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Hallo beisammen,
ich habe eine Anwendung, bei der ich mit einem Raspberry Pi (GPIO 3,3V) gerne ein 14-20V Signal schalten würde.
Bevor ich jetzt anfange, mit einen risßigen Cluster aus verschiedenen Transistoren zusammenzulöten, würde ich gerne wissen, ob hier vielleicht jemand eine Idee hat.
Collector: 15V Versorgungsspannung => LED-Elemente => Collector
Base: 3,3V Pi-GPIO
Emitter: Masse
Hallo,
Da fehlt was ganz wichtiges: die Ströme!
Bipolar-Transistoren sind Stromverstärker, da fliesst also ein Basisistrom, welcher dann einen, um den Verstärkungsfaktor, grösseren Kollektorstrom steuert.
Die 3.3V wirst du bei Bipolar-Transistoren nicht finden, da beträgt die Basisspannung immer um die 0.7V und der Strom wird mit einem Widerstand eingestellt.
Bei FETs sieht das anders aus.
Hier wird der Drain-Strom durch eine Spannung am Gate gesteuert.
Also, was solls denn sein?
MfG Peter(TOO)
Der Basisstrom bei nem bipolaren wird natürlich per R(base) geregelt, das ist mir bewusst. 3.3V hab ich nur angegeben, weil das die maximale Spannung des Raspberrys an den GPIOs ist ;)
Letztendlich ist mir egal, obs ein bipolarer Transistor oder ein FET wird (wobei ich bisher noch nicht mit FETs gearbeitet habe).
Am liebsten ein günstiges Bauteil, wichtiger ist aber, dass es gut verfügbar ist, ich bin jetzt schon was im Zeitdruck.
Auf die Schnelle hab ich bei Reichelt z.B. den IRF 3704Z gefunden, ein 20V FET. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob es für meinen Anwendungsfall nicht was geeigneteres gibt
Gate 1,65-2,55V (hier müsste ich also ncoh nen Spannungsteiler basteln, um den FET nicht mit 3,3V zu bruzzeln)
Drain-to-Source 20V (heißt das bei FETs Vmax?)
Welchen strom muss der transistor schalten ?????????????????????????????????????????
Das "Gate Threshold Voltage" also die Schwellenspannung streut im Bereich 1,65-2,55 V, d.H. mit 3,3V bist du sicher über der Schwellenspannung drüber, der Transistor verträgt bis zu max. U_GS 20V
Bei den Transistoren, die ich momentan hier habe, macht mir die Emitter-Base-Spannung einen Strich durch die Rechnung. Hier darf der Spannung bei meinen Transistoren hier (BC547, BC338...) max. 5V betragen. Ich hab grade mal einige Datenblätter verschiedener Bipolartransistoren und Darlingtons überflogen, aber bis auf zwei Ausnahmen (Dralingtons mit UEB 7V bzw. 10V) hab ich da nichts gefunden, was passen könnte...
Der Strom pro Transistor wird unter 200mA bleiben, Tendenz 100mA, zur Sicherheit sollte er aber lieber 150mA vertragen ;)
@Witkarz: Das könnte ich doch mit einem Spannungsteiler regeln, oder stellt das ein Problem dar?
du brauchst keinen Spannungsteiler -> direkt mit 3,3V schalten, einen Pulldown Widerstand zur Masse solltest du aber schon vorsehen, falls dein GPIO hochohmig wird-> dann du willst ja auch ausschalten ;)
Okay, das machts natürlich einfacher. Hast du zufällig nen Link zur Berechnung des Pulldowns parrat? Ansonsten such ich mir da gleich schnell raus, was ich brauchen könnte...
Aber mein Hauptproblem ist immer noch die Auswahl des richtigen Transistors. Also könnte ich nun den von mir rausgepickten nutzen. Oder empfiehlst du mir einen anderen, evtl. günstigeren Kandidaten?
Hallo,
Du hast da einen grundlegenden Denkfehler !Zitat:
Zitat von Cysign
Ueb = 5V ist die maximale Spannung in Sperrrichtung!
Manche Hersteller geben Ube an, dann wird der Spannungswert negativ.
Ube ist viel kleiner und setzt sich zusammen aus der Schleusenspannung ( ca. 0.7V bei Si) und dem Spannungsabfall an Rbe.
Der zusätzliche Basiswiderstand erzeugt einen Spannungsabfall, sodass auch bei 5V am Widerstand die Basisispannung nicht über etwa 1V ansteigt.
http://www.elektronik-kompendium.de/...au/1506161.htm
Je nach Hersteller wird der BC547 auch mit 150mA angegeben.
der BC338 hat mit 150mA garantiert keine Probleme.
