Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Basiswiderstand für BC422


von Jonny H. (jonny123) Flattr this


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Hallo,

ich möchte eine Schaltung aufbauen, in der ein Arduino Nano mehrere 
Relais mit einer Steuerspannung von 12V ansteuert, welche widerum 
Jalousien ansteuern (230V).

Hierzu wollte ich folgende Komponenten verwenden:
-Relais: 
https://www.reichelt.de/Print-Steckrelais/FTR-K1CK012W/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=79421&GROUPID=7621&artnr=FTR+K1CK012W&SEARCH=fujitsu%2B12V%2B16A&trstct=pos_0
- Transistor: BF420 
https://www.reichelt.de/BF-Transistoren/BF-420/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=5487&GROUPID=2883&artnr=BF+420&trstct=pol_1

Laut Datenblatt hat der Transistor eine Verstärkung von 50 bei einer 
Leistung von 0,5W. Das Relais zieht eine Leistung von 0,4W. Kann ich 
dann trotzdem von einer Verstärkung von 50 ausgehen. Und somit dann 
einen Basiswiderstand von 3kOhm verwenden?

Oder sollte ich den Schaltungsaufbau überdenken?

Die normalen "Arduino Relais" möchte ich nicht verwenden, weil ich es 
schon öfters hatte, dass diese klemmten.

Kann mir vielleicht noch jemand sagen, weshalb bei den "Arduino Relais" 
immer ein Oktokoppler verbaut ist? Geht es da nur um die Galvanische 
trennung?

Mit Arduino Relais meine ich folgende: 
https://www.geras-it.de/documents/image/16/161/161.jpg

Vielen Dank.

Gruß
Jonny

: Verschoben durch Moderator
von BF (Gast)


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Ein HF Transistor BF ist Unsinn.

Nimme einen Wald- Feld und Wiesen BC55xxC mit 1k Basiswiderstand und 
fertig

von Der Andere (Gast)


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Diese Platinen sind doch billig zu bekommen.
Nimm eine fertige da sind wenigstens mit einiger Wahrscheinlichkeit die 
entsprechenden Mindestabstände für 230V eingehalten.
Im Selbstbau wird man doch eher teurer wenn man die Platine, Relais und 
Schraubverbinder mit einrechnet.

Jonny H. schrieb:
> Kann mir vielleicht noch jemand sagen, weshalb bei den "Arduino Relais"
> immer ein Oktokoppler verbaut ist? Geht es da nur um die Galvanische
> trennung?

Man kann sie wahrscheinlich galvanisch trennen, aber nur wenn man dazu 
auch eine galvanisch getrennte Versorgungsspannung für die Relais hat.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Nimm keinen Hochfrequenztransistor, besser BC327, BC337, BD139, BD140 
und 4,7 kOhm.


MfG

von hinz (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Diese Platinen sind doch billig zu bekommen.
> Nimm eine fertige da sind wenigstens mit einiger Wahrscheinlichkeit die
> entsprechenden Mindestabstände für 230V eingehalten.

Eben nicht, die Billigheimer verwenden Relais, die nur Basisisolation 
bieten!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jonny H. schrieb:
> Die normalen "Arduino Relais" möchte ich nicht verwenden, weil ich es
> schon öfters hatte, dass diese klemmten.
Welche Lasten schaltest du da?

> Laut Datenblatt hat der Transistor eine Verstärkung von 50 bei einer
> Leistung von 0,5W. Das Relais zieht eine Leistung von 0,4W.
Da drüber solltest du aber nochmal nachdenken. Diese Leistungen haben 
nichts miteinander zu tun und der Transistor wird, wenn er im 
Schaltbetrieb eingesetzt wird, niemals auch nur annähernd an 0,5W 
kommen. Denn es gilt ja: P=U*I und wenn der Transistor ausgeschaltet 
ist, dann ist I=0 und somit P=0. Wenn er eingeschaltet ist, dann ist U 
ganz klein und damit P ganz klein...

: Bearbeitet durch Moderator
von Der Andere (Gast)


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hinz schrieb:
> Eben nicht, die Billigheimer verwenden Relais, die nur Basisisolation
> bieten!

Meinst du wirklich bei dem Kenntnisstand des TO wird das Ergebnis 
besser?

von nachtmix (Gast)


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BF schrieb:
> Ein HF Transistor BF ist Unsinn.

Der BF422 ist eigentlich kein HF-Transistor, sondern ein 
Hochspannungstransistor.
Das F hat er und vergleichbare wohl nur bekommen, weil sie in 
Videoendstufen von Fernsehern "breitbandige" 5MHz übertragen mussten.

In der Tat ist die Verwendung dieses Transistors aber eine unglückliche 
Wahl.

von M.A. S. (mse2)


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nachtmix schrieb:
> Der BF422 ist eigentlich kein HF-Transistor, sondern ein
> Hochspannungstransistor.

