Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor als Verstärker?


von helmut d. (spec1one)


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Hallo!

Vorweg, ich bin ein elendiger "Newbie" in der Elektrotechnik :/ ^^.
Naja nun bin ich hier um das dann hoffentlich mal zu ändern xD

Ich habe seid einigen Jahren einen Microcontroller zuhause herumliegen 
und wollte mal eine Transistor Schaltung für diesen entwerfen.
Jedoch bin ich da schneller an meine Grundlagen grenze gestoßen als 
vermutet xD
Ich kann nichtmal richtig das Datenblatt eine transis verstehen :/ oO

Ich erklär einmal was ich vor "hatte".
Aus dem ausgang meines Micro-Controllers kann ich ja wahlweise 0-5V 
Output bringen?
Ich habe eine Benzineinspritzpumpe eines Modellautos die ich mit 
unterschiedlicher stärke ansteuern will (bis 12V).

Das wollte ich realisieren in dem ich einen Transistor an der Basis von 
Microcontroller ansteuer um eine Vce von 12V zu regulieren.
Diese 12V Spannung liegt von einem netzteil an der Vce an.
Ist dies möglich?

Sieht dann bei mir im "kopf" irgendwie wie folgt aus.
Kann aber wohl nicht so funktionieren? Tuts ja auch nicht! xD

Ich wüsste auch nicht wie ich ausrechne welcher transi bei bis 5V 
basisspannung 12V auf Vce regulieren kann.
Kann mir ein einzelner Transistor dies überhaupt ermöglichen?

Ich hoffe ich langweil euch nicht zu sehr mit meiner grundlagenfrage :/
Bin aber dringend auf geduldige Hilfe angewiesen wenn ich das dieses 
jahr noch fertig bauen will gg

lg spec

: Verschoben durch Admin
von Rolli (Gast)


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Hallo,

dann schau doch mal hier.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/

Gruss

Rolli

von helmut d. (spec1one)


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Bin ich also so weit aufm holzweg das ich direkt von ganz weit vorne 
anfangen sollte? xD

Ich mein.. ein wenig grundlegendes verständnis hab ich ja =)
Und ich bin auch nicht lesefaul.
Aber ich bin an einer stelle wo ich den wald vor lauter bäumen nicht 
sehe ^^.

Über solche Grundlagen Tutorials kann ich mir leider nicht meine größte 
frage beantworten.

Ist der Stromkreis meines Microcontrollers zur Tranistor Basis so 
überhaupt geschlossen?
Kann ich ein transistor überhaupt mit 2 Stromkreisen ansteuern?

Gibt es eine Möglichkeit einen Transistor so zu verwenden?

Ich habe als Harz4 Empfänger ehrlich gesagt keine Finanziellen 
Möglichkeiten mir meine Bauteile in just for fun testreihen zu 
zerschiessen xD

Habe gehofft hier ein wenig handfestere Lösungshilfe zu bekommen.
Denn bei Conrad als ich mir einen Transi kaufte meinte man zu mir es 
würde so gehen.

Ich vermute jedoch das ich einen transistor in der form völlig falsch 
anwende :/
Und auch was ich mir die wochen über Transistoren versucht habe 
anzulesen bzw anzuschauen hat mich ehr verwirrt als geholfen.

Mittlerweile denke ich halt das mein erster gedanke von 2 Stromkreisen 
totaler humbug ist =)
Jedoch kann mir kein Google oder Tutorial ein konkretes "nein" zu einer 
falschen frage/aufbau liefern xD

von Karl H. (kbuchegg)


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helmut dietrich schrieb:
> Bin ich also so weit aufm holzweg das ich direkt von ganz weit vorne
> anfangen sollte? xD

Wenn ich mir deine Zeichnung so ansehe: Ja, du bist komplett auf dem 
Holzweg. Das fängt schon mal damit an, dass du 2 vollkommen voneinander 
Stromkreise hast und irgendwie erwartest, dass der Transistor das schon 
irgendwie machen wird.

von helmut d. (spec1one)


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sch****... :O

=)
Wonach kann ich suchen wenn ich den Transistor über den Microcontroller 
ansteuern will obwohl ich für die pumpe ein 12V Netzteil benötige?

