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Thema: [Parallel-Port] Transistor für Steuerkreis?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von forivinx
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    [Parallel-Port] Transistor für Steuerkreis?

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    Ich öffne jetzt einfach mal einen neuen Thread, der alte ist einfach zu unübersichtlich geworden.

    Also es geht darum eine starke LED gezielt, schnell ein- und auszuschalten.
    Gesteuert werden, soll das über einen USB-zu-Parallel Wandler,
    als eigentliche Stromquelle für den Arbeitskreis habe ich ein variables Gleichstrom-Netzteil
    (höchste Stufe: 15V/3,8A).

    So sieht die Theorie aus:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	attachment.jpg
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ID:	28510
    Sollte ja eigentlich funktionieren, die Frage ist nur:
    Welchen Transistor und welche Widerstände brauche ich?
    Bzw, wie kann ich das für die Zukunft selber herausfinden ohne stundenlang zu suchen?

    -Die LED
    -Der USB-Parallel Konverter

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von BMS
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    Hallo,
    glücklicherweise kann man das alles berechnen
    Also los geht's:
    - Erst mal musst du den Nennstrom der LED herausfinden bzw. berechnen (1400mA sind angegeben)
    - Dann suchen wir uns einen Transistor aus, der diesen Strom mindestens als Kollektorstrom aushalten kann. Da gibt es eine große Auswahl. Aber es gibt noch etwas wichtiges: Der USB-Parallelwandler wird nur wenige mA Ausgangsstrom liefern können (es gibt kein Datenblatt, aber das muss ich nun einfach annehmen). Mit wenigen mA Basisstrom müssen also 1400mA Kollektorstrom gesteuert werden. Dafür brauchen wir eine Verstärkung im hohen dreistelligen Bereich. Das schaffen eigentlich nur Darlington-Transistoren. Also suchst du dir einen NPN-Darlington, der mindestens 1,4A Kollektorstrom aushält. Z.B. kann man bei Händlern die Bauteile vergleichen, oder man verwendet Standardbauelemente. Eine Liste gibt es z.B. hier: http://www.mikrocontroller.net/artic...9Cbersicht#NPN Im Transistor kommt es natürlich auch zu Verlusten. Diese sind ungefähr Kollektorstrom (1,4A) mal Spannung über CE (etwa 1V), also 1,4 Watt. Als Gehäuse eignet sich TO-220, das lässt sich gut kühlen (einfach Kühlkörper dranschrauben).
    - Ist der Transistor gewählt, schaut man ins Datenblatt. Welche minimale Stromverstärkung wird vom Hersteller garantiert? Diesen Wert brauchen wir. Den Kollektorstrom teilst du nun durch die Stromverstärkung um den erforderlichen Basisstrom zu bestimmen. Soll mit dem Transistor nur geschaltet werden, so wird idR. ein höherer Basisstrom (bis ca 4x so hoch wie ursprünglich berechnet) gewählt. Der Transistor hat dann auch eine geringere Spannung über CE (-> geringere Verluste), schaltet tendenziell etwas langsamer, was hier vermutlich nicht stört.
    - Den erforderlichen Basisstrom kennen wir. Dann berechnen wir den Basisvorwiderstand. Wir brauchen: Die Ausgangsspannung des USB-Parallelwandlers (nachmessen?) und die erforderliche Basis-Emitter-Spannung des Transistors (bei Darlingtons etwa 1,2-1,4V). Die Spannungsdifferenz teilen wir durch den Basisstrom und erhalten den Basisvorwiderstand.
    - Wie berechnet man den LED-Vorwiderstand? Wir brauchen die Vorwärtsspannung der LED, die Spannung der Quelle und den Spannungsabfall über der CE-Strecke des Transistors (bei normalen: ca 0,4V, bei Darlington: ca 1V, einfach im Datenblatt nachschauen). Von der Quellenspannung wird LED- und CE-Spannungsabfall abgezogen. Die restliche Spannung fällt über dem Widerstand ab. Diese verbleibende Spannung wird durch den LED-Strom geteilt und du erhältst den LED-Vorwiderstand.
    - Bei den Widerständen wählt man den nächsten Normwert. Wichtig ist noch die Verlustleistung: P=I^2*R, der Widerstand muss für eine höhere Verlustleistung ausgelegt sein, als auftritt.
    Bitteschön
    Grüße, Bernhard
    Geändert von BMS (19.06.2014 um 20:44 Uhr)
    "Im Leben geht es nicht darum, gute Karten zu haben, sondern auch mit einem schlechten Blatt gut zu spielen." R.L. Stevenson

