Hallo an alle! Ich versuche mich gerade an ein paar kleinen Schaltungen, welche mir im Moment mehr Schwierigkeiten machen, als ich erwartet habe. Das Thema Transistoren als Schalter wurde hier zwar schon das ein oder andere Mal besprochen, leider haben mir die Threads nicht vollständig geholfen. Im Großen und Ganzen läuft es darauf hinaus, dass ich das Thema Transistoren wohl noch nicht so ganz durchblicke .... . Es wäre also klasse, falls mir hier jemand weiter helfen könnte, da gehe ich allerdings auch stark von aus :) Ich habe 4 Situationen, in welchen ich Transistoren gerne als Schalter verwenden möchte, ob ich das Ganze richtig gemacht habe weiß ich nur leider nicht. Bevor es dann zu gegebener Zeit zusammengebaut wird, würde ich gerne wissen, ob das soweit in Ordnung ist (was ich nur bedingt glaube), bzw. was ich wo alles falsch gemacht habe :D 1. ------ 1.Schaltung.png ------ Hierbei bin ich mir relativ sicher, es richtig gemacht zu haben, aber sicher ist sicher Es wird eine Last - 6V, 1.8W - über einen NPN Tarnsistor auf Masse geschaltet, Hierzu liegen 0, bzw. 3.3V an der Basis an, Masse liegt am Emitter und die Last (1.8W) selbst am Kollektor. 2. ------ 2.Schaltung.png ------ Es wird ein Wechselschalter benötigt, hier fangen die Fragen, bzw. die Unsicherheiten erst recht an. 2 Kondensatoren sollen so verschaltet werden, das: + Nur einer jeweils mit Masse verbunden ist + Beim anlegen von 3.3V an eine Basis, der jeweils andere Kondensator auf Masse gelegt wird. 3. ------ 3.Schaltung.png ------ Der Ausgang eines verwendeten UND-Gatters stellt einen Massepol/-pin dar, welcher genutz werden soll, um die Verbindung zwischen einem Pin und einer 6V Versorgungsleitung zu unterbrechen. Standardmäßig soll diese Verbindung bestehen! 4. ------ 4.Schaltung.png ------ Ähnlich, wie #1., soll hier eine Verbindung zwischen einer 3.3V Signalleitung und einem Input-GPIO hergestellt werde. Unterschied: Standardmäßig soll hier keine Verbindung vorliegen. Ich habe wirklich eine Menge gegoogelt, eine Menge gelesen und davon vermutlich wieder einiges vergessen oder auch falsch verstanden; bei den hochgeladenen Schaltungen handelt es sich um mein Ergebnis, ich hoffe damit nicht vollständig falsch zu liegen .... . Ich bin für jeden Tipp, Hinweis oder die Lösung der einzelnen Probleme sehr dankbar, im Moment komme ich einfach nicht weiter. Besten Dank im Voraus! Gruß Mark
Mark S. schrieb: > 1. ------ 1.Schaltung.png ------ > Hierbei bin ich mir relativ sicher, es richtig gemacht zu haben, aber > sicher ist sicher > Es wird eine Last - 6V, 1.8W - über einen NPN Tarnsistor auf Masse > geschaltet, > Hierzu liegen 0, bzw. 3.3V an der Basis an, Masse liegt am Emitter > und die Last (1.8W) selbst am Kollektor. Wie gross ist denn R1? Was hat der Transistor für eine Stromverstärkung?
Bei 3 musst du Q4 umdrehen. Wäre dann Kollektorschaltung, aber die funktioniert auch. Zudem würde ich an Q2.2 noch einen Pull-Down ranhängen. PS den Kurzschluss würde ich auch noch entfernen. mfg
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Mark S. schrieb: > Ich habe wirklich eine Menge gegoogelt, eine Menge gelesen und davon > vermutlich wieder einiges vergessen oder auch falsch verstanden; > bei den hochgeladenen Schaltungen handelt es sich um mein Ergebnis, ich > hoffe damit nicht vollständig falsch zu liegen .... . Offenbar hast Du nur sehr oberflächliche Informationen gefunden oder alle Seiten, auf denen es ans Eingemachte geht, ignoriert. Du solltest unbedingt eines der anerkannten Fachbücher ausgiebig durcharbeiten, z.B. den Tietze/Schenk oder den Horowitz/Hill. Derzeit fehlt Dir leider noch komplett das Verständnis für Transistoren. Auf Grund der vielen Fehler in Deinen obigen Schaltungen wäre es auch nicht sinnvoll, diese hier ausgiebig zu diskutieren.
