Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bitte um Hilfe bei einem Einschaltproblem


von Hasel B. (haselberg)


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Hallo allerseits,

könnte mir bitte jemand helfen, denn ich bin nur Hobbybastler mit 
relativ wenig Kenntnissen der Elektronik?

Das Problem:
Ein Gerät soll nach Anlegen der Betriebsspannung (5V) einschalten. Das 
funktioniert so nicht, denn das Gerät hat einen Taster zum Einschalten, 
der einen Pin eines ICs (Bez. abgeschliffen) auf GND legt. Beim wieder 
Loslassen des Tasters schaltet dann das Gerät ein. Experimentell habe 
ich gefunden, dass beim Anlegen der Betriebsspannung nicht gleichzeitig 
der IC-Pin auf GND liegen darf, sondern erst kurze Zeit (etwa 1/2 Sek.) 
später.

Ich habe versucht das als Skizze darzustellen.
Vielleicht hat jemand einen zündenden Tipp, möglichst ohne µC?

Vielen Dank
Hazel

von und noch Einer (Gast)


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Ein Grät? Hose runter!

von MaWin (Gast)


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Mit einem RESET-Controller wie TL7705 geht es nicht, ebenso nicht mit 1 
NE555, aber mit einem ICL7665 oder 2 Komparatoren (LM393) an einer 
Referenz.

Wenn die Spannung an einem Kondensator der über einen Widerstand 
aufgeladen wird noch zu gering ist oder schon hoch genug, bleibt der 
Ausgang unangetastet und über einen pull up Widerstand auf high, liegt 
die Spannung dazwischen wird der Ausgang nach Masse gezogen.

Da hier kein wired or geht, muss der eine Komparator die 
Vergleichsspannung des anderen Komparators beeinflussen.

Es geht natürlich auch mit einem kleinen Mikrocontroller wie PMS150C.

von Hasel B. (haselberg)


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und noch Einer schrieb:
> Ein Grät? Hose runter!

Bist hier falsch, ich hatte nichts von einer Grät(e) in meiner Hose 
geschrieben.

MaWin schrieb:
> Da hier kein wired or geht, muss der eine Komparator die
> Vergleichsspannung des anderen Komparators beeinflussen.

Danke Mawin für deine bestimmt perfekte Erläuterung. Aber es reicht 
nicht, also bei mir. Ich hatte mir eben die Datenblätter vom ICL7665 
(Batt. Monitor) und dem LM393 (2 x Komparator) angesehen. Mit dem ICL 
begreife ich gar nichts und mit den Komparatoren versuche ich gerade 
deren Verhalten nachzulesen.

von HildeK (Gast)



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Hazel B. schrieb:
> Vielleicht hat jemand einen zündenden Tipp, möglichst ohne µC?

Mit µC wäre es ja einfach 😀 ...

Ich hab mal eine 'Beispielschaltung angehängt.
Oben, blau, das Einschaltsignal der Spannungsquelle; unten, rot, der 
Ausgang.
Ich hoffe, die Pulsdauer ist nicht ganz kritisch, wenn der Pin längere 
Zeit auf LOW sein muss, dann kann man R1 noch etwas vergrößern (39k, 
47k).
Zweistufig, weil sonst das Ausgangssignal sehr langsam wieder ansteigt. 
Im Prinzip geht das auch mit nur einem NPN mit dem genannten Nachteil.


Hinweis: BC847 wähle ich, weil der BC547, der genau so verwendet werden 
kann wie viele andere NPN, einen kleine Bug im Simulationsmodell hat.

von pegelwendler (Gast)


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MaWin schrieb:
> ebenso nicht mit 1 NE555

Kommt drauf an. Wenn der Taster nur zum Einschalten dient, dann kann der 
NE555 ständig ein- und ausschalten.
Dass das Gerät ständig "eingeschaltet" wird, ist egal, weil es bereits 
an ist.

Falls der Taster noch eine andere Funktion hat, geht das natürlich nicht 
mehr.
Das Gerät startet nach Ausschalten/Absturz dann natürlich sofort wieder 
neu, falls Spannung anliegt. Das kann gewünscht sein - oder auch nicht.

von Hasel B. (haselberg)


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HildeK schrieb:
> Ich hab mal eine 'Beispielschaltung angehängt.

