Mehr Power für IR-Diode

Nachdem ich es erfolgreich geschafft hab die IR-Codes meiner Dreambox zu dekodieren und diese auch einwandfrei wiedergegeben werden können, möchte ich nun die Diode anständig betreiben.

Ich habe hier eine Box mit verschiedenen Dioden (TSAL4400, TSAL5100, TSAL5300, TSAL6100, TSAL6200, TSAL6400 und TSAL7600) und daraus eine TSAL6200 genommen. Angaben sind: +/- phi = 17° Ie= 60mW/sr @ 100mA Vf = 1,35V @ 100mA

Erstmal zum Verständis für mich: das phi ist der Bereich in dem noch die halbe Leuchtintensität erreicht wird und in der Summe hier einen Abstrahlwinkel von 34° hat, richtig?

Momentan ist meine Diode über einen 100Ohm Widerstand mit dem Arduino verbunden.

Jetzt stehe ich aber total auf dem Schlauch. Die Diode bekommt den 5V Pegel vom Arduino. Der Spannungsabfall an der Diode ist veränderlich mit dem Vorwärtsstrom bzw. umgekehrt. Der Wiederstand hat bei einem größerem Strom einen höhere Spannungsabfall. Ich weiß lediglich das der Spannungsabfall im Bereich von ca 1,15V und 2,2V liegt und genau das ist mein Problem, warum ich den aktuellen Arbeitspunkt nicht bestimmen kann. Im Studium verwenden wir vereinfacht das CVD-Model mit einem Vorwärtsspannung von 0,7V. Mit diesem festen Wert kann man dann natürlich einfach den Strom etc. berechnen. Irgendwie ist mir hier zu viel veränderlich :D Ich hoffe jemand kann mir da auf die Sprünge helfen.

Nun ist aber abgesehen davon, dass ich nicht in der Lage bin den Arbeitspunkt zu berechnen klar, dass die Diode eher schwach leuchtet. Ich will sie etwas mehr ausreizen und daher im bereich von etwa 600mA betreiben.

Zwar steht im Datenblatt bei "ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS" ein Forward current von 100mA, aber das ist denke für den Dauerbetrieb. Bei meinem Einsatz wird die Diode bei 38kHz pro Puls etwa 13 Microsekunden eingeschaltet, dann 13 Microsekunden ausgeschaltet - und das pro Puls sechs mal. Jeder Puls hat einen Abstand von mindestens 700µS

Im Datenblatt steht ebenso bei "BASIC CHARACTERISTICS" IF = 1 A, tp = 100 μs. Mit den 6 Zyklen à 13µS bin ich bei 78 µS Leuchtzeit, allerdings mit Unterbrechung, sodass die IR-Diode wieder etwas abkühlen kann. Es sollten also durchaus mehr drin sein als 1000mA, aber ich denke mit 600mA bin ich erstmal ganz gut bedient. Was meint ihr? Ist hier mehr auch mehr und ich sollte der IR-Diode mehr abverlangen um eine bessere Reichweite der Diode zu bekommen?

Sobald ich weiß in welchem Bereich ich die Diode betreiben will, muss natürlich eine andere "Schaltung" her, da die 40mA des Arduino Pins dann doch etwas mau sind und ich es damit wahrscheinlich zerstören würde. Ich hab hier noch einen Sack BD139 Transistoren. Gehe ich richtig in der Annahme, dass sich dieser ausgezeichnet dafür verwenden ließe?

Meine Schaltung sieht dann vor, den Collector an die 5V meines Netzteils zu schließen (das hat noch genügend Power übrig), den Emitter an GND und, bei meinen erstmal grob festgelegten 600mA, eine Verstärkung ßf (laut Datenblatt) von etwa 73 habe. Macht also einen Basisstrom von 600mA/73= 8,2mA. Das Basiswiederstand muss dann also 5V/8,2mA = 610 Ohm sein.

Der Arbeitspunkt der Diode liegt bei Q: {600mA, 1,85V}. Bleiben also beim Collector 5V-1,85= 3,15V übrig. Die verbrate ich an einem 3,15V/600mA= 5 Ohm Widerstand.

Mir fällt gerade ein, dass ich den Widerstand und die Diode auch am Emitter anschießen könnte (hatte ich wegen der einfacheren Berechnung erstmal nur am Collector überlegt).

Ist das so von der Überlegung her plausibel und richtig?