Vielen Dank für die ersten Hilfen und Nachfragen. Ich hab an den Schaltungen einiges getan, es wäre schön, falls ihr euren Senf dazu geben könntet :) >Wie gross ist denn R1? Was hat der Transistor für eine Stromverstärkung? Ich habe erstmal einen Pulldown an der Basis hinzugefügt, vgl.: ----------- 1a) ----------- Sofern die Schaltung passt, würde ich, bei 6V Spannung und einer Last von 1.8W - 2.4W folgende Werte nehmen: Transistor: 2N5550 Verbraucher: 300-400mA (gerechnet mit 400mA) Stromverstärkung:20 I_b = 20mA R16 = R_b = 256 Ohm R8: Pull-Down, 4,7k ? Würden diese 4,7k ausreichen? ########################### > Bei 3 musst du Q4 umdrehen. Wäre dann Kollektorschaltung, aber die > funktioniert auch. ----------- 3. wurde jetzt zu 3a) ----------- Hierbei habe ich eine Emitterschaltung, welche dauerhaft 6V an den Verbraucher liefern soll, bis das UND-Gatter auf Masse schaltet, die Werte sind ähnlich wie bei 1a), da die selbe Last zu schalten ist. Als Transistor:2N5401 Current gain: 50 I_b=8mA R_b = (6-0.7)V / 8mA = 662.5 Ohm wäre der Basiswiderstand in diesem Fall R23? Wie steht es um R22? ################# ----------- Schaltung 2 ----------- Ich habe 2 Versionen hoch geladen, 2a) und 2b) Das Ziel beider Schaltungen soll sein, beim Schalten eines GPIO auf 3.3V einen Kondensator zu ( C7/17 ) und den anderen ( C4/16 ) weg zuschalten. ----------- 2a) Soll die Versorgungsspannung, C4/16, über eine negative Logik schalten und deaktivieren, sobald der GPIO 3.3V bereit stellt. Sobald der GPIO 3.3V bereit stellt, soll C7/17 über positiv Logik auf Masse geschaltet werden. Hier habe ich statt der Emitter- eine Kollektorschaltung, ist das so machbar? ----------- 2b) Unterschied zu 2a) soll darin liegen, dass C4/16 nicht durch die 3.3V des GPIO, sondern durch die zu geschaltete Versorgungsspannung von C7/17 deaktiviert werden soll. Hier wüsste ich gerne, ob das so ginge und falls ja, ob die Widerstände in brauchbaren Bereichen liegen. ----------- Schaltung 4a ----------- Hier soll auf einen auf input gestellten GPIO geschaltet werden, sobald das UND_Gatter auf Masse schaltet. Wird das auch erreicht? Bspw. Mit einem Verbraucher von 20mA und dem BC846, bei 3.3V: http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC846_SER.pdf Dort habe ich unter ‚DC current gain‘ group A und group B, mir ist nicht ersichtlich, woran ich erkennen kann, wonach hier die Gruppen zugeordnet werden. Current gain, group A = 110 Current gain, group B = 200 Basiswiderstand, group A: (3.3V-0.7V) / 0.182mA = 26k Ohm Basiswiderstand, group A: (3.3V-0.7V) / 0.1mA = 14.285k Ohm Wie relevant sind die Unterschiede hier? Ich möchte ja definitiv schalten, also gut in der Sättigung liegen. Also, was sagt ihr zu den Schaltungen, Transistoren, Widerständen? ___________________________________________________ >Offenbar hast Du nur sehr oberflächliche Informationen gefunden oder >alle Seiten, auf denen es ans Eingemachte geht, ignoriert. Du solltest >unbedingt eines der anerkannten Fachbücher ausgiebig durcharbeiten, z.B. >den Tietze/Schenk oder den Horowitz/Hill. Derzeit fehlt Dir leider noch >komplett das Verständnis für Transistoren. Hallo Andreas, auch dir vielen Dank für deinen Kommentar und den Hinweis auf die Fachbücher. In Anbetracht der Tatsache, das Transistoren zu Millionen eingesetzt werden, auch von Laien in den unterschiedlichsten Schaltungen, halte ich es für äußerst unwahrscheinlich, dass zum Erstellen dieser doch recht einfachen Schaltung, das Lesen und ausgiebige Durcharbeiten von Fachbüchern erforderlich ist. >Auf Grund der vielen Fehler >in Deinen obigen Schaltungen wäre es auch nicht sinnvoll, diese hier >ausgiebig zu diskutieren. Vielleicht wäre es ja doch hilfreich gewesen, wenigstens auf die Fehler aufmerksam zu machen; Zu sagen, das Fehler vorliegen, du mir aber nicht verrätst wo und welche das sein könnten, weil ich es ja doch nicht verstehe ....… well ....... Ne, ist nicht wirklich hilfreich. Alternativ wären ja auch Beispiele, wie es richtig geht, oder links auf einschlägige Seiten, die ich vlt. nicht gefunden oder überlesen habe möglich gewesen. Das scheint mir doch wesentlich sinnvoller, sowohl für mich, als auch für alle Anderen, die vielleicht mal ähnliche Fragestellungen haben.
Zuerst schlägst du nach, was TL;DR bedeutet. Transistoren als Schalter werden nicht mit der Stromverstärkung gerechnet. Stattdessen sind sie in Sättigung und der Basisstrom wird nur begrenzt (mit etwas Reserve, damit der Transistor sicher in Sättigung geht). Wenn du Leistungstransistoren einsetzen willst, dann brauchst du einen Ansteuerstrom. Es ist besser, zwischen GPIO (eines Mikrocontrollers) und Leistungstransistor eine Push-Pull-Stufe einzusetzen (um den Ausgang zu entlasten). Bei 3V3 als Versorgung sind Transistoren gar nicht so falsch, da sicher schaltende MOSFETs bei Conrad nicht so gut zu haben sind und neuere Modelle oft in SOT-Gehäusen und ähnlicher Oberflächenmontage daherkommen. Aber die gängigen Logik-Level-MOSFETs im TO-220-Gehäuse (IRLZ) sollten für Ströme unter einem Ampere auch sicher gehen. Wenn du nur etwas einschalten willst, reicht das und spart die Ansteuerstufe/ den Steuerstrom. Deine Schaltungen sind merkwürdig gezeichnet, oft wird GND mit einem entsprechenden Symbol dargestellt und nach unten gelegt. Bei dir steht alles bisserl Kopf. So hat keiner Lust auf Handstände. Mark S. schrieb: > dieser doch recht > einfachen Schaltung, das Lesen und ausgiebige Durcharbeiten von > Fachbüchern erforderlich ist. Du hoffst noch, sie wären einfach und blinde Hühner finden auch mal einen Korn. Aber wären Transistoren (und ihre einfachen Schaltungen) etwas für Laien, gäbe es im Kindergarten Elektronikbaukästen und keine Fingermalfarben und Physik würde schon in der Grundschule unterrichtet, statt erst im Studium mit dieser Strom-Spannung-Sache anzufangen.