Gibt es einen namen für so eine Schaltung?
Gibt es ein Bauteil das dies für mich regeln kann? gg
Muss ich den Microcontroller einfach nur anders anschliessen?

von Bernd S. (bernds1)


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Hallo Helmut,

so, wie du die Schaltung skizziert hast, funktioniert sie nicht.
Auf der linken Seite fließt ja der Strom nur von der Spannungsquelle 
über den Widerstand und sonst nichts. In die Basis der Transistors muß 
ein Strom fließen, der den Transistor dann steuert (Basis-Strom). Und 
der Strom kommt nur durch einen geschlossenen Stromkreis zustande. Also 
muß zwischen Emitter und Basis eine Spannung anliegen, die den Stromfluß 
hervorruft. Der Stromfluß in die Basis muß dann noch mit einem 
Widerstand in Reihe begrenzt werden (Basiswiderstand). Dafür kannst du 
hier mal nachschlagen, ich hab aus dem großen Angebot vom Kompendium mal 
drei Seiten rausgesucht. Schau dich mal bissel um:

bipolarer Transistor:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm
Emitterschaltung:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm
Transistor als Schalter:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm

Gruß Bernd

von Karl H. (kbuchegg)


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Erst mal müssen die Massen der beteiligten Stromkreise zusammengeführt 
werden.

Es gibt keine absoluten Spannungen. Eine elektrische Spannung ist eine 
Potentialdifferenz zwischen dem - Pol der Stromquelle und dem + Pol. Der 
entscheidende Begriff ist "Differenz".

Eine Batterie hat eine Potentialdifferenz von zB 1.5V
Legst du jetzt 2 Batterien nebeneinander, welche Differenz hast du dann?
Kann man nicht sagen, diese Frage macht keinen Sinn, denn zwischen den 
Batterien herrscht erst mal kein Zusammenhang.

    +-+              +-+
  -------          -------
  |     |          |     |
  |     |          |     |
  |     |          |     |
  |     |          |     |
  +-----+          +-----+

Jede Batterie hat für sich eine Differenz von 1.5V.
Das ist wie bei der Höhe eines Geländers eines Hausbalkons. Der eine sei 
1 Meter 20 hoch, der andere 1 Meter 80. Welches Geländer liegt jetzt 
höher in Bezug auf Meeresspiegel? - Kann man nicht sagen, denn nur indem 
man weiß, wie hoch ein Geländer ist (also die DIfferenz zwischen 
Oberkante und UNterkante), weiß man ja nichts darüber wie sich die 
beiden jetzt zueinander verhalten. Ist das eine im 5. Stock und das 
andere im 1. Stock, dann mag das mit 1.20 Meter absolut gesehen höher 
liegen. Ist das eine in Hamburg und das andere auf der Zugspitze, sieht 
die Sache vielleicht wieder anders aus.

Und bei elektrischen Spannungen ist die Sache ganz ähnlich. Die Spannung 
ist dein 'Balkongeländer'. Erst dadurch, dass du beide Stromkreise 
miteinander verbindest, werden die beiden miteinander in Beziehung 
gesetzt. Erst dadurch bekommt der Messvorgang '+ Pol von der 2.ten 
Batterie zum - Pol von der 1ten Batterie' überhaupt erst einen Sinn.

Im Falle der beiden Batterien kannst du zb die beiden - Pole miteinander 
verbinden

    +-+              +-+
  -------          -------
  |     |          |     |
  |     |          |     |
  |     |          |     |
  |     |          |     |
  +-----+          +-----+
     |                |
     +----------------+

und erst jetzt sind die beiden Spannungen zueinander in Beziehung 
gesetzt und du kannst von der einen Batterie in Bezug auf die andere 
eine sinnvolle Messung machen.

von Harald W. (wilhelms)


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helmut dietrich schrieb:

> Bin ich also so weit aufm holzweg das ich direkt von ganz weit vorne
> anfangen sollte? xD

Nein, eine Lehre in einem elektrotechnischen Beruf wäre als
Einstieg schon einmal nicht schlecht. :-)
Ein Forum zur Erlangung von Grundkenntnissen zu benutzen,
wird dagegen mit ziemlicher Sicherheit nicht klappen.
Gruss
Harald

von helmut d. (spec1one)


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Super!

Das bringt mich schonmal viel weiter lichtaufgeh!! =)

Also ich habe keinen Stromkreis gehabt für die Basis. lach
Und wenn ich richtig verstehe darf die Erden einfach aneinanderführen 
ohne das es umgangsprachlich "puff" machen wird? gg

Und das was ich gesucht habe ist wohl die Emitterschaltung wenn ich das 
richtig sehe!!!

Vielen dank Bernd u. Karl!

