Hallo zusammen, ich brauche eure Hilfe bei der Erklärung der im Bild abgebildeten Schaltung.
Ich hätte sie so erklärt:
Wenn der digitale Ausgang des Arduino auf HIGH (5V) geschaltet wird, liegt eine höhere Spannung an der Basis des PNP-Transistors an als am Emitter. Das bewirkt, dass die Basis-Emitter-Diode in Durchlassrichtung betrieben wird, und der Transistor leitet. Dadurch fließt ein Strom vom Kollektor zum Emitter, und die Last (LED) leuchtet.
Wenn der digitale Ausgang des Arduino auf LOW (0V) geschaltet wird, ist die Spannung an der Basis des PNP-Transistors niedriger als am Emitter. Dadurch wird die Basis-Emitter-Diode in Sperrrichtung betrieben, und der Transistor sperrt. Es fließt kein Strom vom Kollektor zum Emitter, und die Last (LED) bleibt ausgeschaltet.
Falls ich falsch liegen sollte, lasst es mich bitte wissen, da ich auch sonst im Internet keinen Anhaltspunkt zu so einer Schaltung gefunden habe. Vielen Dank für eure Rückmeldung.
Ich habe das Bild so verändert, dass es auf meine Schaltung zu
trifft.
Hier noch mal der Schaltplan mit allen fünf Transistoren.
Die Schaltung wird auch mit 5 Transistoren nicht besser. Der Transistor kann so nicht verstärken. Einfach mal im Internet belesen, wie man so eine Stufe richtig macht, dann funktioniert das auch.
Hat schon einen Grund, warum man Elektronik lernen muß. Ob man das als Lehrberuf, Studium oder autodidaktisch über einen größeren Zeitraum macht ist dabei wurscht.
Ich habe mich schon im Internet belesen, aber alles, was ich gelesen traf entweder nicht zu oder hat kein Sinn gemacht. Ich weiß selbst, dass der Schaltplan nicht der Tollste ist, aber ich soll halt mal diesen Teil erklären! Also kann mal einer von euch mir sagen ob irgendetwas, was ich in meiner Erklärung geschrieben habe zu mindestens war ist. Danke für eine Rückmeldung.
Der Schaltplan ist von vorne bis totaler Murks. Ich sehe keinen Sinn darin, so viel geballten Murks zu erklären.
Wenn du im Internet nur Müll findest, dann kaufe dur ein Lehrbuch von einem namhaften Verlag. Da hast du den Vorteil, dass es vor der Veröffentlichung nichmal ordentlich kontrolliert wird.
Ausnahme: Vom Franzis Verlag muss ich leider abraten.
Dreh die Pfeile um, mach NPN draus und die Schaltung sollte funktionieren.
Optimal ist die Kollektorschaltung zur Ansteuerung von LED's allerdings nicht.
Wo hast du diesen Schaltplan her? Ist doch sicherlich nicht selbst ausgedacht...
Ich habe mich schon im Internet belesen, aber alles, was ich gelesen
traf entweder nicht zu oder hat kein Sinn gemacht.
Was du im Internet gelesen hast wird schon Sinn gemacht haben, nur der Vergleich zu deiner Schaltung nicht.
Schau dir mal einen PNP-Transistor an, an welchem Pin im Normalbetrieb welche Spannung anliegen soll. Vergleiche das mit deiner Schaltung, vielleicht kommt dir da etwas komisch vor.
Lüge uns nicht an! Deine Frage ist ganz offensichtlich eine plumpe
Veraraschung.
Ich verasche hier niemanden. Denn wir haben es nach Plan gelötet und
getestet und es funktioniert auch. Es ist halt nur, dass ich diese
Stelle im Plan nicht verstehe und ich es mir versuche selbst zu
erklären. Was wie du siehst, ja nicht sonderlich gut geklappt hat.
Wenn ein Fahrzeug unkontrolliert den Berg herunter rollt funktioniert es auch - irgendwie.