Der Hammer, herzlichen Dank.
Ich habe diese Schaltung mit den Transistoren BC547A und BC557A (weil 
ich die vorrätig habe und hoffe, dass sie hier keinen Bug haben) mit 
Multisim von NI simuliert. Funktioniert in der Simu prima und ich werde 
diese Schaltung morgen aufbauen.

HildeK schrieb:
> Ich hoffe, die Pulsdauer ist nicht ganz kritisch

Ganz und gar nicht. Ich kann den Taster so kurz ich kann drücken, das 
Einschalten funktioniert immer.

Klasse ...

von Hasel B. (haselberg)


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pegelwendler schrieb:
> kann der
> NE555 ständig ein- und ausschalten.

Nein, ich denke nicht, denn der beschriebene Taster schaltet beim 
erneuten Drücken das Gerät dann wieder aus.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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HildeK schrieb:
> Hinweis: BC847 wähle ich, weil der BC547, der genau so verwendet werden
> kann wie viele andere NPN, einen kleine Bug im Simulationsmodell hat.

Welcher Bug ist das? (Ich frage, weil der BC547 mein Standard-Modell für 
Transistoren ist, sollte ich das ändern?)

von HildeK (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Welcher Bug ist das? (Ich frage, weil der BC547 mein Standard-Modell für
> Transistoren ist, sollte ich das ändern?)

Das hätte für diese Schaltung zwar keine Auswirkung, aber ich nehme den 
547 jetzt grundsätzlich nicht mehr in LTSpice. Ich wollte nur dem TO 
nicht den SMD-Typ unterjubeln.

Der Bug ist der falscher Wert TR=1.00E-32 im Modell. Beim 847 ist er mit 
TR=9.00E-08 angegeben. Das wirkt sich aus beim schnellen Ausschalten des 
Transistors. Dort hat man normalerweise ohne Zusatzmaßnahmen ein 
deutliches Delay zum Eingangssignal - der 547 zeigt das in der 
Simulation fast nicht und liegt damit falsch.

Ja, das solltest du ändern, wenn dir das Schaltverhalten wichtig ist. 
Vergleich die beiden mal mit einem Takt mit 1MHz - in normaler 
Emitterschaltung. Ich denke, für analoge Kleinsignalverstärker bis 
100kHz dürfte da nichts auffallen. So genau habe ich das nicht 
untersucht.

Entweder das Modell unangetastet lassen und den 847 nehmen oder im File 
standard.bjt den Wert ändern. Ich weiß jedoch nicht, ob es beim nächsten 
Update dann wieder überschrieben wird.

von HildeK (Gast)


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Hazel B. schrieb:
> Ich habe diese Schaltung mit den Transistoren BC547A und BC557A (weil
> ich die vorrätig habe und hoffe, dass sie hier keinen Bug haben)

Real haben die keinen Bug, nur die LTSpice-Simulation liefert bei 
bestimmten Aufgaben unrealistische Ergebnisse - siehe meinen letzten 
Post.
847/847 sind weitgehend identisch mit 547/557, nur eben im SMD-Gehäuse. 
Weitgehend, weil ein geringer Einfluss z.B. vom Gehäuse 
(Streukapazitäten) natürlich auch da ist - für deine Anwendung völlig 
ohne Belang.

von Hasel B. (haselberg)


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HildeK schrieb:
> Real haben die keinen Bug

Ja klar, danke, so hatte ich dich auch verstanden.

HildeK schrieb:
> ich die vorrätig habe und hoffe, dass sie hier keinen Bug haben

Damit meinte ich, dass deren Modelle hier in Multisim nicht auch einen 
Bug haben. Aber egal, der von dir jetzt beschriebene Bug wäre in meiner 
Bastelei ohnehin belanglos.

von HildeK (Gast)


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Hazel B. schrieb:
> Damit meinte ich, dass deren Modelle hier in Multisim nicht auch einen
> Bug haben.