> Zuerst schlägst du nach, was TL;DR bedeutet. Danke, das ist nicht nötig. Die Länge des Textes ist nur bedingt zu kürzen, ein paar Infos müssen ja schon rein, solange das Ganze vernünftig strukturiert ist ? (Oder soll für jede Frage/Schaltung ein Thread erstellt werden? - ernst gemeinte Frage ^^ - ) > Transistoren als Schalter > werden nicht mit der Stromverstärkung gerechnet. Stattdessen sind sie in > Sättigung und der Basisstrom wird nur begrenzt (mit etwas Reserve, damit > der Transistor sicher in Sättigung geht). In der Tat, das Ziel soll die Sättigung sein. Das ich die Stromverstärkung hier nicht nehmen soll wundert mich angesichts: 1) https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#PNP.2FNPN_als_Schalter.2C_wohin_mit_der_Last.3F „Siehe Basiswiderstand zur Berechnung des notwendigen Basiswiderstandes bei gegebener Last R_Last für einen Transistor als Schalter. „ und 2) https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand „ … Für die Berechnung des Basiswiderstandes benötigt man die Stromverstärkung des Transistors. ...„ Wie soll denn hier ansonsten vorgegangen werden? > Wenn du Leistungstransistoren einsetzen willst, dann brauchst du einen > Ansteuerstrom. Es ist besser, zwischen GPIO (eines Mikrocontrollers) und > Leistungstransistor eine Push-Pull-Stufe einzusetzen (um den Ausgang zu > entlasten). Okay, hört sich sinnvoll an, das werde ich mir mal ansehen! > Deine Schaltungen sind merkwürdig gezeichnet, oft wird GND mit einem > entsprechenden Symbol dargestellt und nach unten gelegt. Bei dir steht > alles bisserl Kopf. So hat keiner Lust auf Handstände. D‘accord :D Da werde ich in Zukunft etwas mehr drauf achten und alle lables entsprechend drehen. --- > Schaltungen auf den Bildern 1-4 entsprechend geändert! Jetzt braucht‘s ja keinen Handstand mehr, gibt’s was zu den Schaltungen zu sagen? :) _______________________________________________ Boris O. schrieb: > Du hoffst noch, sie wären einfach und blinde Hühner finden auch mal > einen Korn. Aber wären Transistoren (und ihre einfachen Schaltungen) > etwas für Laien, gäbe es im Kindergarten Elektronikbaukästen und keine > Fingermalfarben > …. Ich glaube da haben wir unterschiedliche Definition von Laien, ich meine weder kleine Kinder, noch Leute die keinerlei physikalisches Grundwissen besitzen. > … > und Physik würde schon in der Grundschule unterrichtet, > statt erst im Studium mit dieser Strom-Spannung-Sache anzufangen. Dann habe ich ja Glück gehabt, dass ich mit dieser Physik, dieser Strom-Spannungs-Sache, sowohl in der Schule, als auch während meines mittlerweile abgeschlossenen Ingenieurs-Studium, ab und an in Berührung kam. Kommen dann erste, funktionierende Schaltungen hinzu, sind wir schon eher bei dem, was ich als Laie bezeichnen würde. Und aus meinem Studium weiß ich ziemlich sicher, dass die Theorie natürlich Ihre Berechtigung hat und jeder, der in dem entsprechendem Bereich arbeitet, sich Dieser bewusst sein muss und im Groß verstehen sollte. Allerdings weiß ich auch, wie es aussieht, wenn aus der Theorie Praxis wird und ein nicht unerheblicher Teil der theoretischen Grundlagen für den Alltag, mit Berechnungen und Auslegungen, schlicht nicht benötigt wird.
Außer Schaltung 1 und 4 ist keine auf den ersten Blick verständlich gezeichnet. Was ist GPIO(#x.3). In Schaltung 4 wird der Transistor auch nicht richtig sperren wenn das and-Gatter auf Masse liegt. Die Schaltung ist doch leicht an jedem Punkt auszurechnen.
