Hay, ich bin zurzeit in der Ausbildung 1 Lehrjahr und wollte mich mal in Praxis bisschen beschäftigen.
In der Schule haben wir das Ohmsche Gesetz kennengelernte. Damit kann man ja mit Strom, Spannung und Widerstand rum spielen. Das heißt z.b I = U/R wenn ich jetzt mehr Strom haben möchte muss ich einen kleineren Widerstand nehmen.
Beispiel Arduino Platine hat 5V Ausgangspannung, und 40 mA damit kommt man auf R=U/I=125 Ohm.
Wenn ich jetzt ein größeren Strom bräuchte muss ich irgendwie diesen widerstand kleiner machen.
I = U/R = 5V/50Ohm = 100mA
Mein Ziel ist es jetzt eine Reale anzusteuern das Reale wird mit 24V angesteuert. Die Frage ist jetzt wie kann ich mit der Arduino diese 24V erreichen? Da klappt diese Methode jetzt irgendwie nicht
Den Ausgang eines Arduinos darfst du höchsten mit max. 40 mA belasten.
Das bedeutet, ein Relais, welches 80 oder mehr mA benötigt, würde den Ausgang zu stark belasten und diesen evtl. zerstören.
Wenn das Relais (nicht Reale) 24 Volt zum Schalten benötigt musst du mindestens einen Transistor als Treiber dazwischen schalten. Und eine Freilaufdiode ist ebenso wichtig.
nimmst logic level mosfet. n kanal. ausgang arduino mit pulldownresi 20k an gate, surce an masse, drain an relais, relais an +24v, freilaufdiode an beide schnappel vom relais. thema erledigt.
z.b. LL-mosfet IRL540N
völlig oversized, aber von denen kann man immer mal ne handvoll in der tasche haben. 100 v 36A
ansonsten halt ein kleineren vertreter raussuchen.
frage: wozu überhaupt ein altertümliches relais? auch für höhervoltiges jibtet elektronische lastrelais.
Beispiel Arduino Platine hat 5V Ausgangspannung, und 40 mA damit kommt man auf R=U/I=125 Ohm.
Wenn ich jetzt ein größeren Strom bräuchte muss ich irgendwie diesen widerstand kleiner machen.
I = U/R = 5V/50Ohm = 100mA
Und machst den Ausgang kaputt. Der kann nur 40mA geben besser nur 20mA abverlangen.
Um ein Relais anzusteuern brauchst Du einen Transistor, Einen Basiswiderstand am Transistor und eine Diode die die Selbstinduktionsspannung des Relais beim Ausschalten kurzschließt damit der Transistor nicht kaputgeht.
Der negative Pol der 24V Versorgung muß mit GND des Arduino verbunden werden.
ardubu:
kleiner Rechenfehler! I = U/R = 5V/50Ohm = 10mA
alles zurück, ich habe 500 Ohm gelesen
Kein Rechenfehler
Da steht 50 Ohm.
und es sind 100 mA.
das hat Frotzzi auch geschrieben:
Beispiel Arduino Platine hat 5V Ausgangspannung, und 40 mA damit kommt man auf R=U/I=125 Ohm.
Wenn ich jetzt ein größeren Strom bräuchte muss ich irgendwie diesen widerstand kleiner machen.
I = U/R = 5V/50Ohm = 100mA
Frotzzi:
Wenn ich jetzt ein größeren Strom bräuchte muss ich irgendwie diesen widerstand kleiner machen.
Das ist richtig. Das Ohmsche GesetzR = U / Ihast du verstanden.
Gibt aber noch mehr Gesetze:
Das über die elektrische Leistung P = U * I sagt, dass bei 5V an einem 50 Ohm Widerstand (100 mA)
eine Leistung von 500 mW verbraten werden. Normale Widerstände sind für 1/4W ausgelegt, ein halbes Watt kannst du mit dem Finger fühlen. (Dass der Widerstand schwarz wird und zu stinken anfängt, garantiert dir keiner, dass nach dem Versuch der Widerstand genauso ist wie vorher, aber leider auch keiner)
Elektronik ist deutlich empfindlicher und Datenblätter sollten ernst genommen werden: Aus einem Arduino Pin solltest du wirklich du keine 100 mA rausbekommen wollen, ob du den Effekt mit dem Finger spürst, ist nicht so klar wie bei dem 50 Ohm Widerstand an einem 5V Netzteil.
Nur eine kurze Erklärung, genaueres bitte in den entsprechenden Artikeln nachlesen.
Frotzzi:
Ich habe jetzt mal bisschen recherchiert um zu sehen was ein Transistor so ist.
Da gibt es verschiedene Typen: z.B. Bipolare, Fets usw.
Ein Transistor schaltet einfach ab einer gewissen Spannung (0,7V) den Strom durch. "Oder?"
Ein bipolaren Transistor wird bei 0,6 Volt Basisspannung, gemessen gegenüber Emitter, leitend.
Wie wird er den verstärkt das verstehe ich nicht? Wie kann ein Transistor mehr Spannung oder mehr Strom erzeugen?