Dass der Ausgang des Mikrocontroller tital überlastet wird - egal. Dass die Stromstärke durch die LED ein reines Zufallsprodukt ist - egal. Dass der Transistor so nichts sinnvolles bewirkt - egal. Hauptsache es leuchtet irgendwie.
Sollen wir uns wirklich in Autos und Flugzeuge setzen, die diese Generation entwickelt hat?
Beim Inversbetrieb wird aber Kollektor und Emitter vertauscht, nicht NPN
vs PNP.
Genau so ist es. Mal dir die Schaltung mit C und E vertauscht, PNP Transistor. Dann hast du eine stinknormale Emitterschaltung. Die Stromverstärkung wird etwa 10 sein. Dafür schaltet der Transistor auf 10mV durch.
Wenn ein Fahrzeug unkontrolliert den Berg herunter rollt funktioniert es
auch - irgendwie.
Dass der Ausgang des Mikrocontroller tital überlastet wird - egal. Dass
die Stromstärke durch die LED ein reines Zufallsprodukt ist - egal. Dass
der Transistor so nichts sinnvolles bewirkt - egal. Hauptsache es
leuchtet irgendwie.
Sollen wir uns wirklich in Autos und Flugzeuge setzen, die diese
Generation entwickelt hat?
Was ist eigentlich dein Problem? Wenn jemand Hilfe bei einem Problem hat, hilft man ihn. Wenn man es selbst nicht besser weiß, dann überlegt man mit und zieht nicht über einen her. Ich wollte ursprünglich einfach nur ein paar Antworten haben, die mir weiterhelfen bei meinem Problem es zu verstehen. Die einzigen die hier mir wirklich weiter geholfen haben sind Georg G. und Lothar M..
Zusätzlich, für die noch Interesse haben mir noch zu helfen, habe ich vergessen zu erwähnen, das U1 im Schaltplan eine 7,2V Batterie ist, die das ganze betreibt.
Beim Inversbetrieb wird aber Kollektor und Emitter vertauscht, nicht NPN
vs PNP.
So wie gezeichnet wurde aus einer ursprünglichen NPN-Kollektorschaltung eine PNP-Schaltung im Inversbetrieb - man sieht ja, was im Bild verändert wurde: der Kollektoranschluss wurde nicht verändert, auch nicht die Bezeichnungen der Pins. Heißt: wenn ich einen NPN durch einen PNP ersetze und EBC gleich angeschlossen lasse, wird es ein PNP-Schaltung im Inversbetrieb, oder?.
Generell kann man sowohl einen PNP als auch einen NPN invers betreiben. Ob es sinnvoll ist oder nicht ...
Was ist eigentlich dein Problem? Wenn jemand Hilfe bei einem Problem
hat, hilft man ihn. Wenn man es selbst nicht besser weiß, dann überlegt
man mit und zieht nicht über einen her. Ich wollte ursprünglich einfach
nur ein paar Antworten haben, die mir weiterhelfen bei meinem Problem es
zu verstehen
Ich habe dir den Link zu meinem Artikel über Transistoren gegenen.
Meine pampige Reaktion kam aufgrund deiner nachfolgenen Antworten. Insbesondere dem o-Ton, dass die Schaltung nicht in Frage gestellt werden soll.
Die einzigen die hier mir wirklich
weiter geholfen haben sind ...
Du hast den Artikel also nicht gelesen. Wirklich schade.
Was ist eigentlich dein Problem? Wenn jemand Hilfe bei einem Problem
hat, hilft man ihn. Wenn man es selbst nicht besser weiß, dann überlegt
man mit und zieht nicht über einen her. Ich wollte ursprünglich einfach
nur ein paar Antworten haben, die mir weiterhelfen bei meinem Problem es
zu verstehen
Ich habe dir den Link zu meinem Artikel über Transistoren gegenen.
Meine pampige Reaktion kam aufgrund deiner nachfolgenen Antworten.
Insbesondere dem o-Ton, dass die Schaltung nicht in Frage gestellt
werden soll.
