Moin zusammen! Vielleicht gibt es hier jemanden, der mir mit ein paar Ratschlägen auf die Sprünge helfen kann: Ich möchte eine kleine Wasserpumpe (2,3W, USB A) ansteuern. Dafür würde ich gerne meinen Arduino Uno bemühen. Da ich sie natürlich nicht direkt ansteuern kann, wollte ich das über einen Transistor + extern 5V Netzteil lösen. Erstmal übers Internet das ganze mit einer Diode getestet, soweit so gut. Aber ich verstehe nicht ganz, wie ich jetzt im Vorfeld meinen Vorwiderstand an der Basis berechnen kann, und habe Angst, die Pumpe im Zug des Testens kaputt zu machen. Deshalb die Hoffnung, das mir jemand mit Verständnis die ganze Sache kurz checken kann: Der Transistor ist ein BC337. Ich möchte einen Laststrom Ic von 460mA bei 5V ermöglichen. Jetzt habe ich schon das Problem, dass im Datenblatt der Verstärkungsfaktor nur in einem Bereich angegeben ist, der weit unter meinem liegt (zb. Ic=100mA, Vce=1V => hfe=100-630). Für 300mA sinkt hfe auf mindestens 60 ab. Kann ich deshalb einfach mal mit 60 rechnen und im Zweifelsfall den Strom an der Pumpe messen & den Widerstand einfach schrittweise verringern, bis ich den nötigen Storm habe? Kann das der Pumpe schaden, wenn sie mit zu wenig Strom betrieben wird? Bei Ic=460 und hfe=60 ergibt sich Ib zu 7,6mA. Durch die ca. 0,7V Verlust an der Basis-Emitter-strecke benötige ich also 4,3V/7,6mA=565 Ohm als Vorwiderstand. Kann ich das so Testen, oder wird mir da irgendwas kaputt gehen? Besonders weil ich die Pumpe ja auch mal für eine Minute am Stück betreiben möchte & ich mit den Werten laut des „Active Region“ Diagramms schon bei der thermischen Grenze bin. Vielen Dank für alle Antworten im Voraus!
Eigentlich musst du mit Faktor 10 rechnen, aber so viel gibt dein µC ja eh nicht her. Besser geeignet wäre ein MOSFET.
460mA mit einem BC337 ist grenzwertig. Nimm einen IRLZ34N, der hat hier endlose Reseven und gut. https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Schaltstufe_f%C3%BCr_kleine_Lasten
Ja, oder alternativ den Transistor verwenden um ein Relais anzusteuern. Dann hast kein Stress mit Kollektorfeuer oder wenn die Pumpe mal verstopft ist dass der Strom dann ins uferlose geht. Und nein, der Pumpe ist zu wenig Strom schnuppe, die bringt dann einfach nicht die Leistung.
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Vielleicht sollte die Antwort noch etwas mehr das mögliche Vorwissen von Daniel berücksichtigen. Als Mosfet benötigst Du einen LowLevelLogic-Typen. Das sind Mosfet, die bei niedrigen Gatespannungen schon ausreichend durchschalten. Aufpassen musst Du beim Einbauen. Durch elektrostatische Aufladungen ist das Gate bei Mosfet leicht zerstört. Es gibt aber Typen, bei denen ist eine Art von Überspannungsschutzdiode bereits integriert. Vielleicht könnte man ihm so einen Typ empfehlen. Wenn die Transistoren bereits da liegen sollten, also mehr als einer davon vorhanden sein sollte, wie auch genügend Widerstände, gäbe es auch dafür eine Lösung, die dann in den Thread "Quick and Dirty" passen würde. Ein einzelner Transistor wäre mit dem Dauerstrom und dem Einschaltstrom der Last überlastet.
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Daniel schrieb: > Ich möchte eine kleine Wasserpumpe (2,3W, USB A) ansteuern Erkenntnis 1: Elektromotoren brauchen im Anlaufmoment viel mehr Strom als im Nennbetrieb, leicht das 5-20-fache. Erkenntnis 2: der Anlaufmoment dauert aus Sicht der Elektronik ewig lange, sie muss die Zeit uberleben. Suche dir also einen Transistor der nicht nur 500mA sondern 5A schalten kann, da vom Arduino nicht mehr als 20mA Basisstrom kommen tut es kein Bipolartransistor wie 2N3055 sondern nur ein MOSFET wie der angesprochene IRLZ34, aber weil es ja nur 5V sind auch STN3456. Vergiss nicht die Freilaufdiode und eine Entstörung am Motor kann auch nötig sein:
1 | +--47uH--+---+---+ |
2 | | | | | |
3 | | | 47nF | |
4 | ----------------+ | | | |
5 | verdrillte Zuleitung 47nF +--(M) |
6 | ----------------+ | | | |
7 | | | 47nF | |
8 | | | | | |
9 | +--47uH--+---+---+ |
Angehängte Dateien:
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20231002_140726.jpg
240 KB
Dieter D. schrieb: > Wenn die Transistoren bereits da liegen sollten, also mehr als einer > davon vorhanden sein sollte, wie auch genügend Widerstände, gäbe es auch > dafür eine Lösung, die dann in den Thread "Quick and Dirty" passen > würde. Ein einzelner Transistor wäre mit dem Dauerstrom und dem > Einschaltstrom der Last überlastet. Bei einer Quasi-Darlingtonschaltung fallen noch nicht einmal die üblichen 0,7V an den 4 parallel geschalteten Transistoren ab! T2 bis T5 werden voll durchgeschaltet.