in Schaltung 1 bist du bei der Berechnung des Basiswiderstands von einer STeuerspannung von 6V ausgegangen. Laut Schaltplan ist die Steuerspannung aber 3,3V, R_b ist dementsprechend zu groß. Außerdem musst du bei einem Basisstrom von 20mA evtl schon aufpassen, was dein GPIO tatsächlich macht (hat er noch 3,3V, wenn er 20mA liefern soll?) Schaltung 2 ist für mich leider nicht durchschaubar. Ich habe meine Zweifel, dass die eine sinnvolle Funktion erfüllt. Kannst du nochmal beschreiben, was die Funktion tatsächlich sein soll? Soll da ein aufgeladener Kondensator an einen Eingang geschalten werden? Und wird der Bei Schaltung 3 kann ich momentan nicht erkennen, wie viel Strom sie liefern soll (das wäre für die Widerstände interessant). Einschalten lässt sich der Transistor jedenfalls. Und wenn das UND-Gatter einen open-Kollektor Ausgang hat, funktioniert das Ausschalten auch. Wenn nicht, kommt es auf den High-Pegel des Gatters an. Dass bei Schaltung 4 das Ausschalten nicht klappt wurde schon erwähnt. Außerdem wäre für deren FUnktion interessant, welche Spannungen an "PIN1_Verbraucher" und an "GPIO_Input" liegen sollen. Sonst kann man nicht bewerten, was Q20 so macht.
Vielen Dank für eure Antworten! Mir hat leider etwas die Zeit gefehlt, dafür habe ich die Sachen jetzt nochmal angepasst und entsprechend was dazu geschrieben, ich bin gespannt auf euer feedback! ---------------------------------- Schaltung 1c Achim S. schrieb: > in Schaltung 1 bist du bei der Berechnung des Basiswiderstands von einer > STeuerspannung von 6V ausgegangen. Laut Schaltplan ist die > Steuerspannung aber 3,3V, R_b ist dementsprechend zu groß. Außerdem > musst du bei einem Basisstrom von 20mA evtl schon aufpassen, was dein > GPIO tatsächlich macht (hat er noch 3,3V, wenn er 20mA liefern soll?) In der Tat, habe das jetzt mit 3.3V angepasst: R_b = R79 = 130 Ohm Bei dem GPIO handelt es sich um einen GPIO expander (MCP23017), max. output: 25mA, ob der dabei noch sicher die 3.3V hat kann ich nicht sagen. Kann das jemand hieraus lesen? http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21952b.pdf Für R80 habe ich einen Pulldown mit 4,7kOhm geplant, ist das so machbar? ---------------------------------- Schaltung 2c Achim S. schrieb: > Schaltung 2 ist für mich leider nicht durchschaubar. Ich habe meine > Zweifel, dass die eine sinnvolle Funktion erfüllt. Kannst du nochmal > beschreiben, was die Funktion tatsächlich sein soll? Soll da ein > aufgeladener Kondensator an einen Eingang geschalten werden? Und wird > der Ich möchte durch das Schalten eines GPIO auf 3.3V einen Kondensator zu-, den Anderen wegschalten. Hierzu sollen Q7 und Q8 die Versorgungsspannung für C4 über eine positiv Logik bereit stellen, Q4 für C2 über eine negativ Logik. Die allgemeinen Formen der Schaltung habe ich von hier http://dl6gl.de/grundlagen/schalten-mit-transistoren (Abb. 3 und Abb. 4) Die negativ Logik soll für Q4 solange aktiv sein, also ‚Durchschalten‘, bis der GPIO auf high gesetzt wird (3.3V). Über eine Verbindung vom Kollektor (Q7.2) zur Basis (Q4.1), soll Q4 dann sperren, sobald die Versorgungsspannung für C4 zur Verfügung steht. Kann das so funktionieren? Es sollen Kondensatoren mit unterschiedlichsten Kapazitäten zum Einsatz kommen,welche (geringe) Leistung hier benötigt wird weiß ich leider nicht. Wie kann ich hier am Besten die Größe der Widerstände ermitteln/abschätzen? Ich hoffe ich konnte besser erklären, was hier passieren soll :) ---------------------------------- Schaltung 3c Achim S. schrieb: >Bei Schaltung 3 kann ich momentan nicht erkennen, wie viel Strom sie >liefern soll (das wäre für die Widerstände interessant). Einschalten >lässt sich der Transistor jedenfalls. Und wenn das UND-Gatter einen >open-Kollektor Ausgang hat, funktioniert das Ausschalten auch. Wenn >nicht, kommt es auf den High-Pegel des Gatters an. Das UND-Gatter wurde gewechselt, daher stehen hier nun low- bzw. high Signale zur Verfügung. Die high Pegel sollen dann genutzt werden, um die Versorgungsspannung von 6V für den Pin1_Verbraucher zu zuschalten. Hierzu habe ich mich wieder bei http://dl6gl.de/grundlagen/schalten-mit-transistoren bedient. Q43 wird über die 3.3V des UND-Gatter geschaltet. Hierdurch soll die Spannung von Q42.1 ‚wegfallen‘ und die 6V an Q42.3 freigeben. Für Q42 könnte ein 2N5401 eingesetzt werden: current gain = 50 I_c = 20 – 400mA (unterschiedliche Belastung) ---> I_b = 0,4 - 8mA ---> R_b = 662.5 Ohm - 13250 Ohm Wie gehe ich hier vor? Die Belastung ist unterschiedlich, schwankt vermutlich zw. 20 und 400mA, wodurch sich in der Rechnung unterschiedliche Basisströme- und -widerstände ergäben. Nutze ich diese nun um den NPN auszulegen (Bspw. BC817-40: current gain=250, Steuerspannung: 3.3V), mit I_c(Q43) = I_b(Q42) folgt I_b (Q43) = I_c(Q43) / 250 = 0,0016mA - 