einem Steckbrett aufgebaut. Wenn ich den Taster 
schließe, mukt der E-Magnet kein bisschen, allerdings wird der 
Transistor langsam warm.

Wenn ich den E-Magneten mit einer LED + Vorwiderstand ersetzte, leuchtet 
diese, wenn ich den Taster drücke.

Mir ist jetzt nicht ganz klar, warum sich das so verhält.
Es muss etwas mit dem Strom von C nach E zu tun haben, denn die LED 
benötigt ja nur wenige 10 mA gegenüber dem E-Magneten und damit 
funktioniert die Schaltung.

Mit dem E-Magneten fließt mehr Strom von C nach E, der Transistor 
schaltet dann anscheinend nicht voll durch und "verbrät" einen Großteil 
der Leistung.
Im Datenblatt finde ich dazu allerdings keine Erklärung.
Warum ist das so?

Ich habe schon überlegt, den Basis-Widerstand zu verkleinern, aber dann 
steigt der Strom von Arduino Pin über 20mA.
Was kann ich noch tun, um den E-Magneten vom Arduino vernünftig 
anzusteuern?

Gruß,
Sebastian

: Verschoben durch User
von Wolfgang (Gast)


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Sebastian V. schrieb:
> Was kann ich noch tun, um den E-Magneten vom Arduino vernünftig
> anzusteuern?

Nimm einen N-Kanal LL-MOSFET

von Oh My Darling (Gast) (Gast) (Gast)


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Sebastian V. schrieb:
> Was kann ich noch tun, um den E-Magneten vom Arduino vernünftig
> anzusteuern?

Darlington-Schaltung.

von Olaf (Gast)


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> Im Datenblatt finde ich dazu allerdings keine Erklärung.
> Warum ist das so?

Das was du da aufgebaut hast sollte im Prinzip funktionieren. Aber 
vielleicht kann dein Steckbrett ja keine 1.2A ab.

Du koenntest mal Hirn und Multimetereinschalten und die Spannungen ueber 
den Transistor messen. Danach solltest du mehr wissen.

Olaf

von Nils Pipenbrinck (Gast)


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Das passt schon. Du hat ca. 20mA Basis Strom, Laut Datenblatt hast Du 
einen Gain von 100, also sollte der Transistor 2A durch den Colletor 
fließen lassen.

Es sei denn, Du hast Emitter und Collector vertauscht. Dann hast Du 
einen Gain von vielleicht 5. Für die LED reicht das, für den Magneten 
allerdings nicht.

Schau mal, ob der Transistor richtig rum sitzt.

von Michael B. (laberkopp)


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Sebastian V. schrieb:
> Wenn ich das Datenblatt richtig gelesen habe,
> schaltet der bei 1Vbe voll durch.

Nein, Bipolartransistoren werden nicht mit einer Spannung angesteuert, 
sondern mit einem Strom. Die Spannung suchen sie sich dann aus, 
temperaturabhängig und kollektorstromabhängig.

(5V-1V)/200 = 20mA bei dir.

Sebastian V. schrieb:
> zieht der Magnet ca. 1,2A.

Das wäre eine nötige Stromverstärkung von 60.

Einige Exemplate deines 2025 schaffen das, andere nicht, so daß der 
Hersteller sagt (IC=2A, IB=0.2A), zum zuverlässigen Durchschalten 
braucht man 1/10 des Kollektorstromes, bei dir also 120mA, nicht 20mA.

von HildeK (Gast)


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Sebastian V. schrieb:
> Wenn ich das Datenblatt richtig gelesen habe,
> schaltet der bei 1Vbe voll durch.

Diese Spannung interessiert nur am Rande - zur Berechnung des 
Basisvorwiderstands. Der Basisstrom ist wichtig und der 
Stromverstärkungsfaktor - mit Übersteuerungsfaktor.
In die Basis lässt du an 5V ca. 20mA fließen, dem Transistor ist das 
etwas zu wenig, um in die Sättigung zu gehen. Und viel mehr darfst du 
deinem Prozessorausgang vermutlich auch nicht zumuten.
Also: entweder 2. Transistor, dessen Kollektor über 80R...100R an +5V 
geht und dessen Emitter an die Basis des KTC2026 gelegt wird, oder, was 
ich persönlich besser finde, einen kleinen nMOSFET (LogicLevel), der 
schon bei 4.5V oder weniger Gatespannung einen niedrigen R_DS_on hat.
Dessen Vorteil ist: fast keine Belastung der Steuerquelle, Restspannung 
an DS sehr gering: der Magnet erhält die volle Spannung.

Hast du mal geprüft, ab welcher Spannung dein Magnet anzieht?
Hast du mal gemessen, was im (erfolglosen) Ein-Zustand am Magnet 
anliegt?

von Harald W. (wilhelms)


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Sebastian V. schrieb:

> Als Transistor habe ich hier einen KTC2026.

Was ist denn das für ein seltsamer Transistor? 1V kann man nun
wirklich nicht als "Low saturation voltage" bezeichnen. "moder-
nere" Transistoren schaffen spielend 0,2V.

> Vom Arduino steuere ich den Transistor über einen 200 Ohm Widerstand an.
> Mir ist jetzt nicht ganz klar, warum sich das so verhält.
> Es muss etwas mit dem Strom von C nach E zu tun haben, denn die LED
> benötigt ja nur wenige 10 mA gegenüber dem E-Magneten und damit
> funktioniert die Schaltung.

Der Basisstrom ist zu niedrig für 1,2A.

von hinz (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Was ist denn das für ein seltsamer Transistor?

Was ist denn das für ein seltsames Datenblatt?

Anbei mal das Original von KEC.

von Sebastian V. (n8falter74)


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Hallo Zusammen,

danke für die vielen Antworten. :-)
Wie so oft, lag der Fehler beim Anwender. :-|

Am Labornetzteil läuft die obige Schaltung wie gewünscht!
Meine Testbatterien waren wohl schon zu ausgelutscht für 1,2A. Da schaut 
man natürlich zuletzt nach... peinlich

Auf die Idee einen MOSFET zu nehmen bin ich auch gekommen. Leider hatte 
ich keinen da und bin deshalb auf den KTC2026 ausgewichen. Den hatte ich 
halt da und er passte halbwegs von den Werten.

Welchen MOSFET würdet Ihr in diesem Fall empfehlen? IRF3708?
Der sollte im TO220 Gehäuse sein.

Gruß
Sebastian

von hinz (Gast)


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Sebastian V. schrieb:
> Welchen MOSFET würdet Ihr in diesem Fall empfehlen? IRF3708?
> Der sollte im TO220 Gehäuse sein.

Für lausige 1,2A@12V ist TO-220 ein Riesengehäuse. Aber wenns denn 
unbedingt sein muss: IRLZ34.

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