Hallo, ich habe eine IR-LED, die ich als Lichtschranke verwenden möchte. Sie soll dabei nur eine kurze Entfernung (ca 10cm) überbrücken. Der Empfänger und die IR-LED läuft mit 36kHz und wird über einen ATMEGA8 über PWM angesteuert. Die Diode läuft mit ca. 12 Impulsen per Cycle. Danach ist eine Ruhepause für mindestens die gleiche Zeitdauer angedacht. Datenblatt IR-Diode TSUS520: http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/184551-da-01-en-CQW_13_INFRAROT_SENDE_DIODE.pdf Datenblatt BC548: http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/155955-da-01-en-TRANSISTOR_BC547C_TO92.pdf Ich habe mir alle Daten aus den Datenblättern herausgesucht und folgende Werte der Widerstände berechnet. Da ich dies jedoch zum ersten Mal machen, würde es mich freuen, wenn jemand meine Rechnung und die Daten aus den Datenblättern auf Richtigkeit überprüfen könnte und mir sagt, ob ich irgendwas bei der Auslegung vergessen habe. Die Diode möchte ich mich iLED=100mA betreiben. Aus dem Datenblatt vom BC548 habe ich einen Stromverstärkung von 600 abgelesen, was einem Basisstrom von iB=0.16mA entspricht. Die Basis-Emitter-Spannung habe ich laut Datenblatt auf 0.72V gelesen. Somit komme ich auf einen Basiswiderstand von Rb=26.75k. Ich gehe davon aus, dass die Diode wenn Strom durchfließt keinen Spannungsabfall hat und der Spannungsabfall von Kollektor-Emitter gleich Null ist. Stimmt das? Somit ergibt sich für meinen Vorwiderstand RV=50Ohm. (was mir etwas wenig vorkommt). Ist eigentlich ein Pull-Down-Widerstand zwischen Basis und Ground zu empfehlen? Wenn ja, welchen Wert sollte er haben? Danke für eure Mithilfe Gruß
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den Basis-Strom solltest du 5 bis 10 mal größer wählen, um den Transistor sicher als Schalter zu betreiben. highii H. schrieb: > Ist eigentlich ein Pull-Down-Widerstand zwischen Basis und Ground zu > empfehlen? Wenn ja, welchen Wert sollte er haben? Ja, kann man machen. Der sollte aber relativ hochohmig sein.
highii H. schrieb: > Ich gehe davon aus, dass die Diode wenn Strom durchfließt keinen > Spannungsabfall hat 5V / 50Ω = 100mA soweit OK... mit IR-Diode: U_D = 0,7V (5V - 0,7V) / 50Ω = 86mA highii H. schrieb: > Somit ergibt sich für meinen Vorwiderstand > RV=50Ohm. (was mir etwas wenig vorkommt). Kann noch kleiner sein, wenn du 100mA haben willst.
highii H. schrieb: > ich habe eine IR-LED, die ich als Lichtschranke verwenden möchte. Sie > soll dabei nur eine kurze Entfernung (ca 10cm) überbrücken. > Die Diode möchte ich mich iLED=100mA betreiben. Für die kurze Entfernung würde ich die Diode nicht unnötig stark stressen, und mich erst einmal mit 20mA begnügen. > Aus dem Datenblatt vom > BC548 habe ich einen Stromverstärkung von 600 abgelesen, was einem > Basisstrom von iB=0.16mA entspricht. Das gilt nur für analoge Ansteuerung. Bei Schalteranwendungen rechnet man eher mit hfe=10...30. Andererseits wird durch die Übersteuerung der Schalter dann langsam. Für Deine Anwendung würde ich dann mit hfe ca. 100 rechnen und einen etwas höheren pannungsabfall über den Transistor in Kauf nehmen. Die Basis-Emitter-Spannung habe ich > laut Datenblatt auf 0.72V gelesen. Somit komme ich auf einen > Basiswiderstand von Rb=26.75k. > > Ich gehe davon aus, dass die Diode wenn Strom durchfließt keinen > Spannungsabfall hat und der Spannungsabfall von Kollektor-Emitter gleich > Null ist. Stimmt das? Somit ergibt sich für meinen Vorwiderstand > RV=50Ohm. Das ist keinesfalls so. Den Spannungsabfall über den Transistor kannst Du dem Datenblatt entnehmen, speziell, wenn Du eines mit Kennlinien findest. Die LED hat typisch 1,2V Spannungsabfall. Gruss Harald
