Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Transistor als eigenstabiler Schalter


von Hans L. (haled)


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Hallo zusammen,

ich bin neu in dem Forum hoffentlich ist der Post hier richtig...

Es geht darum, dass ich mit einem Mikrocontroller einen RC-Schalter 
bauen will.
Dabei soll der Mikrocontroller selber auf der Leitung liegen die er 
unterbricht.
Meine Idee ist dass der MCU mit dem schaltenden Transistor parallel 
geschaltet sein soll und der Verbrauch dahinter in Reihe liegt.
Wenn der Transistor geschlossen ist liegen die 12V der Leitung über dem 
MCU und der Verbraucher (ein E-Motor) läuft nicht.
Wenn der Transistor öffnet läuft der Motor und über dem MCU fällt quasi 
keine Spannung ab -> er geht aus.

Was ich gerne erreichen würde ist, dass der Transistor sobald er 
geöffnet wurde offen bleibt, sodass der MCU nicht mehr benötigt wird.

Dieser offene Status vom Transistor soll resettet werden, wenn die 
Spannungsversorgung ausgeschaltet wurde.

Angefügt könnt ihr eine einfachen Schaltplan der Problematik finden

Ich hoffe ihr könnt mir helfen.

Vielen Dank!!

von Stefan F. (Gast)


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Die Begriffe "offen" und "geschlossen" verwendets du falsch.

So oder so kann das nicht funktionieren, weil die Stromversorgung des 
Mikrocontroller ausfällt, sobald der Transistor den Verbraucher 
einschaltet.

von Hans L. (haled)


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Danke für deine Antwort.
Mit offen und geschlossen meine ich den Schalter der durch den 
Transistor realisiert wird.

Und dass der MCU aus geht ist mir ja  klar... Das ist ja auch das 
Problem und deshalb die Frage ob es eine Schaltung gibt in der der 
Transistor offen bleiben würde obwohl der Steuernde MCU aus geht.

von c-hater (Gast)


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Hans L. schrieb:

> Meine Idee ist dass der MCU mit dem schaltenden Transistor parallel
> geschaltet sein soll und der Verbrauch dahinter in Reihe liegt.
> Wenn der Transistor geschlossen ist liegen die 12V der Leitung über dem
> MCU und der Verbraucher (ein E-Motor) läuft nicht.
> Wenn der Transistor öffnet läuft der Motor und über dem MCU fällt quasi
> keine Spannung ab -> er geht aus.

Das funktioniert so nicht. Mit einem Thyristor hingegen könnte man sowas 
(unter bestimmten Randbedingungen) machen.

Das funktioniert dann aber auch nur deshalb, weil ein Thyristor 
eigentlich aus zwei (komplementären) Transistoren besteht...

Beitrag #5900918 wurde vom Autor gelöscht.
von Stefan F. (Gast)


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Was genau verstehst du unter "Offen" und "Geschlossen"?
Siehe auch: 
https://www.gut-erklaert.de/physik/unterschied-stromkreis-offen-geschlossen.html

Das Bauteil, dass du suchst, ist vermutlich ein Thyristor. Aber ganz so 
einfach ist das nicht, weil Motoren keine simplen Lasten wie Widerstände 
sind. Sie haben eine Induktivität, einen gewissen Anlaufstrom und 
fungieren zeitweise als Generator. Daraus ergeben sich eine Menge 
Seiteneffekte, die es zu berücksichtigen gilt.

Ich habe hier allerdings ein starkes Gefühl, dass du hier ein Bauteil 
für ein falsches Konzept suchst. Deswegen gehe ich auf diese Effekte 
erstmal nicht ein.

Also: korrigiere deine Begriffe und die eigentliche Aufgabe. Es wird 
sicher früher oder später auf notwendig werden, die betroffenen Bauteile 
konkret zu benennen. Je früher umso besser, um unpassende Antworten und 
sinnlose Diskussionen zu vermeiden.

von Harald W. (wilhelms)


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Hans L. schrieb:


> Mit offen und geschlossen meine ich den Schalter der durch den
> Transistor realisiert wird.

Besser Du schreibst "leitend" und "nichtleiend", dann kommt es nicht
zu Missverständnissen.