Auf alle Fälle hatte ich die letzten 40 Jahre nie Probleme einen BC547 auch mit 5V (TTL) anzusteuern ;-)
MfG Peter(TOO)
Solange du kein PWM machst ist der Pull-Down Widerstand für MOSFET nicht kritisch.
Günstiger ist der Kleinleistungstransistor BC338, aber dann muss dein GPIO einen Basisstrom von 10-20 mA treiben um 200mA zu schalten. Könntest evtl. auch mit BC547+BC338 eine Darlington-Schaltung aufbauen. Oder gleich ein Darlington-Array wie ULN2003A verwenden, ist immer noch günstiger als der MOSFET und hat mehrere Kanäle.
Hallo,
Das ist jetzt aber sehr konservativ gerechnet ;-)Zitat:
Zitat von witkatz
Bei 100mA liegt das Hfe zwischen 100 und 630, bei 300mA >60.
Jetzt gibt es aber unterschiedliche BC338.
-16 Hfe 100-250 @100mA, >60 @300mA
-25 Hfe 160-400 @100mA, >100 @300mA
-40 Hfe 250-620 @100mA, >170 @300mA
MfG Peter(TOO)
Ja sorry, ich hatte die Tabelle von BD241 auf... ich nehme alles bis auf 3mA zurück...
Das ULN2003A Darlington-Array klingt gut. Laut Datenblatt max. 25mA bzw. max. 1,35mA/Kanal auch eigentlich ganz gut. Allerdings laut Tabelle 4 :"for ULN2003, V I= 3.85 V", somit mehr als 3,3V.
Der Pi kann pro GPIO etwa 2mA liefern, somit würde der ULN2003 - bis auf die Spannung - optimal passen.
Mit zwei von den Bausteinen (ich brauche 14 Signale) würde ich auch auf ner kleinen Lochrasterplatine auskommen ;)
Ich hätte ein paar BC547A hier, die liefern 100mA, peak bis 200mA, die würden von der Leistung passen ( http://www.conrad.de/ce/de/product/1...nung-UCEO-45-V ).Zitat:
Zitat von Peter(TOO)
Also heißt das, die Kombi würde funktionieren?
Bauteile VOR dem Transistor mit 15V ansteuern, Transistor zur Steuerung der Masse:
Collector: 15V (oder 20V)
Base: 3.3V (vom Pi, max. 2mA)
Emitter: Gnd
Aber Transistor VOR den Bauteilen, zur Steuerung der Spannung heißt, dass bei Drain 15-20V anliegen und somit die Basis beschädigt wird?
Ich kenn mich, wie du richtig bemerkt hast, mit Transistoren noch nicht sonderlich gut aus ;)
Wäre für 14 Signale auch meine Empfehlung.Zitat:
Zitat von Cysign
Ist kein Grenzwert, sondern die Betriebsbedingung für die Schaltung Fig.3 mit der der max. Eingangsstrom von 1.35mA festgestellt wurde. 25mA max. BaseCurrent (BasisStrom) wirst du also mit 3,3V nicht erreichen. Einzig der Kollektorstrom könnte zu hoch sein, mit deinen angegebenen 7 x 100mA bis 7x 200mA peak pro IC ist der Summenstrom schon mehr als ein einzelner Baustein ab kann.Zitat:
Zitat von Cysign
Dass du mit den bis jetzt genannten Transistoren und auch mit den Darlington Treibern den Ausgang auf Masse schaltest ist dir aber schon klar, oder? Wenn du positive Spannungen schalten möchtest kannst dir auch den Source Driver UDN2981A anschauen.Zitat:
Zitat von Cysign
Japp, das hab ich bei den Steinen schon gesehen. Nur ist mit bei dem Arraybaustein nicht ganz klar, wie ich ihn verschalten soll.
Ist aber auch nicht weiter schlimm, denn ich hab nun nen Versuchsaufbau mit nem BC547A (200mA) zusammengesteckt und bei 3,3V, Rbasis 1,5K komme ich auf 1,9mA und allesa funktioniert, wie es soll. Ich werd das jetzt mal n Stündchen laufen lassen und schauen, wie es sich verhält (Temperaturen).
Scheinbar hab ich mir das Leben mal wieder komplizierter gemacht als ich müsste ;)
Wie unhöflich von mir... Da hab ich in der Eile und Freude vorhin doch glatt vergessen, mich für eueren Input zu bedanken! :)
Danke!