Ui, das war mir neu. Für mich war "BF" gleichbedeutend mit 
Silizium-Hochfrequenztransistor.

Wurde hier vielleicht ein Hochspannungstyp gewählt, um keine 
Freilaufdiode zu benötigen?

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


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Zurück zum Thema:

Jonny H. schrieb:
> welche widerum Jalousien ansteuern (230V).

Jonny H. schrieb:
> Die normalen "Arduino Relais" möchte ich nicht verwenden, weil ich es
> schon öfters hatte, dass diese klemmten.

Ursache ist wohl eher ein "kleben" durch verschweisste Kontakte wegen 
hohem Anlaufstrom der Motore und Prellen beim Einschalten einer 
induktiven Last.


Da würde ein Snubber wahrscheinlich helfen, und stärkere Relais.

Siehe auch
https://www.mikrocontroller.net/articles/Snubber

von Jonny H. (jonny123) Flattr this


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Der Andere schrieb:
> Diese Platinen sind doch billig zu bekommen.
> Nimm eine fertige da sind wenigstens mit einiger Wahrscheinlichkeit die
> entsprechenden Mindestabstände für 230V eingehalten.
> Im Selbstbau wird man doch eher teurer wenn man die Platine, Relais und
> Schraubverbinder mit einrechnet.

Wie gesagt, hatte damit schon diverse Probleme. Mir ist so ein Modul 
auch mal durchgebrannt, weil in einer durch das Relais geschalteten 
Lichterkette ein Kurzschluss war. Und das obwohl der vor dem Relais 
befindliche Sicherungsautomat bei 10A auslöst und eine empfindliche 
Auslösecharakteristik hat.

Christian S. schrieb:
> Nimm keinen Hochfrequenztransistor, besser BC327, BC337, BD139, BD140
> und 4,7 kOhm.
reicht bei Transistoren echt ein übern Daumen gepeilter Basiswiderstand?
Sind das von euch Erfahrungswerte oder?

Lothar M. schrieb:
> Welche Lasten schaltest du da?
Für dieses Projekt sollen es Jalousiemotoren sein, die im Betrieb etwa 
150 Watt benötigen. Aber ich hätte gerne eine "Universallösung" die ich 
auch für höhere Lasten verwenden kann (bis max 3600 Watt)

Lothar M. schrieb:
>> Laut Datenblatt hat der Transistor eine Verstärkung von 50 bei einer
>> Leistung von 0,5W. Das Relais zieht eine Leistung von 0,4W.
> Da drüber solltest du aber nochmal nachdenken. Diese Leistungen haben
> nichts miteinander zu tun und der Transistor wird, wenn er im
> Schaltbetrieb eingesetzt wird, niemals auch nur annähernd an 0,5W
> kommen. Denn es gilt ja: P=U*I und wenn der Transistor ausgeschaltet
> ist, dann ist I=0 und somit P=0. Wenn er eingeschaltet ist, dann ist U
> ganz klein und damit P ganz klein...
Ich habe die 0,5W aus dem Datenblatt genommen. Dort steht unter DC 
Current Gain: hFE IC=25mA,VCE=20V > 50 -> P=IC*VCE -> P=0,5W

Der Andere schrieb:
> Ursache ist wohl eher ein "kleben" durch verschweisste Kontakte wegen
> hohem Anlaufstrom der Motore und Prellen beim Einschalten einer
> induktiven Last.
>
> Da würde ein Snubber wahrscheinlich helfen, und stärkere Relais.
Sollte das nicht in einem guten Motor integriert sein?

Schon mal vielen Dank!

von Jens G. (jensig)


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>reicht bei Transistoren echt ein übern Daumen gepeilter Basiswiderstand?
>Sind das von euch Erfahrungswerte oder?

Ja, so isses. Schließlich soll der Transistor in dieser Anwendung ja nur 
schalten, und das möglichst vollständig. Dazu braucht er einen 
Mindest-Basisstrom (errechnet aus min. garantierter hfe 
(Stromverstärkung) und nötigem Kollektorstrom).
Damit seine Sättigungsspannung Uce_sat möglichst klein wird, übersteuert 
man den T deutlich, also so das 5-fache - manche nehmen auch irgendwas 
um das 10-fache.
Oder man rechnet gar nicht mehr, und nimmt einfach irgendwas aus dem 
Erfahrungsschatz. Dann kann der T zwar schon hoffnungslos übersteuert 
sein (für den zu erzielenden Ic), aber wen juckts, solange der max. 
zulässige Basisstrom nicht übersteuert wird. Wir wollen ja nur schalten 
...
Ein Basis-R von 1k, gespeist aus 5V, ergibt dann knapp 5mA - nicht zu 
viel für fast alle Kleinleistungs-T's, und meist auch ausreichend für 
Kleinverbraucher wie Relais.

