Hallo liebe Community, ich bin neu hier, habe eure Seite aber schon oft genutzt um mich zu informieren. Der Text ist etwas lang geworden, wer sich damit nicht auseinandersetzen will, ganz unten die zwei Fragen lesen. Folgende Situation: Ich versuche einen Wecker zu bauen an meiner Hochschule. Eigentlich ist alles mit PSpice durchsimuliert und klappt auch. Eigentlich, weil es da ein paar kleine Feinheiten gibt auf die ich wohl achten sollte, vllt aber nicht muss. Das weiß ich eben nicht genau. Nun muss man sich vorstellen ich habe mein Uhrwerk fertig, mit 74LS393. Die erste Frage die ich habe ist, brauchen LEDs echt 25mA (grüne) oder bekomme ich die auch mit weniger zum leuchten, in Sachbüchern gehen die oft von einigen mA aus (3 mA). Das haut ja sonst alles auf die ICs. Wenn da zur fast vollen Stunde alles leuchtet bin ich an einem IC bei 150 mA, das ist mir eigentlich etwas viel, am Ende muss ich noch auf mein Netzteil schauen, das wollte ich vermeiden. Oder muss ich dafür extra diese "Low Current" LEDs nehmen? Mir ist klar dass die dann weniger hell leuchten, aber kann ja sein das hier jemand Ahnung hat wo sie die untere Grenze ist und was man empfehlen würde. Meine eigentliche Frage, siehe Überschrift, ist aber folgende: Ich habe mir einen Teil der Schaltung selbst ausgedacht. Zwei bistabile Kippstufen sollen die Weckfunktion realisieren. Auf der ersten Kippstufe ist eine LED an (rot 15 mA), wenn denn geweckt werden darf. Das Signal zum Wecken kommt aus einem Komparator und ist demnach 1 min lang. Sollte das Wecksignal aus dem Komparator kommen, dann sollen beide Kippstufen gekippt werden (die zweite löst nach dem Kippen ein Reedrelais aus). Ich wollte das Kippen über Transistoren realisieren. Nun bräuchte ich davon zwei Stück. Meine Frage ist, brauchen beide einen Basisvorwiderstand oder reicht einer für beide? Teilen sich mit einem Basisvorwiderstand die Ströme gleichmäßig auf oder kann es da zu Problemen kommen? Ähnlich geht es jetzt umgekehrt. Wurde das Kippen ausgelöst, soll nun bitte über die erste Kippstufe das Wecksignal vom Komparator gegen GND gezogen werden. Sodass die beiden eben genannten Transistoren zum Kippen nicht mehr funktionieren, auch wenn noch ein Signal da ist, denn das wird ja weg gezogen. Ich wollte also die Basis des Transistor zum Wegziehen direkt an meine Kippstufe hängen. Selbe Frage brauche ich zwei Basisvorwiderstände? PSpice ist das alles scheiß egal. Ein Basisvorwiderstand und er teilt dann wohl den Strom. Jedenfalls muss ich dann einen kleineren Basisvorwiderstand nehmen, da sich der Strom zu teilen scheint, sonst schalten meine Transistoren nicht mehr durch. Betrachtet man der Einfachheit halber mal nur die erste Kippstufe, dann ist also in Zweig 1: Vorwiderstand, LED, Basisvorwiderstand und an diesem zwei Transistoren. Auf Zweig 2: Widerstand (so groß wie Vorwiderstand), Basisvorwiderstand und ein Transistor. Kurz: LED wie viel Strom (minimal)? Transistoren parallel, jeweils ein Basisvorwiderstand? (kein Verstärker, nur um eine Leitung wegzuziehen, kleine Ströme im unteren mA Bereich).
Wenn du bei jedem T kleine Emitter-/und/oder Kollektorwiderstände einfügst, ist das mit der Parallelschaltung durchaus möglich. Oder die Transistoren vorher ausmessen und zwei sehr ähnliche parallel schalten. In jedem Fall sollten beide Transistoren thermisch gekoppelt sein, damit sie bei Erwärmung gleichmäßig die Kennlinien ändern!
In der Schaltfunktion bekommt jeder Transistor eine eigenen Basis-Widerstand und gut ist. Ohne ist diskret nicht gut - auf den IC könnte es noch gehen. LEDs kommen auch mit weniger Strom aus. Gerade bei einem Wecker kann 1 mA schon ausreichen - den nutzt man ja eher nicht in praller Sonne. Es hängt aber von der LED ab - es müssen keine Speziellen low Current typen sein, sollten aber auch keine billigst-funzeln sein. 74LSxxx und Wecker passt vom Stromverbrauch nicht so recht zusammen - wenn schon dann bitte heute 74HCxxx.