Du kannst die Schaltung ruhig in Frage stellen. Ich finde sie auch nicht toll. Ich wollte halt nur wissen ob meine Erklärung richtig war, aber wenn das ganze eine PNP-Schaltung im Inversbetrieb ist, dann muss ich wohl oder übel annehmen das meine Erklärung komplett falsch war.
Der TO könnte ja einfach mal sagen, welchen Typ die Transistoren haben, dann wären viele Argumente und Überlegungen überflüssig.
Mit einem PNP würde es prinzipiell funktionieren, wenn man C und E vertauscht.
Allerdings passt dann die Beschreibung nicht: Die LED leuchtet, wenn der Arduino Low ausgibt.
Ich wollte halt nur wissen ob meine Erklärung richtig war, aber
wenn das ganze eine PNP-Schaltung im Inversbetrieb ist, dann muss ich
wohl oder übel annehmen das meine Erklärung komplett falsch war.
Ja, ist falsch.
Ich habe die Schaltung mal aufgebaut, ohne Arduino, funktioniert tatsächlich.
Allerdings muss die Basis auf GND sein damit die Led leuchtet.
Basisstrom 14mA, Ledstrom 9mA. Also sehr effizient.
Ich wollte halt nur wissen ob meine Erklärung richtig war, aber
wenn das ganze eine PNP-Schaltung im Inversbetrieb ist, dann muss ich
wohl oder übel annehmen das meine Erklärung komplett falsch war.
Ja, ist falsch.
Ich habe die Schaltung mal aufgebaut, ohne Arduino, funktioniert
tatsächlich.
Allerdings muss die Basis auf GND sein damit die Led leuchtet.
Basisstrom 14mA, Ledstrom 9mA. Also sehr effizient.
Nur für mein Verständnis, aber vielleicht liege ich auch wieder komplett da neben. Wenn also theoretisch mein Arduino ein LOW-Signal sendet, somit 0V anliegen an der Basis leuchtet dann die LED? Und genauso anders herum sperrt sie sich?
Beim Inversbetrieb wird aber Kollektor und Emitter vertauscht, nicht NPN
vs PNP.
Das ist hier zwar im Prinzip auch der Fall, ist im Prinzip aber auch egal. Beim Inversbetrieb wird der Transistor einfach nur "verkehrt herum" eingesetzt. Die berühmteste und zigfach nachgebaute Schaltung mit Inversbetrieb dürfte wohl der PS/2 Umschalter von Stehpan Hans gewesen sein:
Nur für mein Verständnis, aber vielleicht liege ich auch wieder komplett
da neben. Wenn also theoretisch mein Arduino ein LOW-Signal sendet,
somit 0V anliegen an der Basis leuchtet dann die LED? Und genauso anders
herum sperrt sie sich?
Ich wollte halt nur wissen ob meine Erklärung richtig war
Ich muss zugeben, dass ich nie Inversbetrieb (absichtlich) verwendet habe, aber vermutlich ist deine Erklärung falsch.
Denn nun ist die Basis-Kollektor-Diode das, was in einer 'normalen' Schaltung die BE-Diode ist.
Wenn also deine Ansteuerung LOW ist, dann fließt Strom durch die LED.
Tausche in der PNP-Schaltung C und E, das logische Verhalten bleibt gleich und der Basisstrom kann auf einen Bruchteil (siehe unten) verringert werden. R1 kann dann 5k oder sogar 10k sein ...
Aber abgesehen davon: die Dimensionierung der Widerstände, insbesondere des Basisvorwiderstands auf 47Ω wird dem Arduino viele zig mA Strom abverlangen. Das tut dem weh!
Nur für mein Verständnis, aber vielleicht liege ich auch wieder komplett
da neben. Wenn also theoretisch mein Arduino ein LOW-Signal sendet,
somit 0V anliegen an der Basis leuchtet dann die LED? Und genauso anders
herum sperrt sie sich?
Genau das hat mein Test ergeben.
Danke dir. Dann weiß ich jetzt, was ich ändern muss in meiner Erklärung. Vielen Dank auch den anderen.
Dann weiß ich jetzt, was ich ändern muss in meiner Erklärung.
