IR-LEDs an Transistor, Uce = (RPi-Nistkasten-Webcam)

[Martin M. (maertin)]

Servus miteinander,

ja ja, alles schon tausendmal erklärt, aber mir ist's noch nicht klar.

*Kurz zur Anwendung:*
Das Ganze wird eine Nistkasten-Webcam, in der der Raspberry Pi mit 
seinem Kameramodul werkelt. Da der Nistkasten wahrscheinlich trotz 
Panoramadach eine recht dunkle Angelegenheit ist, sollen zumindest 
nachts 3 IR-LEDs etwas "Licht" ins Dunkel bringen. Zunächst mal nur 
kurzzeitig für Fotos, also erstmal kein Dauerbetrieb. Dazu muss ich noch 
das IR-Filter vor der Kamera entfernen, aber das ist ein anderes Thema.

*Meine Überlegungen zur Schaltung:*
Der RPi liefert am GPIO 3,3 V und bis zu 50 mA. Als Versorgungsspannung 
möchte ich für beides die 5 V nutzen.

Transistor: BC337-40
Kollektorstrom durch LEDS und Vorwiderstand: I_C = 100 mA

mit Verstärkungsfaktor aus Datenblatt:
B = 100...400 => Bassisstrom I_B* =  1 mA

Der Transistor soll sicher durchschalten, daher mit Sicherheitsfaktor 3:
I_B = 3 mA

Basiswiderstand:

$$R_B = \frac{U_E - 0,7 V}{3 mA} = \frac{3,3V - 0,7V}{3 mA} = 867 \Omega$$

Wähle R_B etwas kleiner, also z.B. R_B = 820 Ω.


*Frage:* Kann ich vereinfacht davon ausgehen, dass über LEDs und 
Vorwiderstand die 5 V Versorgungsspannung abfallen? Oder wie groß ist 
die Spannung U_CE, die am Transistor noch abfällt? Ich würde auch ganz 
gerne noch die ungefähre Verlustleistung am Transistor ermitteln, dazu 
brauche ich auch U_CE.


Falls die Spannung von 5 V über LEDs und Vorwiderstand richtig ist, 
sollte gelten:
Spannungsabfall über die LEDs: 3 x 1,4 V = 4,2 V => Rest U = 0,8 V

Vorwiderstand R_V = U / I_C = 0,8 V / 100 mA = 8 Ω (recht klein?)

Ok so weit, sind noch irgendwo Fehler drin?

Danke für die Hilfe und viele Grüße,
 Ma(e)rtin

[Bernd O. (bitshifter)]

Hallo Ma(e)rtin,

passt schon so. Über den Trausistor fallen grob ca. 100 mV ab.

Gruß,
Bernd

[Martin D. (martin_d69)]

Hast du dir auch schonmal einen MosFET angeschaut, Namensfetter :)
Z.B der alte BS170

[Gernot E. (cabofrio60)]

Hallo Martin,

Problem ist der Vorwiderstand in Verbindung mit der Streuung der 
Flussspannungen der IR-Dioden. Schau dir mal die Anhänge und meinen 
Vorschlag dazu an. Der Nachteil an meinem Vorschlag ist natürlich, dass 
du dann 200mA Strom ziehst. Du kannst aber den Strom herabsetzen, wenn 
du effektivere IR-Dioden benutzt.

[Martin M. (maertin)]

So, jetzt habe ich die Dioden nochmal als Parallelschaltung. Das müsste 
doch auch mit einem Transistor gehen? Der BC337 geht ja bis 800 mA. Der 
Basiswiderstand ist entsprechend angepasst.

MOSFET, ja habe ich mir vorhin mal angeschaut, bin aber noch nicht 
überzeugt. Wenn ich das richtig verstehe, sind am BS170 nochmal U_DS = 5 
Ω zu überwinden, die fehlen mir dann wieder am Widerstand. Ich denke, 
ich starte mal mit den Bipolartransistor.

[Gernot E. (cabofrio60)]

Geht, habe nicht gewusst, dass der Transistor 800mA ab kann.