Ich werd jetzt erstmal alles ausführlich lesen bevor ich weitere 
behauptungen und humbugzeichnungen hier reinwerfe!

liebdrück

von Brot (Gast)


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So in etwa könnte das gehen.
Stichwort für Pumpenansteuerung ist "PWM".
uC-Ausgang sollte bei richtiger Dimensionierung der Widerstände
den Transistor durchschalten können.
Masse des Sekundärkreises sollte mit uC-Masse verbunden sein.

von helmut d. (spec1one)


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super, vielen dank!

froihüpf

von Karl H. (kbuchegg)


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helmut dietrich schrieb
> Super!
>
> Das bringt mich schonmal viel weiter lichtaufgeh!! =)
>
> Also ich habe keinen Stromkreis gehabt für die Basis. *lach*
> Und wenn ich richtig verstehe darf die Erden einfach aneinanderführen
> ohne das es umgangsprachlich "puff" machen wird? *gg*

Ja, das darfst du. Du darfst eine 1.5V Batterie mit dem Minuspol an die 
1 komma 5 Kilovolt Überlandleitung halten und misst mit dem Messgerät 
über der Batterie trotzdem wieder nur 1.5V

von Brot (Gast)


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Nachtrag:
um soetwas "zum Laufen" zu brinden benötigst du datsächlich das
Wissen über die Funktionsweise des Transistors. Um mit einer 12V 
DC-Quelle
die Pumpe steuerbar zu versorgen, solltest du wissen was PWM ist 
(google).
Fall du gar nicht weißt wie ein uC funktioniert, wirds schwierig (--> 
ein
Fall für Arduino?)

von Karl H. (kbuchegg)


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Brot schrieb:
> So in etwa könnte das gehen.
> Stichwort für Pumpenansteuerung ist "PWM".
> uC-Ausgang sollte bei richtiger Dimensionierung der Widerstände
> den Transistor durchschalten können.
> Masse des Sekundärkreises sollte mit uC-Masse verbunden sein.

Aber bei einem NPN Transistor die Pumpe besser über den Transistor 
setzen. In die Basis des Transistors muss ein Strom in Richtung Emitter 
rein rinnen. Da rinnt aber keiner, wenn der Emitter auf nahezu 12V liegt 
und an der Basis nicht mehr als 5V kommen können.

von Karl H. (kbuchegg)


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von Bernd S. (bernds1)


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helmut dietrich schrieb:
>
> Also ich habe keinen Stromkreis gehabt für die Basis. *lach*
> Und wenn ich richtig verstehe darf die Erden einfach aneinanderführen
> ohne das es umgangsprachlich "puff" machen wird? *gg*
Wenn du die Stromversorgung des Prozessors und die Stromversorgung 
deines Verbrauchers über GND miteinander verbindest, klappt das. In dem 
Falle ist es vermutlich am besten, du versorgst deine 
Prozessor-Schaltung mit den 12V des Verbrauchers. GND an GND, und die 
12V mit Spannungsregler auf 5V für den Prozessor reduzieren.
>
> Und das was ich gesucht habe ist wohl die Emitterschaltung wenn ich das
> richtig sehe!!!
>
Richtig, das ist die Emitterschaltung in deinem Fall. Und speziell für 
das Schalten eines Verbrauchers trifft der dritte Link zu (Transistor 
als Schalter).
Weil aus dem Prozessor nur 0 und 5V kommen, kannst du sowieso nicht 
analog steuern. Du kannst den Verbraucher nur ein- und ausschalten. Wenn 
du das allerdings schnell genug machst, nennt sich das PWM und du kannst 
damit auch zum Beispiel eine Glühlampe in der Helligkeit beeinflussen. 
Und zwar mit dem Verhältnis zwischen Ein- und Ausschaltzeit. Google mal 
nach "PWM" oder "Pulsbreitenmodulation" (ausgeschrieben).

Wenn du allerdings den Verbraucher richtig analog regeln willst, dann 
muß der Transistor nicht mehr nur schalten, sondern auch analog 
verstärken (siehe zweiter Link).
Nun bringt aber der Prozessor in der Regel kein analoges Signal am 
Ausgang, sondern nur low oder high (0 bzw. 5V). Du kannst jetzt einen 
Prozessor raussuchen, der einen integrierten DAC hat 
(Digital/Analog-Wandler), dann kommt eine veränderliche Spannung am 
Ausgang raus. Oder aber einen externen DAC, den du vom Prozessor aus 
ansteuerst und dort dann die Spannung entnimmst, um den Transistor zu 
steuern.

Aber ich denke mal, das einfachste wird wohl erstmal PWM sein.

Gruß Bernd

von Brot (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb
> Aber bei einem NPN Transistor die Pumpe besser über den Transistor
> setzen. In die Basis des Transistors muss ein Strom in Richtung Emitter
> rein rinnen. Da rinnt aber keiner, wenn der Emitter auf nahezu 12V liegt
> und an der Basis nicht mehr als 5V kommen können.

Richtig. Also R1 und "Lampe" pzw. "Pumpe" tauschen.

von Bernd S. (bernds1)


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Brot schrieb:
>
> Richtig. Also R1 und "Lampe" pzw. "Pumpe" tauschen.