>Ich habe die 0,5W aus dem Datenblatt genommen. Dort steht unter DC
>Current Gain: hFE IC=25mA,VCE=20V > 50 -> P=IC*VCE -> P=0,5W

Die Leistung hat hier überhaupt nichts zu suchen (vor allem nicht die 
Werte, die Du Dir rausgesucht hattest), wenn es erstmal nur um die 
Ermittlung des Basis-R geht. Ein Transistor ist was stromgesteuertes, da 
rechnet man mit Basis- und Kollektorstrom, und Stromverstärkung. Alles 
Grundlagen ...

: Bearbeitet durch User
von Christian K. (Gast)


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Hast Du 12V zur Verfügung oder warum nimmst Du 12V Relais? Ansteuerung 
des Relais mit Transistor und 1N4148 Freilaufdiode. Den Basisstrom 
kannst du wie schon beschrieben weit überdimensionieren, da die 
Schaltzeit des Relais viele Grössenordungen langsamer ist wie der 
lausigste Transistor.
Nimm ein Relais mit anständigem 250V Rating der Kontakte.

von Manfred (Gast)


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Jonny H. schrieb:
> Mir ist so ein Modul
> auch mal durchgebrannt, weil in einer durch das Relais geschalteten
> Lichterkette ein Kurzschluss war. Und das obwohl der vor dem Relais
> befindliche Sicherungsautomat bei 10A auslöst und eine empfindliche
> Auslösecharakteristik hat.

Oh oh, da fehlen noch viel Erfahrung und Grundlagen. Bei einem 
Kurzschluss fließen deutlich höhere Ströme, die können für ein paar 
Millisekunden dreistellig sein. Schneide ein unter Netzspannung 
stehendes Kabel per Seitenschneider durch und schaue dir die Scharten in 
der Schneide an, das kann fast kein realer Relaiskontakt tragen.

Jens G. schrieb:
> Die Leistung hat hier überhaupt nichts zu suchen (vor allem nicht die
> Werte, die Du Dir rausgesucht hattest),

Ich vermisse die Erklärung dazu!

@Jonny: Leistung berechnet sich aus Strom mal Spannung. Dein Relais 
braucht Strom, nehmen wir mal 50mA an. Der durchgesteuerte Transistor im 
Schaltbetrieb wird zwischen Kollektor und Emitter eine Restspannung 
von 0,5V oder sogar weniger haben.

Multiplizieren wir das, muß der Transistor 50*0,5 = 25Milliwatt = 0,025W 
ertragen.

Die 0,5 Watt werden relevant, wenn der Transistor als Verstärker 
betrieben wird, also seine C-E-Spannung bewusst bei etlichen Volt 
gehalten wird - interessiert Dich nicht, weil Du eine andere Betriebsart 
nutzt.

von IZ (Gast)


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Zu viele Worte..

BC 55x C und 1 Kohm fertig.

von Jens G. (jensig)


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@ Manfred (Gast)

>Jens G. schrieb:
>> Die Leistung hat hier überhaupt nichts zu suchen (vor allem nicht die
>> Werte, die Du Dir rausgesucht hattest),

>Ich vermisse die Erklärung dazu!

Welche Erklärung? Die steht doch unmittelbar davor und danach mit dabei. 
Da es in diesem Thread um einen Basis-R geht, bin ich natürlich nicht 
weiter auf das gestreifte Nebenthema bezüglich irgendwelcher Leistungen 
eingegangen.

>Die 0,5 Watt werden relevant, wenn der Transistor als Verstärker
>betrieben wird, also seine C-E-Spannung bewusst bei etlichen Volt
>gehalten wird - interessiert Dich nicht, weil Du eine andere Betriebsart
>nutzt.

Die vom TO zitierten Kennwerte (IC=25mA,VCE=20V) stellen nur die 
Testbedingungen dar, bei der die Angabe des hfe gilt. Das ist nicht dazu 
gedacht, irgendwelche Leistungen auszurechnen.

von Jonny H. (jonny123) Flattr this


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Jens G. schrieb:
> Alles
> Grundlagen ...
Ja meine Grundlagenlehre ist schon etwas her. Und es waren wirklich nur 
Grundlagen. Aber ich versuche nun die Grundlagen für einfache 
Schaltungen wieder aufzufrischen.

Christian K. schrieb:
> Hast Du 12V zur Verfügung oder warum nimmst Du 12V Relais?
Ja, ich habe 12V. Ich benötige sowieso 12V für Sensoren usw. Und dann 
wollte ich gerne bei 12V bleiben. Und nach möglichkeit wollte ich den 5V 
Ausgang vom Arduino Nano nicht zum Schalten der Relais verwenden, um die 
Last gering zu halten.