Ich werde hier und da noch einige Anpassungen machen müssen, weil ich z.B. nur ein paar 1 Ohm Widerstände habe und dann erst wieder einen 10 Ohm Widerstand...

Ich hoffe das ist so grob ok und jemand kann sich hier zu Bestimmung des aktuellen Arbeitspunktes (auch wenn es für die spätere Schaltung absolut irrelevant ist, aber ich finde es interessant zu wissen) äußern und auch ob mein Vorhaben "so in etwa" funktionieren kann :D

Liebe Grüße!

Du denkst zu kompliziert

Die LED bei 100mA Strom hat eine Vorwertespannung von 1,35V

Der Rest fällt am Vorwiderstand ab.

Also bei Versorgung direkt an 5V idt der Vorwiderstand (5V-1,35)/100mA = 36,5 Ohm. Den nächste E12 Widerstandwert ist 39 Ohm.

Wenn Du jetzt einen transistor zur Ansteuerung nimmst dann mußt Du den spannungsverrlust zwischen Collektor und Emittor brücksichtigen. Dieser ist laut Datenblatt ca 0,5V Also für 100mA ist der richtige Vorwiderstand (5V-1,85-0,5)/100mA = 31,5 Ohm. (33 Ohm)

Für 600mA ist dann der Widerstand ca 4,42 Ohm. (4,7 Ohm)

Die Rechung ist nicht supergenau weil die Collektor-Emittorspannung von strom abhängig ist und ich das nicht berücksichtigt habe.

Ich weiß nicht woher du den Vertärkungsfaktor hast. Ich lese min 25.

Nimm 2 Transistor und schalte sie in Darlingtonschaltung. http://de.wikipedia.org/wiki/Darlington-Schaltung

Der Basiswiderstand kann dan 470 - 1000 Ohm sein.

Grüße Uwe

Hallo,

ich lese aus dem Datenblatt der Diode bei 100µs Einschaltzeit und Dutycycle von 50% als "absolute maximum Rating" 200mA. Rein gefühlsmässig scheinen mir die 600mA ganz schön hoch gegriffen.

Ich habe einen vergleichbaren Sender gebaut und einen Strom von 100mA angepeilt. Nach Anpassung der Widerstände an die E-Reihe und das was ich da hatte, erhält die Diode jetzt ca. 90mA. Damit habe ich zwar keine Reichweitentests durchgeführt aber auf ca. 5m klappt die Übertragung einwandfrei.

Deswegen: Vielleicht willst Du ja lieber mal mit etwas weniger Strom anfangen und sehen ob das ausreicht, bevor Du evtl. die Diode "brätst".

Gruß, Ralf

Verstärkungsfaktor ist eher interessant im linearen Verstärker-Betrieb.

Beim Schalten sollte man zwischen Gesperrt und Sättigung wechseln.
Durch einen kleinen Basis-Strom den Kollektorstrom zu begrenzen, ist der falsche Ansatz.

Ob man tatsächlich eine Darlington-Schaltung braucht, um mit 20 mA vom Arduino 500 mA oder weniger zu schalten …
Der Wert von hFE sollte allerdings weniger das Design-Kriterium sein.
Vom Datenblatt her hat Uwe jedenfalls recht:

Saturation voltage VCEsat max 0.5V @ IC=0.5A IB=50mA

Nimm doch 2 IR-LED's in Reihe. Macht dann 2,7V Bei 3en wird es dann schon knapp. 4,05V - dazu dann noch die Flusspannung über den Transistor. So kannst du den Abstrahlwinkel vergrößern und bei gleichem Strom die Leistung verdoppeln bzw. verdreifachen.

PS seltsame Dinge passieren hier... vorhin war ich eingeloggt und es gab keinen "Replay" Button - jetzt ist er wieder da... kopfschüttel

Also ich habe mit in dem Datenblatt "Figure 1. DC current Gain" angeschaut und daraus den Verstärkungsfaktor abgelesen. Falsch? Beim Verstärkungsfaktor steht ja "mindestens"... aber wenn man was genau ausrechnen will, braucht man schon noch mehr, als nur eine untere Beschränkung. Es macht eben schon einen großen unterschied, ob ich nen Verstärkungsfaktor von 25, 40 oder 73 habe....

Also aktuell wird die Diode ja bei 5V mit einem 100 Ohm Widerstand betrieben. Wie ist da der aktuelle Arbeitspunkt? Mein Problem ist halt der variable Spannungsabfall und der variable Diodenstrom.