0,032mA mit Widerständen R__b(Q43) = 82kOhm - 1,6MOhm Kann das Ganze so funktionieren? Falls ja, wie wähle ich hier die Widerstände richtig? ---------------------------------- Schaltung 4c Hubert G. schrieb: > In Schaltung 4 wird der Transistor auch nicht richtig sperren wenn das > and-Gatter auf Masse liegt. Die Schaltung ist doch leicht an jedem Punkt > auszurechnen. Achim S. schrieb: >Dass bei Schaltung 4 das Ausschalten nicht klappt wurde schon erwähnt. >Außerdem wäre für deren FUnktion interessant, welche Spannungen an >"PIN1_Verbraucher" und an "GPIO_Input" liegen sollen. Sonst kann man >nicht bewerten, was Q20 so macht. Da das UND-Gatter nun gewechselt wurde, stehen hier zum Schalten nun high, bzw. low Pegel zur Verfügung. Das high soll als Signal verwendet werden um hier auf Masse zu schalten. Als Transistor könnte ein BC817-40 verwendet werden; DC current gain = 250 Das führt bei einem max. Strom vom 25mA zu einem Basiswiderstand von 26 kOhm. (R76) Um das Signal, welches am GPIO_input abgegriffen werden soll, nicht zu verfälschen, habe ich einen PullDown mit 4,7k hinzugefügt (R78). Ist das ausreichend und falls ja, kann das ebenso für R77 genutzt werden? Besten Dank fürs Lesen! :P Hoffentlich kann hier jemand was schlaues dazu sagen! :)
Es wäre gut wenn du in die Schaltungen die aktuellen Werte eintragen würdest. Dann wäre die Prosa nicht so wichtig. 1c wird so funktionieren, der PullDown kann ruhig größer sein. 2c Die Funktion ist nicht klar. Die Kondensatoren C2 und C4 liegen immer parallel zum jeweiligen GPIO-Input, egal ob da noch 3,3V zusätzlich sind oder nicht. Ob Q8 in der Konfiguration durchschaltet habe ich nicht nachgerechnet, wird aber sicher sehr knapp. 3c ist das gleich wie bei 2c. Für eine Schaltfunktion eines Transistor nimmt man max. die Hälfte der angegebenen Stromverstärkung. Oder stimmen die Werte in der Schaltung nicht. Die Schaltung wird für den max. Strom ausgelegt. Wenn du die Schaltung um 180° drehen würdest, wäre sie auf Anhieb leichter verständlich. 4c Hier hat sich nichts geändert. Was liegt an Verbraucher an.
Mark S. schrieb: > max. > output: 25mA, ob der dabei noch sicher die 3.3V hat kann ich nicht > sagen. > Kann das jemand hieraus lesen? die 25mA sind das absolute max. rating (d.h. die Grenze, jenseits derer der Chip sich sofort in Rauch auflösen darf). Der tatsächlich nutzbare Ausgangsstrom wird kleiner sein. Aus der Angabe der "Output High Voltage" auf S. 28 kannst du sehen, dass bei Strömen im Bereich einzelner mA die Ausgangsspannung schon merklich zusammenbricht. Da du aber nur mit einem Current Gain von 20 gerechnet hast, wird die Schaltung schon noch funktionieren (es fällt halt nur ein bisschen mehr Spannung am Transistor ab als gerechnet). Mark S. schrieb: > Ich möchte durch das Schalten eines GPIO auf 3.3V einen Kondensator zu-, > den Anderen wegschalten. .... > Ich hoffe ich konnte besser erklären, was hier passieren soll :) sorry, ich verstehe es auch mit der neuen Erklärung nicht. Von was (von welchem Netz) möchtest du den einen Kondensator zu- und den anderen wegschalten? Ganz egal was du mit den Transistoren machst: beide Kondensatoren C2 und C4 sind doch dauerhaft parallelgeschalten (ein Ende liegt bei beiden auf GND, das andere Ende liegt bei beiden auf GPIO_input). Mark S. schrieb: > Die Belastung ist unterschiedlich, schwankt vermutlich zw. 20 und 400mA, > wodurch sich in der Rechnung unterschiedliche Basisströme- und > -widerstände ergäben. .... > Falls ja, wie wähle ich hier die Widerstände richtig? So, dass es für den maximalen Strom reicht (400mA). Die 20mA werden dann erst recht durchgeschalten. Mark S. schrieb: > Da das UND-Gatter nun gewechselt wurde, stehen hier zum Schalten nun > high, bzw. low Pegel zur Verfügung. "high bzw. low-Pegel" bedeutet so viel wie "niederohmige 3,3V und 0V"? Mark S. schrieb: > Das high soll als Signal verwendet werden um hier auf Masse zu schalten. Was soll hier auf Masse geschaltet werden? Der Transistor hängt zwischen "Pin1_Verbraucher" und zwischen "GPIO_Input". Masse sieht er nur über den 4k7 Widerstand, über den bestimmt keine 25mA fließen (außer du arbeitest mit Spannungen im 100V-Bereich). Ist "GPIO_Input" ein hochohmiger Eingang und soll zwischen Masse und "Pin1_Verbraucher" hin und her geschaltet werden? Dann wäre immer noch die Frage, auf welcher Spannung "Pin1_Verbraucher" liegt. Der Transistor kann seinen Emitter nicht höher ziehen als auf sein Basispotential - 0,7V. Wenn der High-Pegel an der Basis also 3,3V beträgt kannst du an GPIO_Input nicht mehr als 2,6V erreichen (und wenn R76 und R77 den High-Pegel runterteilen entsprechend weniger). Hubert G. schrieb: > Es wäre gut wenn du in die Schaltungen die aktuellen Werte eintragen > würdest. Dann wäre die Prosa nicht so wichtig. das kann ich nur unterstützen.