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von forivinx
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    Hallo Bernhard, vielen Dank ert einmal für deine Antwort.
    Zitat Zitat von BMS Beitrag anzeigen
    [...]Als Gehäuse eignet sich TO-220, das lässt sich gut kühlen (einfach Kühlkörper dranschrauben).[...]
    Wo bekomme ich denn ein TO-220 Gehäuse? (Einen Kühlkörper bringt die LED schon selber mit btw.) Bei Reichelt, Pollin und Conrad scheint es das nicht zu geben.
    Zitat Zitat von BMS Beitrag anzeigen
    [...]suchst du dir einen NPN-Darlington, der mindestens 1,4A Kollektorstrom aushält. [...] Im Transistor kommt es natürlich auch zu Verlusten. Diese sind ungefähr Kollektorstrom (1,4A) mal Spannung über CE (etwa 1V), also 1,4 Watt. Als Gehäuse eignet sich TO-220, das lässt sich gut kühlen (einfach Kühlkörper dranschrauben). [...] Welche minimale Stromverstärkung wird vom Hersteller garantiert? [...] Den Kollektorstrom [...] Basis-Emitter-Spannung des Transistors [...] Spannungsabfall über der CE-Strecke des Transistors [...]
    Die Werte nach welchen ich beim Transistor gucken muss, mit welchen Bezeichnungen sind diese angegeben? Ich bin unter anderem zB auf folgende bezeichnungen gestoßen: Uces, lc, Ptot, fT, B, VCEO, VCBO, VEBO, TJ und TSTG...
    Zitat Zitat von BMS Beitrag anzeigen
    [...]schaltet tendenziell etwas langsamer, was hier vermutlich nicht stört.[...]
    Ich muss mindestens alle 50 Millisekungen den Transistor öffnen oder schließen können. (=10 Blitze/sec)
    Zitat Zitat von BMS Beitrag anzeigen
    [...]Wir brauchen: Die Ausgangsspannung des USB-Parallelwandlers (nachmessen?)[...]
    Ich habe leider noch keines der Bauteile und leider auch ncoh nciht den Wandler. Ich hatte vor alles auf einmal zu bestellen, da ich sonst mehrfach 5€+ Versandkosten zahlen müsste...
    Zitat Zitat von BMS Beitrag anzeigen
    [...]Bei den Widerständen wählt man den nächsten Normwert. Wichtig ist noch die Verlustleistung: P=I^2*R, der Widerstand muss für eine höhere Verlustleistung ausgelegt sein, als auftritt.[...]
    Gibt es eine Tabelle mit Normwerten?
    Geändert von forivinx (19.06.2014 um 23:24 Uhr)

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo

    Zu dem Wandler muss man erwaehnen das die wenigsten der USB- Parallel wandler das Bit Banging ermoeglichen, dh. das ein und ausschalten von PIN's.
    Da ist ein USB zu Seriell Wandler besser.
    Aber der hat andere (bessere) Pegel und ist kurzschlussfest.

    KR
    Ich bin keine Signatur, ich putz hier nur ....

  5. #5
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    Hallo Nikolaus10.

