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Thema: atmega32 über transistoren weichen stellen (MoBa)

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    atmega32 über transistoren weichen stellen (MoBa)

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    Hallo,

    um die weichen meiner Modellbahn zu stellen hab ich folgende Weichenantriebe:

    http://www.conrad.de/ce/de/product/2...archDetail=005

    und folgenden µC:

    http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA...decc8ce8f73709

    Mit dem µC will ich eine simple schaltung aufbauen. Für die Platine + Bauteile des Controllers habe ich schon eine Anleitung gefunden.

    Der µC liefert mir an des Ausgängen ja ca. 5V. Für die Weichenantriebe benötige ich aber 12V.

    Meine Frage ist nun: Woher weiß ich welchen Transistor ich nehmen muss? (also ausser das es nen PNP ist)

    Wie ist das mit der Dimensionierung des Vorwiderstandes in diesem Falle?

    Ich habe zwar schon mehreres über Transitoren gefunden aber es ist mir nirgens so richtig verständlich rübergekommen.

    Ihr müsst mir das nicht berechnen, ein Beispiel würde ja reichen damit ich vllt auch was dabei lernen kann

    Danke für die Hilfe.

    MfG

    Ezalo

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von BMS
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    Hallo,

    erst mal hast du mit einem PNP allein Probleme.

    So würdest du das ja verschalten, außer dass der R1 eben an den Atmega geht und Rc dein Weichenantrieb ist.
    Nun ja, der PNP-Transistor wird leitend wenn die Spannung an der Basis um ca 0,6 V niedriger ist als am Emitter. Bei 12 V Betriebsspannung hieße das, wenn die Spannung vor dem R1 unter 11,4 V liegt, schaltet der Transistor. Der Atmega liefert aber 0V und 5V, d.h. der Transistor würde so immer durchschalten (außer du schaltest den Anschluss vom Atmega auf Input, würde ich aber nicht empfehlen). Nicht gut.

    Also müssen wir etwas ändern. Wer sagt denn, das du die +12V schalten musst? Du kannst auch den GND schalten, der Stromkreis wird so oder so unterbrochen.
    Wenn du GND schalten willst, ist ein npn-Transistor die bessere Wahl.

    Jetzt kannst du das berechnen:
    Gehen wir mal davon aus, die Weiche braucht 1 Ampere. Dann ist die Frage, welche Stromverstärkung (hFE) hat der Transistor. Sagen wir mal 100. Das bedeutet, der Transistor braucht 1A/100=10mA Basisstrom, um 1A Kollektorstrom zu schalten.
    Welchen Vorwiderstand braucht man dann?
    Der Atmega liefert maximal 5V. Die Spannung zwischen Basis und Emitter sollen beim Transistor ca 0,6-0,7V betragen, damit er leitend wird. D.h. es müssen noch 5V-0,7=4,3V im Vorwiderstand "verbraten" werden.
    Also R=U/I=4,3V/10mA=430Ohm.
    Beachte, dass der Atmega an seinen Ausgängen nicht sehr viel Strom treiben kann (max.50mA)

    Bei der Wahl des Transistors solltest du also vor allem auf den Kollektorstrom und die Stromverstärkung schauen.

    Es gibt auch ICs, in denen so etwas vorkommt, z.B. den ULN2803 (Datenblatt auf www.alldatasheet.com). Der hat 8 solcher Transistoren drin (genauer:"Darlingtons", d.h. je zwei Transistoren nacheinander), jeder Kanal schafft aber leider nur 500mA.

    Diese Diode im Schaltplan wirst du wahrscheinlich auch benötigen, da der Weichenantrieb (ein Elektromagnet, nicht wahr?) beim Abschalten eine Induktionsspannung erzeugt, die für den Transistor gefährlich werden kann. Im ULN2803 wären die schon mit drin.

    Alternativ kannst du FETs verwenden, da fließt quasi kein Gatestrom (außer beim Umschalten).