Achim S. schrieb: > Aus der Angabe der "Output High > Voltage" auf S. 28 kannst du sehen, dass bei Strömen im Bereich > einzelner mA die Ausgangsspannung schon merklich zusammenbricht. Wo siehst Du dann das? Ich sehe hier nur: "VDD-0.7" bei alle angegebenen Strömen (wobei allerdings nur 3mA als höchster Strom aufgeführt ist).
Michael S. schrieb: > Wo siehst Du dann das? > Ich sehe hier nur: "VDD-0.7" bei alle angegebenen Strömen (wobei > allerdings nur 3mA als höchster Strom aufgeführt ist). genau: es ist der maximale Einbruch der Ausgangsspannung für einen bestimmten Stromfluss angegeben. Wenn bei 4,5V Versorgung 3mA fließen, dann kann die Ausgangsspannung bereits um 0,7V einbrechen. Bei 1,8V Versorgung darf das sogar schon bei 400µA Ausgangsstrom der Fall sein. Die 3,3V Versorgung des TO liegt dazwischen, und wenn er ein Vielfaches dieses Stroms fließen lassen wollte (nämlich 25mA), dann müsste er mit einem Spannungseinbruch von deutlich über 0,7V rechnen.
####### Schaltung 2d-f) Achim S. schrieb: > sorry, ich verstehe es auch mit der neuen Erklärung nicht. Von was (von> > welchem Netz) möchtest du den einen Kondensator zu- und den anderen > wegschalten? Ganz egal was du mit den Transistoren machst: beide > Kondensatoren C2 und C4 sind doch dauerhaft parallelgeschalten (ein Ende > liegt bei beiden auf GND, das andere Ende liegt bei beiden auf > GPIO_input). Ok, ich habe ein paar Schaltungen hoch geladen, die erklären sollen, was ich hier grundsätzlich möchte. 2d) soll 2b) repräsentieren, mit einem Schalter, anstatt der Transistoren: Hier ist zu sehen, das die Kondensatoren parallel liegen und beide am GPIO_input dran hängen. Hier soll deren Kapazitäten über die jeweilige Zeitkonstante ermittelt werden. Der Switch soll das Zu-, bzw. Wegschalten der Versorgungsspannung durch die Transistoren darstellen. Wie du schreibst, sind die immer parallel, weshalb Messungen hier tatsächlich schwierig werden könnten. Bei 2e) habe ich mir überlegt Dioden einzubauen. Damit möchte ich genau das verhindern. Alternativ könnte hier auch, vgl. 2f), die Masse hinzu geschaltet werden, dadurch würde auch jeweils nur ein Kondensator genutzt und man könnte auf die Dioden verzichten. Was sagt ihr dazu? [ Die Widerstände würde ich btw. In Abhängigkeit der verwendeten Kondensatoren auswählen, so, das sich eine ‚brauchbare‘ Zeitkonstante ergibt ] ####### Schaltung 3d Hubert G. schrieb: > 3c ist das gleich wie bei 2c. Für eine Schaltfunktion eines Transistor > nimmt man max. die Hälfte der angegebenen Stromverstärkung. Oder stimmen > die Werte in der Schaltung nicht. Die Schaltung wird für den max. Strom > ausgelegt. > Wenn du die Schaltung um 180° drehen würdest, wäre sie auf Anhieb > leichter verständlich. Widerstand an Q48.2 entfernt, gedreht und neu gerechnet: I_c (Q48) = 400mA U_c (Q48) = 6V current gain = 50 → gewählt: 25 → I_b(Q48) = 400mA/25 = 16mA Jetzt habe ich die Schwierigkeit, die Widerstände richtig auszuwählen. Ich nutze die 6V an Q48.3 als Steuerspannung an Q48.1. Daher würde ich rechnen: R_b(Q48) = (6V-0,7V) / 16mA = 331,25 Ohm = R107 Kann R106 vernachlässigt werden? Mit: I_c (Q47) = I_b(Q48) Q47, current gain= 250 --→ gewählt: 125 → I_b(Q47) = 16mA/125 = 0,128mA → R_b(Q47) = (3,2V-0,7V)/0,128mA = 19531 Ohm = 20 kOhm Bei Abfall von 0,1V: wird R105 zu = 0,1V / 0,128mA = 781,25 Ohm ####### Schaltung 4d Achim S. schrieb: > "high bzw. low-Pegel" bedeutet so viel wie "niederohmige 3,3V und 0V"? Yes, zum Einsatz kommt ein 74HC08 http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT08.pdf mit einer Versorgungsspannung von 3.3V Achim S. schrieb: > Was soll hier auf Masse geschaltet werden? Der Transistor hängt zwischen > "Pin1_Verbraucher" und zwischen "GPIO_Input". Masse sieht er nur über > den 4k7 Widerstand, über den bestimmt keine 25mA fließen (außer du > arbeitest mit Spannungen im 100V-Bereich). Die Masse sieht er nur über den GPIO_Input, das ist richtig. Ganz