Unterschied Fotodiode <=> Fototransistor

[minas morgul]

Also hasst du jetzt keins von beiden verwendet ???

[Lupin III.]

Jein. Der Fototransistor aus der Originalschaltung ist weg. Es gibt nur noch einen Eingang der an die Versorgungsspannung gelegt werden muss, um die Schaltung auszulösen.

Dafür ist dann die andere Platine da. Dort kommen aber wieder (mehrere) Fototransistoren vor und keine Fotodioden. Da ich zur Zeit nur einen Fototransistor habe, kann ich das nicht wirklich testen. Aber der Ausgang der Schaltung mit den Fototransistoren wird an den Eingang der Beleuchtungsschaltung gehängt und aktiviert diese sobald eine der Lichtschraken der Vorschaltplatine unterbrochen wird.

[minas morgul]

naja so langes es funktioniert ist ja gut )) viel Spaß damit !!!

[Stromus]

das ganze ist jetzt unübersichtlich geworden. Ich sehe nicht den Grund weshalb T4 warm werden sollte. er hat einen 39k-Emitterwiderstand. Eventuell T5?
Wie wäre es mit einem neuen kompletten Schaltplan?

[Lupin III.]

OK. hier ist er. An Eingang E wird z.B. Ausgang A1 aus der Schaltung im vorherigen Post angeschlossen. An A2 aus der Schaltung würde dann an eine weitere der LED-Platinen kommen usw. Dadurch kann ein Foto-Transistor mehrere Schaltungen aktivieren, eine der Schaltungen aber auch von mehreren verschiedenen Foto-Transistoren ausgelöst werden.

Zu diesen Aktivierungsplatinen: Für jede Zeitschaltung gibt es eine dieser Miniplatinen, auf der je nachdem wieviele ich brauche, 1-4 Transistoren + Widerstände darauf sind (im Schaltplan T1,R1,T2,R2 mit A1 wäre die eine und T3,R3 mit A2 eine andere). Ein Optokoppler wäre für das, was gemacht werden soll, wahrscheinlich optimaler gewesen, aber Transistoren sind billiger und machen im großen und ganzen das was sie sollen (die Eingänge voneinander trennen).

Ich hab's aber eben leider wegen der Fehlbestellung mit Fototransistoren noch nicht Testen können. Und bis die da sind kann es noch etwas dauern, da ich in AT nahe der Grenze bin und Reichelt da nicht so gerne hinschickt (Mindestbestellwert :-(, Versandkosten :-(, Bezahlung:-( ), bestellt das ein Bekannter aus DE für mich. Deswegen bastle ich jetzt doch noch mit den Fotodioden herum, z. B. mit einer Darlington-Stufe dahinter, aber da ist die Empfindlichkeit sehr schwer einzustellen. Zur Zeit kann ich die Lichtschranke nur im Stockdunklen auslösen oder sie umgekehrt erst mit einer 20W-Halogen Lampe dazubringen auf "nicht unterbrochen" zu schalten.

Vielleicht sieht man es jetzt besser, aber T3 (vorher T4) hat noch R5 (470Ohm) als Emitterwiderstand. Das ist wahrscheinlich die Erklärung für die Erwärmung. Ich werde nochmal prüfen, ob ich R5 etwas erhöhen kann, ohne dass sich am Schaltverhalten was ändert. Nochmal zum BD243: darf ich an den Metall-Teil löten, der Kontakt zum Kollektor hat und an dem man sonst den Kühlkörper befestigt?

[Stromus]

"An Eingang E wird z.B. Ausgang A1 aus der Schaltung im vorherigen Post angeschlossen"

Was macht der Transistor T2 aus der Vorstufe, der deinen E-Eingang der nächsten Stufe versorgt? Ich schätzte der wird mächtig gekocht und deshalb schlage ich vor einen 4k7 zwischen Emitter von T2 (Vorstufe) und E anzuschließen. Das ist dann Ok, Du bekommst einen Basisstrom für T1 = 2mA und das reicht, da die Kollektorwiderstände von T1 mit R2 = 5k6 und R3 = 100k sehr groß sind und damit T1 ausreichende Sättigung bekommt (der mit R1 = 15k aus dem letzten Bild)

Identisch mit A2 vorzugehen.

