Frage zu einer Schaltung

Fragen zu Elektronik und Elektro allgemein.Fragen zu Bauteilen wie z.B. Tansistoren, Dioden, Kondensatoren usw.

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Frage zu einer Schaltung

Neuer Beitragvon Thomas E. am Sonntag 11. November 2007, 18:35

Hallo!

Die Aufgabenstellung: Ein Motor (5V/1A) soll alle 60 Sekunden 30 Sekunden lang laufen. Er soll sanft angelaufen werden und wieder sanft abgestellt werden, da er ansonsten am Tisch herumhüpft. Durch LED's sollen folgende Betriebszustände signalisiert werden: Schaltung in Betrieb, Motor aus, Motor an.

Nun habe ich die Schaltung konstruiert. Allerdings stehe ich im "Leistungsteil" am Sand:
Zuerst wollte ich einen BD139 alleine nehmen, ein Blick ins Datenblatt änderte die Sache aber, bei einem Kollektorstrom von 1A ist seine Stromverstärkung beim Teufel. Also hab ich mir gedacht, ich benutze einen BC 547 C als "Basistromtreiber" für den BD 139. Die Frage, die ich dazu habe, ist folgende: Benötige ich einen Widerstand zwischen 5V+ und Kollektoranschluss des BC547 C? Funktioniert diese "Darlington"-Schaltung so? Wie berechnet man, welchen Basistrom die beiden Transistoren ziehen (damit ich weiß, wie schnell sich C3 entleert)?

Noch ein Wort zum "Abstellen" des Motors: Es soll ein sanftes "Auslaufen" simuliert werden, und deshalb lasse ich den Elko einfach durch den Basistrom langsam entleeren.

Ich weiß, dass man in dieser Schaltung auch einen NE 555 verwenden könnte, allerdings habe ich momentan keinen IC-Sockel und "roh" möchte ich das IC auch nicht einlöten.


Danke für eure Hilfe,
Thomas
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Thomas E.
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Re: Frage zu einer Schaltung

Neuer Beitragvon derguteweka am Sonntag 11. November 2007, 19:58

Moin,

Thomas E. hat geschrieben:Benötige ich einen Widerstand zwischen 5V+ und Kollektoranschluss des BC547 C?

Nein.

Thomas E. hat geschrieben:Funktioniert diese "Darlington"-Schaltung so?

Jein - prinzipiell funktioniert sie schon, aber da an jeder BE-Strecke der Transistoren 0.7V abfallen, kriegt dein Motor keine 5V mehr, sondern nur noch allerhoechstens 3.6V

Thomas E. hat geschrieben:Wie berechnet man, welchen Basistrom die beiden Transistoren ziehen (damit ich weiß, wie schnell sich C3 entleert)?

Bin mir nicht ganz sicher, ob's so stimmt, aber ich wuerd' in dem Fall rueckwaerts rechnen, also z..b ausgehend von einem Motorstrom von z.b. 1A. Daraus laesst sich dann der Basisstrom fuer den BD139 berechnen, daraus dann der Basisstrom fuer den BC547. Wegen den grossen Schwankungen der Stromverstaerkungen (Exemplarstreuung und Arbeitspunktabhaengigkeit) wird das aber alles nur eine grobe Abschaetzung ergeben.

Ich wuerde aber den Motortreiber nicht in Collektorschaltung betreiben, wegen dem dann auftretenden Spannungsabfall ueber dem Transistor.
Muss der Motor in der 5V Leitung geschaltet werden, dann nimm lieber einen PNP Leistungstransistor.
Eine Freilaufdiode parallel zum Motor waere sicher auch kein Schaden.
Gibts einen Grund, warum du da auch noch ein Relais verwurstest? Das koennte doch wahrscheinlich ersatzlos gestrichen werden, wenn du den Treibertransistor fuer deine Endstufe direkt an den astabilen MV anschliesst.
Die Verlustleistung im BD139 solltest du im Auge behalten, jenachdem wie langsam du den Motor hoch- und runterfaehrst sollte der evtl. gekuehlt werden.