> Und dass der MCU aus geht ist mir ja  klar... Das ist ja auch das
> Problem und deshalb die Frage ob es eine Schaltung gibt in der der
> Transistor offen bleiben würde.

Sog. Selbsthalteschaltung, aber woher soll der Transistor wissen,
das er abschalten (nichtleitender Zustand) soll?

: Bearbeitet durch User
von Hans L. (haled)


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Ah ja Entschuldigung. Jetzt fällt mir mein Fehler mit offen und 
geschlossen auf.
Was ich meine ist, dass der Schalter (realisiert z.B. über einen 
Transistor) die entsprechende Leitung parallel zum MCU bei gegebenem 
Signal vom MCU Leitend macht uns somit dann ein großer Strom fließen 
kann und somit der Motor läuft.

> Aber ganz so
> einfach ist das nicht, weil Motoren keine simplen Lasten wie Widerstände
> sind. Sie haben eine Induktivität, einen gewissen Anlaufstrom und
> fungieren zeitweise als Generator. Daraus ergeben sich eine Menge
> Seiteneffekte, die es zu berücksichtigen gilt.

Der Verbraucher soll nicht immer ein Motor sein. D.h der Schalter soll 
eine generelle Verwendbarkeit haben.
Für den Fall dass der Verbraucher ein Motor ist sehe ich das Problem mit 
dem Generator. Für diesen Fall müsste der Motor eine Flyback diode 
bekommen ...
Oder gibt es eine andere Möglichkeit ohne Flyback diode?

von c-hater (Gast)


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Hans L. schrieb:

> Der Verbraucher soll nicht immer ein Motor sein. D.h der Schalter soll
> eine generelle Verwendbarkeit haben.

Du hast nix begriffen!

1) Mit einem Transistor geht das ganz grundsätzlich garnicht.
2) Mit einem Thyristor (eigentlich zwei Transistoren) geht es nur unter
   bestimmten Randbedingungen, also eben gerade nicht universell.

> Für den Fall dass der Verbraucher ein Motor ist sehe ich das Problem mit
> dem Generator. Für diesen Fall müsste der Motor eine Flyback diode
> bekommen ...

Du hast nix begriffen!
Die hilft dir garnix.

von Harald W. (wilhelms)


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Hans L. schrieb:

> D.h der Schalter soll eine generelle Verwendbarkeit haben.

Für generelle Verwendbarkeit nimmt man am besten ein Relais.
Das eignet sich auch besser für Selbsthalteschaltungen.

von Stefan F. (Gast)


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Dieses Konzept kann nur mit kleinen Spannungen von etwa 2-5V 
funktionieren. Universell ist das nicht.

Da du so sparsam mit Rahmenbedingungen nust, kann ich Dir ebenfalls nur 
ein Relais in Selbsthalteschaltung empfehlen. Dann kannst du allerdinfs 
dein 2-Draht Konzept nicht umsetzen. Du brauchst eine dritte Leitung zur 
Stromversorgung des Relais.

Dami kannst du dann auch gleich den Mikrocontroller versorgen. Der kann 
dann dauerhaft laufen, so dass wiederum der Zenober mit der 
Selbsthaltung entfällt.

Wenn man mehr Infos zur eigentlichen Aufgabe hätte, könnte man sich 
Gedanken um bistabile Relais machen. Aber du willst das ja nicht, ist ja 
alles streng geheim.

von Günter Lenz (Gast)


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Hans L. schrieb:
>Was ich gerne erreichen würde ist, dass der Transistor sobald er
>geöffnet wurde offen bleibt, sodass der MCU nicht mehr benötigt wird.

RS-Flip-Flop, hat zwei Eingänge, ein Eingang zum Einschalten
und ein Eingang zum Ausschalten (rücksetzen und setzen).
Oder Trigger-Flip-Flop mit ein Takteingang.

