Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor und passende Widerstände auswählen / Hilfe für Anfänger


von Romano S. (rsoravia)


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Hallo Zusammen,

bin nur selten in Sachen Elektronik-Basteleien unterwegs und hoffe, dass 
mir jemand kurz helfen kann:

Ich möchte ein CO2 - Messgerät das einen optischen Alarm ( 
Displaybeleuchtung geht an ) besitzt mit einem möglichst lauten 
akustischen Alarm versehen .

Ich dachte ich orientiere mich dabei an einer Schaltung für einen " 
Licht-Alarm" hier: 
https://www.elektronik-labor.de/Notizen/LichtAlarm.html
( LDR Fotozelle auf Display tapen) , da ich das Gerät nicht öffnen 
möchte.

Die Versorgungsspannung ist jedoch 5V ( USB) und nicht 9V und die 
Fotozelle anders.

Ich will die Bauteile bei Conrad in Stuttgart abhohlen in den nächsten 
Tagen.
(Vorrätig oder schnell in die Filiale lieferbar)

Nun habe ich bereits gefunden :
https://www.conrad.de/de/p/tru-components-717675-piezo-signalgeber-geraeusch-entwicklung-100-db-spannung-3-v-intervallton-1-st-1566916.html

und

https://www.conrad.de/de/p/luna-optoelectronics-pdv-p8104-fotowiderstand-ldr-tht-1-st-150-v-max-l-x-b-x-h-4-29-x-5-08-x-2-mm-1762911.html

Welchen Transistor und welche Widerstände dazu sollte ich nun nehmen um 
der Schaltung zu sicherer Funktion zu verhelfen?

Vielen Dank schon mal !

Viele GRüße, Romano

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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So 100%ig kann man Dir das nicht sagen, ich würde z.B. einen BC547C 
wegen seiner hohen Stromverstärkung verwenden, Basiswiderstand ist nicht 
kritisch, irgendwas zwischen 4k7 und 10k sollte passen, den Widerstand 
nach Masse würde ich als Poti ausführen um die Schaltschwelle einstellen 
zu können. Wie groß der maximal sein soll? Keine Ahnung, hängt vom LDR 
ab, ich würde 30 oder 50k probieren. Das ist sowieso schon ein sehr 
einfacher Schaltplan ohne echte Schaltschwelle.

Wieso schlägst Du eigentlich einen 3V Piepser vor, wenn die Schaltung 
mit 5V arbeiten soll? Als super-einfache Billiglösung dafür kannst Du 
drei Dioden (z.B. 1N400x) in Reihe zu dem Ding schalten, an denen fallen 
dann 1,8V ab und 3,2V sollte das Teil aushalten (ohne Gewähr).

Ach ja und ganz wichtig ist natürlich der Aufkleber mit einem beliebigen 
Dirty-Dancing-Star, wahlweise auch von Baywatch oder bei verkehrter 
Polung der einer 90er Jahre Boygroup. Ohne den funktioniert's nicht.

von s.c.n.r. (Gast)


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Romano S. schrieb:
> Ich will die Bauteile bei Conrad in Stuttgart abhohlen in den nächsten
> Tagen.

Ja, ja die Hohlweltanhänger ...

von Dieter (Gast)


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Ben B. schrieb:
> 3V Piepser
Es gibt bei C. auch die 4V Variante!

Wegen der 100dB gwaehlt, weil bei den 5V Typen nur 85dB stand?

Fuer 5V nehme R1 10k statt 18k und fuer R2 hole Dir ein 5k Poti zum 
einstellen.

von Walter K. (walter_k488)


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CO2 Messgerät?

Es soll ja inzwischen Menschen geben, die CO2 Moleküle mit bloßem Auge 
sehen können ...

von Romano S. (rsoravia)


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Hallo Zusammen, vielen Dank für die Antworten!