Du willst nur die Erklärung ändern? Und wie die Schaltung durch vertauschen von Emitter und Kollektor effizienter und besser gemacht werden könnte, ist jetzt plötzlich egal?
... auch wenn das (wahrscheinlich) ein Trollbeitrag war: Vielleicht stolpert ein Anfänger ja über diesen Thread hier und möchte wissen wie das denn "richtig" funktioniert mit der Ansteuerung eines PNP-Transistors (und auch wenn das sicherlich mehr als 1000 mal im Netz erklärt wurde) hier dann noch einmal, weil es zum Thread passt.
Grundsätzlich: In die Richtung, in die der Pfeil des Transistors zeigt, in diese Richtung fließt der Strom. Da bei einem NPN der Pfeil nach aussen geht, fließt aus dem Emitter der Strom heraus, bei einem PNP deutet der Pfeil in das "innere" des Transistors und deshalb fließt dort der Strom hinein (oder vllt. noch korrekter: es fließt ein negativer Strom heraus).
Soll eine Last (in diesem Fall hier die Leuchtdiode) massebezogen sein kann man entweder eine Kollektorschaltung mit NPN verwenden, wobei hier die max. Spannung an der Last die Spannung des GPIO-Pins abzüglich der U_BE ist. D.h. dass egal wie hoch die Versorgungsspannung am Transistor ist die Spannung eben nicht größer als die des GPIO-Pins sein kann. Hier ist es also grundsätzlich besser, eine Emitterschaltung zu verwenden, die dann aber einen PNP-Transistor von Nöten macht.
In Schaltung 1 ist dargestellt wie das funktioniert. Entspricht der Logikpegel des GPIO-Pins 5V, so herrscht zwischen dem Emitter (der auf +5V liegt) und der Basis keine Spannungsdifferenz und der Transistor sperrt. Liegt der GPIO-Pin auf Massepotential, so herrscht eine Spannungsdifferenz, an U_BE wird sich ca. -0,7V einstellen und es fließt ein Strom aus der Basis über den Vorwiderstand des Transistors heraus in den GPIO-Pin des Mikrocontrollers. Eine logische 1 schaltet somit die Leuchtdiode aus, eine logische 0 schaltet die Leuchtdiode an. Der 27k Widerstand dient dazu, dass das Potential im High-Zustand des Controllers auch tatsächlich 5V an der Basis des PNP-Transistors hat und der Transistor somit sperrt.
Anmerkung: Ist die Spannung am MCU für eine logische 1 kleiner als ca. 4,3V, so herrscht ebenfalls eine Spannungsdifferenz und die Leuchtdiode wird bei einer logischen 1 sowie bei einer logischen 0 leuchten.
In Schaltung 2 ist dargestellt, wie es erreicht werden kann, damit eine logische 1 am Mikrocontroller die Leuchtdiode einschaltet und eine logische 0 diese ausschaltet. Bei einem High-Pegel des Controllers fließt ein Basisstrom in den NPN-Transistor und dieser wird leitend. Hierdurch kann ein Strom durch die Emitter-Basisstrecke des PNP-Transistor über den 2,7k Widerstand und der C-E-Strecke des NPN-Transistors ablfliesen und der PNP-Transistor ist somit leitend.
Grundsätzlich: In die Richtung, in die der Pfeil ... zeigt,
in diese Richtung fließt der Strom
Das gilt für ganz, ganz viele elektronische Bauteile (Diode, LED, Transistor, Thyristor, Triac, Diac...). Auch in einem Mosfet ist so ein Pfeil eingezeichnet. Das ist die Richtung, in der die Bulkdiode leitet.
Aber beim verlinkten PS2-Umschalter ist eben schon der Schaltplan falsch. Und die Schaltung funktioniert sogar dann, wenn man sie genauso falsch aufbaut.
Aber beim verlinkten PS2-Umschalter ist eben schon der Schaltplan
falsch. Und die Schaltung funktioniert sogar dann, wenn man sie genauso
falsch aufbaut.