    Hoffe, das war nachvollziehbar

    Grüße
    Bernhard

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    Dieser Weichenantrieb ist für 16V AC also Wechselstrom vorgesehen.
    Hast du ausprobiert ob es mit 12V DC auch funktioniert?
    Warum muss es ein pnp Transistor sein?
    Der Antrieb braucht lt. Datenblatt 1A, also ein Transistor mit zumindest doppeltem Peak-Strom.
    Ein npn ist besser anzusteuern, ein BD135-16 wäre mein Vorschlag.
    Dazu ein 270 Ohm Basisvorwiderstand.
    Eine Freilaufdiode parallel zum Antrieb nicht vergessen.
    Grüsse Hubert
    ____________

    Meine Projekte findet ihr auf schorsch.at

  4. #4
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    Hallo!

    Für AC könnte man auch einen Triac nehmen, oder ? Sonst ein n-p-n Transistor mit Brückengleichrichter. Für richtige Ansteuerung eines p-n-p Transistors mit Brückengleichrichter braucht man noch zwischen µC und p-n-p Transistor einen n-p-n.

    MfG

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von BMS
    Es gibt auch ICs, in denen so etwas vorkommt, z.B. den ULN2803 (Datenblatt auf www.alldatasheet.com). Der hat 8 solcher Transistoren drin (genauer:"Darlingtons", d.h. je zwei Transistoren nacheinander), jeder Kanal schafft aber leider nur 500mA.
    Gute Erklärung! Ich habe einmal ins Datenblatt der Weichensteuerung geschaut. Das Teil zieht nur 1 mA.
    Der uln 2803 wäre also ideal und ist auch leichter zu verdrahten als einzelne Transistoren.

    Gruß Richard

  6. #6
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    Hatte nur unter "Technische Daten" geschaut und da steht was von 13mA... hätte wohl mal ins datenblatt schauen sollen. Mit gleichstrom den Antrieb zu schalten ist kein Problem. Da er eh über eine m1u geschalten wird(Einweggleichrichter). Also muss ich wohl leider davon ausgehen das ich etwas brauche das 1A+ schaltet.

  7. #7
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    Hallo,
    wie viele Weichen möchtest du denn insgesamt damit steuern?

    Übrigens man kann auch Ein- und Ausgänge des ULN2803 parallel schalten (kann dann mehr Strom liefern). Mit dem IC wäre das eine recht einfache Angelegenheit: kompakt, wenig Lötstellen, ergibt ein einfaches Platinenlayout und lässt sich bei Defekt auch schnell austauschen (IC-Fassung verwenden)

    Grüße
    Bernhard

  8. #8
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    Sind eigentlich nur 4 Weichen (8 Anschlüsse) die ich ansteuern will. Ich habe dazu 4 Taster zur Verfügung und will jeden taster einer Schaltstellung zuweisen. Es handelt sich um die Übergänge von 3 Gleisen, also in der mitte ist eine Kreuzungsweiche mit 2 Antrieben.

  9. #9
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    Heißt das ich brauche bei einem ULN2803 einen Basiswiderstand von:

    ca. 13Ohm je Eingang des ULN2803? Und da je 2 Ausgänge parallel zu 1A Belastung zusammenführen?

    laut Datenblatt: http://www.reichelt.de/?;ACTION=28;L...decc8ce8f73709

    HFe: 1500
    max. Strom am Ausgang: 500mA

    heißt:

    5V bringt der µC, 0,7V soll die Spannung Basis - Masse sein. Also 5V - 0,7V = 4,3V die am Basiswiderstand abfallen müssen.

    dann: 500mA/1500 = 0,33mA -> R= U/I = 4,3V/0,33mA = 13Ohm.

    Stimmt das so?

  10. #10
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    Vielleicht hast du es übersehen, aber die Treiber haben schon innere Basiswiderstände und können direkt mit z.B. 5 V gesteuert werden.

    Übrigens, R= U/I = 4,3V/0,33mA = 13 kOhm und für Darlingtons muss man als Ube ca. 1,4 V und nicht nur ca. 0,7 V rechnen.

    MfG

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