Ich kenne Multisim nur dem Namen nach. Wenn die Transistormodelle in 
ASCII vorhanden sind, dann schau doch mal mit einem Editor nach und 
suche den Wert für TR. Sollte er deutlich von 9.0E-08 abweichen (wie bei 
LTSpice mit 1.0E-32), dann ist dort auch ein unzureichendes Modell 
hinterlegt.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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HildeK schrieb:
> Der Bug ist der falscher Wert TR=1.00E-32 im Modell. Beim 847 ist er mit
> TR=9.00E-08 angegeben.

Danke! Ich werde in Zukunft den BC548 als Standard verwenden.

Unter 
https://de.wikipedia.org/wiki/Ersatzschaltungen_des_Bipolartransistors
gibt es eine gute Übersicht (Stichwort 'Gummel-Poon-Modell') über die 
bei LTSpice verwendeten Parameter samt Ersatzschaltbild. TR wird dort 
für die BC107/108/547/548-Familie mit 10 ns angegeben.

Den BC107 halte ich in Ehren, das war (nach Ge-Transistoren) mein erster 
Transistor.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Den BC107 halte ich in Ehren, das war (nach Ge-Transistoren) mein erster
> Transistor.

LOL.
Ja, war bei mir ähnlich. OC612, dann BC107, vielleicht dazwischen noch 
ein AC-irgendwas. Lang ist's her ...

Mohandes H. schrieb:
> TR wird dort
> für die BC107/108/547/548-Familie mit 10 ns angegeben.

Wären dann 1E-8, aber vermutlich ist da eine Zehnerpotenz kaum merklich 
(im Vergleich zu 24 Zehnerpotenzen) und zudem habe ich den Eindruck, 
dass noch ein paar andere Parameter dieses Delay mit beeinflussen.
Schaut man in LTSpice die Transistormodelle bez. TR an und simuliert 
welche mit unterschiedlichen Werten, dann kann dieses o.g. Delay nicht 
alleine von TR abhängig sein. So sind in den Modellen auch diverse 
Kapazitäten drin, die sicherlich auch auf die Schaltzeiten wirken.
Mir fehlt aber die Erfahrung über die detaillierte Wirkung der diversen 
Spiceparameter.
Wurde hier nicht nur einmal genannt: eine Simulation ist maximal so gut 
wie die Qualität der verwendeten Modelle ...

Wie korrekt generell die Transistormodelle in LTSpice sind ist eh eine 
andere Frage und abhängig von der Mühe, die sich der Ersteller gemacht 
hat.
Während meines Studiums hatte ich einen Kommilitonen, der als 
halbjährige Studienarbeit die Aufgabe hatte, einen HF-Transistor zu 
vermessen und ein Spice-Modell zu erstellen, das möglichst gut passt. 
Halbjährige Arbeit!

von Nautilus (Gast)


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HildeK schrieb:
> Wie korrekt generell die Transistormodelle in LTSpice sind ist eh eine
> andere Frage und abhängig von der Mühe, die sich der Ersteller gemacht
> hat.

Neben den Typ des Transistors sollte man auch dessen Hersteller angeben. 
Je nach Herstellungsprozess können sich die Kennwerte geringfügig 
ändern.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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HildeK schrieb:
> Wären dann 1E-8, aber vermutlich ist da eine Zehnerpotenz kaum merklich
> (im Vergleich zu 24 Zehnerpotenzen)

Hatte mich auch gewundert. Stimmt ja auch nicht alles bei Wiki.

Interessehalber habe ich mal einen schnellen Schaltvorgang mit BC547 und 
BC548 simuliert. Da ist ein Unterschied, aber zu wenig um sich die Mühe 
zu machen das hier zu posten. Alleine die Größe des Kondensators 
parallel zum Basiswiderstand (10p oder 20p) hat einen größeren Einfluss.

Sind ja auch keine (schnellen) Schalttransistoren.

von HildeK (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Interessehalber habe ich mal einen schnellen Schaltvorgang mit BC547 und
> BC548 simuliert.

