Einfache Transistorschaltung

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hi zusammen,

ich will einen Transistor als Schalter einsetzten um mit einem softwareseitig ansteuerbaren Pin die Versorgungsspannung an und auszuschalten (auf Lego Hardware).
Leider hab ich mit Elektronik normalerweise nix zu tun und komm bei der Auswahl der Komponenten nicht wirklich vorwärts.

Auf dem Bild ist die geplante Schaltung.

www.billigerbiken.de/Lejos/eigenSchaltung.png

Meine Frage wäre jetzt wie ich den Transistor und den Vorwiederstand wählen muss um mit dem an der Basis anliegenden Strom den Hauptstrom durchschalten zu können. An der Basis liegt möglicherweise auch ein geringer Strom an wenn die Schaltung aus sein sollte, dann aber auf jeden fall

#2

Tach Michael!

Ich gehe jetzt mal davon aus, dass die Tilde im Schaltplan ein ca. sein soll.

Erstmal zum Transistor. Du willst 4,5V 150mA schalten. Da kannst du praktisch jeden beliebigen TO126 Bipolaren nehmen. Da du aber leider nur 1mA Basisstrom zur Verfügung hast sollte man an einen Darlington denken. Geeignet wäre BD675.

Der Basiswiderstand ist bei 1mA praktisch irrelevant. Geeignet wären zB 6k8.

Thor

#3

Hallo Michael, hallo Thor (doch hoffentlich nicht "Steinar).

Erstmal zum Transistor. Du willst 4,5V 150mA schalten. Da kannst du praktisch jeden beliebigen TO126 Bipolaren nehmen. Da du aber leider nur 1mA Basisstrom zur Verfügung hast sollte man an einen Darlington denken. Geeignet wäre BD675.

Ein Darlington ist keine kluge Wahl, wenn Du nur eine Betriebsspannung von 4,5V zur Verfügung hast, da bei einem Darlington selbst bei geringen Strömen der Spannungsabfall zwischen Kollektor und Emitter doppelt so hoch ist wie bei einem normalen Transistor.

Außerdem wäre erst mal zu klären, wo im Schaltbild nach
http://www.billigerbiken.de/Lejos/eigenSchaltung.png
die Last angeschlossen wird und wo die positive Betriebsspannung und welche Konfiguration der Ausgang der ansteuernden Schaltung hat - Open Collektor (gegen Minus schaltend), Gegentakt oder PNP-Transistor, ggf mit Belastungswiderstand gegen Minus.

Außerdem, falls die Last (geschaltete Spannung) am Emitter der Schaltung hängt (was ich vermute), sollte man nicht einen NPN-, sondern einen PNP-Transistor verwenden.

Weitere Überlegungen machen ohne Kenntnis der Konfiguration der ansteuernden Schaltung keinen Sinn.

Gruß merimies

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#4

Hi,

dann versuch ich mal die Sache genauer zu erklären. Also wir arbeiten zur Zeit mit den Lego Mindstorms Robotern und haben für diese eine Platine zur Verfügung gestellt bekommen, die an den Sensorport der Roboter angeschlossen wird.
Die Platine tut nicht viel da blinkt nur eine LED und eine Infrarotdiode, die beide mit der Versorgungsspannung von genau 4,3V (ka wie man auf so eine Zahl kommt) betrieben werden.

Aber für die aktuell zu lösende Programmieraufgabe wäre es super wenn man die Platine auch abschalten könnte. Daher die Idee eine Transistorschaltung dazwischenhängen zu können. Das heißt die Versorgungsspannung kommt direkt vom Sensorport des Roboters, und der Verbraucher hängt dann hinter dem Transistor. Zur Spannung an der Basis kann ich leider nicht viel sagen außer das sie soweit ich das ausmessen kann auf 0 fällt und der Pin den wir benutzen wollen ansonsten zur digitalen Kommunikation mit Sensoren benutzt wird, weshalb wir ihn eben auch Softwareseitig ansteuern können.

Ok hoffe das beantwortet die offenen Fragen und erst mal vielen Dank an euch beide

Gruß Michael

#5

Was spricht gegen einen MOSFET?
Hallo Michael,

ich würde dafür einfach einen N-Kanal-MOSFET verwenden. Das Gate legst du an den digitalen Ausgang (dazu wäre vielleicht ein großer Pulldown-Widerstand sinnvoll, der das Gate beim Abschalten auf Masse zieht z.B. 10kΩ). Die Verbraucher kommen dann aber oben ans Gate und an Source direkt GND damit die Gate-Source-Spannung möglichst hoch ist.

MOSFETs gibt es auch wie Sand am Meer, ich habe einfach mal den IRLIZ 34N raus gesucht. Der hat eine Schwellenspannung von 1 V und ein R_DS(on) von 60mΩ bei U_GS=4V.

Optional kann man vor das Gate noch einen Widerstand von ca. 100Ω setzen, um den Ausgang des Mikrocontrollers in diesem NXT-Dingen zu schonen (fließt ganz kurz etwas erhöhter Strom beim Schalten wegen parasitärer Kapazitäten im FET).

Da ich mir die Schaltpläne nicht so genau angesehen habe (falls das überhaupt die richtigen waren: http://mindstorms.lego.com/en-us/support/files/defau… → Hardware Developer Kit) bzw. ich noch nicht genau verstanden habe, wo du nun genau was anschließt, kann es auch sein, dass du dir das mit dem Widerstand am Gate und dem Pulldown-Widerstand sparen kannst, weil es schon intern gelöst wurde.

#6

Tach Alpha-Kappa!

MOSFETs sind bei der geringen Eingangsspannung die einzige Wahl. Leider macht die geringe Schaltspannung das direkte Treiben eines FETs unmöglich. Mag sein, dass im Datenblatt des IRLIZ34N die Gate Threshold Voltage mit 1-2V angebenen ist. Bei 2V lässt er aber erst 10mA durch. Wirklich aufmachen tut er erst ab 3V. Und das ist einfach ein wenig dünn.

Genialerweise publiziert, wie Alpha-Kappa schon rausgefinden hat, Lego die Schaltpläne vom NXT. Ich frage mich grade, warum du eine Platine, die definitiv kein Sensor ist, an einem Sensor Port betreibst. Würdest du sie minimal umbauen, könntest du sie an einen Motorport hängen und dort hast du genügend Möglichkeiten sie ein- oder auszuschalten.

Wie wäre es, wenn du mal den Schaltplan der neuen Platine postest? Alles andere wird nämlich sehr aufwendig werden.

Thor

#7

gelöst
Hi,

nochmal danke an alle die geholfen haben. Bin letztlich Thors erstem Tipp gefolgt und habs einfach mal mit normalen npn Transistoren probiert. Funktioniert. Ich komm zwar nich ganz auf die 150mA aber ausreichend dicht dran.

Gruß Michael