Gruss
WK
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Re: Frage zu einer Schaltung

Neuer Beitragvon Thomas E. am Montag 12. November 2007, 17:11

derguteweka hat geschrieben:Gibts einen Grund, warum du da auch noch ein Relais verwurstest? Das koennte doch wahrscheinlich ersatzlos gestrichen werden, wenn du den Treibertransistor fuer deine Endstufe direkt an den astabilen MV anschliesst.

Das Relais habe ich wegen der LED verwendet, welche Signalisieren soll, dass der Motor in Betrieb ist (oder soeben hochgefahren wird).
Gibt es da eine andere Möglichkeit?

derguteweka hat geschrieben:Eine Freilaufdiode parallel zum Motor waere sicher auch kein Schaden.

Hab ich vergessen, sorry.

derguteweka hat geschrieben:Ich wuerde aber den Motortreiber nicht in Collektorschaltung betreiben, wegen dem dann auftretenden Spannungsabfall ueber dem Transistor.
Muss der Motor in der 5V Leitung geschaltet werden, dann nimm lieber einen PNP Leistungstransistor.

Aber dann funktioniert doch die Emitterschaltung nicht und der Motor könnte nicht "hochgefahren" und "niedergefahren" werden, oder?

Gruß
Thomas
Thomas E.
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Re: Frage zu einer Schaltung

Neuer Beitragvon derguteweka am Montag 12. November 2007, 18:47

Thomas E. hat geschrieben:Das Relais habe ich wegen der LED verwendet, welche Signalisieren soll, dass der Motor in Betrieb ist (oder soeben hochgefahren wird).
Gibt es da eine andere Möglichkeit?

naja, halt auch irgendwo in eine Kollektorleitung des MVs - ein Relais ist doch immer gross und laut.

Thomas E. hat geschrieben:Aber dann funktioniert doch die Emitterschaltung nicht und der Motor könnte nicht "hochgefahren" und "niedergefahren" werden, oder?

Ja, das koennte ein bisschen ein Problem werden, aber mit schwebt da sowas Miller-Integratormaessiges vor, also z.b. ein grosser C zwischen Collector und Basis - ist bloss beim Endtransistor alleine ein bisschen bloed, weil die Basisansteuerung recht niederohmig sein muss und daher die Kapazitaet gross - sprich Elko, was wiederum von der Polung nicht so auf's erstemal problemfrei hinhaut.
Vielleicht koennt' da was gehen mit 3 Transistorstufen hintereinander, und einer Rueckkopplung ueber so einen Kondensator vom Collector des letzten auf Basis des ersten. Kann aber auch gut sein, dass das dann ordentlich anfaengt zu schwingen...blafasel...wirrwerd... :)

Wenn du bei deiner Schaltung mehr als 5V Betriebsspannung zur Verfuegung haettest, waer's wahrscheinlich am einfachsten, den Spannungsabfall am Endtransistor einfach in Kauf zu nehmen. Vielleich noch ein Kuehlblech dran und fertig waers...

Gruss
WK
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Re: Frage zu einer Schaltung

Neuer Beitragvon Thomas E. am Montag 12. November 2007, 19:25

="derguteweka"]
Thomas E. hat geschrieben:Das Relais habe ich
Wenn du bei deiner Schaltung mehr als 5V Betriebsspannung zur Verfuegung haettest, waer's wahrscheinlich am einfachsten, den Spannungsabfall am Endtransistor einfach in Kauf zu nehmen. Vielleich noch ein Kuehlblech dran und fertig waers...