    Genau diese Teile für moderne PCs haben m.W. (bzw. meines "hab-gelesen"-Wissens) in der Vergangenheit doch das Ende für die klassischen RS232-Bit-Banging-Einfach-Progger eingeläutet. Mag sein, dass die USB-zu-Centronics-Wandler genau das selbe Problem haben. Es wäre schön, wenn ich mich geirrt habe. Darum hatte ich im vorherigen Thread bereits ein explizit taugliches USB-Centronics-Modul aufgezeigt.

    Kennst du dich mit der SW-Seite aus? Dann könntest du forivinx vielleicht auch da weiterhelfen.
    Und vielleicht die Nennung eines konkreten Teils mit Datenblatt und Bezugsquelle, dann wäre er schon ein gutes Stück weiter.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von BMS
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    Wo bekomme ich denn ein TO-220 Gehäuse?
    Um Missverständnissen vorzubeugen: Die Bauform bezog sich noch auf den Transistor. Es war kein Gehäuse für das Ganze gemeint. TO-220 sieht so aus: http://2.bp.blogspot.com/-jfB3nB7kuV...600/TO-220.jpg

    Die Werte nach welchen ich beim Transistor gucken muss, mit welchen Bezeichnungen sind diese angegeben? Ich bin unter anderem zB auf folgende bezeichnungen gestoßen: Uces, lc, Ptot, fT, B, VCEO, VCBO, VEBO, TJ und TSTG...
    Fürs erste reicht (vereinfacht):
    Ic=max. Kollektorstrom
    B=Stromverstärkung
    Ptot=maximale Verlustleistung
    Die Werte sind im Datenblatt auch als Klartext auf Englisch gegeben. Die wichtigen Parameter kann man auch schnell anhand der Einheit finden. Also wenn ich z.B. einen Maximalstrom im Datenblatt suche, dann Suche ich natürlich nur nach Größen mit der Einheit Ampere usw...
    Du könntest mal nach Transistoren suchen, die mit BDX beginnen. Da sind Darlingtons im TO-220-Gehäuse dabei

    Gibt es eine Tabelle mit Normwerten?
    Ja, und zwar nennt man diese Reihen die E-Reihen. Z.B. gibt es die E12- oder E24-Reihe, die haben pro Zehnerpotenz 12 oder 24 Werte.

    Grüße, Bernhard
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von forivinx
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    Mit welchem Adapter kann ich denn Bit-banging machen?
    Geht das vielleicht hiermit? http://www.reichelt.de/Programmer-En...ARTICLE=110344

    Ich weiß zwar nicht genau wie das USB Protokoll aussieht, aber so schwer kann es doch nicht sein mit einem kleinen µC dieses beizubringen, sie Bit-banging emulation sollte dann doch ein kinderspiel sein? Irgendeinen Anbieter muss es da doch geben.

    Es kommen übrigend nur USB lösungen in Frage, da ich mit einem halbwegs modernen Laptop arbeite.
    Geändert von forivinx (20.06.2014 um 16:45 Uhr)

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Vermutlich wird er das koennen, den zu programieren ist die andere Sache.
    Gut geeignet sind die Adapter von Abacom,
    oder am preiswertesten und auch am einfachsten zu programieren sind die billigen USB zu seriell Wandler.

    KR
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  9. #9
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von forivinx
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    Also ich habe jetzt mehrfach gelesen, dass weder Seriell- noch Parallel-(USB)-Konverver Bitbanging unterstützen, zumindest soll das der normal Fall sein. Kannst du mir sonst vielleicht einen empfehlen, den du selber schon erfolgreich zum bit-bangen verwendet hast?

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von forivinx
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    Ich habe hier einen interessanten Artikel übers bitbanging gefunden: http://hackaday.com/2009/09/22/intro...-bitbang-mode/
    Ich konnte jedoch leider keines dieser Breakout boards auf Reichelt finden.
    Würde sowas gehen? UM 232 R
    Im Datenblatt steht zumindest "Synchronous and asynchronous bit bang mode interface options with RD# and WR# strobes."

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