Manfred schrieb:
> Oh oh, da fehlen noch viel Erfahrung und Grundlagen. Bei einem
> Kurzschluss fließen deutlich höhere Ströme, die können für ein paar
> Millisekunden dreistellig sein. Schneide ein unter Netzspannung
> stehendes Kabel per Seitenschneider durch und schaue dir die Scharten in
> der Schneide an, das kann fast kein realer Relaiskontakt tragen.
Das weiss ich, aber ich dachte dass die Relaismodule vernünftig 
ausgelegt sind. Ein Schütz geht ja auch nicht gleich kaputt, wenn es mal 
einen Kurzschluss mitmachen muss. Deshalb hatte ich extra einen früh 
auslösenden Sicherungsautomaten vor das Relais gesetzt.
Sollte man vielleicht lieber Feinsicherungen vor die Relais setzen?

Manfred schrieb:
> @Jonny: Leistung berechnet sich aus Strom mal Spannung. Dein Relais
> braucht Strom, nehmen wir mal 50mA an. Der durchgesteuerte Transistor im
> Schaltbetrieb wird zwischen Kollektor und Emitter eine Restspannung
> von 0,5V oder sogar weniger haben.
Das hatte ich berechnet. Das Relais hat einen Innenwiderstand von 360Ohm 
und somit zieht es bei 12V 33mA. Ja und im Einschaltmoment natürlich 
mehr als die 33mA

Jens G. schrieb:
> Die vom TO zitierten Kennwerte (IC=25mA,VCE=20V) stellen nur die
> Testbedingungen dar, bei der die Angabe des hfe gilt. Das ist nicht dazu
> gedacht, irgendwelche Leistungen auszurechnen.
Ich dachte mir, dass ich so vielleicht näherungsweise die Verstärkung 
vergleichen könnte.



Aber nun weiss ich ja bescheid.
Gibt es vielleicht noch eine gute Übersicht für die Bezeichnungen der 
Bauteile? Ich habe durch euch ja nun erfahren dass der von mir gewählte 
Transistor eine Hoch Frequenz Transistor ist. Aber ich konnte keine 
Überischt finden (bis auf diese: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente)

von Jens G. (jensig)


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>Gibt es vielleicht noch eine gute Übersicht für die Bezeichnungen der
>Bauteile? Ich habe durch euch ja nun erfahren dass der von mir gewählte
>Transistor eine Hoch Frequenz Transistor ist.

Was für Bezeichnungen? Du meinst die Bedeutung der 
Bezeichnungsbestandteile der Transistoren? Sowas

https://de.wikipedia.org/wiki/Kennbuchstaben_von_Halbleiterbauelementen

?
Gilt aber nur für Euro-Land-Teile (mehr oder weniger). Bei Amis, Russen, 
Japan, DDR, ... sieht es wieder ganz anders aus ;-)

>Aber ich konnte keine
>Überischt finden (bis auf diese:
>https://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente)

Was gefällt Dir an dieser Übersicht nicht? Das ist eine recht brauchbare 
Übersicht über üblicherweise genutzte Teile für diverse Standardzwecke. 
Gleich der erste wäre doch DIE Wahl für deinen Zweck.

Ansonsten hilft Datenblattstudium weiter. Man kann auch die 
parametrische Suche bei den einzelnen Herstellern Distributoren nutzen, 
um sein Spezialwunschteil zu finden.

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Jonny H. schrieb:
> Das Relais hat einen Innenwiderstand von 360Ohm
> und somit zieht es bei 12V 33mA. Ja und im Einschaltmoment natürlich
> mehr als die 33mA

Nein!
Beim Einschalten wirkt zuerst die Induktivität der Relaisspule und 
verhindert das schnelle Ansteigen des Stroms. 33mA ist dann der Endwert, 
gegen den der Strom ansteigt.

von Jonny H. (jonny123) Flattr this


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Jens G. schrieb:
> Was gefällt Dir an dieser Übersicht nicht?
Alles gut. Ich habe nur nach einer Übersicht gesucht, wie du sie 
verlinkt hast

Dietrich L. schrieb:
> Nein!
> Beim Einschalten wirkt zuerst die Induktivität der Relaisspule und
> verhindert das schnelle Ansteigen des Stroms. 33mA ist dann der Endwert,
> gegen den der Strom ansteigt.
Dann bin ich ja im sicheren Bereich

Jens G. schrieb:
> Was für Bezeichnungen? Du meinst die Bedeutung der
> Bezeichnungsbestandteile der Transistoren? Sowas
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Kennbuchstaben_von_Halbleiterbauelementen
Ja genau das meinte ich.


Vielen Dank nochmal!

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