Okay, nehmen wir eine andere Spannung. Ich hab ein Labornetzgerät, welches Spannungen von 0-15V stufenlos liefert (2A). Wär ja kein Problem, dann nehmen wir eben 7.5V. ABER: Ich möchte nicht unbedingt so eine "krumme" Spannung haben. Eine Idee wäre, 12V als Betriebsspannung festzulegen und einen Vorwiderstand zum Motor schalten. Dieser müsste dann
R = ( Ubetr - Umot ) / I = ( 12V - 5V ) / 1A = 7R
einen Wert von 7 Ohm haben, sowie eine Verlustleistung von
P = Uwiderstand * I = 7V * 1A = 7 Watt haben. Überschalgmäßig muss ich dann noch den Spannungsfall an den beiden Transistoren miteinberechnen und dann komm ich auf ca. 5 Ohm.
Sehe ich das richtig?

Nur, wohin muss ich dann den Widerstand schalten, VOR dem BD 139 oder ZWISCHEN Collector des BD 139 und Motor? Nicht dass sich dann das auch noch auf den Emitterfolger auswirkt.

naja, halt auch irgendwo in eine Kollektorleitung des MVs - ein Relais ist doch immer gross und laut.

Wie wat, wohin mit dem? Aber dann wirkt sich doch der Emitterfolger auch auf die LED aus?
Thomas E.
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Neuer Beitragvon Thomas E. am Montag 12. November 2007, 19:43

Okay, ich habe jetzt mal einen Schaltplan dazu gezeichnet, denn irgendwie ist die Lösung ohne Relais doch etwas eleganter. 8)

Den Firlefanz mit dem Schalter und R7 hab ich jetzt weggelassen, da war ein Logikehler drin. Wieso sollte man der Schaltung mittels des Schalters die Wirkung entziehen, wenn man ja einfach die Versorgungsspannung wegnehmen kann? Klar, er bleibt dann zwar ruckartig stehen, sollte aber kein Problem sein, man wartet einfach, bis die "Arbeitsphase" beendet ist, und schaltet dann aus.

Nur weiß ich jetz nicht, wo ich die LED hinstecken soll. Da würde doch ein neuerlicher Transistor notwendig sein, oder?

Andere Sache, kann man die Spannung am Motor nicht auch mittels einer Diodenstrecke herabsetzen?

Achja, die Freilaufdiode hab ich wieder vergessen. :roll:
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Thomas E.
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Neuer Beitragvon derguteweka am Montag 12. November 2007, 20:56

Moin,

Thomas E. hat geschrieben:Okay, ich habe jetzt mal einen Schaltplan dazu gezeichnet, denn irgendwie ist die Lösung ohne Relais doch etwas eleganter. 8)

Sach' ich doch die ganze Zeit :D

Thomas E. hat geschrieben:Nur weiß ich jetz nicht, wo ich die LED hinstecken soll. Da würde doch ein neuerlicher Transistor notwendig sein, oder?

Ein Transistor kostet weniger Geld, Platz und Laerm als ein Relais - oder? Aber die LED D2 leuchtet doch sowieso immer wunderbar, wenn's Motoerchen laeuft, oder was willst du noch angezeigt haben?

Thomas E. hat geschrieben:Andere Sache, kann man die Spannung am Motor nicht auch mittels einer Diodenstrecke herabsetzen?

Klaro, geht das. Dann verteilt sich auch die Heizleistung auf mehrere Bauteile. Egal ob mit R oder D, ich wuerds in die Collectorleitung vom T4 reinbauen.
Das Poti R6 ist imho an der gezeichneten Stelle etwas fehl am Platz. Das sollte in den Emitterkreis.
Aber den T3 wuerd' ich eh' einsparen.
Warum nicht den R6 direkt zwischen die +Pole von C2 und C3; evtl. einen kleinen Schutzwiderstand in Reihe, damit ein voller C3 sich nicht ploetzlich ueber den armen T2 entladen kann, sondern immer nur langsam. R5 muss dann deutlich kleiner gewaehlt werden, vielleicht so, dass T1 und T2 die selbe Last an ihrem Collector "sehen" - also n paar 100Ohm.
Ein kleinerer R5 tut auch der ansteigenden Flanke gut.
So ausm Bauch raus ist der C3 auch 'n Tick zu heftig - wenn der sogar nur ueber 1KOhm aufgeladen wird, hat das ja eine Zeitkonstante T=RC von 4.7sec. Wenn man mal davon ausgeht, dass nach 3*T der Schaltvorgang durch ist, braucht dein Motor ja 15 sec bis er mit voller Drehzahl laeuft. Oder willst du's so langsam?