Nicht 547 ←→ 548 sondern 547 ←→ 847. Typo?

Mohandes H. schrieb:
> Alleine die Größe des Kondensators
> parallel zum Basiswiderstand (10p oder 20p) hat einen größeren Einfluss.

Simuliere das einfach mal mit 100kHz, 1k Basiswiderstand, 1k 
Kollektorwiderstand und 5V VCC. Das ist schon ein merklicher Unterschied 
und wurde sicherlich irgendwann mal gepostet.
Und dann noch die Schottkydiode zwischen B und C, Sättigung zu 
verhindern. Dann kannst du mit beiden auch auf mehr als 1 MHz gehen.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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HildeK schrieb:
> Nicht 547 ←→ 548 sondern 547 ←→ 847. Typo?

Huch, Verwirrung total. Nein, kein Typo. Hatte ich mit 547 & 548 
gemacht. Vielleicht deshalb so geringe Unterschiede.

Werde ich später mal mit dem 847 probieren.

Die Diode zwischen C und B hatte ich übrigens drin, allerdings keine 
Schottky sondern eine 1N4148. Ziemlich großen Einfluß hatte auch der 
speed-up-Kondensator (10-50p).

von HildeK (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Die Diode zwischen C und B hatte ich übrigens drin, allerdings keine
> Schottky sondern eine 1N4148. Ziemlich großen Einfluß hatte auch der
> speed-up-Kondensator (10-50p).

Ich hatte absichtlich ohne die beiden Elemente simuliert. Denn das sind 
Maßnahmen, wie du sagst, zum Verbessern. Damit wäre ja ein Vergleich 
beider Simulationsmodelle nicht mehr direkt möglich.
Die Diode - es sollte schon eine Schottky sein (z.B. BAT54; gibt's ja 
auch als Modell), verhindert dass der Transistor in volle Sättigung 
gerät. Im aktiven Bereich ist das Delay fast wie beim fehlerhaften 
547-Modell.
Die Schottky hat nur den Nachteil, dass die UCE noch relativ groß ist; 
ein Widerstand in Serie zur D verschiebt das noch ein wenig. Das sind 
aber schon Feinheiten, wenn man wirklich wenig Rest-UCE braucht. Ein 
normale Diode 1N4148 wirkt auch schon, aber weniger gut.
Mit beiden Maßnahmen, C und D, kann man einen solchen 'TUN' schon bis 
5MHz als Inverter betreiben, mit schnellerem Transistor auch bis 10MHz. 
Sonst hört der BC847 schon bei einigen 100kHz auf und real der BC547 
auch.

Mohandes H. schrieb:
> Hatte ich mit 547 & 548
> gemacht. Vielleicht deshalb so geringe Unterschiede.

Nicht nur vielleicht - ganz sicher! Mein LTSpice kennt übrigens keine 
BC548, nur einen BC546 oder einen BC848. Wobei ich mit nicht sicher bin, 
welche Modelle ich nachträglich hinzugefügt hatte ...

Mach die Simulation gelegentlich nochmals. Es ist lehrreich! 😀

von Manfred (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Den BC107 halte ich in Ehren, das war (nach Ge-Transistoren) mein erster
> Transistor.

HildeK schrieb:
> Ja, war bei mir ähnlich. OC612, dann BC107, vielleicht dazwischen noch
> ein AC-irgendwas. Lang ist's her ...

Mit OC habe ich nichts gebaut, aber AC125 und als Audioendstufe 
AC187/188 oder AC117/175 und AD161/162 habe ich belötet.

Falls es klemmt, mit ein paar BC107 kann ich gerne aushelfen, BC109 und 
BC238 sind ebenfalls noch vorrätig.

Eigentlich schade, bei Lochrasteraufbauten zeigt die Nase am 
Blechgehäuse den Emitter an und man kann mal eben die Meßspitze auf das 
Gehäuse (Kollektor) halten.