Die Erklärung ist der geringe Eingangswiderstand von T1, der ohne Emitterwiderstand auf rbe begrenzt ist und damit den Transistor von A1 (oder A2) stark belastet.

Wenn Du das hast machen wir weiter

[Stromus]

eine zweite Sache:

T2 (der mit R4 und R5) soll wahrscheinlich nur ein Spannungsverstärker sein. Damit muss der Emitter von T3 nicht unbedingt an R5 = 470Ohm angeschlossen sein (Verbindung trennen) und kann als richtiger Impedanzwandler fungieren, so dass der Strom für C2 ohne weiteres Zustande kommt.

Achtung: T4 wir wahrscheinlich auch zu warm mit nur R8 = 200Ohm Kollektorwiderstand und R7 + R6 = 54k. Hier brauchst Du auch einen Basisvorwiderstand für T5 (=BD243).

[Stromus]

Desweiteren:

C1 = 220uF hat keine Wirkung. Die Widerstände R3 = 100k und R2 = 5k6 bilden einen Spannungsteiler so, dass der größte Anteil an R3 abfällt. Der Kondensator lädt sich auf maximal 0,6...0,8V auf. Diesen kannst Du einsparen.

[minas morgul]

ICh dachte es funktioniert jetzt ???
Stimmt immer noch was nicht ???

[Stromus]

Ach ja hab's gesehen C1 ist für die Verzögerung beim Einschalten zuständig. Ziehe zurück! Kann nicht eingespart werden!

[Stromus]

Noch ein Mal:

wenn die Phototransistoren auf Masse schalten, dann leuchten die Dioden am Ausgang noch 60Sek. Dafür ist C1 zuständig. So rum!

[Lupin III.]

Aja, danke. Da ist mir leider noch ein Fehler unterlaufen. Vor E ist natürlich noch ein 1k Widerstand. Die Transistoren haben es also überlebt.

Auch wenn du es jetzt schon etwas beschrieben hast, hier einmal die ganze Erklärung, wie ich mir den Ablauf vorgestellt habe (und wie er bis auf die Fototransistoren, die ich noch nicht habe, auch funktioniert).

Die (noch theoretischen) Fototransistoren aus der Vorstufe halten die Basen der Vorstufentransistoren auf Masse, so dass diese sperren. Wird eine der Lichtschranken unterbrochen, sperrt der Fototransistor, wodurch die Basis durch den 15k Widerstand an positive Spannung gelegt wird und somit leitet. Dadurch hat dann der Ausgang Versorgungsspannung, was (über den in der Zeichnung vergessenen Widerstand) T1 in der LED-Schaltung durchschaltet und somit C1 entlädt. Während dieser wieder auflädt, sperrt T2, der sonst im leitenden Zustand T3 geschlossen hält (ich glaube das nennt man Kippstufe).

Am Emitter von T3 ist also ca. 1 Minute ein "AN" Signal. Dies schaltet einerseits T4, muss aber auch C2 laden, wodurch sich ein 1 sekündiges Eindimmen ergibt. Schließt T3 wieder, entlädt sich C2 langsam über R10 und die Basis-Emitter-Strecke von T4,T5 und dimmt die LEDs somit in ca. 5 sek aus.

[Stromus]

Ich habe das ganze nicht beschrieben, weil es klar ist, wie es funktioniert. Hast Du aber alles berücksichtigt, was ich oben geschrieben habe?:

"...Damit muss der Emitter von T3 nicht unbedingt an R5 = 470Ohm angeschlossen sein (Verbindung trennen)"

und:

"Achtung: T4 wir wahrscheinlich auch zu warm mit nur R8 = 200Ohm Kollektorwiderstand und R7 + R6 = 54k. Hier brauchst Du auch einen Basisvorwiderstand für T5 (=BD243)."

Also der Leistungstransistor benötigt auch einen Basisvorwiderstand sonst wird T4 auch gekocht. Ich denke 1kOm reicht aus.