offensichtlich hast du recht, ich hab den Widerstand durch einen mit 130 Ohm ersetzt, damit sollten 25mA bei 3.3V möglich sein. (Bzw. 108 Ohmn, bei 2,5V) > Ist "GPIO_Input" ein > hochohmiger Eingang und soll zwischen Masse und "Pin1_Verbraucher" hin > und her geschaltet werden? Dann wäre immer noch die Frage, auf welcher > Spannung "Pin1_Verbraucher" liegt. Ja, GPIO_Input ist ein hochohmiger Eingang Pin1_Verbraucher ist der Ausgang eines Schmitt Triggers, dessen Output ist ein 3.3V Rechteck-Signal bei 24mA High-level output current http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc1g14.pdf Am GPIO_Input soll die Frequenz des entstehenden Rechteck Signals abgegriffen werden. > Der Transistor kann seinen Emitter > nicht höher ziehen als auf sein Basispotential - 0,7V. Wenn der > High-Pegel an der Basis also 3,3V beträgt kannst du an GPIO_Input nicht > mehr als 2,6V erreichen (und wenn R76 und R77 den High-Pegel > runterteilen entsprechend weniger). Ah, das ist ein guter Hinweis! Ein high sollte am GPIO noch bei ca. 1,6V registriert werden können, da ist noch ein kleines bisschen Spiel. Zu den Widerständen: (BC817-40, current gain=250 –→ gewählt: 125, Steuerspannung: 3.3V – 0.1V = 3.2V) → I_c = 25mA → I_b = 0,1mA → R_b = 12,5k Um V_b möglichst groß zu halten könnte für R77 ein 1k Widerstand genutzt werden. Damit läge V_b = 3,2V und V_e = 3,2V-0,7V = 2,5V Kommt das soweit hin?
Achim S. schrieb: > genau: es ist der maximale Einbruch der Ausgangsspannung für einen > bestimmten Stromfluss angegeben. Wenn bei 4,5V Versorgung 3mA fließen, > dann kann die Ausgangsspannung bereits um 0,7V einbrechen. Bei 1,8V > Versorgung darf das sogar schon bei 400µA Ausgangsstrom der Fall sein. Ahh, ok, alles klar! Ich hatte die Angaben der verschiedenen Betriebsspannungen übersehen. Sorry!
Mark S. schrieb: > Alternativ könnte hier auch, vgl. 2f), die Masse hinzu geschaltet > werden, dadurch würde auch jeweils nur ein Kondensator genutzt und man > könnte auf die Dioden verzichten. > Was sagt ihr dazu? Um Zeitkonstanten zu messen musst du den Kondensator erst entladen und dann ab einem definierten Zeitpunkt aufladen. Wenn du "GPIO_Input" zwischenzeitlich als Ausgang definierst um die Kondensatoren zu entladen kann 2f funktionieren. Kleine FETs fände ich dann als Schalter angenehmer als Bipolartransistoren (weil sie im angesteuerten Zustand einen kleinen Widerstand darstellen und nicht wie bei den Bipolaren eine halbwegs konstante Sättigungsspannung an ihnen abfällt). Die zu messenden Kapazitäten sollten natürlich wesentlich größer sein als die parasitären Kapazitäten der Transistoren, mit denen du die Schalter gegen Masse realisierst. Mark S. schrieb: > Kann R106 vernachlässigt werden? Nein: über R106 stellst du den Basisstrom von Q48 ein (da passen deine 330Ohm), R107 kann vernachlässigt werden (entweder weglassen oder deutlich höherohmig machen). Mark S. schrieb: > ist ein 3.3V Rechteck-Signal bei 24mA High-level output current auch wenn es 24mA treiben kann musst du es ja nicht unbedingt mit 24mA belasten. Mark S. schrieb: > Ein high sollte am GPIO noch bei ca. 1,6V registriert werden können, da > ist noch ein kleines bisschen Spiel. Beim High-Pegel kommst du nur auf 2,5V, beim Low-Pegel von Pin1_Verbraucher betreibst du den Transistor im Inversbetrieb - nicht wirklich schön. Warum musst du die Verbindung der beiden Signal eigentlich auftrennen können. Ist das der selbe GPIO_Input, den du auch an anderer Stelle deiner Schaltung benutzen willst? Wenn das C20 oder C21 mit großer Kapazität mit dranhängt bleibt von deinem Rechteck evtl. nicht viel übrig.
2e Hier sollten die Kathoden der Dioden zusammengeschaltet sein damit es ein wenig Sinn macht. Die Schaltung 2x sind sehr theoretisch, in der Praxis wird das ganz anders aussehen. 3d Hier hast du wohl die Widerstände vertauscht. R106 330 Ohm und R107 10k R103 780 Ohm und R105 10k Dann wird es in etwa hinkommen.
