Einfache Transistor/Thyristor Schaltung

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Guten Tag,

ich möchte mir eine einfache Schaltung für Silvester bauen, die an einem Wecker angeschlossen ein paar Raketen automatisch zu Neujahr zünden soll. Ich habe mich bereits schon letztes Jahr damit auseinandergesetzt, jedoch kein positives Resultat erreicht und es dann frustriert sein gelassen. Nun hoffe ich, dass ich hier auf die Lösung stoße um dieses Jahr meine Idee zu verwirklichen :smile:

Die Schaltung soll folgende Eigenschaften haben:

Ein Strom von 1,5-3V dient als Auslöser der einen 2. Stromkreis von 12 Volt schließt. Es sollten meines Wissens nach dafür also ein Transistor (zur Schaltung des stärkeren Stromkreises) sowie ein Thyristor (zur Aufrechterhaltung des Stromes nach der Zündung) benötigt werden die auch viel Ampere aushalten, da bei Elektrischen Zündern für Feuerwerk sehr kurz sehr viel Strom fließt und die Schaltung ja mehr als ein mal verwendet werden soll.

Da ich gehört habe, dass Thyristor und Transistor aufeinander abgestimmt sein müssen (lässt der eine zu viel Strom durch bruzzelt der andere logischwerweise durch) wäre ich für die Nennung einiger dafür in Frage kommender Typen sowie einen kleinen Schaltplan dankbar, um zu wissen, wie die Bauelemente miteinander verbunden werden müssen.

Ich spiele noch mit dem Gedanken einen Zeitverzögerer (gibt es auch fertig oder als Bausatz bei Conrad zu kaufen) an den Ausgang zu schalten damit man bestimmte Effekte nacheinander mit nur einer Schaltung zünden kann. Daher ist es notwendig, dass der Strom nicht nur während des Schaltungssignals anliegt, sondern danach auch, bis zur Löschung des Thyristors. Daher bitte diesen nicht in der Schaltung weglassen.

Schönen Dank schonmal im Voraus,
Robert

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Hallo Robert

ich möchte mir eine einfache Schaltung für Silvester bauen, die an einem Wecker angeschlossen ein paar Raketen automatisch zu Neujahr zünden soll. Ich habe mich bereits schon letztes Jahr damit auseinandergesetzt …

Ich erinnere mich

Zu Deiner „Funktionsbeschreibung“ habe ich ein paar Fragen:

Wozu benötigst Du einen Thyristor zur Schaltung des „Hauptstromkreises“? Als Speicher für den Schaltzustand ist er denkbar ungeeignet, da es viel Aufwand benötigt, ihn wieder zu löschen, wenn der Hauptstromkreis nicht von außerhalb unterbrochen wird.

Ich würde vorschlagen, den Impuls des Weckers auf ein Flip-Flop (elektronische Speicherschaltung) zu geben und von diesem einen (oder mehrere) Impulsgeber (zeitverzögert) anzusteuern. Als Schaltelement für die elektrischen Zünder würde ich kräftige Feldeffekttransistoren einsetzen, Der IRF3205N z.B. kann bis maximal 98A schalten, das sollte ja wohl für die Zünder ausreichen.

Zur Realisierung solltest Du allerdings in der Lage sein, eine komplexe Schaltung mit ICs, ein paar Widerständen, Kondensatoren, Transistoren und LEDs (als Testhilfe für die Inbetriebnahme ohne Raketen) auf einer Lochrasterplatine aufzubauen.

Bist Du dazu in der Lage?

Gruß merimies

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Hallo Merimies,

du erinnerst dich? Wie das?

Wie geschrieben soll der Thyristor dazu dienen, den Ausgangsstrom (12V) aufrecht zu erhalten. Wecker machen meist einige male „Piep“, sprich ohne Thyristor wäre wohl nur in dem Moment Strom vorhanden, wo es „Piep“ macht, für nachfolgend angeschlossene Bauelemente ist das nicht von Vorteil.
Löschen kann man den Thyristor ja durch Unterschreiten der Mindeststpannung oder durch Kurzschließen, sprich man könnte einfach die Batterie abkoppeln oder einen Schalter einbauen, der den Thyristor kurzzeitig überbrückt.