Siehe hier:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0210033.htm

Die Zustände bleiben aber nur erhalten wenn die
Stromversorgung nicht ausfällt, ansonsten brauchst
du bistabile Relais.

von Hans L. (haled)


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Vielen Dank für die vielen Antworten.
Ich habe mir jetzt die vorgeschlagenen Lösungen angeschaut und wenn ich 
diese richtig verstanden habe sind sowohl der Thyristor als auch das 
Selbsthaltende Relay genau das was ich suche.
Das sich die Schaltung bei "Stromausfall" resettet ist ja ebenfalls 
gewünscht und somit genau richtig.
Vielen Dank für eure Hilfe!! Und es tut mir leid, dass ich nicht genauer 
den Verbraucher spezifizieren konnte, aber es soll eben generell 
verwendbar sein. Also wird es dann wahrscheinlich ein Relay!

von Rainer V. (a_zip)


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...und falls du wider Erwarten Probleme haben solltest, das Relais mit 
deiner universellen MCU anzusteuern, dann eröffne bitte einen neuen 
Faden!
Gruß Rainer

von Timo N. (tnn85)


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Ich frag mich warum keiner bisher gefragt hat, warum er den µC unbedingt 
abschalten will (in Reihe schalten will) so lange sein Verbraucher 
läuft.

Wahrscheinlich ist das überhaupt nicht notwendig.

Eventuell mal nochmal ganz von vorne anfangen und die Anforderungen 
strukturiert definieren und mitteilen.

von Jo (Gast)


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Hallo Hans,

so eine Zweidrahtlösung ist interessant, sie ist lösbar und ich kann mir 
schon Fälle vorstellen, wo sie sinnvoll einsetzbar ist.

Eine ganz allgemeine Beschreibung der Lösung wäre möglich, aber sehr 
schwer so hin zu kriegen, dass ein noch wenig Erfahrener sie dann auch 
wirklich verstehen kann. Das wäre sehr mühsam - für alle Beteiligten. 
Noch dazu weiss hier niemand, über welches Vorwissen und welche 
Vorerfahrung du verfügst.

Du könntest dich aber auch vorstellen und etwas Info über deinen 
elektronischen Hintergrund mitteilen. Was hast du denn schon real 
gebaut, und zum Funktionieren gebracht? Welche Schaltungen hast du schon 
erfolgreich entwickelt, und worin bestand der Erfolg (abgesehen von der 
realen Umsetzung)?

Für verschiedene Einsatzzwecke sieht die Realisierung unterschiedlich 
aus. Wenn man sich da noch nicht entscheiden kann, dann fängt man am 
Besten mit einer einfachen Variante als Beispiel an. Wenn man das einmal 
gelöst hat, dann kann man leicht Lösungen für andere Rahmenbedingungen 
finden. Die Struktur der Lösung wird gleich sein, die konkrete 
Realisierung der Einzelkomponenten wird unterschiedlich sein.

Aber auch so ein Beispiel müsste beschrieben werden und man müsste bis 
zur Lösung dran bleiben. Mit einem Springen von Variante zu Variante 
würdest du dich nur selbst verwirren.

Nachdem du anscheinend noch nicht so geübt bist, klar darzustellen, ob 
du grad vom Schliessen eines Stromkreises oder vom Sperren eines 
Transistors schreibst, vermute ich mal, dass du am Besten mit einem 
einfachen Beispiel beginnst. Für die einfachen Anwendungen im Bereich 
Gleichspannung von wenigen Volt und Gleichstrom von mA kannst du auch 
Relais oder bipolare Transistoren verwenden. Das sind einfach zu 
verwendende und preisgünstige Teile.

Wie weit sind denn deine Überlegungen gekommen? Stelle doch bitte in 
Zeichnungen dar, wie du die Aufgabe mit Relais und wie mit Transistoren 
lösen würdest, und wo du hängst.

grüsse, Jo

von Jo (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Du brauchst eine dritte Leitung zur
> Stromversorgung des Relais.