Thomas E. hat geschrieben:Achja, die Freilaufdiode hab ich wieder vergessen. :roll:

Das kratzt momentan noch niemand wirklich :)

Gruss
WK
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Neuer Beitragvon Thomas E. am Dienstag 13. November 2007, 12:17

derguteweka hat geschrieben:Moin,

Thomas E. hat geschrieben:Okay, ich habe jetzt mal einen Schaltplan dazu gezeichnet, denn irgendwie ist die Lösung ohne Relais doch etwas eleganter. 8)

Sach' ich doch die ganze Zeit :D

Obwohl ich naütrlich immer noch ein Fan von großen pneumatischen Schützen bin, die so richtig schön schnalzen. 8)

derguteweka hat geschrieben:Moin,

Thomas E. hat geschrieben:Okay, ich habe jetzt mal einen Schaltplan dazu gezeichnet, denn irgendwie ist die Lösung ohne Relais doch etwas eleganter. 8)

Sach' ich doch die ganze Zeit :D

Thomas E. hat geschrieben:Nur weiß ich jetz nicht, wo ich die LED hinstecken soll. Da würde doch ein neuerlicher Transistor notwendig sein, oder?

Ein Transistor kostet weniger Geld, Platz und Laerm als ein Relais - oder? Aber die LED D2 leuchtet doch sowieso immer wunderbar, wenn's Motoerchen laeuft, oder was willst du noch angezeigt haben?

D2 lechtet nur dann, wenn der Motor NICHT läuft. Ich möchte aber noch eine Anzeige, die leuchtet, wenn der Motor läuft.

derguteweka hat geschrieben:
Thomas E. hat geschrieben:Andere Sache, kann man die Spannung am Motor nicht auch mittels einer Diodenstrecke herabsetzen?

Klaro, geht das. Dann verteilt sich auch die Heizleistung auf mehrere Bauteile. Egal ob mit R oder D, ich wuerds in die Collectorleitung vom T4 reinbauen.

Okay, R oder (die) D's kommen an den Collector des T4.

derguteweka hat geschrieben:Das Poti R6 ist imho an der gezeichneten Stelle etwas fehl am Platz. Das sollte in den Emitterkreis.
Aber den T3 wuerd' ich eh' einsparen.
Warum nicht den R6 direkt zwischen die +Pole von C2 und C3; evtl. einen kleinen Schutzwiderstand in Reihe, damit ein voller C3 sich nicht ploetzlich ueber den armen T2 entladen kann, sondern immer nur langsam. R5 muss dann deutlich kleiner gewaehlt werden, vielleicht so, dass T1 und T2 die selbe Last an ihrem Collector "sehen" - also n paar 100Ohm.
Ein kleinerer R5 tut auch der ansteigenden Flanke gut.
So ausm Bauch raus ist der C3 auch 'n Tick zu heftig - wenn der sogar nur ueber 1KOhm aufgeladen wird, hat das ja eine Zeitkonstante T=RC von 4.7sec. Wenn man mal davon ausgeht, dass nach 3*T der Schaltvorgang durch ist, braucht dein Motor ja 15 sec bis er mit voller Drehzahl laeuft. Oder willst du's so langsam?

Okay, jetzt komm ich nicht mehr mit. Bring ich damit nicht den AMV durcheinander?