98A sind weitaus mehr als ausreichend. Jedoch macht es sicher nichts aus ein Bauteil zu verwenden was viel mehr als nötig aushalten kann, andersherum wäre es sicher problematisch.

Ich habe schon als Kind gelernt zu löten, jedoch fast immer nur bereits vorgegebene Platinen. Sprich das Löten ist kein Problem, jedoch die Konstruktion einer neuen Platine (wissen was wo hin gehört und was wo angeschlossen werden muss) ist für mich noch zu hoch. Daher die Bitte, einen Schaltplan zu erstellen, sodass ich nach dem die Platine löten kann.

Ich habe mal im Internet einen gefunden, welchen ich in den circuit maker eingegeben habe, jedoch arbeitet er dort nicht. Vorgestellt habe ich mir einen Stromkreis der etwa so aussieht wie der:
http://yfrog.com/6tschaltung1j (Dort wo Reset steht sollte eig. die Rakete angezeigt werden, jedoch war sie schon weggeflogen, nur zur Information wo der Zünder sein soll)

Auf unnötigen Schnick-Schnack wie LEDs zur Kontrolle kann ich eigentlich verzichten, da das den Stromkreis sicher nur unnötig verkompliziert. Aber man kann ja 2 Schaltungen aufzeichnen, dann sehe ich ob es für mich möglich ist etwas in der Richtung zusammenzubauen.

Danke und schönen Gruß
Robert

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Hallo Robert

Ich habe mal im Internet einen (Schaltplan) gefunden, welchen ich in den circuit maker eingegeben habe, jedoch arbeitet er dort nicht. Vorgestellt habe ich mir einen Stromkreis der etwa so aussieht wie der:
http://yfrog.com/6tschaltung1j

Um Deinen Schaltplan verstehen zu können, habe ich ihn mir mal umgezeichnet in eine Art, wie ich sie im letzten Jahrtausend gelernt habe:
http://images3.bilder-speicher.de/show-image_org-091…

Im Prinzip funktioniert die Schaltung, aber…

Ich habe, da ich ja keine Angaben über den Zündstrom der Rakete habe und Du nur von einem sehr hohen Strom sprachst, einen stärkeren Thyristor eingebaut, den 2N6509. Der kann 25A Dauerstrom und 250A Impulsspitzenstrom. Der BRX47 scheint mir ein wenig schwach auf der Brust zu sein.

Dann habe ich R2 direkt vor das Gate des Thyristors verlegt (dort kann man ihn leichter dimensionieren) und außerdem habe ich in die Zündleitung einen Strombegrenzungswiderstand von 0,5Ω eingefügt.

Eine Löscheinrichtung für den Thyristor scheint mir in diesem Fall überflüssig zu sein, da die wegfliegende Rakete ja den Stromkreis sowieso unterbricht.

Auf unnötigen Schnick-Schnack wie LEDs zur Kontrolle kann ich eigentlich verzichten, da das den Stromkreis sicher nur unnötig verkompliziert.

Ist bei dieser einfachen Schaltung ohne „Show-Programm“ auch nicht erforderlich

Aber man kann ja 2 Schaltungen aufzeichnen, dann sehe ich ob es für mich möglich ist etwas in der Richtung zusammenzubauen.

Und wer soll die Zeichnung erstellen, zumal Du keine klaren Vorgaben machst, was die Schaltung können soll? Da stecken einige Stunden Arbeit drin.

