Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Basiswiderstand errechnen, zu hohe Spannung an Basis


von Niko N. (nikol_n)


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Hallo,

ich habe ein Problem mit einer Schaltung die ein Relais ansteuern soll, 
und nach Betätigen eines Tasters noch einige Zeit weiter das Relais 
anziehen soll.
Hierfür sorgt ein 1000UF Kondensator.

Funktionsweise der Schaltung:
-----------------------------
Spannung 12V: Taster wird gedrückt, Kondensator lädt sich auf, und 
"befeuert" die Basis eben so lange bis Transistor Verbindung von 
Collector nach Emitter wieder zumacht. Am Emitter hängt der ein 
Spulen-pin des Relais, der andere liegt auf GND.
Ergebnis: Solange Kondensator genug Spannung liefert, schaltet das 
Relais durch.

Problemstellung:
----------------
Ich muss den Basiswiderstand bestimmen. Wenn ich diesen errechne, kann 
ich nach dem Widerstand am Basispin des Transistors einen Wert von ca. 
12V gegen GND messen. Mehr als 6V sollte der Wert laut Specs aber nicht 
sein.

Relevante verwendete Bauteile:
------------------------------
- NPN Transistor  BC547 B 166- Longruner (Als Schalter)
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BC546-D.PDF (Mit Graphen)

- Relais 40.52.9.012.0000 - Finder (Als Last vom Collector zum Emitter)
https://www.finder-relais.net/de/finder-relais-serie-40.pdf

Meine Berechnungen:
-------------------
Relais ist mit Last 0,65W/0,5W angegeben, das sind
Das sind 0,054A.

Transistor Ib = 54mA/30 = 1,8mA
Versorgungsspannung: 12V - 10% - 0,7V = 10,1V
Rb = 10,1V/ 1,8mA = 5,61 = 5611 Ohm, also runde 5KOhm.
Wenn ich das so baue, bekommt der Transistor zu viel Spannung am 
Basispin.

Meine Fragen:
-------------
1) Wie ist der richtige Widerstand?
2) Wie könnte es aussehen, wenn ich einen Poti rein baue, sodass ich die 
Zeit regeln kann, sagen wir 10 - 200 Sekunden, ohne das der Transistor 
den Fisch macht, wenn man falsch regelt.(Kondensator z.B. 1000uf)

Ich hoffe, ich konnte es entsprechend aufbereiten und bedanke mich für 
konstruktive Antworten.

Niko

: Verschoben durch Admin
von Udo S. (urschmitt)


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Niko N. schrieb:
> Funktionsweise der Schaltung:

Schaltplan!
Deiner, nicht irgendein ähnlicher aus dem Netz.

Niko N. schrieb:
> Am Emitter hängt der ein
> Spulen-pin des Relais, der andere liegt auf GND.

Üblicher Anfängerfehler: Die Last hängt bei einem NPN als Schalter 
zwischen Collektor und positiver Versorgung!

von Wolfgang (Gast)


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Niko N. schrieb:
> Ich hoffe, ich konnte es entsprechend aufbereiten …

Naja, ein grundlegendes Kommunikationsmittel in der Elektronik ist ein 
Schaltplan.

von Niko N. (nikol_n)


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Gerne

von Gascht (Gast)


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Prinzipiell ist hier alles sehr gut erklärt:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm

Bitte beachte unbedingt die nötige Freilaufdiode!

von Achim S. (Gast)


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Niko N. schrieb:
> Gerne

prima. Der Schaltplan passt, deine Textbeschreibung war falsch (dort 
hattest du geschrieben, dass die Spule des Relais zwischen Emitter des 
npn und GND hängt).

In der korrekte Beschaltung im Schaltplan wirst du garantiert nie +6 V 
zwischen Basis und GND messen (in der falschen Schaltungsvariante konnte 
das dagegen auftreten). Dein Problem hat sich also schon durch das 
Zeichnen des Schaltplans aufgelöst ;-)

von Teo D. (teoderix)


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Scheint, du hast Basis mit Emitter vertauscht. 6V ist die 
Durchbruchspannung der BE Strecke!

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Siehe auch Artikel Basiswiderstand.

Wie oben schon erwähnt wurde: Es fehlt die Freilaufdiode, sonst killt 
das Relais auf Dauer Deinen Transistor.

von MaWin (Gast)


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Niko N. schrieb:
> Mehr als 6V sollte der Wert laut Specs aber nicht sein.

Falsch, das ist UBEreverse, also die Spannung in Sperrrichtung wenn 
Basis negativ gegenüber Emitter ist. In Leitrichtung wird es nie mehr 
als 1V, sonst ist dein Transistor defekt.

Niko N. schrieb:
> konstruktive Antworten

Vergiss deine Schaltung. Das Entladen des Kondensators führt zu 
sinkendem Strom durch das Relais bis das irgendwann abfällt, nicht 
besonders genau bestimmbar.

Nutze einen NE555, der ersetzt gleich den Transistor, funktioniert mit 
12V, braucht auch nur 1 Widerstand (und 1 Poti wenn du regeln willst) 
und 1 Kondensator (und die Freilaufdiode) und ist zeitregelbar. Zudem 
kann er den Taster auf unterschiedliche Art und Weise anschliessen, z.B. 
an RESET.

von Niko N. (nikol_n)


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Danke bis hier her an alle. Sehr hilfreich.

Das hört sich gut an, meinst Du den hier?

https://www.conrad.de/de/p/ne555p-takt-timing-ic-timer-oszillator-pdip-8-152184.html

N.

von MaWin (Gast)


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Niko N. schrieb:
> meinst Du den hier?