gut vielen Dank. Das steht schon mit TTL das werde ich jetzt nicht mehr ändern, auch wenn mir schon klar ist, dass das mehr Strom zieht. Soll ja auch nicht an eine Batterie. Ja jeder Kollektor hat einen Widerstand davor. In PSpice läuft auch alles, dem ist es egal, solange ich den minimal benötigten Strom einhalte. Ich werden dann halt die Zweige gleich dimensionieren, also so, dass an allen drei Transistoren ca. der gleiche Strom an kommt und jeder Transistor einen Basisvorwiderstand bekommt. Thermisch koppeln ist ein wenig schlecht. Ist sowas bei so kleinen Strömen wirklich nötig? Ich will doch nur eine Kippstufe hin und her schalten. Die Ströme sind nahezu überall gleich, die Transistoren sind alle die selben. Danke für die schnellen Antworten. Sorry das hier kein Schaltplan ist aber dann muss ich für eine simple Frage alles hochladen, sieht man ja das Ihr so fit seid und das so könnt. Zumindest der Sound selber ist ja entkoppelt, also die Weckfunktion schaltet nur ein Reedrelais. Das sind 10 mA.
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I. P. schrieb: > PSpice ist das alles scheiß egal. Das Tool rechnet mit idealen Bauteilen und wenn man zwei ideale Bauteile parallel verschaltet, dann teilt sich der Strom auch ideal auf beide Bauteile auf. Parasitäre Effekte sind nicht die Stärke von PSpice bzw. verlangen nach viel komplexeren Modellen, die 1. nicht zum Lieferumfang von PSpice gehören und 2. entweder händisch selber erstellt werden müssen (und dann wahrscheinlich nie das Ergebnis bringen, das man erwartet, wegen fehlender Kenntnis über die zugrundeliegenden Effekte) oder vom Hersteller des Bauteils bezogen werden müssen. Ich habe von keinem Hersteller bis jetzt ein Modell erhalten, das genau das beschriebene Problem löst. Einige Möglichkeiten: Einfach ein paar Asymmetrieen manuell einbauen. Hier ein 0,1-Ohm-Widerstand an dem einen Transistor, an dem anderen keinen. Die Temperatur von dem einem Bauteil mal anders definieren, als bei dem anderen (solange das Modell mitspielt und das überhaupt auswertet). Deswegen blinkt auch die schönste und einfachste Blinkschaltung (á la Conrad-Bausatz mit zwei Transistoren usw.) nicht direkt in PSpice.
Danke, wie das in PSpice hin haut habe ich schon raus. Allerdings ist die Frage was dann wirklich stimmt. Also ich bekomme meine Schaltung durchaus dazu genau das zu tun was sie tun soll. Dass die Transistoren unterschiedlich durchschalten habe ich im ersten Moment einfach gelöst. Jedoch ist das für längere und genau Simulationen recht schwierig und man muss sich fragen was man davon glauben soll. Vielleicht stelle ich den Schaltplan, wenn er fertig ist, doch mal hier rein.
I. P. schrieb: > Thermisch koppeln ist ein wenig schlecht. Ist sowas bei so kleinen > Strömen wirklich nötig? Ich will doch nur eine Kippstufe hin und her > schalten. Die Ströme sind nahezu überall gleich, die Transistoren sind > alle die selben. Die gleichen, nicht die selben. Damit hast Du Exemplarstreuungen, und die sind niemals vernachlässigbar, weder bei Transistoren noch bei Dioden noch bei LEDs. Es gibt aber Doppeltransistoren, wo beide Transistoren auf einem Chip drauf sind (zB BC817DS). Hier ist die Exemplarstreuung zwischen den beiden Einzeltransistoren natürlich gering und die thermische Kopplung hoch. http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC817DS.pdf > Danke für die schnellen Antworten. > Sorry das hier kein Schaltplan ist aber dann muss ich für eine simple > Frage alles hochladen, sieht man ja das Ihr so fit seid und das so > könnt. Vieles sind natürlich nur Vermutungen. Mit weniger Prosa und mehr harten Fakten könnte Dir mehr geholfen werden. fchk PS: Zur Exemplarstreuung noch mal. Datenblatt anschauen, Seite 3, "Characteristics". Da steht "hFE min 160 max 400" Das sind nicht mal eben ein paar Prozent, das ist Faktor 2.5. Jetzt die 32000€-Frage ohne Telefonjoker: Wie berücksichtigst Du das bei Dir im pSpice? Naaa? Oder mal eine ganze normale LED. Beispiel Kingbright L-144IDT rot. Vorwärtsspannung bei 20mA im Mittel 2.0V, im Worst Case 2.5V, Best Case schreiben sie nicht. Heißt also: LEDs niemals einfach so ohne weitere Maßnahmen parallel schalten!
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Frank K. schrieb: > Wie berücksichtigst Du das bei Dir im pSpice? Naaa? Man könnte nach Monte-Carlo in die Spielbank fahren.
Frank K. schrieb: > Heißt also: LEDs niemals einfach so ohne weitere > Maßnahmen parallel schalten! Pauschalisiert ausgedrückt: Will man Halbleiter parallel schalten, sollte man sich das GENAU ansehen, was man da vorhat. Bis auf wenige Ausnahmen (z.B. MOSFETs im Schalterbetrieb) ist das in der Regel nicht so ohne weiteres möglich.
