Polwender auf Transistorbasis

Hallo Community,

also ich wollte jetzt mal einen Schrittmotor ansteuern und über Relais hat auch alles “geklappt”. Das dauernde Geklicke geht einem allerdings schnell auf die Nerven und hohe Drehzahlen erreicht man auch nicht wirklich.
Jetzt hab ich einen Schaltplan für die Ansteuerung mit Transistoren ausgearbeitet. Also ich schließe 10 Volt als Stromversorgung an und möchte dann über die Datenleitungen (Pin1, Pin2, Pin3 & Pin4) zwischen + und - 10 Volt wählen können. Der Schrittmotor macht allerdings Garnichts und als ich die Spannung an den Ausgängen gemessen habe hatte ich komischerweise nur +/- 0,5 Volt.

Ich habe nur NPN Transistoren benutzt, könnte es daran liegen?

Kann mir irgendjemand helfen?

Schon mal danke im vor raus :D

P.s.: Ich habe euch mal meinen Schaltplan angehängt

Anhang 26976

Was gesucht wird, ist eine H-Brücke. Nur mit NPN Transistoren ist das relativ schwierig zu realisieren. Das bei der Schaltung überhaupt 0,5 V raus kommen ist schon relativ viel - ich hätte mit 0,2 V gerechnet ohne Basiswiderstand begrenzt der Transistor in Emitterschaltung die Spannung die der Portpin erreichen kann auf unter 1 V - davon geht dann noch einmal die Basis Emitterspannung des Emitterfolgers ab. In der Schaltung fehlen auch noch die Freilaufdioden - ohne die kann die Schaltung schnell kaputt gehen.

Eine relativ einfache Schaltung wäre mit PNP-Transistoren auf der 12 V Seite, und dann einem kleinen NPN Transistor zum bereitstellen des Baisisstromes für je einen NPN und PNP Transistor (der NPN am Emitter , der PNP am Kollektor) aus den Hälften für die beiden Seiten einer Spule.

Einfacher wäre es dafür ein fertiges IC wie L293D zu nutzen. Das reicht für einen Schrittmotor und hat auch schon die Freilaufdioden mit drin. Allerdings ist das noch ohne Regelung des Stromes, also etwa für einen 8-15 V Motor und moderate Geschwindigkeit.

Die Komplette Schaltung mit Stromregelung per PWM wäre z.B. ein L6219.

Danke für die schnelle Antwort.

Von fertigen ICs und Modulen halte ich nicht so viel.
Ich bin 14 und möchte auch einen Lerneffekt haben,
also auch verstehen was passiert :)

Hallo ,
sieh mal hier : H-Brücke oder geh mal mit "Transistor H-Brücke" googlen...

Viel Spass beim Basteln...

Gerhard

Danke, hinbekommen werde ich das wohl....

Aber kann mir jemand VERSTÄNDLICH (also für einen 14-jährigen)?

Wäre nett :)

Hallo!

Man könnte es versuchen, aber du musst konkret fragen, weil keiner weiß, was du schon weißt. :confused:

Die Schaltung für die H-Brücke ist schon etwas größer. Zum Lernen sollte man eher kleiner anfangen. Beispiele wäre z.B. das Schalten einer LED mit Widerstand einmal auf der GND Seite und dann als andere Schaltung auf der + Seite (z.B. 12 V oder auch 5 V).

Ok, also Grundwissen habe ich schon. Ich habe z.B. Relais über Transistoren gesteuert. An die Basis waren die Datenleitungen vom Parallelport angeschlossen.

Ich glaube grundsätzlich ist mein Problem, dass ich ein Transistor eher wie ein Relais verstehe. Aber das gibt es dann wahrscheinlich viel mehr zu beachtet...

Sehr vereinfacht könnte man ein Transistor wirklich als Schalter bzw. Relais annehmen. Beispielweise wenn Basistrom Ib = 0, dann auch Kollektorstrom Ic = 0. Sonst Ic = ß * Ib, wobei ß eine Gleichstromverstärkung des Transistors ist.

Hallo Gerhard,

Zitat:

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Zitat von oderlachs

Hallo ,
sieh mal hier : H-Brücke

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Achtung!

Diese Brücke ist sehr kritisch!
Der Basisstrom durch die Endstufen, wird durch den Vorwiderstand und das Hfe der beiden Treiber bestimmt!

Nimmt man andere Transistoren oder ändert die Spannung raucht die Schaltung ab!

MfG Peter(TOO)

- - - Aktualisiert - - -

Hallo,

Zitat:

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Zitat von CsMTEch

Ich glaube grundsätzlich ist mein Problem, dass ich ein Transistor eher wie ein Relais verstehe. Aber das gibt es dann wahrscheinlich viel mehr zu beachtet...

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Als Schalter betrachte geht das schon. Ein Relais steuert auch mit einem kleinen Strom einen wesentlich grösseren.

Im gegenstz zum Relais, welches digital funktioniert, ist der Transistor analog.
Wie PICture schon geschrieben hat, stellt sich der Kollektorstrom entsprechend dem Basisstrom ein.