Hallo,
Ich habe mir den Thread hier gerade mal durchgelesen weil ich was ähnliches ( soweit ich das verstanden habe ) vorhabe.
Und zwar habe ich einen Infrarotsensor der 5V als Eingangsspannung bekommt. Ein Pin vom Sensor ist an Masse und am 3. Pin vom Sensor habe ich 3,3V anliegen, wenn der Sensor was "entdeckt" hat. Die 3,3 Volt gehen an einen GPIO Pin ( nennen wir ihn Pin 9 ) auf meinem Arudino. Wenn ein HIGH Signal ( +5V ) an diesem Pin 9 anliegt, soll der Arduino mir ne Nachricht schicken. ( Ihr ahnt es wohl schon, es handelt sich um eine Alarmanlage ).
Leider ist es so, dass die 3,3V die im ausgelösten Sensorzustand dort anliegen aufgrund des Pull-Down widerstandes ( den ich benötige um Fehlalarme durch Magnetfelder in der Nähe zu vermeiden ) nicht als HIGH Signal anerkannt werden. Infolgedessen bleibt ein Alarm aus.
Wenn ich aber mit einem Schraubendreher am Sensor die Pin's für die Arbeitsspannung vom Sensor ( 5V ) und die Ausgangsleitung vom Sensor verbinde, dann erhalte ich prompt ne Nachricht dass Alarm ausgelöst wurde. Deshalb bin ich mir sicher, dass das System mit 5V funktionieren würde.
Jetzt möchte ich mit den 3,3V die ich im ausgelösten Zustand des Sensors dort am Ausgangspin anliegen habe einen Transistor ansteuern, dass er die 5V direkt vom Sensor Eingang auf den Ausgang durchlässt. Dafür kommt dann ja nur ein NPN Transistor in Frage. Den Collector würde ich dann an die +5V löten, die Basis an den Sensorausgangspin wo im ausgelösten Zustand die 3,3V anliegen, und den Emitter an die Leitung die zum Arduino geht. Ich möchte also mit den 3,3V die 5V auf die Leitung die zum Arduino geht schalten, sodass am Arduino Pin 9 dann die 5V anliegen sobald der Transistor durch die 3,3V an der Basis leitend wird.
Das Problem ist aber, dass ich bis jetzt keinen Transistor gefunden habe, den ich mit 3,3V an der Basis schalten kann. Bisher fand ich nur welche die mit 5V an der Basis schaltbar sind, ich habe aber nur die 3,3V.
Könnt ihr mir da einen nennen?
Ihr würdet mir da sehr helfen :)
Ps. Habe schön über einen Logic Level Converter nachgedacht, aber der Transistor würde weniger Aufwand bei der Montage machen und die Lieferzeit wäre deutlich geringer.
http://www.mikrocontroller.net/artic..._.E2.87.92_5_V
ich persönlich mach das am liebsten mit einem 74HCTxxxx IC. Deren Eingänge erkennen 3,3 V sicher als High und liefern echte 5 V CMOS am Ausgang. Aber das ist Geschmackssache.
Hallo!
Man könnte es auch diskret mit einem Spannungsteiler bzw. Diode(n) am Eingang realisieren.
Hallo,Zitat:
Zitat von PICture
Sorry dass ich erst so spät antworte aber hatte viel zu tun heute ;)
Könntest du mir das genauer erklären? Diskret und dezent ist gut, wird ja ne Alarmanlage ;)
Brauche eine möglichst einfache und unkomplizierte Lösung.
Danke für den Link, das was da ganz am Amfang steht mit dem Pegelwandler klingt auch nicht schlecht, aber ich weiß nicht ob da dieser LM393 oder LM339 besser geeignet / einfacher nachzurüsten wären. Was ist denn unkomplizierter zu verbauen? In den Schaltplänen dort sieht das wieder so viel aus, ursprünglich wollte ich nur zwischen 2 Pin's und 1 Leitung einen Transistor schalten. Wird wohl doch nicht so einfach zu lösen sein, oder?
Wie schließe ich denn einen Komparator wie den LM393 an? Habe ja die 3 Pin's ( +5V, 3,3V )geschaltet bei Alarm und GND ). Wie hätte ich den LM393 anzuschließen?