@Ben: cool danke für Deine Informationen !
Habe den hier gefunden:
https://www.conrad.de/de/p/diotec-transistor-bjt-diskret-bc547c-to-92-3-anzahl-kanaele-1-npn-140539.html?searchType=SearchRedirect
Passt oder?
Ja, Poti ist gute Idee, mach ich.
Das mit den Dioden dachte ich auch event.falls ich den Herren an der 
Theke auch kein Datenblatt bzw infos über den Spannungsbereich entlocken 
kann. Oft waren die 3V nominal Dinger eigentlich 3-5V.
Wollte halt nen lauten haben....und das mit dem Intervallton gefällt mir 
auch besser.
Oldschool Aufkelber muss ich natürlich auch noch irgendwie auftreiben 
;-)

@scnr:  ist halt praktisch ;-)

@Dieter: genau :-)  ....stimmt 4V gibts auch, danke. ( 3V kam auch daher 
weil ich überlegt hab ob ich den Piezo irgendwie direkt von der 
HIntergrundbeleuchtung des Displays das angeht betreiben will....will 
ich jetzt aber nicht mehr)

@Walter: Keine Sorge, zu denen gehöhre ich nicht ;-)  ( KOntext ist ein 
mini kleines Campmobil im Winter und STandheizung bzw. wie weit Fenster 
auf usw....)

 @all: Mit Problemen wegen der intermitierenden Stromaufnahme des 
IntervallTon Piezos und der Schaltung ist nicht zu rechnen oder ?

@all:  vielleicht würden diese (event.dummen :-)) FRagen hier mir auch 
noch zum verständnis der Widerstandswerte weiterhelfen:
a) Um den Transistor voll Durchzuschalten, reicht es wenn das 
Basispotential mittels des Spannungsteilers ( LDR und Poti) 0,6-0,8V 
(Schwelle) über Minus gehoben wird (egal welcher WErt zwischen 0,8V bis 
5V dabei rauskommt)oder muss es höher werden und warum?
b)Muss der( bis jetzt unbekannte) Stromverbrauch des Intervall Piezos 
irgendwie mit dem Basiswiderstand in Beziehung gesetzt werden? ...z.B. 
wegen dieser mir noch unklaren "Stromverstärkung"....?

Grüße !!

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Aaaaalso. Ich versuch das mal zu erklären, aber es wäre besser, wenn Du 
bereits Grundkenntnisse in der Elektrotechnik hättest, was das 
Verständnis für das Ohmsche Gesetz angeht. Also die Zusammenhänge 
zwischen Strom und Spannung an Widerständen.

Diese Art Transistoren (Bipolartransistoren) sind stromgesteuert, nicht 
spannungsgesteuert und ihre Basis-Emitter-Strecke besitzt wie jede 
Siliziumdiode eine Flußspannung von etwa 0,6V. Die Stromverstärkung 
(Hfe) sagt aus um welchen Faktor der Basisstrom (B-E) den Kollektorstrom 
(C-E) beeinflusst. Ein Transistor mit einer Stromverstärkung von 200 
kann bei einem Basisstrom von 3mA also 600mA Kollektorstrom tragen (oder 
er ist schon vorher vollständig geöffnet, d.h. in Sättigung).

Ziel Deiner Schaltung ist, daß der Transistor bei beleuchtetem 
Fotowiderstand den kompletten Betriebsstrom des Piepsers tragen kann und 
ohne Beleuchtung komplett gesperrt ist. Nachteil Deiner sehr einfachen 
Schaltung: Sie arbeitet linear, also es gibt keine festen 
Schaltschwellen. Wenn man die Beleuchtung langsam erhöht, fließt auch 
nur langsam mehr Strom durch den Piepser.

Also muß die Schaltung so ausgelegt werden, daß ohne beleuchteten LDR an 
R2 im Schaltbild weniger als 0,6V anliegen. Dadurch, daß die B-E-Strecke 
des Transistors mindestens 0,6V benötigt, damit überhaupt ein Basisstrom 
fließen kann (diese bis zu 0,6V stehen in diesem Fall an der Basis an, 
ohne daß ein Strom fließt) steht keine Spannung über dem Basiswiderstand 
R1 und es fließt kein Basisstrom, der Transistor ist komplett gesperrt.

