Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einschaltverzögerung


von Joel (Gast)


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Hi,

ich brauch für ein Projekt in der Schule eine Einschaltverzögerung und 
habe auch schon eine Schaltung (im Anhang). Könnte man bei der Schaltung 
die Verbindung zwischen der LED und dem 1 K Ohm Wiederstand nicht 
einfach weglassen?
Und könnte mir vielleicht jemand sagen wie man die Verzögerung berechnen 
kann?

LG Joel

von Joseph K. (Gast)


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Versuch einmal dir vorzustellen was passiert, wenn du S1 einschaltest 
und die folgenden Punkte berücksichtigst.

Es gilt das Ohmsche Gesetz U=R*I.

Der Anfangsstrom durch einen ungeladenen Kondensator wird nur durch den 
Serienwiderstand und die angelegte Spannungung bestimmt.
I0=U0/Rc
Während sich der Kondensator aufläd, fällt der Strom nach einer 
Exponentialfunktion bis auf 0.
Ic=(U0/Rc)*e^(-t/(Rc*C))
Die Ladung eines (idealen) Kondensators bleibt bis in alle Ewigkeit 
bestehen.

Die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors verhält sich wie eine Diode 
mit einer Flußspannung von Ube=0,7V.
Wenn die angelegte Spannung kleiner ist, kann kein Strom in die Basis 
fließen. Ist diese Spannung > Ube bestimmt nur der Basiswiderstand die 
Höhe des Stromes (die Spannung bleibt auf Ube begrenzt).
Wenn ein Strom in die Basis fließt, kann auch über die 
Kollektor-Emitter-Strecke ein Strom fließen, d.h. der Transitor leitet.
Ansonsten ist der Transistor gesperrt.

Damit kannst du ausrechnen, wie klein der Strom durch R6 werden muß, um 
T1 zu sperren und wie lange es dauert, bis es soweit ist.
Auch die Frage nach dem Sinn der Verbindung R4-LED1 sollte sich damit 
beantworten lassen.

von Joel (Gast)


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So jetzt hab ich die Schaltung nochmal so geändert wie ich dachte das 
sie funktioniert. Der Motor sprang jedoch sofort an als ich den Schalter 
schloss und wurde mit der Zeit langsamer. Weiß vielleicht jemand was ich 
falsch gemacht habe?

LG Joel

von Joel (Gast)


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@Joseph K.

Erstmal danke für die schnelle Antwort und den langen Text. Da ich 
jedoch erst in der 10. Klasse bin und wir in Technik gerade ziehmlich 
nachhängen (wir sind bei den Grundlagen des Transistors stehengeblieben 
und mit dem Kondensator haben wir noch garnicht angefangen) und 
wahrhrscheinlich auch garnichts mehr im Bereich Elektronik lernen werden 
da wir bald unsere Abschlussarbeit abgeben müssen hab ich leider nicht 
genug Wissen um deinen Text zu verstehen. Vielleicht könntest du mir ja 
noch was zur zweiten Schaltung sagen.

LG Joel

von Joseph K. (Gast)


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> Vielleicht könntest du mir ja
> noch was zur zweiten Schaltung sagen.

Hmm, auch wenn die Schaltung ein paar Schwächen hat, sollte sie doch im 
Prinzip funktionieren.
Welche Transistoren bzw. welchen Motor (Strom) verwendest du und wie 
sieht der Aufbau aus? Bitte Bildformate beachten.

von Erich (Gast)


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>>Datum: 05.04.2013 20:53

>Hmm, auch wenn die Schaltung ein paar Schwächen hat,
>sollte sie doch im Prinzip funktionieren.

Dieser Laienmeinung bin ich nicht.
Die Hälfte fehlt, der Rest ist falsch.
Die Schaltung ist totaler Murks.

Gruss

von Martin B. (statler)


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Hallo Joel,

die zweite Schaltung ist (fast) richtig.
Wenn du deine Schaltung mit der Vorgabe Vergleichst, dann siehst du, 
dass du die Spannung die (oben) an R2 anliegt nicht direkt vom Schalter 
abgreifen darfst, sondern an der Verbindung zwischen dem Kollektor von 
T2 und der Last. Dadurch wird erreicht, dass, wenn T2 durchschaltet 
dieser dem Widerstand R2 die Spannung "wegnimmt". Damit kann an der 
Basis von T1 auch keine Spannung mehr anliegen und T1 ist sicher 
gesperrt. Das Umschalten von aus auf Ein wird damit extrem schneller 
gemacht und es gibt keinen Zwischenzustand, in dem die Last nur "halb" 
eingeschaltet ist und T2 unnötig heiß wird. Diesen Teil der Funktion 
nennt man "Schmitt-Trgger" (wurde von Herrn Schmitt erfunden :) )