Würdest du mich killen, wenn ich dich frag, ob du nicht deine Worte in einen Schaltplan fassen magst? :oops:

Gruß
Thomas
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Neuer Beitragvon derguteweka am Dienstag 13. November 2007, 17:59

Moin,

Thomas E. hat geschrieben:D2 lechtet nur dann, wenn der Motor NICHT läuft. Ich möchte aber noch eine Anzeige, die leuchtet, wenn der Motor läuft.

Wenn die D2 leuchtet, dann heisst das, dass T1 leitet, also sperrt T2. Damit sind am Collector von T2 nahezu 5V, die dann ueber deine ganzen Emitterfolger an den Motor kommen.
Wenn D2 nicht leuchtet, dann ist T2 leitend, also der Collector fast auf 0V; damit sperren T3,T4 und T5 und am Motor sollte Ruhe herrschen.

Thomas E. hat geschrieben:Okay, jetzt komm ich nicht mehr mit. Bring ich damit nicht den AMV durcheinander?

Ja, ist nicht ganz ausgeschlossen, daher der zusaetzliche 1K Widerstand in Reihe zu dem 10K Trimmpoti. Aber im Zweifelsfall kannst du da mit den Widerstandswerten nochmal um den Faktor 10 rauf gehen und dafuer entsprechend mit der Kapazitaet von C3 runter.

Thomas E. hat geschrieben:Würdest du mich killen, wenn ich dich frag, ob du nicht deine Worte in einen Schaltplan fassen magst? :oops:

Naja, widerwillig grummeln ist einfacher als gleich jemanden zu killen :)
Hab' hier kein Schaltplan oder Malprogramm installiert. Wie man sehen kann, ist mein Drucker auch nicht mehr so ganz frisch...

Gruss
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Neuer Beitragvon Thomas E. am Mittwoch 14. November 2007, 18:35

derguteweka hat geschrieben:
Thomas E. hat geschrieben:D2 lechtet nur dann, wenn der Motor NICHT läuft. Ich möchte aber noch eine Anzeige, die leuchtet, wenn der Motor läuft.

Wenn die D2 leuchtet, dann heisst das, dass T1 leitet, also sperrt T2. Damit sind am Collector von T2 nahezu 5V, die dann ueber deine ganzen Emitterfolger an den Motor kommen.
Wenn D2 nicht leuchtet, dann ist T2 leitend, also der Collector fast auf 0V; damit sperren T3,T4 und T5 und am Motor sollte Ruhe herrschen.

Achja,orry, Denkfehler.

derguteweka hat geschrieben:
Thomas E. hat geschrieben:Würdest du mich killen, wenn ich dich frag, ob du nicht deine Worte in einen Schaltplan fassen magst? :oops:

Naja, widerwillig grummeln ist einfacher als gleich jemanden zu killen :)
Hab' hier kein Schaltplan oder Malprogramm installiert. Wie man sehen kann, ist mein Drucker auch nicht mehr so ganz frisch...

Danke, jetzt versteh ich die gan Sache.
:)

So, ich werd jetzt die Sache mal aufbauen. Ich berichte dir dann, was passiert ist.

LG
Thomas
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Neuer Beitragvon Thomas E. am Mittwoch 14. November 2007, 18:45

Mir ist gerade nochetwas aufgefallen. Da wir ja jetzt Versorgungspannung von 12V haben, sollte da nicht der Widerstand R5 auf 470R erhöht werden? R2 und R1 sind ja jetzt auch 470R.

MfG
Thomas
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Neuer Beitragvon derguteweka am Mittwoch 14. November 2007, 18:54

Moin,

Thomas E. hat geschrieben:...sollte da nicht der Widerstand R5 auf 470R erhöht werden?

Ja, klar. Wuerd evtl. sogar Richtung 560 Ohm gehen, damit in beiden Collectorkreise der MV Transistoren ungefaehr gleiche Stroeme fliessen. In der Collectorleitung mit R5 ist ja keine LED.

Gruss
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