Die Spannung wird ca. im Bereich von 1,2V-1,3V liegen. Das ist aber geraten. Wenn ich nun 1,3V als Berechnungsgrundlage nehme, dann bin ich bei 5V-1,3V= 3,7V die über den Widerstand abfallen. Somit wäre ich bei 100 Ohm bei einem Arbeitspunkt von 3,7V/100 Ohm = 27mA und 1,3V. Das ist natürlich nur eine Näherung und nicht exakt und macht mich eigentlich nicht so wirklich Zufrieden.

Auch wenn 100mA schon eine Verbesserung ist, will ich so viel es geht rausholen. 5m Reichweite sind zwar toll, aber meine Diode wird sich in einer "MultiMediabox" befinden, die sich im Fernsehschrank befindet. Die Diode muss also so hell leuchten, dass das reflektierte Licht (Raum ca. 3,5m tief) ausreicht um die Geräte zu schalten.

Was meinen die anderen? ist 600mA zu viel? Im Datenblatt sehe ich nun mal IF = 1 A, tp = 100 μs, also einen Diodenstrom von 1000mA bei 100µs Dauerleuchten. Somit denke ich, dass 600mA mehr als schaffbar sind - wenn ich es ausreizen wollen würde, SOLLTEN sogar 1000mA funktionieren oder nicht?

Und es kommt leider auch nicht in Frage 2 oder 3 Dioden zu verbauen, da die MultiMediabox an der Frontblende nicht aussehen soll wie ein schweizer Käse :-)

Sollten hier noch andere der Meinung sein, dass 600mA zu viel sind, werde ich runter korrigieren. Ansonsten bleibe ich bei der Behauptung, dass die Diode das schaffen sollte :D

Gut dass du das noch eingebracht hast uwe. Den Spannungsabfall zwischen Collector und Emitter hatte ich ganz vergessen.

Somit bin ich also bei 5V-0,5V-1,85V = 2,65V. Der Vorwiderstand müsste dann wie von dir geschrieben korrekterweise 2,65/600mA = 4,42 Ohm sein. Den habe ich aber leider nicht. Bei 10 Ohm (der nächst größere den ich da habe) verkleinere ich den Diodenstrom um mehr als die Hälfte... Ich könnte höchstens zwei 10 Ohm Widerstände parallel schalten, dann käme ich auf 5 Ohm. Darauf wird es dann wohl auch hinaus laufen.

Warum ist es eigentlich die falsche herangehensweise über den Basisstrom den Collektorstrom zu begrenzen? Bzw. wie ist denn der richtige Ansatz? Ihr verwirrt mich :D

Einen Schalttransistor steuert man normalerweise (mehrfach) übersteuert an. Wenn im Datenblatt 25-75 drinsteht, dann rechne mit 12,5 - dann übersteuerst du im schlechtesten Fall noch mit Faktor 2 :wink:
Den maximalen zulässigen Basiststrom sollte man auch nie ganz aus den Augen verlieren. Eben weil jedes Transistorexemplar streut, legt man den Kollektorstrom eben nicht über den Basisstrom fest. Außerdem ist ein 1W über einen Widerstand besser und billiger zu verheizen, als über einen Transistor ;D
Ein Widerstand, an dem du dir die Finger verbrennst, ist noch harmlos. Wenn du dir am Transistor die Finger verbrennst, ist schon Alarm!
Bei der LED ist der sicherste Weg zu messen. Wenn du bei 5V eine einzige LED betreibst, ist es relativ Rille, ob an ihr nun 1,3V oder 1,35V abfallen. Am Widerstand fällt fast das 4-fache ab. 50mV sind 1/74 Stromänderung. Anders sieht es dann schon aus bei 3 LEDs aus. 1,1V nominell am Widerstand - 3x50 mV Unterschied sind schon rund 10% Änderung, wenn dann noch 0,5V am Transistor abfallen, ist die Stromänderung schon heftig!
Miss also einfach mal die an der Diode abfallende Spannung. Wenn die LED 100 mA verkraftet, rechne den Widerstand mal für 80 oder 90 mA aus und miss den Spannungsabfall über der Diode. Entweder du misst den Strom ebenfalls oder du misst den Widerstand und rechnest dann zurück, wieviel Strom fließt.
Wenn du mehr Power brauchst, es gibt auch 1W IR-Leistungs-LEDs. Oder du steuerst mit einem Transistor ein LED Cluster (mehrere in Reihe geschaltete LEDs, jeder Strang ein eigner Vorwiderstand und mehrere Stränge davon parallel) an. Die LED’s richtest du in verschiedene Richtungen aus, das sie quasi wie eine Discokugel rundherum strahlen und sich die einzelnen Strahlenkegel überlappen. Um ein bisschen probieren wirst du vermutlich nicht herumkommen.

