Auslegung eines Transistors als Schalter für eine Glühkerze

Hallo

Brauche Hilfe beim auslegen einer Transistorschaltung die vereinfacht in angehängter Skizze dargestellt ist.
Ich möchte mittels Arduino eine Glühkerze, wie sie im Modellbau für 2 Takt Motoren verwendet werden, ein- und ausschalten. Ich habe mich selbst schon daran versucht, aber bei mir hats nicht geklappt, da meine Talente anderswo liegen. Mein Wunsch an euch wäre, dass mir jemand eine saubere Schaltung aufskizziert mit allen nötigen Wiederständen etc. (ohne Werte), evtl. Formeln dazu wie ich die Werte berechnen kann, oder ein Link von wo ich die Formeln verwenden kann. In einem weiteren Schritt wäre ich über einen Vorschlag zum Transistortyp froh.

Bitte nehmts mir nicht übel wenn ich nicht all zu sehr an elektrischen Details interessiert bin. Ich möchte mein Projekt jetzt mal endlich zum laufen bringen, von Elektronik habe ich erstmal die Schnauze voll.

Vielen Dank für eure Hilfe
Gruss Waspy

Schaltung Glühkerze.pdf (372 KB)

Ich würde Dir da eher einen Logik-Level-Mosfet empfehlen.
Zum Nachlesen für Schaltung/Berechnung empfehle ich das Elektronik-Kompendium.

Gruß Tommy

Bei Deiner Schaltung fehlt der Basiswiderstand. Dieser ist zwingend notwendig.
Außerdem fehlt der Pfeil auf dem Emitter und somit weiß ich nicht ob der Transistor ein NPN oder PNP ist.
Bei Strömen von 3A ist ein MOSFET die bessere Wahl.

Grüße Uwe

Hallo,

hier zwei Standardschaltungen die Masse schalten. Nimm wie schon gesagt wurde einen N-Channel Mosfet. Sonst benötigst du mehrere bipolare NPN Transistoren um gewünschte 3A zuschalten. Wegen der geringeren Stromverstärkung. Als gängigen N-Channel empfehle ich den IRLZ34N oder IRLZ44N. Wenn die Bauform nicht zu groß ist kannste damit deine Kerze sorglos schalten. Als Freilaufdiode kannste eine 1N5402 verwenden. Beim Umgang mit dem Mosfet nicht gerade vorher über den Teppich schleifen, Stichwort statische Aufladung. Für den R4 240 Ohm Gatewiderstand kannste auch 220 Ohm nehmen. Der ist vorbeugend drin, damit ein "Laie" kein Unsinn machen kann.

Hallo zusammen

Wow, das ging ja schnell. Danke an alle für eure Zeit. Dann werde ich mir mal nen MOSFET zulegen und schauen was sich da machen lässt.

Danke, ihr gebt mir wieder Hoffnung :wink:

Freundliche Grüsse
Waspy

Doc_Arduino:
Als Freilaufdiode kannste eine 1N5402 verwenden.

Bei ohmschen Verbrauchern wie einer Glühkerze braucht es keine Freilaufdiode. Ok schaden tut sie auch nicht wenn sie da ist.

Grüße Uwe

Ja ich weiß, ist eine reine Vorsichtsmaßnahme, soll auch eine universal verwendbare Grundschaltung sein und er kann so gut wie nichts kaputt machen :slight_smile: , falls er doch mal einen kleinen Motor etc anklemmt.

ok. Ist vernünftig.
Grüße Uwe

Jeder Stromdurchflossene Leiter bildet ein Magnetfeld aus.
Ist also eine Induktivität.

Heizungen bestehen häufig aus einem gewendelten Draht.
Haben somit auch eine Induktivität, irgendwo zwischen vorhanden, nennenswert und erheblich.

Mit einer bifilar ausgeführten Heizdrahtführung kann das ausgeglichen werden, wird aber meist nur dort gemacht, wo unbedingt nötig, z.B. Hochleistungs Shunts, da konstruktiv viel aufwendiger, als die triviale Wendel.

Die Freilaufdiode ist also kein Fehler.
Vielleicht, in diesem konkreten Fall, ein unnützes Feature.
Aber grundsätzlich, ist es schon erstaunlich, was so manche Heizung, für eine Induktivität aufweist.

Ich weiß daß jeder Leiter eine Induktivität hat und daß 2 Leiter eine Kapazität haben.
Diese sind aber bei Gleichstrom und kleinen Frequenzen zu vernachlässigen. Bei einer Glühkerze die nur ein und dann später wieder ausgeschaltet wird können diese Kapazitäten und Induktivitäten vernachlässigt werden.

Ok, die Diode schadet nicht.

Grüße Uwe

Diese sind aber bei Gleichstrom und kleinen Frequenzen zu vernachlässigen.

Die Ansteuerung dieser Glühkerze wird "Rechteckig" erfolgen.
An den Flanken entstehen durchaus sehr hohe Frequenzanteile.

Diese Behauptung lässt sich problemlos überprüfen.
Experiment und Mathematik sind sich da einig.
z.B. per FFT
Suche: "Rechteck Spektrum"

Bei einer Glühkerze die nur ein und dann später wieder ausgeschaltet wird können diese Kapazitäten und Induktivitäten vernachlässigt werden.

Ja, unter 2 Bedingungen:

  1. Wenn die maximale Sperrspannung des Transistors, bei den auftretenden Spitzen, nicht überschritten wird.
  2. Und im Falle des FET, die Millerkapazität keine tödlichen Spitzen an den µC Ausgang überträgt.