highii H. schrieb: > Die Diode möchte ich mich iLED=100mA betreiben. Aus dem Datenblatt vom > BC548 habe ich einen Stromverstärkung von 600 abgelesen, was einem > Basisstrom von iB=0.16mA entspricht. Die Basis-Emitter-Spannung habe ich > laut Datenblatt auf 0.72V gelesen. Somit komme ich auf einen > Basiswiderstand von Rb=26.75k. Die Rechnung ist zwar grundsätzlich richtig, falsch ist hier aber, dass du nicht mit dem Transistor den LED-Strom einstellst sondern mit deren Vorwiderstand RV. Daher dimensioniert man so, dass der Transistor auf jeden Fall möglichst gut durchgesteuert ist - du betreibst ihn als Schalter. Außerdem: das hfe mit 600 ist wahrscheinlich der typische Wert und der kann, je nach Temperatur, Exemplarstreuung, Hersteller usw. auch deutlich niedriger sein. Bei NXP steht z.B. hfe(min)=110 im Datenblatt. Daher nimmt man die 110, gibt noch Faktor 2-3 hinzu und rechnet deshalb z.B. mit hfe=50 (nicht mehr viel übrig geblieben von den 600 :-)). Wäre also als Basisstrom minimal 2mA. 5mA würden aber auch nicht schaden. Mehr ist aber auch nicht notwendig, das heizt dann nur den Transistor. Das ergibt dann mit rund 4V (High des ATMega - UBE) und damit ein Rb von rund 1kΩ-2kΩ. Such dir was aus ... Ich würde 1,05kΩ nehmen, weil die andern Kollegen die 1kΩ immer aufbrauchen :-). Du siehst an meine Rechenbeispielen, dass ich dabei immer sehr grob runde. Ein wenig über den Daumen peilen, etwas grob schätzen und der Vorwiderstand ist dimensioniert.
highii H. schrieb: > Die Diode möchte ich mich iLED=100mA betreiben. Nachtrag: wenn du 100mA an der iLED haben willst, solltest du dir einen anderen Transistor suchen. Beim BC548 sind das schon die Maximum Ratings und an der Grenze sollte man ihn sicherlich nicht betreiben! Vorschlag: nimm einen kleine nMOSFET, z.B. den BS170 oder den BSS123 (SMD). Siehe http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht
Vielen Dank für eure sehr ausführlichen und hilfreichen Antworten! Harald Wilhelms schrieb: > Für die kurze Entfernung würde ich die Diode nicht unnötig > stark stressen, und mich erst einmal mit 20mA begnügen. Das hieße ja, dass ich die Diode direkt an den Ausgang vom Atmega8 hängen könnte, oder? Oder sollte man doch lieber über einen Transistor schalten?
highii H. schrieb: > Das hieße ja, dass ich die Diode direkt an den Ausgang vom Atmega8 > hängen könnte, oder? Im Prinzip ja. Da man zulässige Grenzwerte aber nicht unbedingt ausnutzen sollte, würde ich dann sogar ehern auf 15mA runtergehen. > Oder sollte man doch lieber über einen Transistor schalten? Der Transistor wird üblicherweise direkt neben das IC gesetzt, während die Diode über ein Stück Kabel angeschlossen wird. Da besteht dann doch immer eine gewisse Kurzschlussgefahr. Wenn der Transistor dann durchbrennt, ist das sicherlich besser als wenn das IC durchbrennt. Andererseits gilt ja auch: No risk, no fun. :-) Gruss Harald
Der Strom fließt nur gepulst, mit etwa 25% (oder auch weniger) Tastverhältnis da ist es nicht so schlimm wenn man dem BC548 100 mA zutraut. Ein Grund weniger Strom zu nehmen wäre es um weniger Störungen auf der Versorgung zu haben. Je nach Versorgung wäre es hilfreich den Strom für die LED per ELko zu puffern, ggf. auch mit extra Widerstand zur Entkopplung. Wenn man weniger Intensität haben will, geht das z.B. über die Länge der Pulse.
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