Gruß Gerald

Ich denke, du kriegst da noch ein ganz anderes Problem:
du willst Pulse von 13µs Dauer sauber steuern. Da brauchst du schon fast Schaltfrequenzen im MHZ-Bereich, weil du ja anständige Flanken haben willst.

Du solltest da schon auf sowas ausweichen:

http://www.lirc.org/transmitters.html

Hier wird recht geschickt vermieden, die Transistoren in die Sättigung zu treiben, was der Schaltgeschwindigkeit sehr zu gute kommt.
Im Anhang eine noch etwas schnellere Variante davon.

neu-3.jpg

Gunther, er braucht ein 38kHz Rechtecksignal. Da ist es nicht so wichtig einen Rechteck zu haben oder ein verwaschene pulsierende Spannung mit dieser Frequenz. Grüße Uwe

Also die Flanken sollten kein Problem machen, denn die IR-Diode die gerade einfach verbunden ist funktioniert auch. Dennoch danke für die Schaltung, auch wenn sie hier nicht zum Einsatz kommen wird.

Hehe... Es wird EINE IR-Diode verbaut... nicht 3, kein Cluster und auch keine "Discokugel" :-D Das sieht für meinen Geschmack nicht schön aus, an der Frontblende und außerdem Ist der Stromverbrauch unnötig hoch.

Übrigens habe ich gestern spät Abend noch diesen Herren hier gefunden: Link mit TSAL 6200

Hier wird die selbe Diode verbaut und ebenfalls bei 600mA betrieben. Somit sind die 600mA als Arbeitspunkt für meinen Einsatz fest.

Anscheinend ist das Ganze aber nicht so trivial wie ich dachte, da ich immer noch zu ein paar Sachen keine Antwort habe - und das muss hier schon was heißen.

Mit solchen aussagen wie "einen Schalttransistor steuert man normalerweise (mehrfach) übersteuert an" kann ich leider wenig anfangen. Ich hab weder ein Oszilloskop hier, noch ein Multimeter. Selbst wenn, dann könnte ich zwar nachmessen, aber erst bauen, dann anpassen ist irgendwie pfusch. Es muss ja wohl möglich sein die Schaltung von der Größenordnung her einigermaßen genau entwerfen zu können.

Was mich auch wundert ist, dass hier nun das entwerfen eines Schaltplans über die Begrenzung des Basisstroms gänzlich in Frage gestellt wird, während hier noch bei ein und der selben Idee keine Rede davon war.

Im Prinzip bin ich jetzt verwirrter als vor den stellen der Frage hier :D

Also nochmal: Kann man den Verstärungsfaktor so ablesen, wie ich das im Datenblatt bei "Figure 1. DC current Gain" gemacht habe.

Ich würde gerne einfach nur eine Diode bei 600mA (+/-) betreiben und brauche dafür eine simple Schaltung. Also keine Kanonen aus einer IR-Diode, 2 Dioden, 2 Kondensatoren, 2 Transistoren und 5 Widerständen.

Das muss doch auch simpler gehen.

Schalttransistoren werden in Sättigung betrieben. Das heißt daß der Bassistrom viel größer als der Basisstrom ist, der sich aus Collektorstrom und Verstärkungsfaktor errechent. Dadurch hat der Transistor die kleinste Verlustleistung und am Verbraucher verbleibt am meisten Spannung.