Oder den Emitter direkt auf GND legen und den Verbraucher (Lampe oder 
Pumpe) zwischen +12V und Kollektor. Warum einen Emitterwiderstand 
mitschalten? Ist ja kein Analogverstärker, sondern nur ein Schalter.

Gruß Bernd

von nobi (Gast)


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von helmut d. (spec1one)


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Ich benutze das K8055 http://www.velleman.eu/products/view/?id=404880
und besitze damit sogar gleich 2 Analoge Ausgänge :)

Ich will ihn deswegen bis 5 Volt ansteuern.
Nicht an/aus.. sondern langsam gas geben =)

Wird mir bei der wahl des transistors sicher nochmal den kopf zerbrechen 
gg
Wie gesagt hab ich noch probleme beim erkennen/lesen des datenblattes.
Ich kann noch nicht heraus lesen welche mir die Vce durchlasspannung und 
welche angaben mir Vbe?! Steuerungsspannungen angeben.


Bei Conrad haben sie mir nach beschreibung meines problems mir diesen 
aufs auge gedrückt.

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/151010-da-01-en-2N3055A_MOT.pdf

scheint aber für meine anwendung der falsche zu sein gg

von mse2 (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> helmut dietrich schrieb
>> Super!
>>
>> Das bringt mich schonmal viel weiter lichtaufgeh!! =)
>>
>> Also ich habe keinen Stromkreis gehabt für die Basis. *lach*
>> Und wenn ich richtig verstehe darf die Erden einfach aneinanderführen
>> ohne das es umgangsprachlich "puff" machen wird? *gg*
>
> Ja, das darfst du. Du darfst eine 1.5V Batterie mit dem Minuspol an die
> 1 komma 5 Kilovolt Überlandleitung halten und misst mit dem Messgerät
> über der Batterie trotzdem wieder nur 1.5V

Tu' es aber trotzdem nicht!  ;D

von Brot (Gast)


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helmut dietrich schrieb:
> Ich will ihn deswegen bis 5 Volt ansteuern.
> Nicht an/aus.. sondern langsam gas geben =)

Deswegen musst du dich auch mit PWM auseinandersetzen bzw.
verstehen wie PWM funktioniert.
Der Transistor ist nur "ein Schalter" - da kannst du nicht
"langsam Gas geben". Einfach ausgedrückt - der Transistor ist entweder 
durchgeschaltet oder
nicht (AN oder AUS bzw. 0V oder 12V am Ausgang), dazwischen gibt es 
nichts.
Falls du möchtest, dass dir jemand von hier eine komplette Schaltung
fertigmacht, solltest du das so fragen - macht bestimmt jemand.
Wenn du Hilfe bei der Realisierung deines Projekts suchst, dann solltest 
du
über Bereitschaft zur Informationsaufnahme verfügen - also "lernwillig" 
sein.

von Malte S. (maltest)


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helmut dietrich schrieb:
> Bei Conrad haben sie mir nach beschreibung meines problems mir diesen
> aufs auge gedrückt.
>
> http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/15...

(2N3055) ja, "Aufs Auge gedrückt passt". Die Beratung da ist schwer 
bemüht, dem vom geilen Geiz gesetzten Standard zu genügen.

Auch wenn du analoge Ausgänge hast, sei dir die Erwägung der 
PWM-Variante wärmsten empfohlen, wenn du dich nicht explizit mit dem 
Linearbetrieb von Transistoren befassen willst.
Du kannst einen bipolaren Transistor nicht mit einer Spannung und mit 
ihm keine Spannung steuern. Der verstärkt einen Strom und du müsstest 
dich genau mit der /Strom/verstärkung deines Transistors und den zu 
verbauenden Widerständen auseinamdersetzen, um den Strom durch die 
Pumpe zu steuern. Die Spannung stellt sich dann ein und der Transistor 
muss den Rest in Wärme umwandeln. Nimm die PWM. Und vergiss nicht die 
Freilaufdiode an der Pumpe.

von Brot (Gast)


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PWM=Puls-Weiten-Modulation

Das hört sich kompliziert an, ist es aber nicht.
Kurze Erlärung zu dem Bild:
Die schwarze Kurve ist die Spannung, die aus dem Transistor rauskommt.
Orangefarbene Kurve ist die Spannung, die du letztenendes für deine 
Pumpe
"zur Verfügung" hättest.
D.h.:
Transistor lange AN und kurz AUS =
Pumpe hat "insgesamt" viel Spannung =
Pumpe dreht sich schnell.

Transistor kurz AN und lange AUS =
Pumpe hat "insgesamt" wenig Spannung =
Pumpe dreht sich langsam.

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