Die ist nicht unbedingt nötig. Es sind Rahmenbedingungen vorstellbar, wo 
man auch bei Relais ohne dritte Leitung auskommt. Nachdem wir, wie du 
richtig angemerkt hast, die Rahmenbedingungen nicht kennen, mache ich 
mir jetzt auch nicht die Mühe der Beschreibung einer solchen Lösung.

von Minimalist (Gast)


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Wie willst du den Verbraucher eigentlich wieder abschalten?
Wenn der uC parallel zur Spannungsquelle wäre, könnte der das ganz 
bequem übernehmen. Moderne uC brauchen (verglichen mit einem 12V DC 
Motor) praktisch keinen Strom.
Für so eine kuriose Reihenschaltung muss es schon einen SEHR guten Grund 
geben.

von Michael B. (laberkopp)


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Hans L. schrieb:
> Wenn der Transistor geschlossen ist liegen die 12V der Leitung über dem
> MCU und der Verbraucher (ein E-Motor) läuft nicht.
> Wenn der Transistor öffnet läuft der Motor und über dem MCU fällt quasi
> keine Spannung ab -> er geht aus.
>
> Was ich gerne erreichen würde ist, dass der Transistor sobald er
> geöffnet wurde offen bleibt, sodass der MCU nicht mehr benötigt wird.
>
> Dieser offene Status vom Transistor soll resettet werden, wenn die
> Spannungsversorgung ausgeschaltet wurde.

Das geht nicht mit einem Transistor, aber mit einem Thyristor.
Je nach Motorstrom so was wie C106M1.

von äxl (Gast)


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Wieso? der rechte Anschluss leigt doch (über den niederohmigen) 
Verbraucher quasi auf Masse. Darüber liesse sich der µC betreiben. 
Schaltet der Verbraucher zu, hebt dieser natürlich das Massepotenzial 
an, logisch. Muss man dann eben am µC dafür sorgen, das da immerwieder 
mal masse anliegt (Verbraucher kurz abschalten) und die mit einm 
Kondensator das Massepotntial für den µC, solange der verbraucher die 
Masse "hochzieht", erhalten bleibt.

von Jo (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Das geht nicht mit einem Transistor,

Das geht mit zwei Transistoren, mit Relais, mit vielen anderen 
Halbleiterbauteilen ...

WAs für den TO geeignet ist? Wer weiss das schon?

von Harald W. (wilhelms)


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Jo schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Du brauchst eine dritte Leitung zur
>> Stromversorgung des Relais.
>
> Die ist nicht unbedingt nötig. Es sind Rahmenbedingungen vorstellbar, wo
> man auch bei Relais ohne dritte Leitung auskommt.

In der Technik gibt e4s viele Lösungen, um sowohl Versorgung als
auch Signal über ein Leiterpaar zu führen. Man sollte sich also
am besten an bestehende Standards halten.

von Route_66 H. (route_66)


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Harald W. schrieb:
>> Mit offen und geschlossen meine ich den Schalter der durch den
>> Transistor realisiert wird.
>
> Besser Du schreibst "leitend" und "nichtleiend", dann kommt es nicht
> zu Missverständnissen.

Er ist vermutlich Gärtner von Beruf: Wenn der Hahn "offen" ist, dann 
fließt das Wasser, wenn der Hahn "geschlossen" ist...

von Jo (Gast)


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Harald W. schrieb:
> In der Technik gibt e4s viele Lösungen, um sowohl Versorgung als
> auch Signal über ein Leiterpaar zu führen. Man sollte sich also
> am besten an bestehende Standards halten.

Ja, das ist schon richtig.

Wenn er denn ein Leiterpaar hätte, müsste er nicht mal Signal und 
Versorgung drüber gehen lassen.

Die Aufgabenstellung des TO scheint mir etwas anderes zu beschreiben. Er 
sieht sich anscheinend gezwungen (- ob irrtümlich oder zu Recht ist 
mangels Info nicht gut einzuschätzen), die Steuerung des Verbrauchers 
weit weg von Versorgung und weit weg vom Verbraucher mittendrin bei 
einer einzelnen Leitung dazwischen zu schalten. Anscheinend meint er, 
dass er keinen Zugang zu einem weiteren Leiter hat und dass er den auch 
nicht mit vertretbarem Aufwand herstellen kann.

Vielleicht will er auch nur herausfinden, ob man das ohne "Leiterpaar" 
lösen kann, wenn die Situation so wäre.