Grüße Uwe

Wenn's einfach plug & play mit 600mA fix und fertig sein soll, dann brauchst du eine analog aufgebaute Konstantstromquelle, die halt auf 600mA eingestellt ist. Analog betone ich deshalb so, da man für LEDs bei derartigen Strömen lieber auf getaktete Konstantstromquellen zurückgreift, die nach dem prinzip eines Schaltnetzteiles funktionieren und kaum Verluste haben. Deren Taktung ist hier aber kontraproduktiv, da du ja ein 38Khz Signal aufmodulieren willst. Vorm Prinzip her sieht das dann so aus: lm317 konstantstromquelle Allerdings ist der Spannungshub für den LM317 zu gering. Über den müssen mindestens 3,5V abfallen, damnit er vernünftig regelt. Dazu kommen 1,25V die am Widerstand abfallen müssen. Plus die Spannung der IR-LED. Da reinen 5V nicht aus. Die Lösung wäre ein Low Drop Regler. Z.B. ein LM1117adj http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1117-n.pdf Der "Trick" besteht eigentllich nur darin, den Spannungsteiler einer einstellbaren Konstantspannungsquelle (denn das sind der LM317 und der LM1117adj) so niederohmig zu machen, das sie gleichzeitig die Last darstellen. Ein Teil ist in diesem Fall die LED und am Widerstánd fällt die im Datenbaltt angegebene Adj Spannung von meist 1,25V ab. Somit kann man einen konstanten Strom einstellen. Der Spannungsregler braucht ein kleines Kühlblech. Bei 5V langt da ein Fingerkühlkörper. Diese Konstantstromquelle verwendest du statt des Widerstandes und bist so ziemlich alle Sorgen der Arbeitspunkteinstellung (Messen) los.

Gruß Gerald

Leon333: Kann man den Verstärungsfaktor so ablesen, wie ich das im Datenblatt bei "Figure 1. DC current Gain" gemacht habe.

Ja, kann man. Man sollte aber den abgelesenen Wert nicht in der Berechnung verwenden, wenn der Transistor als Schalter verwandt wird. Wenn die Last am Transistor bis ca. 100mA ist, solltest Du eine Verstärkung von 20 bis 30 annehmen. Wenn die Last am Transistor größer als 100mA ist, solltest Du nur 10 als Verstärkungsfaktor annehmen.

Dadurch wird der Transistor übersteuert, man sagt auch gesättigt oder "in die Sättigung getrieben". Hierdurch wird sichergestellt, dass die Verlustleistung am Transistor selbst möglichst gering ist.

Anders ist es, wenn der Transistor ein Signal verstärken soll. Dann wird man tunlichst vermeiden, ihn in die Sättigung zu treiben, weil sonst das Ausgangssignal verzerrt wird. Dann wird der Stromverstärkungsfaktor aus dem Datenblatt interessant.

Um eine lange Geschichte kurz zu machen, errechne einfach mit einem Faktor von 10 den Basis-Vorwiderstand. Schließe die Diode mit einem passenden Vorwiderstand an den Kollektor an. Wenn Dir der Faktor von 10 nicht reicht, kaufe oder bastele Dir einen Darlington-Transistor. - Eigentlich wurde Dir das alles schon vorher in den Posts geraten, ich habe es nur nochmal zusammen gefasst.

Gruß, Ralf

Der Unterschied zwischen Normalbetrieb und Sättigung ist hier sehr gut gezeigt:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1506161.htm

Ok ich glaube ich habe jetzt verstanden, warum hier viele wollen, dass ich den BJT in Sättigung betreibe. Im Sättigungsbereich ist die Verlustleistung im Transistor klein und die Gefahr einer Beschädigung durch Überhitzung ist kleiner.

Meine Schaltung wird momentan im linearen bereich betrieben, bei dem im Transistor verhältnismäßig mehr Leistung umgesetzt wird und er daher wärmer wird.

Falls das so richtig ist: Der Transistor hat mit 600mA schon einiges umzusetzen. Allerdings sind doch die Zeiten in denen die IR Diode leuchtet auch extrem kurz. Die IR-Diode ist gerade mal 13µs eingeschaltet und das auch gerade mal 6 mal vor einer immer verhältnismäßig langen Pause.

Ich will den Transistor zwar als Schalter verwenden, allerdings im linearen Bereich - also sozusagen mit fest eingestellten Durchflusswerten.

Wenn das so unüblich ist, verstehe ich nicht, warum das in diesem Thema noch ok war. Ich mache da ja im Prinzip nichts anderes, nur eben bei einer höheren Spannung und einem wesentlich kleineren Strom oder wo ist hier der entscheidende Unterschied?

Ideal wäre es natürlich eine (regelbare) Konstantstromquelle zu verbauen, die mir meine 600mA ausgibt und ich mir damit über viele Dinge keine Sorgen machen brauche. Aber eigentlich bin ich der Meinung, dass ich doch schon Bauteile da habe, mit denen man, wenn auch nicht ganz so Elegant, das gleiche Ergebnis erzielen kann.