Marcel V. schrieb: > den 4 parallel geschalteten Transistoren Na ja, die brauchen Stromverteilungswiderstände, wie du richtig eingezeichnet hast, an denen aber bei zu verteilendem Nennstrom ca. 0.5V abfallen sollten und dafür sind deine viel zu niederohmig, sagen wir nicht mehr als 400mA pro 337 dann müssten das 1.25 Ohm sein, und schon hast du deinen Spannungsabfall wieder. Besser ein ausreichend starker Transistor wie ZTX1047A.
Michael B. schrieb: > Erkenntnis 1: Elektromotoren brauchen im Anlaufmoment viel mehr Strom > als im Nennbetrieb, leicht das 5-20-fache. Um diese Unsicherheit von einem Faktor 4 herauszunehmen, würde es helfen, den Widerstand der Motorwicklung zu messen.
Ich glaube, neben den bisherigen Antworten, wird dir auch dieser Artikel helfen: http://stefanfrings.de/transistoren/
Michael B. schrieb: > Vergiss nicht die Freilaufdiode und eine Entstörung am Motor kann auch > nötig sein: Ist ja alles korrekt nur; Daniel schrieb: > Ich möchte eine kleine Wasserpumpe (2,3W, USB A) ansteuern Sagt dir USB was? Das wird so eine China üblich zusammen geleimtes Gehäuse sein, welches er dann zerschneiden darf und versuchen soll da 5 Kerkos reinzufriemeln. Mein Rat ist immer noch das Relais. Bekommst jeder Noob hin und die gesamte Rechnerei einfällt das Ding kann stören bis zum Mond.
Moin, ich wollte mich noch bei allen bedanken, habe jetzt mosfets bestellt, die sehr überdimensioniert sind und somit das Problem sehr gut händeln sollten!
Welche Anwendung siehst du dann vor? Irgendeine Aquaristik Lösung?
Daniel schrieb: > Kann das der > Pumpe schaden, wenn sie mit zu wenig Strom betrieben wird? Nö, aber dein gewählter BC337 "platzt", wenn er nicht ganz geöffnet wird, da er schon voll aufgesteuert an der Kotzgrenze läuft. Nimm, wie vorgeschlagen, einen Logic Level MOSFET, oder einen Darlingtontransistor. Z.B. den BC517 https://www.tme.eu/de/details/bc517-cdi/npn-darlington-tht-transistoren/cdil/tbc517/ Der ist mit Stromverstärkung 30.000 angegeben. Auch wenn dieser Wert bei maximalem Kollektorstrom einbricht, aber wenn du dem 1 mA Basisstrom spendierst, bist du absolut auf der sicheren Seite. Allerdings sind 1V CE Satuation Voltage nicht allzu prickelnd, wenn man nur 5V hat und 1V am Transistor abfällt. Da ist ein MOSFET mit wenigen Milliohm Kanalwiderstand im durchgesteuerten Zustand vorteilhafter.
Gerald B. schrieb: > oder einen Darlingtontransistor. Bei 5 Volt eine schlechte Idee, wegen seiner U(CE) Restspannung.
Manfred P. schrieb: > Gerald B. schrieb: >> oder einen Darlingtontransistor. > > Bei 5 Volt eine schlechte Idee, wegen seiner U(CE) Restspannung. Deswegen hält Gerald Bl einen Mosfet auch für die bessere Wahl;-) Gerald B. schrieb: > Allerdings sind 1V CE Satuation Voltage nicht allzu prickelnd, wenn man > nur 5V hat und 1V am Transistor abfällt. Da ist ein MOSFET mit wenigen > Milliohm Kanalwiderstand im durchgesteuerten Zustand vorteilhafter.
Daniel schrieb: > habe Angst, die Pumpe im Zug des Testens kaputt zu machen. Wenn das deine vorrangige Sorge ist, dann kannst du murter drauflos probieren. Denn eines ist sicher: der Pumpe wird nichts passieren, weil die ja für 5V ausgelegt ist. Und mehr als 5V können selbst beim schlimmsten Fehler niemals an der Pumpe ankommen. > Kann das der Pumpe schaden, wenn sie mit zu wenig Strom betrieben wird? Bestenfalls, wenn der Pumpenmotor ein Lüfterrad hintendran hätte und dann die Kühlung für den Motor ausfallen könnte. Weil er keines dran hat und sowieso 2,3W aushält, musst du dir keine Sorgen machen. > eine kleine Wasserpumpe (2,3W, USB A) ansteuern. > Ich möchte einen Laststrom Ic von 460mA bei 5V ermöglichen. Damit du auf deine rechnerischen 2,3W kommst? Ein Tipp aus der Praxis: miss mal den Anlaufstrom der Pumpe oder sogar den Blockierstrom, wenn du die Pumpe blockieren kannst. Auf diesen Strom musst du deine Ansteuerung auslegen. > Der Transistor ist ein BC337. Seit der Jahrtausendwende nimmt für derartige Lasten keiner mehr einen bipolaren Transistor.