Gruß merimies

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Hallo

Ich glaube, das Hauptproblem bei der Beantwortung der Frage ist, das die Antwort im Prinzip aussieht wie eine Anleitung zum Bombenbauen für Idioten.
Außerdem, wie wird die Raketenangelegenheit beaufsichtigt?
Wie löst sich die Zündvorrichtung von der Rakete, bzw. wie ist sie befestigt, und was ist die Zündvorrichtung überhaupt? Man bräuchte wahrscheinlich mehrere solcher Vorrichtungen, denn wegen einer Rakete pro Jahr bau ich keine Schaltung.
Wenn alle besoffen sind, soll trotzdem gezündet werden?
Soll es eine Demonstration technischer Überlegenheit werden?
Einmal Feuerzeug dranhalten ist doch kein Aufwand.

Im Prinzip wäre wohl der Hinweis auf einen gelernten Feuerwerker angebracht.

MfG

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Hallo MfG

Im Prinzip wäre wohl der Hinweis auf einen gelernten Feuerwerker angebracht.

Da will ich Dir nicht widersprechen.

Dank Dir gibt es diesen berechtigten Hinweis jetzt.

Gruß merimies

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Hallo Merimies,

vielen Dank für die Schaltung und die Erklärungen dazu. Ein paar Fragen habe ich jedoch noch, möchte ja auch etwas für die Zukunft dazulernen:

Der Widerstand R2 muss, wenn ich das richtig verstanden habe, individuell ausgewählt werden (oder meintest du damit den Thyristor?). Dies verstehe ich jedoch nicht ganz, da der Strom, der dort fließt, immer der gleiche sein sollte, nur durch den Thyristor und nicht durch das Gate fließen unterschiedliche Ströme, je nachdem wie dick die Brücke des Zünders ist. Wie ermittle ich nun den passenden Widerstand?

Ebenfalls ist mir der Strombegrenzungswiderstand nicht ganz klar. Dieser sorgt doch dafür, dass nicht mehr als (bei 12V nach der Formel U=R x I) rund 24A fließen. Wenn der Thyristor 250A Impulsstrom aushält sollte dieser doch keinen Schaden nehmen, wenn kein Begrenzungswiderstand vorgeschaltet ist, oder? Der Strom fließt ja nur für einen Sekundenbruchteil.

Meine Elektrozünder stelle ich meist selber her, da es hier keine Läden gibt, die diese anbieten. Evtl. sind dir die dünnen Stromkabel von Conrad bekannt (glaube 0,1mm), davon nehme ich als Brücke eine Litze. Gemessen an Wolframfäden aus Glühbirnen sind diese sehr robust und es ist einfach mit ihnen zu arbeiten, allerdings sind die dadurch auch relativ schwer zum Glühen/Schmelzen zu bringen, ein größeres 12V Netzteil hat es nicht geschafft. Durch die größere Hitze die dabei frei wird zünden sie die Zündschnüre jedoch relativ zuverlässig.
Leider habe ich nur ein Messgerät welches bis 10A geht, sprich es würde mir wahrscheinlich durchbrennen wenn ich versuche die Stromstärke beim Durchbrennen des Drahtes zu messen.

Bei der Löschung des Thyristors gebe ich dir recht, der Stromkreis wird ja nach Durchbrennen des Widerstands sofort unterbrochen.

Wenn das eine Stundenlange Arbeit ist dann soll die jetzige Schaltung ausreichen. Ich kann mir ja mit dem CircuitMaker (leider hat der den genannten Thyristor/Transistor nicht drin) jetzt dank der Grundlage ein paar weitere Gedanken dazu machen.

Falls du in etwa eine Ahnung hast wie viel Ampere durch diese Litze fließen wäre ich dir dankbar wenn du mir dies noch mitteilen könntest.

Nochmals herzlichen Dank und schönen Gruß
Robert

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Hallo Robert

Auch auf die Gefahr hin, dass ich damit den Kollegen Matthias Kattelmann verärgere, will ich Dir einige Deiner Fragen bezüglich elektronischer Schaltungen beantworten.