Wie man auf den Faktor von 10 als ßf weiß ich auch nicht. Klar kann ich damit rechnen und komme dann auf maximal 400mA in den Collector, bei den maximal angenommenen 40mA die das Arduino in die Basis geben kann (ohne Widerstand), aber wo kommt dieser Wert her? Wenn ich die 73 auch irgendwie stimmen, dann würde ich bei keinem Basiswiderstand einen Collectorstrom von fast 3A haben... und daher nehme ich nicht einfach "irgendeinen" Wert zur Berechnung, der im Datenblatt nirgends vorkommt und für mich auch absolut nicht nachvollziehbar ist.

Leon333: Ok ich glaube ich habe jetzt verstanden, warum hier viele wollen, dass ich den BJT in Sättigung betreibe.

Du kannst machen was Du willst, Du darfst Deine Fehler ruhig machen. Wir bieten nur unser Wissen an um elektronische Untiefen zu umschiffen ;) ;) ;)

Im Sättigungsbereich ist die Verlustleistung im Transistor klein und die Gefahr einer Beschädigung durch Überhitzung ist kleiner.

richtig, Du brauchst keine Kühlkörper, die die Schaltung größer und teurer machen.

Falls das so richtig ist: Der Transistor hat mit 600mA schon einiges umzusetzen. Allerdings sind doch die Zeiten in denen die IR Diode leuchtet auch extrem kurz. Die IR-Diode ist gerade mal 13µs eingeschaltet und das auch gerade mal 6 mal vor einer immer verhältnismäßig langen Pause.

Nicht ganz so. 38KHz Grundschwingung. Diese wird Ein- bzw Ausgeschaltet, aber nicht nach jeder Vollwelle, sondern mit Zeiten von ca 300µS bis 1000µS (Sage ich mal so aus meiner Erinnerung) Diese Zeiten stammen aus der Codierung der übertragenenWerte. Darum ist die Verlustleistung nicht so klein wie Du denkst, aber kleiner als bei Dauerbetrieb.

Ich will den Transistor zwar als Schalter verwenden, allerdings im linearen Bereich - also sozusagen mit fest eingestellten Durchflusswerten.

Dann ist es kein Schalter. Ein Schalter braucht eine von der Last unabhängige Betätigungsleistung und begrenzt die Schaltleistung nicht. Außerdem ist der Verstärkunsfaktor nicht konstant, weder zwischen gleichen Transistoren und er ändert sich auch noch mit dem Collektorstrom. Ein Verstärker limitiret seine Verstärkung niemals durch den Verstärkerfaktor sondern durch die Beschaltung.

Wenn das so unüblich ist, verstehe ich nicht, warum das in diesem Thema noch ok war. Ich mache da ja im Prinzip nichts anderes, nur eben bei einer höheren Spannung und einem wesentlich kleineren Strom oder wo ist hier der entscheidende Unterschied?

Ideal wäre es natürlich eine (regelbare) Konstantstromquelle zu verbauen, die mir meine 600mA ausgibt und ich mir damit über viele Dinge keine Sorgen machen brauche. Aber eigentlich bin ich der Meinung, dass ich doch schon Bauteile da habe, mit denen man, wenn auch nicht ganz so Elegant, das gleiche Ergebnis erzielen kann.

Dann brauchst Du aber mehr Spannung am Regelglied und Du hast mehr Verlustleistung und mehr Schaltungsaufwand.

Wie man auf den Faktor von 10 als ßf weiß ich auch nicht. Klar kann ich damit rechnen und komme dann auf maximal 400mA in den Collector, bei den maximal angenommenen 40mA die das Arduino in die Basis geben kann (ohne Widerstand), aber wo kommt dieser Wert her? Wenn ich die 73 auch irgendwie stimmen, dann würde ich bei keinem Basiswiderstand einen Collectorstrom von fast 3A haben... und daher nehme ich nicht einfach "irgendeinen" Wert zur Berechnung, der im Datenblatt nirgends vorkommt und für mich auch absolut nicht nachvollziehbar ist.

Die Verstärkung nimmt mit dem Kollektorstrom ab. 10 ist ein Erfahrungswert mit großem Sicherheitsspielraum, der aus den Daten im Datenblatt angenommen wird. Dort ist für 0,5A Collektorstrom mindestens 25 angegeben. Da 10 ein sehr leiner Wert ist und Du diese Transistoren zur Verfügung hast habe ich dir einen Darlingtonschaltun vorgeschlagen damit die Verstärkung in einen brauchbaren bereich kommt.