Probleme bereit zunächst einmal die "wandernden" Parameter:

- Beim BC547B liegt das ß irgendwo zwischen 200 und 450. Je nachdem welchen Transistor du aus der Tüte nimmst :-(
- Die Basis-Emitter-Spannung, braucht man um den Basiswiderstand zu berechnen, liegt um die 0.7V, ändert sich aber typisch mit -2.5mV/K. Wenn sich also der Kristall um 20K erwärmt, sinkt Ube auf 0.65V. Damit nimmt aber der Basisstrom etwas zu, was zu mehr Erwärmung führen kann .....
- Wenn Ib * ß grösser als der wirkliche Ic wird, kommt der Transistor in die Sättigung, d.h. er steuert auf etwa Uce = 0.2V durch.
- Ein BC547 verträgt einen maximalen Basisstrom von etwa 20mA, also immer so betreiben, dass der Basisstrom nicht grösser werden kann.

MfG Peter(TOO)

Die verlinkte Schaltung zur H-Brücke ist wirklich kritisch, kann aber relativ leicht entschärft werden. Es fehlen eigentlich nur die Widerstände vor der Basis des PNP Transistors um den Basisstrom festzulegen. Außerdem fehlen noch die 8 Freilaufdioden, um möglicherweise zu hohe Induktionsspannungen gegen die positive bzw. negative Versorgung abzuleiten.

p.s.:
Die Versionen weiter unten sind besser - da wird der untere Transistor gerade nicht gesättigt und damit der Basisstrom begrenzt. Allerdings wird dabei vorausgesetzt das die Verstärkung der NPNs kleiner oder gleich der PNPs ist - in der Realität ist das eher anders herum. Abhilfe kann z.B. ein Widerstand von Basis zu Emitter des NPN Endtransistors schaffen um zusätzlichen Basisstrom für den PNP zu liefern. Die Freilaufdioden fehlen aber auch da.

Ok, danke für die vielen Antworten :)
Ich werde mich mal auf anderen Seiten zusätzlich mit der Materie befassen.

Nochmal DANKE :D

Ich habe mich mit dem Thema jetzt mal ein bisschen beschäftigt, auch in altern Büchern gelesen. Dabei habe ich glaube ich gelesen, das es nicht egal ist, auf welcher "Seite" die Last ist. Kann man das allgemein so sagen, wie ich es auf der angehängten Grafik dargestellt habe?

Anhang 27015

Bei den beiden Schaltungen ist die Last auf der Kollektor-seite. Von daher sind die Schaltungen ähnlich - nur das Eingangssignal bezieht sich bei der ersten Schaltung auf die positive Spannung, bei der 2. auf die negative.

Ist es denn wichtig, dass die Last am Kollektor anliegt?

Zitat:

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Zitat von CsMTEch

Ich werde mich mal auf anderen Seiten zusätzlich mit der Materie befassen.

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Das wäre optimal, z B.: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm . ;)

Zitat:

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Zitat von CsMTEch

Ist es denn wichtig, dass die Last am Kollektor anliegt?

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Ich behaupte mal: ja! Wenn nämlich die Last am Emitter hängt - wie könnte dann jemals die Lastspannung höher werden als der High-Spannungspegel des treibenden Ausgangs abzüglich etwa 0,7V Basis-Emitter-Spannung? Das klappt nur, wenn sie am Kollektor hängt. Dazu kommt noch, dass der Transistor als Schalter mit der Last am Emitter einen Nicht-Fisch-nicht-Fleisch-Arbeitspunkt einnimmt, der wegen suboptimaler Sättigung zu höheren Verlusten führt. Alles nicht optimal.
Ich spreche hier von der häufigsten Anwendung: NPN-Transistor, mit positiver Ansteuerung, Lastspannung i.d.R. höher als die Betriebsspannung der Ansteuerschaltung.

Nach langem ausprobieren habe ich es hinbekommen. Ich kann mit 2 Datenleitungen eine Spannungsquelle umpolen, aber die bipolaren Transistoren können nicht sehr viel ab. Deswegen wollte ich auf (MOS)FETs umsteigen. Ist es dort auch wichtig, dass die Last am Collector, bzw. Source liegt? Ist die Polung wichtig? Also, dass wie beim NPN Transistor Plus am Collector liegt? Und worauf muss ich beim Kauf der (MOS)FETs achten? Entsprechen N-Channel (MOS)FETs NPN Transistoren und P-Channel PNP?

Vielen Dank im voraus :)

Zitat:

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Zitat von CsMTEch

Ist es dort auch wichtig, dass die Last am Collector, bzw. Source liegt?

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Ja, aber bei (MOS)FETs gibt es keinen Collector, wie bei bipolaren Transistoren, sondern Drain.

Zitat:

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Zitat von CsMTEch

Ist die Polung wichtig? Also, dass wie beim NPN Transistor Plus am Collector liegt?

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Ja.

Zitat:

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Zitat von CsMTEch

Und worauf muss ich beim Kauf der (MOS)FETs achten?

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Auf vorhandene U_GS Spannung auf der Steuerseite und max. U_DS Spannung, max. I_D Strom sowie max. P_TOT Verlustleistung auf der Lastseite.

Zitat:

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Zitat von CsMTEch

Entsprechen N-Channel (MOS)FETs NPN Transistoren und P-Channel PNP?

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Vereinfacht ja.

Ok, vielen Dank. :) Bald ist dann der eigene Treiber fertig