Ja, aber besser von einem günstigeren Anbieter.
Datenblatt lesen.

von michael_ (Gast)


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Niko N. schrieb:
> Gerne

Mach mal zwischen den Taster und den 1000µ eine Diode. Und einen R, um 
den Ladestrom zu begrenzen.
Der Basiswiderstand darf nicht zu klein sein, damit der max. Basisstrom 
nicht überschritten wird.
Berechnen kann man da wenig. Probieren ist angesagt.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

dieses Monoflop läßt sich viel leichter realisieren, wenn man zwei 
Transistoren hintereinader schaltet, so daß sich deren 
Verstärkungsfaktoren multiplizieren. Dann läst sich die Dauer auch 
leichter einstellen, aber nicht regeln.

Die Luxusvariante nutzt zusätzlich einen Schmitt-Trigger, den man leicht 
mit zwei Transistoren aufbauen kann.

Mit drei Transistoren wäre die Steuerung schon gut.


MfG

von Johannes R. (oa625)


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Gascht schrieb:
> Bitte beachte unbedingt die nötige Freilaufdiode!

Nicht ganz richtig!
Der Kondensator wird langsam entladen, der Basis- und der Kollektorstrom 
ändern sich deshalb nicht sprunghaft. Damit entsteht am Relais keine 
Induktionsspannung.
Nur ein Abschalten der Betriebsspannung bei bestromtem Relais kann zu 
Spannungsspitzen führen. Wenn dieser Fall ausgeschlossen werden kann, 
braucht man keine Diode.

Gruß
JRo

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Johannes R. schrieb:
> Nur ein Abschalten der Betriebsspannung bei bestromtem Relais kann zu
> Spannungsspitzen führen. Wenn dieser Fall ausgeschlossen werden kann,
> braucht man keine Diode.

Also eine USV installieren, damit man die 1-Ct-Diode sparen kann?

von Harald W. (wilhelms)


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Frank M. schrieb:

> Also eine USV installieren, damit man die 1-Ct-Diode sparen kann?

Wir müssen sparen, koste es, was es wolle. :-)

von Achim H. (pluto25)


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Niko N. schrieb:
> Am Emitter hängt der ein
> Spulen-pin des Relais, der andere liegt auf GND.

Das wäre die bessere Lösung. Kollektor an 12V und der Kondensator 
zwischen Basis und Gnd. Dann brauchts auch keine Schutzdiode und die 
Zeit wird länger.
Vielleicht noch ein kleiner Widerstand um Kondensator /Taster zu 
schützen.
Soll die Zeit einstellbar werden noch ein Poti parallel zum Kondensator.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Johannes R. schrieb:
> Der Kondensator wird langsam entladen, der Basis- und der Kollektorstrom
> ändern sich deshalb nicht sprunghaft. Damit entsteht am Relais keine
> Induktionsspannung.

"keine" ist falsch. Richtig ist "eine kleinere", abhängig von der 
Geschwindigkeit der Stromänderung.

von Wolfgang (Gast)


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Frank M. schrieb:
> Wie oben schon erwähnt wurde: Es fehlt die Freilaufdiode, sonst killt
> das Relais auf Dauer Deinen Transistor.

Mit Dauer hat das oft wenig zu tun. Je nach Eigenschaften der 
Relaisspule kann das schon beim ersten Mal passieren.

Ich habe mindestens genauso viel Mitleid mit der Oberfläche der armen 
Schalterkontakte, aber das wurde ja schon angesprochen.

von Wolfgang (Gast)


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Johannes R. schrieb:
> Der Kondensator wird langsam entladen, der Basis- und der Kollektorstrom
> ändern sich deshalb nicht sprunghaft.

Da hast du Recht.
Je nach Größe vom Widerstand R muss man dann allerdings zumindest 
überschlagsmäßig mal über die Verlustleistung über dem Transistor 
nachdenken.

von Jens G. (jensig)


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Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite

>Johannes R. schrieb:
>> Nur ein Abschalten der Betriebsspannung bei bestromtem Relais kann zu
>> Spannungsspitzen führen. Wenn dieser Fall ausgeschlossen werden kann,
>> braucht man keine Diode.

>Also eine USV installieren, damit man die 1-Ct-Diode sparen kann?

Nö. Der Transistor sieht da keine Spannungsspitze, denn der ist ja da 
noch im leitenden Zustand, und die Spannungsspitze entsteht eher an der 
Betriebsspannung. Ist aber eher uninteressant, wenn man die Schaltung 
wie üblich mit einigen µF abblockt, so daß auch diese Spitze geplättet 
wird.

von Niko N. (nikol_n)


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Ich traue mich kaum es zu posten: Meine Idee mit nem NE555.
Wenn ich es richtig verstanden habe kann ich den 60K gegen nen Poti 
tauschen um es regeln zu können.
Ich habe auch mal die besagte Freilaufdiode rein gebaut!

N.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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> Ich traue mich kaum es zu posten:

hier noch ein paar Anregungen:
https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/timer555.html


mFG

von Niko N. (nikol_n)


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Danke, dann muss der Reset oben sein, das bedeutet, ich muss ihn mit +12 
verbinden, allerdings habe ich hier einen Taster, der kurz Kontakt 
herstellt und da ist mir nun nicht klar, wo der fachlich richtig sitzen 
soll...danke N.

von Niko N. (nikol_n)


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Ich schalte mit dem Taster Vcc voll kurz(also 3/3) ist höher als 2/3 auf 
PIN 6, dann wird neu gesetzt. Ich male die Schaltung morgen neu. N.

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