Grüße Uwe

Man könnte auch gleich einen FET nehmen. Damit umgeht man diese ganzen Probleme. Bei 38kHz kommt man dann zwar eventuell in den Bereich in dem sich die Gate-Kapizität negativ bemerkbar macht, aber das ist einfacher zu handhaben.

Er schrieb, daß er viele BD139 zuhause hätte... Ansonsten, Ja Mosfet ist eine Lösung. Grüße Uwe

"viele" ist relativ. Ich habe noch 5 Stück hier. Das ist aber mehr als 0 :D

Du sagst, dass der Verstärkungsfaktor bei großem Collectorstrom klein ist, aber was ist ein "großer Collectorstrom" ?

Wenn ich jetzt deinem Rat folgen möchte und eine Darlington-Schaltung bauen will, wie gehe ich da vor?

Am Ende soll 600mA "raus kommen". Mit dem Faktor 10 wegen dem "großen Collectorstrom" bin ich am hinteren Transistor bei 60mA Basisstrom = Eimtterstrom des vorderen Transistors. Der verstärkt dann aber wegen "keinem großen Collectorstrom" bei 25, also ist der Basisstrom des vorderen Transistors 60mA/25 = 2,4mA oder wie?

Dann muss ich mir den Rest noch "dazu bauen", also gilt für den hinteren Transistor: 5V-1,85V (Diode) - 0,5V (CE Drop) = 2,65V Der Collectorwiderstand muss also 2,65V/600mA = 4,41 Ohm sein. Leider habe ich keinen 4,7 Ohm Widerstand. Mit zwei 10 Ohm Widerständen parallel bin ich dann bei 5Ohm. Also fließen in den Collector (des hinteren Transistors) 2,65V/5 Ohm 530mA.

Die Diode könnte ich dann an den Emitter bauen, dann bekäme diese 530mA + den Basisstrom. Der wiederrum ist aber nicht 60mA wie eben angenommen, sondern 53mA, weil meine Bauteile nur 5 Ohm hergeben und der Verstärkungsfaktor bei 10 liegt.

Der vordere Transistor soll einen Emitterstrom von 53mA haben, also grob 50mA Collectorstrom. Der Collectorwiderstand des 1. Transistors muss dann bei 5v-0,5 (CE drop) - 1V (BE drop am 2. Transistor) - 1,85V (Diode) = 1,65V / 50mA = 33 Ohm liegen.

Da komme ich mit einem 22 Ohm in Reihe mit nem 10 Ohm Widerstand auch ungefähr hin.

Der Basisstrom des ersten Transistors liegt ja bei 2mA (50mA / 25). Der Basiswiderstand berechnet sich also zu 5V -1V (BE drop 1. Transistor) - 1V (BE drop 2. Transistor) - 1,85V (Diode) = 1,15V / 2mA = 575 Ohm.

Den könnte ich mir aus nem 470er und nem 100er zusammenbauen ... der nächst größere den ich hab ist 680 Ohm...

Ist das so richtig? Irgendwas wichtiges vernachlässigt oder grundsätzlich was falsch gemacht?

Sollte alles richtig sein, so hat der Basiswiderstand des 1.Transistors eine Verlustleistung von 1,15V*2mA = 0,0023W (also alles i.O).

Der Collectorwiderstand des 1.Transistors hat eine Verlustleistung von 1,65V * 50mA = 0,0825W. Das ist also auch i.O.

Die parallel geschalteten Widerstände Collector des 2. Transistors haben eine Verlustleistung von 2,65V*600mA= 1,59W. Das heißt jeder Widerstand setzt ~ 0,8W in Wärme um.

Dumm nur: Meine Wiederstände sind 0,25W Widerstände. Brennen diese mir durch oder gilt hier das Argument "kurze Pulsdauer" oder wenigstens "0,25W Dauerlast, aber ne kurze 0,8W Spitze ist schon ok" ?

Bin darauf ob es so nun ok ist und ob ich es endlich gerafft habe.

Leon333: "viele" ist relativ. Ich habe noch 5 Stück hier. Das ist aber mehr als 0 :D

Du sagst, dass der Verstärkungsfaktor bei großem Collectorstrom klein ist, aber was ist ein "großer Collectorstrom" ?

Laut datenblat bei 150mA ist Hfe mindestens 40 und bei 500mA mindestens 25.

Wenn ich jetzt deinem Rat folgen möchte und eine Darlington-Schaltung bauen will, wie gehe ich da vor?

