Hallo, ich moechte ein paar LEDs mit einem ATTiny steuern. Jede einzelne LED soll ueber einen Bipolar-Transistor geschaltet werden (Typ BC546B), dessen Basis an einem PIN des Mikrocontrollers haengt. Frage 1: Im Artikel ueber den Basiswiderstand hier auf mikrocontroller.net steht: >Der Mikrocontroller sei vom Typ ATmega oder ATtiny und liefert bei einer >Versorgungsspannung von 5V abzüglich 5% Toleranz mindestens 4,5 Volt bei 2 mA. Etwa 0,780 V fallen an der BE-Strecke ab (Datenblatt des BC547B, aus Kennlinie geschätzt), also bleiben ca. 3,75 V. Wie kommt man darauf? Ich hab mich in den Datenblaettern dumm und dusselig gesucht und weiss immer noch nicht, wo ich die entsprechenden Werte rauslesen kann. Kann mir das jemand anhand des ATTiny2313 Datasheets bitte erklaeren? Frage 2: Brauche ich, wenn die LED im Kollektorkreis des Transistors haengt, der maximal 20mA schaltet, ueberhaupt noch einen Vorwiderstand bei Betriebsspannung von 5V? Wenn ich noch einen Widerstand davor klemme, fliessen dann immer noch 20mA und nur die Spannung faellt ab? Wovon haengt es bei Widerstaenden ab, ob sie die Spannung senken oder die Stromstaerke. R ist proportional zu U / I??! Ja wie pendeln sich die Werte denn fuer ein spezifisches R ein? Das check ich einfach immer noch nicht :( Danke fuer jedwede Hilfe!
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huibu schrieb: >>Der Mikrocontroller sei vom Typ ATmega oder ATtiny und liefert bei einer >>Versorgungsspannung von 5V abzüglich 5% Toleranz mindestens 4,5 Volt bei 2 mA. > Etwa 0,780 V fallen an der BE-Strecke ab (Datenblatt des BC547B, aus Kennlinie > geschätzt), also bleiben ca. 3,75 V. > > > Wie kommt man darauf? Worauf? Auf die 0.78V von der BE-Strecke? Das ist die Diode des Transistors zwischen Basis und Emitter. > Ich hab mich in den Datenblaettern dumm und > dusselig gesucht und weiss immer noch nicht, wo ich die entsprechenden > Werte rauslesen kann. Kann mir das jemand anhand des ATTiny2313 > Datasheets bitte erklaeren? Transistor - nicht Tiny Die Dioden von Transistoren liegen alle so in dem Bereich. Als Schätzung kann man mit 0.7V rechnen ohne groß daneben zu liegen. > Brauche ich, wenn die LED im Kollektorkreis des Transistors haengt, der > maximal 20mA schaltet, Du dimensionierst ja einen Schalttransistor nicht so, dass er lediglich 20mA auf der CE Strecke fliessen läst. Das Ding nennt sich Schalttransistor, weil es (fast) wie ein Schalter funktioniert: Die C-E Strecke lässt jeglichen Strom ungehindert durch (na, ja) > ueberhaupt noch einen Vorwiderstand bei > Betriebsspannung von 5V? Ja > Wenn ich noch einen Widerstand davor klemme, > fliessen dann immer noch 20mA Der Widerstand wird so dimensioniert, dass 20 mA fliessen. > und nur die Spannung faellt ab? Wovon > haengt es bei Widerstaenden ab, ob sie die Spannung senken oder die > Stromstaerke. Sie tun immer beides gleichzeitig. Nur dadurch, dass über den Widerstand überhaupt eine Spannung abfällt, lässt sich mit ihm ein Strom einstellen. Würde über einem Widerstand keine Spannung abfallen, ist er auch kein Hindernis für den Strom, bze. dann fliesst auch kein Strom mehr Ohmsches Gesetz: U = R * I Spannungsabfall, Strom und Widerstandswert hängen zusammen. > R ist proportional zu U / I??! Ja wie pendeln sich die > Werte denn fuer ein spezifisches R ein? Das check ich einfach immer noch > nicht :( Die pendeln sich gar nicht ein. Aus den WIderständen ergibt sich, wie sich die Gesamtspannung auf die einzelnen Teile aufteilt (sofern nicht, wie im Falle von Dioden oder Transistoren mit einem konstanten Spannungsabfall gerechnet werden muss). Aus dem Spannungsabfall und dem Widerstandswert ergibt sich dann der Strom der durch den Widerstand fliesst (und alle Bauteile die mit dem Widerstand in Serie liegen)
Danke fuer deine erhellende Erklaerungen, das hat mir schon sehr geholfen! Ich wollte bzgl des Controllers wissen, wo ich ablesen kann, dass bei 5V Betriebsspannung mindestens 4,5 Volt bei 2 mA am Pin rauskommen? Ich moechte naemlich eine Schaltung mit 2.4V aufbauen und dafuer muesste ich erstmal die entsprechenden Werte fuer den Controller in Erfahrung bringen.