Angehängte Dateien:
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BistabileKippstufe.png
9,6 KB
So hier jetzt mal ein Bild dazu. Zur Funktion: LED an => Weckfunktion an Wck_Signal high => Kippe beide Stufen & ziehe das Wck_Signal danach weg (Zeitkritisch) Man sieht ja welche Transistoren parallel sind. Ich bitte um eine Expertenmeinung. Ich habe das Gefühl wir haben bisher immer etwas aneinander vorbei geredet. Die Schaltung ist ansich nicht zeitkritisch bis auf den Punkt wo das Signal weggezogen wird. Da kommen natürlich noch Taster rein, nicht dass einer nachher sagt, kannst doch nicht wissen wer beginnt. Ohne Taster macht son Wecker auch nicht viel Sinn. In PSpice läuft alles durch, nachdem man jeweils einem der beiden Zweige den Vorrang gegeben hat.
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Wenn ich das richtig sehe dann brauche ich für T8 eine Einschaltverzögerung von einigen Milisekunden, das müsste doch über RC machbar sein.
Bevor ich mit Transistoren rumspiele würde ich mir die LEDs anschaun. Viele 20 mA LEDs leuchten schon mit 5 mA sau hell. Einfach mal austesten, vielleicht ist das Transistor-Gezumpel gar nicht nötig.
Ihr versteht das falsch, das ist eine selber ausgedachte Kippstufe. Die Frage nach der LED war nur so, weil mich das interessiert hat was ich da nehmen kann. Die russische Methode wäre wohl einfach einen Schalter statt T8 zu nehmen. Dann hat der Benutzer nur mehr zu tun. Schalter umlegen und Knopf drücken. T8 soll ja folgendes machen, das Wecksignal kommt (High). Sobald die Kippstufen gekippt sind soll T8 das weg ziehen und hier ist es eben zeitkritisch, sprich es könnte passieren, dass die T8 das Signal weg zieht, bevor die Kippstufen gekippt sind, dann schaltet das ReedRelais nicht. Ich könnte nun versuchen da was zurecht zu basteln, habe noch einen Schmitttrigger oder eben so ein RC-Glied an T8. Aber ich bin da etwas unsicher ob das nachher so läuft wie ich mir das vorstelle. Schalter müsste auf jeden Fall funktionieren. Ist nur halt nicht besonders schön. Ich brauche eine schnelle Lösung und will mich nicht mit MFETs auseinandersetzen.
I. P. schrieb: > Wenn ich das richtig sehe dann brauche ich für T8 eine > Einschaltverzögerung von einigen Milisekunden, das müsste doch über RC > machbar sein. Nur vielleicht, und Millisekunden sind schon sehr lange. Die Durchlaufzeit durch die Transistoren sollte eigentlich reichen. Zur Sicherheit kannst du aber den R47 in zwei Widerstände aufteilen und dazwischen 100n nach GND legen. Ungewöhnlich ist auch deiner Widerstandswahl, 2k3 und 2k8 gibt es nicht zu kaufen. 500Ω vielleicht, aber auch hier sind 470Ω oder 560Ω üblicher. Abgesehen davon, dass deine Basiswiderstände reichlich niederohmig gewählt sind. 10k gehen da auch noch perfekt. Allerdings wird deine LED nie ganz aus sein, denn es gibt einen Pfad über R47 und der BE-Strecke von T8. Es wird dann auch im 'AUS'-Zustand noch rund 1mA fließen und das wird noch gut sichtbar sein. Spendiere nochmals einen Transistor, den du mit dem Kollektor von T3 ansteuerst und der wird die LED dann sauber schalten.
Gut vielen Dank. Das mit den Basiswiderständen war einfach nur so, das sah in PSpice gut aus, da sollte ich mich wohl nicht zu sehr drauf verlassen. Die anderen müssen im Bereich von 500 Ohm sein, weil der Innenwiderstand meines Reed-Relais 500 Ohm ist. Ich wollte das mit den parallelen Transistoren noch mal reflektieren. Grundsätzlich kann ich also Transistoren parallel verschalten, wenn mir die Zeiten in denen die Lasten eingeschaltet werden egal sind und die Transistoren nicht so verschaltet sind, dass sie sich das Basispotenzial weg ziehen. Edit: Ich finde keine Angaben zu den Schaltzeiten die hängen ja von vielen Faktoren ab. Kann man so 500 ns annehmen? Dann könnte ich für meine Verzögerung eins zwei Microsekunden nehmen? Oder?
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Falls du das noch nicht hinter dir hast probiere es unbedingt aus. Multimeter als mAmperemeter dazwischen schalten Spannung langsam erhöhen und den Strom beobachten irgend wann läuft dann der Strom von alleine hoch und die LED geht über den Jordan. Danach nimmst dir eine neue, machst das gleiche mit einem Widerstand und achtest auf den Unterschied. Nebenbei kannst du auch drauf achten welcher Strom deiner gewünschten Helligkeit entspricht.
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