Am Ende soll 600mA "raus kommen". Mit dem Faktor 10 wegen dem "großen Collectorstrom" bin ich am hinteren Transistor bei 60mA Basisstrom = Eimtterstrom des vorderen Transistors. Der verstärkt dann aber wegen "keinem großen Collectorstrom" bei 25, also ist der Basisstrom des vorderen Transistors 60mA/25 = 2,4mA oder wie?

Dann muss ich mir den Rest noch "dazu bauen", also gilt für den hinteren Transistor: 5V-1,85V (Diode) - 0,5V (CE Drop) = 2,65V Der Collectorwiderstand muss also 2,65V/600mA = 4,41 Ohm sein.

In Diesem Fall redet man nicht von Collektorwiderstand sondern das ist der Vorwiderstand der LED.

Leider habe ich keinen 4,7 Ohm Widerstand. Mit zwei 10 Ohm Widerständen parallel bin ich dann bei 5Ohm. Also fließen in den Collector (des hinteren Transistors) 2,65V/5 Ohm 530mA.

Die Diode könnte ich dann an den Emitter bauen, dann bekäme diese 530mA + den Basisstrom. Der wiederrum ist aber nicht 60mA wie eben angenommen, sondern 53mA, weil meine Bauteile nur 5 Ohm hergeben und der Verstärkungsfaktor bei 10 liegt.

Den Emittor MUßT Du an Masse schalten da ansonsten der Spannungspegel an der Basis zu hoch wird. Zwischen Basis und Eniter fallen 0,7V bei einem Transistor und 1,4V bei der Darlingtonschaltung ab. Wenn Du nun die LED zwischen Emitter und Masse schaltest ist dann der notwendige Spannungspegen an der Basis zu hoch damit die Schaltung funktionier. Darum die LED an den Collektor geben. Die paar mA Basisstrom machen die Sache nicht mehr fett.

Der vordere Transistor soll einen Emitterstrom von 53mA haben, also grob 50mA Collectorstrom. Der Collectorwiderstand des 1. Transistors muss dann bei 5v-0,5 (CE drop) - 1V (BE drop am 2. Transistor) - 1,85V (Diode) = 1,65V / 50mA = 33 Ohm liegen.

Da komme ich mit einem 22 Ohm in Reihe mit nem 10 Ohm Widerstand auch ungefähr hin.

Die Darlingtonschaltung kann man ohne Widerstände zwischen den Transistoren bauen. Es genügt ein Widerstand zwischen Arduino Pin und Basis des ersten Transistors. Der Transistor der vom ArduinoPin Angesteuert wird kann auch ein anderer Typ sein als der Leistungstansistor der die LED ansteuert.

Der Basisstrom des ersten Transistors liegt ja bei 2mA (50mA / 25). Der Basiswiderstand berechnet sich also zu 5V -1V (BE drop 1. Transistor) - 1V (BE drop 2. Transistor) - 1,85V (Diode) = 1,15V / 2mA = 575 Ohm.

Den könnte ich mir aus nem 470er und nem 100er zusammenbauen ... der nächst größere den ich hab ist 680 Ohm... Ist das so richtig?

Wenn Du Widerstände für Schalttransistoren bemißt dann nimm einen kleineren Wert als errechnet solange der Ausgang den Strom liefen kann.

Irgendwas wichtiges vernachlässigt oder grundsätzlich was falsch gemacht?

Sollte alles richtig sein, so hat der Basiswiderstand des 1.Transistors eine Verlustleistung von 1,15V*2mA = 0,0023W (also alles i.O).

Der Collectorwiderstand des 1.Transistors hat eine Verlustleistung von 1,65V * 50mA = 0,0825W. Das ist also auch i.O.

Die parallel geschalteten Widerstände Collector des 2. Transistors haben eine Verlustleistung von 2,65V*600mA= 1,59W. Das heißt jeder Widerstand setzt ~ 0,8W in Wärme um.

Dumm nur: Meine Wiederstände sind 0,25W Widerstände. Brennen diese mir durch oder gilt hier das Argument "kurze Pulsdauer" oder wenigstens "0,25W Dauerlast, aber ne kurze 0,8W Spitze ist schon ok" ?

Bin darauf ob es so nun ok ist und ob ich es endlich gerafft habe.

Du kannst mit 8 Widerständen eine Paralell-Reihenschaltung machen ( jeweils 4 paralell und 2 solche gruppen in Reihe)

Grüße Uwe