Wegen den Widerstaenden noch: Kann ich mir das also als U-I-Kennlinie (Ursprungsgerade beim ohmschen Widerstand) vorstellen, aus der ich dann mein R gemaess dem gewuenschten Spannungs- oder Stromstaerkewert raussuche?
huibu schrieb: > Danke fuer deine erhellende Erklaerungen, das hat mir schon sehr > geholfen! > > Ich wollte bzgl des Controllers wissen, wo ich ablesen kann, dass bei 5V > Betriebsspannung mindestens 4,5 Volt bei 2 mA am Pin rauskommen? Wenns irgendwo steht, dann in den 'electrical Characteristics' > Ich moechte naemlich eine Schaltung mit 2.4V aufbauen und dafuer muesste > ich erstmal die entsprechenden Werte fuer den Controller in Erfahrung > bringen. Zieh von den 2.4V noch ein paar Prozent ab, 5% klingt nicht schlecht, dann wird das schon stimmen. Du brauchst dir bei Schalttransistoren da jetzt nicht ins H... machen. Das wird alles weit weniger heiß gegessen als es gekocht wird. Wenn du dir den Artikel noch einmal ansiehst, dann findest du zb. sowas "Im Datenblatt steht eine Stromverstärkung von 80, wir rechnen mit 30 um auf der sicheren Seite zu sein" ... "heraus kommt ein Widerstandswert von 2kOhm, wir nehmen 1kOhm damit der Transistor auch sicher durchschaltet" ... etc. -> das wird alles so dimensioniert, dass die Fehlermarge sehr hoch liegt und der Transistor auch unter den allerungünstigsten Umständen und bei Vollmond und Hochwasser noch durchschaltet.
Und was mich dann wieder verwirrt: Bei entsprechendem Basisstrom, Fliesst dann auf der Kollektor-Emitter Strecke maximal I oder konstant I, wenn der Transistor nicht in Saettigung ist?
Hi >Ich moechte naemlich eine Schaltung mit 2.4V aufbauen und dafuer muesste >ich erstmal die entsprechenden Werte fuer den Controller in Erfahrung >bringen. Beim ATTiny2313 z.B. Datenblatt ab S.194 Figure 105...110. Bei anderen AVRs an analoger Stelle. MfG Spess
huibu schrieb: > Wegen den Widerstaenden noch: > > Kann ich mir das also als U-I-Kennlinie (Ursprungsgerade beim ohmschen > Widerstand) vorstellen, aus der ich dann mein R gemaess dem gewuenschten > Spannungs- oder Stromstaerkewert raussuche? Im Prinzip, denke ich, ist dein Gedankengang nicht so schlecht. In der Praxis wird das aber keiner so machen. So schnell hast du deine Diagramme gar nicht bei der Hand, wie ich im Taschenrechner über das Ohmsche Gesetz den Widerstandswert ausgerechnet habe. Und nein: Der normale Weg geht so: Aus der Betrachtung des Schaltbilds weißt du, welchen Spannungsabfall du überbrücken musst. Einfach von der Versorgungsspannung alle konstanten Spannungsabfälle abziehen (zb die von LED, Transistoren etc.) Damit weißt du, welcher Spannungsabfall über dem Widerstand herrscht. Weiters weißt du, welchen Strom du da durchschicken möchtest (weil du zb durch die LED 20mA haben möchtest). Aus R = U / I errechnet sich dann sofort der Widerstand. Den Schritt wirst du noch länger nicht brauchen: Da über dem R eine Spannung abfällt und ein Strom durchrinnt, wirkt er auch als Heizung. In ihm wird elektrische Leistung verheizt. Nämlich wieviel? P = U * I Diese Zahl muss jetzt noch mit der maximal zulässigen Leistung für den Widerstand verglichen werden. Bsp: Du willst diese Schaltung bauen 230V o--------------------+ | +-+ | | R +-+ | --- \ / LED ----- | o--------------------+ (JA, ich hab absichtlich 230V genommen) Versorgungsspannung sind 230V. Diese müssen über die komplette Schaltung abfallen. An der LED fallen ca 1.7V davon ab (ist für eine LED eine konstante Zahl. Bei roten LED sind es etwa 1.7V). D.h. über den Widerstand müssen 230 - 1.7 = 228.3 V abfallen. Weiters willst du den Strom durch R und LED so einstellen, dass 20mA fliessen. Daraus folgt: Der Widerstand muss einen Wert von R = U / I = 228.3 / 0.02 = 11415 Ohm haben. Welche Leistung wird in diesem Widerstand umgesetzt? P = U * I = 228.3 * 0.02 = 4.5 Watt Ein normaler 1/4 Watt Widerstand wird das nicht lange mitmachen. Er wird heiß werden und in Rauch aufgehen. Das muss schon ein 5W Widerstand sein und selbst der wird an seiner Leistungsgrenze betrieben. (Aber bei den normalen Spannungen und Strömen, mit denen du es zunächst zu tun haben wirst, ist das kein Thema. Mit handelsüblichen 1/4 Watt Widerständen passiert dir da nichts)
Ja, da findet sich die Kurve: Pin Source Current vs. Output Voltage. Wie ist das zu lesen? Bei 5V Spannung am Pin fliesst nur noch sehr kleiner Strom? Gemaess dieser Kurven dann den Widerstand zwischen Basis und Pin fuer eine bestimmte Spannung errechnen?
huibu schrieb: > Und was mich dann wieder verwirrt: > > Bei entsprechendem Basisstrom, Fliesst dann auf der Kollektor-Emitter > Strecke maximal I oder konstant I, Es flieest das I, welches sich durch die Widerstandsbeschaltung im Kollektor bzw. Emitter ergibt. Nochmal: Ein Schalttransistor wird so angesteuert, dass er a) sicher durchschaltet b) der Basisstrom hoch genug ist, dass sich seine exakte Höhe nicht auf den C-E Strom auswirkt.
Danke Herr Buchegger fuer Ihre Muehe! Sie haben mir sehr geholfen!
huibu schrieb: > Ja, da findet sich die Kurve: > > > Pin Source Current vs. Output Voltage. > > Wie ist das zu lesen? Bei 5V Spannung am Pin fliesst nur noch sehr > kleiner Strom? Gemaess dieser Kurven dann den Widerstand zwischen Basis > und Pin fuer eine bestimmte Spannung errechnen? Nein. Der Widerstand errechnet sich aus den Transistordaten. Aber: Bei deiner Rechnerei hast du angenommen, dass du einen bestimmten Strom in die Basis des Transistors reinschicken kannst. Nur muss dieser Strom auch irgendwo herkommen! Und da kommt die Pin Source Current ins Spiel. Bei einer bestimmten Volt Zahl, kann der Pin von dem Tiny nur noch einen bestimmte Strommenge liefern. Wieviel ergibt sich aus diesem Diagramm. D.h. du musst bei deiner Transistorrechnerei auch berücksichtigen, dass du den Basisstrom den du benötigst auch irgendwo her bekommst. Wenn dir bei deiner Berechnung des Basiswiderstands heraus kommt, dass du eigentlich einen Strom von 5mA in die Basis brauchen würdest (damit der Transistor schaltet), der Tiny aber nur 1mA liefern kann, dann hast du ein Problem.
Hi >Wie ist das zu lesen? Bei 5V Spannung am Pin fliesst nur noch sehr >kleiner Strom? Anders herum. Wenn der Strom sehr klein ist hast du fast 5V. MfG Spess
Also ich kann mich nur nochmal bei Herrn Buchegger bedanken! Jetzt habe ich das sogar grundlegend kapiert! Hat mich sehr viel weiter gebracht!
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