Gruß,
Tim
Ich habe es skizziert und werde gerne, falls nötig, konkrete Fragen kurz beantworten. ;)Code:VCC
+
|
.-.
| |Rc
| |
'-'
|
+------->
Rb | A
___ Dz |/ |
>---|___|---z<---| T | Uo
A |> |
| 2V7 |
Ui | === ===
| GND GND
===
GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
Mach Dir das Leben doch einfach und nimm z. B. einen 74HCT32. Das ist ein 4fach OR mit je zwei Eingängen. Du brauchst da insgesamt nur 5 Pins verbinden. GND und +5 V an die Versorgungspins. Dein 3,3 Volt Sensor Signal auf Eingang 1 eines OR-Gatters. Den zweiten Eingang auf fest auf GND und am Ausgang steht Dir Dein 5 V Signal zur Verfügung. Viel einfacher geht's nicht und mit Bauteil-Kosten von 23 Cent hält sich auch der Investitionsaufwand in Grenzen :-)
Wenn Du den Baustein in die Nähe des Arduino verbaust, kannst Du auf dem Wege auch gleich 4 Sensoren gleichzeitig "shiften".
Eben, beim SMD IC könnte es sogar kleiner und billiger als o.g. mit Transistor sein. :)
Hey Leute ;)
Vielen Dank !!
Der 74HCT32 ist sogar bei Conrad bei mir verfügbar :)
Dann werde ich den nehmen, so habe ich mir das anschließen gewünscht, einfach und schnell. Vielen Dank !!
Werde auf jeden Fall berichten ob die Alarmanlage dann funktioniert ;)
Ps. Den Schaltplan ( Skizze ) verstehe ich nicht so ganz :/ Aber wie ich den 74HCT32 anschließen muss hab ich verstanden ;)
Wofür. Steht denn OR?
Also mit einem dieser Bauteile kann ich die Signale von 4 Sensoren UNABHÄNGIG voneinander HIGH setzen, oder wenn einer HIGH dann alle HIGH?
Der Abstand zum Arduino ist nicht egal? Der sitzt nämlich im Keller, habe aber schon in der Garage die offenen Leitungsenden der beiden Sensoren zusammen, könnte den also auch da verbauen, oder muss der am Arduino sitzen?
Gruß,
Tim
Ps. Bei Conrad gibts unter dem Suchbegriff des 74HCT32 nur den 74HCT238. Kann ich den auch nehmen?
Gruß,
Tim
JA, UNABHÄNGIG, weil die Gätter unabhängig voneinander sind ! :)Zitat:
Zitat von Timiiii
Das musst du abhängig von Leitungslänge, Schaltfrequenz und existierenden Störungen prüfen und eventuell "stärkere" Leitungstreiber (z.B. standard TTL 74125) bei Sensoren nach o.g. OR Gätter und pull-ups bzw. pull-downs bei Arduino verwenden.Zitat:
Zitat von Timiiii
NEIN, weil es "3 to 8 line decoder" ist. Vergleiche, bitte, immer Funktionen in Datenblätter ! ;)Zitat:
Zitat von Timiiii
Das OR Gatter war nur ein Beispiel. Wenn es nicht invertieren darf, dann kannst du anstatt ein beliebiges OR bzw AND Gatter mit kurzgeschlossenen allen Eingängen im Gatter nehmen (z.B. 74HCT08 ).
Hi, danke für die Antwort!
Jetzt bin ich total verwirrt :s
Das sagt mir alles nicht viel :/
Wie sieht's denn mit einem LM393 Komparator aus? Den hat mir ein Kollege empfohlen. Das sollte gehen, oder?
Ergänzung zu OR: das ist eine der logischen Grundschaltung. Da wird der Ausgang immer dann HIGH wenn einer der Eingänge HIGH ist. Es gibt eine ganze Reihe von solchen Grundschaltungen, deren Verständnis wirklich hilfreich sind, wenn man sich intensiver mit Digital-Technik auseinandersetzen möchte: http://de.wikipedia.org/wiki/Logikgatter
Grundsätzlich lassen sich alle diese Grundschaltungen auch mit Transistoren aufbauen (intern wird das auch so gemacht). Allterdings ist die Verwendung solcher Gatterbausteine halt deutlich einfacher als sich das selber aus Transistoren "zusammen zu brutzeln".
Bei Conrad gibt es statt dess OR Gatter wohl nur die 74HCT08 (http://www.conrad.de/ce/de/product/1...f=searchDetail). Das sind 4 AND Gatter mit je 2 Eingängen in einem IC. Den kannst Du ähnlich einfach anschließen wie das oben genannte OR Gatter ... nur dass Du Dein 3,3 Volt Signal am einfachsten auf beide Eingänge des Gatters gleichzeitig legst. Warum wird Dir klar werden, wenn Du den Wiki-Artikel durcharbeitest und Dir insbesondere die sog. Wahrheits-Tabellen der unterschiedlichen Grundschaltung ansiehst :-)
Achsoo, OR, AND, NOR und sowas, klar, die kenne ich. Hätte nur nicht gedacht, dass die danach arbeiten, aber ok, wieder was gelernt ;)
Also den 74HCT08N kann ich auch verwenden? Klar, dann 2 mal 3,3V auf die Eingänge wegen der AND Funktion. So würde das aber funktionieren?