Den restlichen Käse mit C1 kannst Du vergessen, da es mein Fehler gewesen ist. Ich hatte das ganze nur für die Richtung "Phototransistor gesperrt" gedacht. In groben Zügen sind es dann nur die zwei Basisvorwiderstände nötig. Jetzt versuche doch mal eine Ratio-Thematik anzupacken: kann die Schaltung vereinfacht werden?

[Lupin III.]

Ich habe versucht die Verbindung der Emitter von T2 und T3 wegzulassen, dann geht die Schaltzeit aber auf unter 10 Sekunden runter. Allerdings kann ich mir nicht genau erklären, wieso das so ist (Deswegen stelle ich ja auch die Fragen hier, weil ich das meiste nicht durch berechnen sondern eher durch probieren herausgefunden habe :-).

Bei T4 kann ich nicht mehr viel machen. T5 braucht einen sehr großen Basisstrom, da er eine geringe Spannungsverstärkung hat. Das habe ich vorher nicht so recht bedacht. Ich habe einfach den Transistor bestellt, der billig ist und viel Strom verträgt (wiedermal: zuerst machen, dann denken :-(.

Ich habe nachgemessen an: an R8 (200Ohm) fallen gerade mal 3,6V ab, das heißt doch es fließen nur 18mA durch R8 und damit auch durch T4, oder?
Mist! Das ist für T5 eigentlich noch immer zu wenig. Wenn ich den Ausgang mit 1,5A belaste (habe einen Motor parallel zu den LEDs geschalten), werden die auch merklich dunkler. Es liegen nur noch 9V am Ausgang, außer ich überbrücke T4 mit einem 100Ohm Widerstand. Dann geht's wieder hinauf auf 11V.

T4 wird gerade mal lauwarm (mehr geht bei den gemessenen 18mA ja auch nicht wirklich). Aber für T5 sollte wohl noch ein Transistor dazwischen, falls ich "viel" Strom brauche. Beim Vereinfachen bin ich also noch nicht angelangt. Ich hätte noch länger am Steckbrett testen sollen.

BTW: wie baut man sich einfach einen regelbaren Lastwiderstand der auch mal so bis zu 50 Watt verbraten kann? Der Mabuchi-Motor am Ausgang ist nicht das Wahre.

[Stromus]

Ja die Verzögerung nimmt ab bei der Trennung. Versuche die Kollektor-Emitter- spannung von T3 und die Spannung auf R5 zu messen. Die Multiplikation der beiden gibt Dir die Verluste auf dem Transistor. Ich schätze sie bei ca. 50...60mW, wenn der Transistor eine Verstärkung zwischen 200 und 400 besitzt und das ist eigentlich nicht viel.
Was Du aber tun kannst ist den 470Ohm auf 1kOhm zu erhöhen. Damit vergrößert sich aber die Verzögerung auf etwa 80...100Sek. Der Grund liegt darin, dass der Eingangswiderstand von T2 verdoppelt und damit nimmt die Belastung von C1 durch T2 ab. Damit entlädt sich C1 langsamer und die Zeit wir länger. Ist das OK?

"Bei T4 kann ich nicht mehr viel machen. T5 braucht einen sehr großen Basisstrom, da er eine geringe Spannungsverstärkung hat."

Die Stromverstärkung ist schuld. Ist bei Leistungstransistoren leider so. Weitere Transistoren zu schalten bringt auch nichts mehr, da unterm Strich dennoch der gleiche Emitterstrom aus T4 (R8) herauskommen muss. Es gibt aber die Möglichkeit, wenn die Last am Ausgang sich nicht reduzieren lässt, einen zweiten Leistunstransistor T55 mit deinem T5 in Darlingtonschaltung zu betreiben.

"T4 wird gerade mal lauwarm"

Das wundert mich etwas aber gut! Bei 18mA hast Du auf R8:

U = 3,6V. Es bleibt ein UCE_T4 = 12 - 0,8-3,6 = 7,6V => P_Transistor_T4 = 7,6V * 18mA = 137mW. Das ist mehr als bei T3. Bist Du sicher, dass er nur lauwarm wird?