Vor Monaten hatte ich mal als Schalter bei niedirger Versorgungsspannung 
und Stromgeiz Ärger mit der UCE(sat). Ich habe ein paar Transistoren 
gemessen, modernere BC5xx sind doch besser geworden! Hat sich aber 
erledigt, ich habe LL-FETs in die Schaltung geschraubt.

von HildeK (Gast)


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Manfred schrieb:
> Falls es klemmt, mit ein paar BC107 kann ich gerne aushelfen, BC109 und
> BC238 sind ebenfalls noch vorrätig.
Tja, was so alles aus früher Jugend noch übrig ist 😀. Schöne Schachtel 
...
Ich hab noch einige BCY59 und BCY79 im TO-18 rumliegen. Sind 
Industrietypen aus der BC107-Zeit mit vergleichbaren Eigenschaften.

> Eigentlich schade, bei Lochrasteraufbauten zeigt die Nase am
> Blechgehäuse den Emitter an und man kann mal eben die Meßspitze auf das
> Gehäuse (Kollektor) halten.
Auch für Steckbrettaufbauten nutze ich das gerne - aus dem selben Grund. 
Ich muss zugeben, dass ich bei den TO-92 Plastikgehäusen immer erst 
lästigerweise im Datenblatt die Anschlüsse nachschauen muss, beim TO-18 
ist das kein Thema.
Wenn dann tatsächlich daraus mal eine Platine wird, dann steige ich um 
auf die SMD-Varianten, also BC8xx.

Wir sind jetzt weit abgedriftet vom Topic des TO - sorry.

von Thomas W. (goaty)


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HildeK schrieb:
> Ich hab mal eine 'Beispielschaltung angehängt.
Toll so eine einfache Analogschaltung, aber trotzdem raffiniert.

von HildeK (Gast)


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Thomas W. schrieb:
> Toll so eine einfache Analogschaltung, aber trotzdem raffiniert.

Naja, übertreibe nicht.
Da sind leider gegenseitige Abhängigkeiten der Zeiten drin. Aber für das 
an sich unkritische Timing der Aufgabe ist das ok.
Es ginge sogar noch einfacher: mit nur einem NPN bei Q1 (Schaltung dann 
vertikal spiegeln, + und - vertauschen), nur ist die Anstiegszeit vom 
Signal an Q1-Kollektor sehr langsam, das verträgt nicht jede 
nachfolgende Schaltung.

von Stefan F. (Gast)


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Manfred schrieb:
> Eigentlich schade, bei Lochrasteraufbauten zeigt die Nase am
> Blechgehäuse den Emitter an und man kann mal eben die Meßspitze auf das
> Gehäuse (Kollektor) halten.

Und wenn man mal einen Optokoppler improvisieren musste: Deckel ab 
feilen, LED rein kleben - fertig.

von werner (Gast)


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Hazel B. schrieb:
> Ein Gerät soll nach Anlegen der Betriebsspannung (5V) einschalten. Das
> funktioniert so nicht, denn das Gerät hat einen Taster zum Einschalten

Flop löst das.

von werner (Gast)


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von Hasel B. (haselberg)


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Guten Abend,

ich möchte mich sehr, sehr über eure Hilfe herzlich bedanken. Einfach 
toll, besonders die fertige, analoge Schaltung von HildeK (Gast).
Ich denke, hier gibt es mehr hilfreiche Freunde als bei den sog. 
sozialen Netzwerken.

Aber alles das war mir dann doch zu instabil und auch zu aufwändig und 
ich hatte mich deshalb über die Osterfeiertage mal wieder mit µC's 
befasst.

Das hatte ich vor sehr vielen Jahren schon einmal getan, aber es damals 
aufgegeben. Ich wusste jetzt nur noch, dass hier ein STK500 irgendwo 
liegen müsste und dazu noch einige µC's von Atmel.

Also gesagt, getan und den Kram wiedergefunden. Der kleinste 
Achtfüssler, AT90S2324, eigentlich heute schon eine Antiquität, hatte 
mein Problem mit drei einfachen Codezeilen per Bascom zuverlässig 
gelöst.

Also danach das dann so "programmierte" IC in mein Gerät als 
Einschaltersatz eingebaut und das Ergebnis ist perfekt.

Schön, dass es diese Forum gibt ...
Hazel

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