Der Widerstand R2 muss, wenn ich das richtig verstanden habe, individuell ausgewählt werden … Dies verstehe ich jedoch nicht ganz, da der Strom, der dort fließt, immer der gleiche sein sollte, nur durch den Thyristor und nicht durch das Gate fließen unterschiedliche Ströme

Das ist korrekt, aber ich habe ja einen Thyristor einer höheren Leistungsklasse als Du eingesetzt, und der benötigt einen größeren Gatestrom.

Wie ermittle ich nun den passenden Widerstand?

Mit Hilfe der Zündkennlinie aus dem Datenblatt des Thyristors.

Ebenfalls ist mir der Strombegrenzungswiderstand nicht ganz klar… Wenn der Thyristor 250A Impulsstrom aushält sollte dieser doch keinen Schaden nehmen, wenn kein Begrenzungswiderstand vorgeschaltet ist, oder?

Aber möglicherweise Deine Verdrahtung.

Falls du in etwa eine Ahnung hast wie viel Ampere durch diese Litze fließen wäre ich dir dankbar wenn du mir dies noch mitteilen könntest.

Nein, hab ich nicht.

Wenn Du etwas weiter wärst in Elektrotechnik, könntest Du das über die Drahtlänge, den Drahtquerschnitt und den spezifischen Widerstand für Kupfer berechnen.

Gruß merimies

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Hallo Merimies,

Danke für die Antwort.
Matthias Kattelmann? Ich glaube, du verwechselst mich mit jemandem, ich kenne diese Person nicht…

Sprich ich muss den Widerstand so wählen, dass aus der Ohmzahl und der Spannung die entsprechende Stromstärke resultiert, ist das korrekt? Mit einem Widerstand kann ich ja den Strom nur abbremsen, sprich die Spannung von 12v bleibt erhalten.

Die Verdrahtung wird wahrscheinlich nicht durchbrennen, da ein solches Kabel von Conrad ja sehr viele Litzen hat und als Brücke nur eine verwendet wird, außerdem können dickere Kabel oder Leiterbahnen verwendet werden, sodass in diesem kurzen Moment nichts passiert. Meine Hauptsorge liegt am Thyristor und am Transistor, jedoch sind die ja für entsprechende Ströme ausgelegt. Nichts desto Trotz kann man einen Begrenzungswiderstand einbauen, jedoch wird etwas mehr als 25W nötig sein, 40-50W sollten jedoch locker reichen. Bringt auch wenig nochmal zum Geschäft fahren zu müssen weil das Bauteil ein klein wenig zu schwach war.

Zum Draht: meine Zeiten im Physikunterricht, wo Elektrik durchgenommen wurde, ist schon einige Jahre zurück, weshalb ich mich nicht mehr so toll an die Dinge dort erinnere. Jedoch hast du recht, mit dem spezifischen Widerstand, der Drahtlänge und -durchmesser sowie einer Spannung sollte man eine Stromstärke erhalten. Ist diese dann die maximal mögliche für den Draht, bevor dieser durchschmilzt oder erhalte ich einen anderen Wert?
Ich habe leider die Kabelrolle nicht hier, werde die Tage mal schauen ob ein Durchmesser der einzelnen Litzen angegeben sind oder diesen mit dem Messschieber nachmessen. Bin mal gespannt auf welche Stromstärke ich komme, sie müsste sich auf jeden Fall im 2stelligen Bereich bewegen.

Schönen Gruß
Robert

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Hallo,

folgendes ist mir noch aufgefallen: Der Transistor ist als PNP eingezeichnet, jedoch ist das angegebene Modell (BC337/16) ein NPN Transistor. Muss nun das entsprechende PNP Modell (BC327 - 16/25/40 (welcher der dreien? Unterschiedlicher Verstärkungsfaktor)) eingebaut werden oder ist das angegebene NPN Modell richtig und nur das Symbol falsch?

Bei R2 habe ich min. 300 Ohm ausgerechnet um an die maximale Belastung von 40mA heranzukommen, bei 30mA wären es 400 Ohm. Wäre letzteres akzeptabel?

Danke und schönen Gruß,
Robert