Bei beleuchtetem LDR muß an R2 genug Spannung anliegen, daß über R1 
genug Spannung steht, um einen ausreichenden Basisstrom fließen zu 
lassen. Angenommen Dein Summer braucht 100mA, der Transistor hat eine 
Stromverstärkung von 200, dann reichen ihm 0,5mA Basisstrom, um diesen 
Kollektorstrom zu tragen. In der Praxis nimmt man gerne "etwas mehr" um 
sicher zu sein, die Schaltgeschwindigkeit des Transistors ist in dieser 
Anwendung nicht wichtig, also ist Sättigungsbetrieb kein Problem.

Da Deine Schaltung wie gesagt keine festen Schaltpunkte hat, muß man 
probieren, daß der Transistor bei steigender Beleuchtung des LDR 
möglichst schnell ausreichend Basisstrom bekommt, um den kompletten 
Laststrom des Piepsers zu tragen. Eine hohe Stromverstärkung steigert 
die Empfindlichkeit des Transistors, er reagiert schneller auf 
Änderungen. Den Basiswiderstand R1 würde ich nur so groß wählen, daß er 
den Basisstrom begrenzt wenn der LDR sehr stark beleuchtet wird. 
Angenommen der ist dann sehr niederohmig (oder gleich einen Kurzschluß 
annehmen) sollten 1000 Ohm ausreichen. An 5V fließen in diesem Fall 
4,4mA Basisstrom (=5V-Vbe=4,4V 4,4V/1000 Ohm macht 4,4mA), das ist 
sicher. Man könnte auch 510 Ohm nehmen, das verdoppelt den Basisstrom 
und erhöht die Empfindlichkeit weiter.

R2 bestimmt den Arbeitspunkt der Schaltung, indem er den Strom, den der 
LDR in abgedunkeltem Zustand fließen läßt, zur Masse ableitet. Das muß 
er bei maximal 0,6V schaffen, denn darüber beginnt Basisstrom für den 
Transistor zu fließen. Maximal 0,6V sind für diese Aufgabe wenig, der 
genaue Reststrom des LDR ist unbekannt, die Stärke seiner Beleuchtung in 
dunklem Zustand ist unbekannt... zuviele Unsicherheiten für mich, um 
diesen Widerstand konkret auszurechnen. Also Schätzung des maximal 
nötigen Wertes, vielleicht 4,7k und als Poti, dann kann man sich den 
passenden Wert am Ende einstellen und die Schaltung damit an 
verschiedene Einsatzbedingungen anpassen. In praller Sonne wird sie 
allerdings nie funktionieren.

Alle Klarheiten beseitigt?

von MaWin (Gast)


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Romano S. schrieb:
> Welchen Transistor und welche Widerstände dazu sollte ich nun nehmen um
> der Schaltung zu sicherer Funktion zu verhelfen

Das ist unklar, da wir nicht wissen, wie hell dein Display ist, wie sich 
also der Widerstand deines draufgetapten LDR ändern wird, wenn das Licht 
angeht.

Man könnte ihn probeweise drauftapen und beide Widerstandswerte mit 
einem Ohmmeter messen, dann sieht man klarer.

Wenn du 5V hast und einen 3V Signalgeber kaufst, ist das jedenfalls 
ungünstig, man müsste ja für 2V Verlust sorgen.

Ein MOSFET, z.B. der robuste IRLZ34, ist jedenfalls einfacher zu 
benutzen als ein Bipolartransistor. Als pull down Widerstand könnte man 
ein Trimmpotentiometer verwenden, dan kann man die Schaltschwelle 
wenigstens einstellen. Aber auch bei dem ist der Wertebereich unklar, 
soll es 500k haben oder nur 5k ?
1
+5V --+-----+
2
      |     |
3
      | Signalgeber
4
      |     |
5
      +-|<|-+ Freilaufdiode 1N4001
6
      |     |
7
     LDR    |
8
      |     |
9
      +----|I N-MOSFET LogicLevel
10
      |     |
11
    Poti<---+
12
      |     |
13
GND --+-----+

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