Vielleicht hat Hans auch etwas anderes gemeint. Zunächst hab ich sein 
Thema so verstanden, wie ich es wieder gegeben habe und ich sehe mehrere 
sehr einfache Lösungen dafür.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Route 6. schrieb:
> Er ist vermutlich Gärtner von Beruf: Wenn der Hahn "offen"…

Zum Glück ist er nicht Geflügelzüchter, deren Hähne sind bestenfalls 
geschlossen.

von Hans L. (haled)


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Hallo zusammen!
Vielen Dank, dass ihr euch immer noch so aktiv mit dem Thema beschäftigt 
und mir als Gärtner die Elektrotechnik näher bringt ... ich bin sehr 
motiviert in dem Bereich zu lernen.

Ich dachte, dass es die Beschreibung nur unnötig verlängern würde, 
deshalb habe ich nicht genau beschrieben, warum ich das so machen will 
aber mache es natürlich gerne!

Meine Idee ist es die Dieselpumpe von meinem Auto mit dem 
ferngesteuerten Schalter zu unterbrechen. Dabei ist es ja im Auto so, 
dass nur die Plusleitung als Kabel verlegt wird und als Masseleitung die 
Karosserie dient.

Ich habe mir also gedacht, dass es zwei Möglichkeiten gibt die 
Plusleitung der Dieselpumpe zu unterbrechen.

1.: Man Schaltet MCU und Dieselpumpe parallel muss dafür aber den MCU an 
die Karosserie anschließen sprich ein Loch in diese Bohren oder

2.: man schafft es, finde ich sehr elegant, auf eine Art und Weise nur 
das Kabel einmal durchzuschneiden und den MCU mit Transistor(en) oder 
Relay ohne Loch in der Karosserie anzuschließen. Dabei bin ich dann auf 
das Problem gestoßenen was hier diskutiert wird.

Achso, statt Loch in der Karosserie ein Kabel bis zur Batterie führen 
ist auch viel Arbeit und eben ja evtl unnötig wenn das andere möglich 
ist.

Und warum ich das Ganze generell verwendbar bauen will, ist weil man den 
Schalten dann auch an anderen Stellen im Auto verwenden kann (um andere 
Verbraucher zu unterbrechen).

Ich hoffe das hilft jetzt bei der Lösungsfindung :-)

Vielen Dank nochmal für eure Hilfe!

ps.: ein Relay mit Selbsthalteschaltung führt mein lokaler 
Elektrobauteileladen nicht, weil es zu teuer ist (ca 20 Euro).
Im Vergleich Thyristoren hat er ab einem Euro.

: Bearbeitet durch User
von äxl (Gast)


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ich steuere so meine H7 Glühlampen. Auch nur im Pluszweig ohne ein Loch 
in die Karosserie bohren zu müssen. betreibe diese aber im AN/AUS 
Betrieb 8msekunden an, 2msekunden aus. in der "aus-Zeit" versorge ich 
den µC über den Lampendraht mit Masse, bildlich gesprochen...
Aber. Masse findet sich doch überall am Auto.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Hans L. schrieb:
> Achso, statt Loch in der Karosserie ein Kabel bis zur Batterie führen
> ist auch viel Arbeit und eben ja evtl unnötig wenn das andere möglich
> ist.

In einem Auto hat doch jeder Verbraucher einen Masseanschluss. Da 
sollte es doch nicht so schwierig sein, in der Nähe einen Anschluss zu 
finden, den man mitbenutzen kann.
Den Aufwand halte ich in jedem Fall für geringer als deine 
Serien-Lösung. Denn sie ist bestimmt nicht trivial.

von Jo (Gast)


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Wenn das Einziehen einer Ader und das Bohren von einem Loch schon als 
grosser Aufwand gesehen werden, dann ist Ausführen der elektrischen und 
elektronischen Arbeiten absolut unbewältigbar. Da ist noch einiges mehr 
zu tun. Ich meine, Hans, du unterschätzt den Aufwand von dem Ganzen.

von Rainer V. (a_zip)


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...und ich hätte kein gutes Gefühl, so etwas in die Motorumgebung 
einzubauen! Radio oder Lampen, meinetwegen, aber Dieselpumpe!? Wenn dir 
bei Tempo 130 schon mal der Motor ausgegangen ist, dann verstehst du, 
was ich meine...
Gruß Rainer

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