Das gilt für ganz, ganz viele elektronische Bauteile (Diode, LED,
Transistor, Thyristor, Triac, Diac...). Auch in einem Mosfet ist so ein
Pfeil eingezeichnet. Das ist die Richtung, in der die Bulkdiode leitet.
Ich kann deinen Beitrag nicht ganz unkommentiert lassen. Natürlich ist ein Zusammenstellung für Dritte sinnvoll.
Schaltung 1 ist imho sinnvoller mit NPN, weil man dann nicht für den LED-Pfad auf die 5V beschränkt ist. So geht dann auch eine Serienschaltung mit mehreren LEDs an höherer Spannung; die Quelle ist ein µC, also wäre Invertierung gerade mal ein Softwareproblemchen. Eine Notwendigkeit vom BE-Widerstand sehe ich nicht.
Schaltung 2 ist eigentlich generell nicht notwendig, da nimmt man direkt den NPN für nichtinvertierend - mit den gleichen Argumenten wie oben.
Gut, bei beiden Punkten kann man argumentieren, dass man die LED einseitig an GND haben will.
Der Vorteil ist allerdings, dass beide Male der µC auch mit kleinerem Pegel am Output arbeiten könnte.
einzelne LEDs mit geringer Durchlassspannung kann man auch mit NPN-Emitterfolger betreiben, auch nicht invertierend, aber mit dem Vorteil, dass a) der Basiswiderstand entfällt und b) der Basisstrom gerade mal so groß ist, wie er für den Kollektorstrom braucht. Besonders geeignet für schwächliche Outputs. Nachteil allerdings: es fehlen 0.7V.
Bei vielen µCs möglich und für einfach LED-Statusanzeigen geeignet darf der einfache, direkte Anschluss an den Ausgang auch nicht vergessen werden; meist kann der µC den Strom direkt.
Auch das ist vermutlich noch nicht vollständig ...
Ich kann deinen Beitrag nicht ganz unkommentiert lassen. Natürlich ist
ein Zusammenstellung für Dritte sinnvoll.
Es ging doch darum, wie man das mit PNP macht !!!
Viele viele Wege führen nach Rom. Grundsätzlich kann der PNP eben in Emitterschaltung eine Last gegen Masse schalten. Das muß ja nicht zwangsläufig eine LED sein.
Manche Lasten die man schalten will, wollten zwingend eine feste Masse haben. Unmengen von Schaltungen verhalten sich kritisch, wenn du diesen die Masse und nicht die Versorgungsspannung abschaltest.
Was wann verwendet wird, entscheidet doch letztendlich der Einsatzzweck. Natürlich braucht man Schaltung 2 nicht, weil man die Invertierung in Software machen kann. Hier ging es um die Veranschaulichung des Themas.
Da hatte jemand eine Prise Cannabis erwischt, ein Blatt Papier, einen
Bleistift und dann ging das seinen Lauf...
Da wächst auch Gras drüber;-)
ach deshalb! Batsch ich mir an den Kopf.
Ich hab die Schaltung nachgebaut, immerhin ist da ja ein sauteurer Flux-Kompensator verbaut, allerdings konnte ich weder in die Vergangenheit noch in die Zukunft reisen. Liegt das am fehlenden Plutonium oder ist in der Schaltung generell ein Fehler enthalten ?
Naja, wenn inzwischen auch deutlich off-topic:
Hover mal auf das Datum vom Arduino-Form. Auch erst am 21.4.2010 erstellt bzw. verlinkt worden.
Ich bin nach wie vor der Ansicht, dass xkcd der Urheber war (und damit erster 😉).
Ist aber letztlich egal - mir hat das Bildchen schon immer gefallen ...
Naja, bis dahin haben wir ja noch etwas Zeit... :-)
Ich habs einfach mal verbessert, vor noch mehr drüber stolpern... ;-)
Ja, alle Moderatoren haben die "Zauberkarte". :-)
(So nenne ich die Karte, die die Kassenaufsicht im Supermarkt benutzt,
wenn die Kassenkraft bei einem Problem nicht mehr allein weiterkommt.)
PNP.png
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