########## Schaltung 4d) Achim S. schrieb: > Beim High-Pegel kommst du nur auf 2,5V, beim Low-Pegel von > Pin1_Verbraucher betreibst du den Transistor im Inversbetrieb - nicht > wirklich schön. Wie meinst du das? Pin1_Verbraucher ist der Ausgang des Schmitt Triggers, dessen high liegt bei 3.3V, das low bei 0. Schaltet das Gatter auf high und steht Pin1_Verbraucher auf high, geht’s es doch normal durch, stünde Pin1_Verbraucher auf 0V, fließt dann nichts; oder wo mache ich hier den Fehler? + Wie schaut's mit den Widerständen & Co. aus? ########## Schaltung 2f) 2f_2) Achim S. schrieb: > Um Zeitkonstanten zu messen musst du den Kondensator erst entladen und > dann ab einem definierten Zeitpunkt aufladen. Wenn du "GPIO_Input" > zwischenzeitlich als Ausgang definierst um die Kondensatoren zu entladen > kann 2f funktionieren. Kleine FETs fände ich dann als Schalter > angenehmer als Bipolartransistoren (weil sie im angesteuerten Zustand > einen kleinen Widerstand darstellen und nicht wie bei den Bipolaren eine > halbwegs konstante Sättigungsspannung an ihnen abfällt). Die zu > messenden Kapazitäten sollten natürlich wesentlich größer sein als die > parasitären Kapazitäten der Transistoren, mit denen du die Schalter > gegen Masse realisierst. Das ist doch schonmal etwas, genau so wäre es ja gedacht, also den GPIO zwischenzeitlich als Ausgang zu definieren. FETs statt Bipolartransistor, durchaus eine Überlegung wert. Als Schaltung für 2f), bzw. als Ersatz für den Schalter: 2f_2) Widerstände habe ich noch nicht berechnet, da ich die Kapazitäten noch nicht kenne, kann ich noch nichts zu den Widerständen der jeweiligen RC-Glieder sagen. (Und daher entsprechend nix über die anderen Widerstände, oder irre ich?) Daher bitte die Werte nicht als gesetzt ansehen! Würde das in dieser Art funktionieren? Der GPIO schaltet zwischen 0 und 3.3V, dadurch wird: GPIO auf 0V: C32 ist auf Masse gelegt und die Kapazität kann über den GPIO_input ermittelt werden. C33 liegt nicht auf Masse → kann nicht ausgewertet werden und stört C32 nicht. GPIO auf 3.3V: C32 liegt nicht mehr auf Masse → kann nicht ‚ausgelesen‘ werden. C33 liegt auf Masse → Kapazität wird wiederum über GPIO_input ermittelt. > Warum musst du die Verbindung der beiden Signal > eigentlich auftrennen können. Ist das der selbe GPIO_Input, den du auch > an anderer Stelle deiner Schaltung benutzen willst? Wenn das C20 oder > C21 mit großer Kapazität mit dranhängt bleibt von deinem Rechteck evtl. > nicht viel übrig. Ja, es ist immer der gleiche GPIO, der nur jeweils mit einem Kondensator verbunden sein soll. Hier ist nur entscheidend, zwischen C21 und C20 wechseln zu können, wobei C20 standardmäßig verbunden sein soll. Wird der GPIO_input anderweitig benötigt, werden die 3.3V an anderer Stelle abgeklemmt. Hubert G. schrieb: > 2e Hier sollten die Kathoden der Dioden zusammengeschaltet sein damit es > ein wenig Sinn macht. Die Schaltung 2x sind sehr theoretisch, in der > Praxis wird das ganz anders aussehen. Jau, das sind sie, sie sollten lediglich dem Verständnis dienen, an welcher Stelle ich warum einen Wechselschalter haben möchte. Nachdem ich allerdings meinen Fehler erkannt hatte (hier ist es sinnvoller auf Masse zu schalten, statt die Versorgungsspannung, da diese auch an anderer Stelle geschaltet wird) sehe ich 2f), mit 2f_2) als Möglichkeit. Du auch? > 3d Hier hast du wohl die Widerstände vertauscht. > R106 330 Ohm und R107 10k > R103 780 Ohm und R105 10k > Dann wird es in etwa hinkommen. Oha! Besten Dank, ich schau nochmal drüber!
Mark S. schrieb: > stünde Pin1_Verbraucher auf 0V, fließt dann nichts; > oder wo mache ich hier den Fehler? Achim hat Dir doch schon den entscheidenden Hinweis gegeben, nämlich den in diesem Falle auftretenden Inversbetrieb. Ich hatte Dir auch schon vor längerer Zeit deutlich empfohlen, Dich überhaupt erst einmal mit den Grundlagen der Bauelementekunde ansatzweise vertraut zu machen, was offenbar immer noch nicht geschehen ist. Du verstehst offenbar überhaupt nicht, was mit dem "isolierten" Anschluss des Kondensators geschieht, wenn der Transistor sperrt, und glaubst immer noch, ein normaler Transistor wäre ein mehrquadratenfähiger idealer Schalter.
Wenn nur irgendwie klar wäre, welchem Zweck das Geschalte dient. Soll die Kapazität bestimmt werden, ist das eine Sample&Hold-Schaltung für eine A/D-Wandlung, wird da etwas integriert? Andreas S. schrieb: > …ein normaler > Transistor wäre ein mehrquadratenfähiger idealer Schalter. Und er ließe sich aus anti-seriellen Dioden zusammensetzen.
Andreas S. schrieb: > Ich hatte Dir auch schon vor > längerer Zeit deutlich empfohlen, Dich überhaupt erst einmal mit den > Grundlagen der Bauelementekunde ansatzweise vertraut zu machen, was > offenbar immer noch nicht geschehen ist. Sehe ich auch so. Aus dem Europa-Verlag gibt es Lehrbücher wie "Grundbildung Kommunikationselektronik". Die bekommt man gebraucht im Netz für 5€ inkl. Versand. Wenigstens mal davon gehört zu haben, dass es Arbeitspunkte u.ä. gibt, kann nicht schaden.
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