Gruß,
Tim
Man kann das natürlich auch mit einem Komparator machen ... aber das ist bei Leibe nicht einfacher als so ein Gatter-Baustein. So brauchst Du zusätzlich zum LM393 noch drei Widerstände und einen Kondensator (ein Beispiel siehst Du auch in dem Beitrag über Pegelwandler auf Mikrocontroller.net) Glaub mir: auf Dauer wird es sich lohnen, wenn Du Dich in diese Grundschaltungen einarbeitest. Wenn man das Grundsystem mal verstanden hat, ist es echt einfach.Zitat:
Zitat von Timiiii
- - - Aktualisiert - - -
RICHTIG!!!! :-)Zitat:
Zitat von Timiiii
das ist echt super einfach. Die Logik-Schaltung wird in Deinem Fall einfach nur "mißbraucht", da die 74HCT Bausteine halt eine automatische Pegelwandlung machen :-)
Okay alles klar, dann ghe ich mir jetzt sicherheitshalber 2 dieser 74HCT08N CMOS kaufen.
Was sind das denn eigentlich genau? CMOS heißen die, oder? Und was sind das für Bauteile?
Gruß,
Tim
Sorry, aber ich kein Lehrer bin und genaue Bezeichnung 74HCT08 (z.B. in SMD) für jeden Verkäufer eindeutig seien sollte.
Damit es doch mit OR am kleinsten wäre: http://www.conrad.de/ce/de/product/1...f=searchDetail . ;)
CMOS steht eigentlich nur für die Fertigungstechnologie: http://de.wikipedia.org/wiki/Cmos
Wenn Du in die Filliale von Conrad gehst, nimm einfach die Bestellnummer mit (den Link zum Conrad-Artikel hatte ich gepostet) oder sag dem Verkäufer, dass Du einen 74HCT08 willst ... das reicht. Wichtig ist nur, dass es ein HCT und nicht ein HC ist ... die gibt es nämlich auch.
Hey ho ;)
Bin wieder zu Hause. Hab mir jetzt 2 mal den 74HCT08N und 2 mal den Komparator LM393N gekauft. Werde dann wohl den 74HCT08N verbauen. Muss nur mal schauen wo ich was anschließen muss, kenne mich damit noch garnicht aus.
Jedenfalls bin ich euch sehr dankbar !! ;)
Gruß,
Tim
dafür ist es immer hilfreich, einen Blick ins Datenblatt zu werfen: http://www.produktinfo.conrad.com/da...DIP14__NXP.pdf, das z. B. bei Conrad in der Regel bei jedem Artikel im Download-Bereich zur Verfügung steht.
Unter 5. Pinning siehst Du dort die Anschlussbelegung des IC's.
Pin 7 --> GND
Pin 14 --> + 5 V
Pin 1 + 2 --> 3,3 V Signal
Pin 3 --> Ausgang mit 5 Volt Signal
Ja, das Datenblatt davon habe ich ja aber da steht so viel drin und für mehrer verschiedene, meine Englisch ist nicht das beste :D
Aber dann schaue ich mal da wo du gesagt hast, danke ;)
Werde das Bauteil wohl morgen einbauen ;)
Also beim Komparator bräuchte ich noch Widerstände, sagt ihr?
Gruß,
Tim
Also ich brauche ( weil es ja nach dem UND Prinzip arbeitet ) jeweils 1A und 1B oder 2A und 2B oder 3A und 3B oder halt 4A und 4B immer gleichzeitig das Signal um an 1Y - 4Y ( entsprechend des xA und xB ) den Output zu haben, richtig verstanden? ;)
richtig verstanden! :-)
Hey Ho ;)
Leute, ea hat geklappt !! Vielen vielen Dank !!
Endlich funktioniert die Alarmanlage ;) Habe einen 74HCT08N eingebaut und es funktioniert tadellos. Muss die Sensoren lediglich etwas von der Sensibilität her justieren, aber das Auslösen klappt super.
Nochmal vielen Dank !! Ohne euch wäre das wohl nix geworden ! ;)