Tipp:
Das auftretende Verhalten lässt sich mit LTspice simulieren.
Die Induktionsspannung kann mit einem Oszi sichtbar gemach werden.

Ok, die Diode schadet nicht.

Sie schadet nicht!
Kann sich aber als überlebenswichtig erweisen.

Ohne die konkrete Glühkerze ausgemessen zu haben, kann ich keine MUSS Empfehlung geben.

Was möchtest du denn jetzt eigentlich sagen? Sortiere bitte nochmal deine Gedanken.

Meine Gedanken sind sehr gut sortiert!

Es sind also andere Gründe, wenn du meinen Text nicht verstehst.

Hallo,

sehe ich anders. Ich zeige dir das einmal.

Ok, die Diode schadet nicht.

Sie schadet nicht! Kann sich aber als überlebenswichtig erweisen.
Ohne die konkrete Glühkerze ausgemessen zu haben, kann ich keine MUSS Empfehlung geben.

Das widerspricht sich. Wenn ich die Glühkerze nicht kenne und eine Induktivität vermute, dann muss ich die Freilaufdiode einbauen bzw. empfehlen. Alles andere wäre grob fahrlässig.

Die gesamte Theorie hätte man auch abkürzen können. Wenn man vermutet das die Glühkerze wie eine Heizwendel oder Drahtleistungswiderstand aufgebaut und damit eine Induktivität vorhanden ist, völlig egal welcher Größe, dann ist die Freilaufdiode zwingend. Weglassen kann man die Diode wenn man nachweisen kann das sich die Glühkerze wie ein rein ohmscher Verbraucher verhält. Da nun niemand anfängt alles auszumessen baut man die Diode ein und gut ist. Alles safe.

Doc_Arduino:
Hallo,

sehe ich anders. Ich zeige dir das einmal.

Ok, die Diode schadet nicht.

Sie schadet nicht! Kann sich aber als überlebenswichtig erweisen.
Ohne die konkrete Glühkerze ausgemessen zu haben, kann ich keine MUSS Empfehlung geben.

Das widerspricht sich.

Da ist kein Widerspruch!

Ihr seid wie ein uraltes Ehepaar, dass sich auf Nebenschauplätzen um des Kaisers Bart rauft. :wink:

Immer wieder amüsant, Euch dabei zu lesen. Leider bleibt dabei oft die Frage des jeweiligen TO auf der Strecke, wobei der wohl schon eine für ihn befriedigende Lösung hat.

Gruß Tommy

Ich reiche die Scheidung ein. Ich gebe auf.

Tommy56:
Ihr seid wie ein uraltes Ehepaar, dass sich auf Nebenschauplätzen um des Kaisers Bart rauft. :wink:

Wenn jemand in seine theoretischen Ausführungen verliebt ist und deswegen den Blickwinkel verliert, dann kommt genau das dabei raus. Ich bleibe dabei. Solange wie die Erde keine Scheibe ist, solange ist das ein Widerspruch. Punkt. :wink:

Ich reiche die Scheidung ein und gebe hier auf.

Ich noch nicht!

Solange wie die Erde keine Scheibe ist, solange ist das ein Widerspruch. Punkt.

Wenn du da einen Widerspruch siehst, dann ist die Erde für dich eine Scheibe.
PUNKT

Im Anhang eine Simulation.

Versorgungsspannung 15V
Irgendein FET, aus der mitgelieferten Liste

Für die Glühkerze, habe ich 5 Ohm angenommen
2nH als Induktivität
1pF als parasitäre Kapazität.

Das führt in der Simulation zu Spitzen von 60 tausend Volt.
Da kann kein Knopf die Hose halten.

Wem die LTspice Simulation zu weit weg von der Realität ist, darf sie auch gerne mit besseren Werten versehen.
Sie hängt auch an. (es muss nur die Endung .txt entfernt werden)

Heizung.asc.txt (870 Bytes)

Hallo,

das ist ein typisches Ablenkungsmanöver von dir. Du hast leider noch nicht verstanden was deine eigene Aussage darstellt wenn man diese liest. Die Simulation ist völlig irrelevant.

Ich mache deine widersprüchliche Aussage an einem anderen Bsp. klar.

Wir beide fahren jeweils mit dem Auto im Spätherbst ins Hochgebirge. Südtirol, Schweiz was weiß ich. Du lässt deine Sommerreifen drauf, weil deine Theorie besagt es besteht die Chance das in den Bergen dort kein Schnee liegt. Ich als Praktiker wechsel vorher auf Winterreifen. Ich weiß wer von uns garantiert! ohne Probleme über die Berge kommt. Alles andere wäre Wunschdenken. Auf Eventualitäten lässt man sich nicht ein wenn man unsicher ist was einem erwartet. Genauso verhält sich das mit der Glühkerze und der Diode. Zudem du selbst gesasgt hast sie könnte induktiv sein. Deswegen verstehe ich dein Verhalten jetzt nicht.

Weil ich dich aber kenne würde ich dich in den Bergen nicht zurücklassen. Versprochen. Gut, ein paar Minuten würde ich dich zur Strafe zappeln lassen.

Südtriol klingt gut, Da könnt Ihr mich besuchen und wir gehen zusammen eine gute Pizza essen, oder Schluzkrapfen oder schwarzplentene Ribeln oder … Ich lade Euch ein.

Darf ich diese Diskussion jetzt als beendet auffassen?

Grüße Uwe