Zu der Fehlfunktion:
Möglicherweise hast du versehentlich einen PNP-Transistor verwendet oder 
die Anschlüsse vertauscht.

von Joel (Gast)


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So nachdem einfach nichts funktioniert hat hab ich beschlossen die 
Schaltung noch einmal komplett von vorne aufzubauen. Wenn ich die 
Schaltung so wie sie jetzt ist ohne Motor teste und dort wo eigentlich 
der Motor wäre, beträgt die Spannung dort ca. 9V. Sobald ich jedoch den 
Motor wieder einbaue bricht die Spannung auf ca. 1V zusammen.

Ich benutz einen Motor mit 9V und 1A maximaler Stromaufnahme.
Kann es sein das 1A einfach zu viel für den Transistor sind?

LG Joel

von Erich (Gast)


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Äh, wie nennst sich denn dein Transistor?

Gib dann mal dessen Namen in GOOGLE ein, hole das Datenblatt.
Und lies nach was der (max.) Kollektorstrom Ic ist.
Und für den (neuen) Transistor kannst dann auch noch die 
Stromverstärkung nachsehen und versuchen, den dazu erforderlichen 
Basisstrom auszurechnen und denn Basiswiderstand zu bestimmen.
Und deine "9 Volt Batterie" die solltest du und auch mal erläutern. Ist 
es eine solche hier ? 
http://www.angel-domaene.de/images/product_images/popup_images/07-8012011.jpg

Gruss

von Martin S. (sirnails)


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Joel schrieb:
> Sobald ich jedoch den
> Motor wieder einbaue bricht die Spannung auf ca. 1V zusammen.

Das ist nicht verwunderlich. 47K an der Basis sind schon recht viel.

Der Kollektorstrom Ic = Beta * Ib, also dem Basisstrom. Bei 
Kleinsignaltransistoren liegt die Verstärkung Beta - je nach Typ - bei 
etwa 20-100, bei den Leistungstransistoren bei 10. Mit 30 lässt sich 
ganz gut rechnen: Ib = Ic / Beta = 1A / 30 = 30mA. Das ist für 
Kleinsignaltypen allerdings schon zu viel. Bei den BCxxx reichen 
eigentlich so um die 1-3mA um das Teil gnadenlos in die Sättigung zu 
fahren.

Über die Basis-Emitter-Strecke fallen bei der Emitterschaltung 0,7V ab. 
Damit gilt für den Basiswiderstand:

R = (U_b - 0,7)/I_sat mit I_sat = 3mA und U_b deiner Betriebsspannung. 
Bei 9V wären das über den Daumen 2,8kOhm.

Du hast einen 47k Widerstand genommen. Das entspricht einem Basisstrom 
von 1,8*10^-4 A und damit einem Ic von 5mA.

Das sind natürlich nur Schätzwerte, die grob für Kleinsignaltransistoren 
gelten. Aber sie zeigen Dir, warum Dein Motor nicht dreht und die 
Spannung in die Knie geht.

Außerdem solltest Du bei induktiven Lasten NIEMALS die Schutzdioden 
vergessen. Bereits ein kurzer Hochspannungsimpuls, den jeder Motor oder 
ein abfallendes Relais erzeugt, reicht, um den Transistor zu killen.

Du willst den Transistor zum Schalten nehmen, also in die Sättigung 
fahren. D.h. dass er nicht mehr im linearen Bereich arbeitet. Bei einem 
Basisstrom von 3mA wird aber ein Beta von 300 benötigt. Entweder nimmst 
Du zum Schalten einen Mosfet, oder Du brauchst einen Treiber. Eine 
mögliche Kombination für letzteres wären BC546 als Treiber und ein 
BD136/138/140 als Leistungstransistor.

> Ich benutz einen Motor mit 9V und 1A maximaler Stromaufnahme.
> Kann es sein das 1A einfach zu viel für den Transistor sind?

Die 1A nimmt er normalerweise nur unter Last auf. Im Leerlauf sollte es 
weit weniger sein - vielleicht so 100-250mA. Wenn der Transistor in der 
Type ein BCxxx ist, dann brennt der Dir dabei ab. Es sollte schon ein 
BDxxx sein.

von Joel (Gast)


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Ja der Transistor war wahrscheinlich das Problem. max. Ic: 100mA
Ich werd jetzt einfach nach nem neuen Transistor schauen.

Hab jetzt auch enlich gefunden worauf man beim Kauf achten muss:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor

Danke an alle die geholfen haben.

LG Joel

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