Jetzt fehlt nur noch die Frage nach dem Gate Widerstand. Ich hole schon mal Popcorn ;)
Philipp G. schrieb: > Jetzt fehlt nur noch die Frage nach dem Gate Widerstand. Ich hole > schon mal > Popcorn ;) Darüber kann man noch reden. Es bietet sich ein Gatewiderstand von mindestens 560 Ohm oder mehr an. Selbst bei einer totalen "Kernschmelze" würde der Widerstand den GPIO-Strom auf knapp unter 10mA begrenzen.
Marcel V. schrieb: > Philipp G. schrieb: >> Jetzt fehlt nur noch die Frage nach dem Gate Widerstand. Ich hole >> schon mal >> Popcorn ;) > > Darüber kann man noch reden. Es bietet sich ein Gatewiderstand von > mindestens 560 Ohm oder mehr an. Selbst bei einer totalen "Kernschmelze" > würde der Widerstand den GPIO-Strom auf knapp unter 10mA begrenzen. Ich würde auch noch einen Pulldown vom Gate nach GND vorsehen, um die 100K. Daniel schrieb: > ich wollte mich noch bei allen bedanken, habe jetzt mosfets bestellt, > die sehr überdimensioniert sind und somit das Problem sehr gut händeln > sollten! Welchen Typ hast Du bestellt?
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Jörg R. schrieb: > Welchen Typ hast Du bestellt? Das ist eine gute Frage. Es gab vor einigen Jahren einen Thread, da schrieb jemand das nach rund 200 maligen Schalten immer er Mosfet kaputt ginge und bald die Tüte mit Mosfet leer wäre. Der Grund dafür, fällt mir gerade nicht mehr ein.
Dieter D. schrieb: > Jörg R. schrieb: >> Welchen Typ hast Du bestellt? > > Das ist eine gute Frage. Es gab vor einigen Jahren einen Thread, da > schrieb jemand das nach rund 200 maligen Schalten immer er Mosfet kaputt > ginge und bald die Tüte mit Mosfet leer wäre. Der Grund dafür, fällt mir > gerade nicht mehr ein. Freilaufdiode vergessen? Mir geht es eigentlich eher darum ob der TO einen LL bestellt hat.
Jörg R. schrieb: > Mir geht es eigentlich eher darum ob der TO einen LL bestellt hat. Moin, habe mir den IRLIZ44N bestellt, weil gleicher Preis im Vergleich zum IRLZ34N. Philipp G. schrieb: > Welche Anwendung siehst du dann vor? Irgendeine Aquaristik Lösung? Es geht nicht um Aquaristik, sondern Pflanzen-Bewässerung :) Marcel V. schrieb: > Darüber kann man noch reden. Es bietet sich ein Gatewiderstand von > mindestens 560 Ohm oder mehr an. Selbst bei einer totalen "Kernschmelze" > würde der Widerstand den GPIO-Strom auf knapp unter 10mA begrenzen. Jörg R. schrieb: > Ich würde auch noch einen Pulldown vom Gate nach GND vorsehen, um die > 100K. Also vor dem Gate noch ein 560 Ohm Widerstand, und vom Gate zum Gnd noch einmal 100k Ohm? Und natürlich die Freilaufdiode.
Daniel schrieb: > Also vor dem Gate noch ein 560 Ohm Widerstand, und vom Gate zum Gnd noch > einmal 100k Ohm? Und natürlich die Freilaufdiode. Ja und ja und ja. Daniel schrieb: > habe mir den IRLIZ44N bestellt Der ist mit seinen 30A schon mal ein spürbares Upgrade zum BC337.
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Daniel schrieb: > habe mir den IRLIZ44N bestellt, Gate-Source maximal +/- 16V. Bei 5V liegt da alles im grünen Bereich. SOA-Bereich hat keine DC-Linie, also nicht zu langsam schalten. D.h. nicht über 10ms für die Schaltflanke benötigen, ist aber hier auch leicht einzuhalten (Gatevorwiderstand nicht höher als 2k ist man noch weit weg davon).
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Die ganzen IRLIZx4 Typen sind bei TME nur noch für gewerblich auf Sonderbestellung ab 800 Stck zu bekommen. Scheibar hat IR/Infineon die abgekündigt. Hab mir mal testweise bei LCSC Generika von einem chinesischen Hersteller besorgt. Für Testaufbauten auf dem Breadboard und Lochraster sind die schön handlich ;-)
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