Der Transistor erzeugt nicht mehr Spannung oder Strom, sondern wird im Falle des bipolaren zwischen Kollektor und Emitter leitend und kann darüber einen höheren Strom fließen lassen, bzw. eine höhere Spannung schalten. Das ist im übertragenden Sinne die Verstärkung.
Ich hoffe, das diese Erklärung für dich verständlich ist und nicht total daneben liegt, hoffe aber auf zahlreiche Ergänzungen.
Natürlich sind die Erklärungen in den nachfolgenden Beiträgen sehr viel ausführlicher.
HotSystems:
Ein bipolaren Transistor wird bei 0,6 Volt Basisspannung, gemessen gegenüber Emitter, leitend.
Der Transistor erzeugt nicht mehr Spannung oder Strom, sondern wird im Falle des bipolaren zwischen Kollektor und Emitter leitend und kann darüber einen höheren Strom fließen lassen, bzw. eine höhere Spannung schalten. Das ist im übertragenden Sinne die Verstärkung.
Einspruch.
Ein Bipolarer Transistor (NPN oder PNP) schaltet mit Strom.
Die Größe des Basisstroms bestimmt den Kollektorstrom. Beide Ströme fließen zum Emitter.
Zum digitalen Schalten von Lasten wird der Basis genug Strom gegeben damit der Transistor ganz leitet (voll durchsteuert, In Sättigung geht). Dann ist der Kollektorstrom unabhängig vom Basisstrom und die Verlustleistung im Transistor wegen der Spannungsabfälle ist am kleinsten.
Da zwischen Basis und Emittor eine Diodenstrecke ist, ist die Spannung ca 0,6-0,7V. Damit kein Kurzschluß entsteht muß zwischen Arduino-Ausgang und Basis ein Widerstand geschaltet werden. Werte zwischen 220 Ohm und 1kOhm sind üblich und meist richtig. Die genaue Berechnung erfolgt unter Berücksichtigung der Stromverstärkung des Transistors und des Kollektorstroms (Laststrom).
Mit einem kleinen Strom kann man größere Ströme schalten und darum wird der Strom "Verstärkt".
Man kann Transistoren auch als Verstärker mit einem definierten Verstärkungsfaktor betreiben, dann braucht es aber Schaltungen mit Widerständen die die Verstärkung bestimmen. Das ist eine kompliziertere Schaltung von Transistoren und wird bei Analogsignalen verwendet. Die Verlustleistung ist größer.
Eine ander Art Transistoren sind die Feldefekttransitoren (FET und MOSFET).
Diese haben eine Verbindung zwischen Source und Drain. Der Widerstand dieser Verbindung nimmt mit der Spannung zwischen Gate und Source ab oder zu (es gibt beite Typen von MOSFET) Normalerweise mit Arduino verwendet man die MOSFET die mit einer Spannung leitend werden (Widerstand abnimt). Auch hier gibt man dem MOSFET genügend Spannung, daß dieser ganz durchsteuert (der Widerstand am kleinsten ist).
Deine Aussagen sind etwas schwammig. Ein BJT leitet, wenn mindestens 0,6-0,7V an der Basis gegenüber dem Emitter anliegen, weil dann ein Basis-Strom fließt. Die Angabe der BJT wird bei 0,6V Basisspannung leitend ist irreführend. Ein BJT kann nicht mit einer Spannung um 0,6V aus einer Spannungsquelle gesteuert werden, sondern mit einem Strom, dessen Größe vom Basiswiderstand und der Spannung eines (Arduino-) Ausgangs bestimmt wird.
Der Kollektorstrom ist vom Basisstrom abhängig.
Ich glaube Anfängern muß der Sachverhalt einfach, aber richtig erklährt werden.
Danke euch, wenn ich es richtig verstehe dann werden dir 5V nicht einfach auf 24 Volt verstärkt.
Also muss ich von irgendwo anders (nicht aus der Arduino Platine) mehr Strom zu weisen und kann man mit der Arduino den Transistor ansteuern. Dieser wird dann leitend und leitet den Großen Strom weiter.
Dann ist aber eine Transistor ähnlich wie ein Rele oder? Ich steuer mit kleiner Spannung das Rele an und es schaltet dann denn Großen Strom. Genau so wie ein Transistor.
Völlig richtig erkannt.
Ein Transistor ist nichts weiter als ein Relais mit einem Schließkontakt.
Eine CPU aus deinem Rechner ist ja auch vom Prinzip nichts anderes als ne riesige Ansammlung von Transistoren auf extrem kleinen Raum.
Die ersten Rechenmaschinen, und das waren wirklich "Maschinen", waren so groß wie ein kleines Haus und wurden mit Relais betrieben. Aber leistungsstark wie n Taschenrechner
Ein Transistor hat wenig mit einem Relais gemeinsam.
Beim Transistor sind Steuerkreis und Lastkreis nicht galvanisch getrennt und Transistoren können nicht Wechselstrom schalten.
Du kannst mit 5V-Signal mit einem Transistor eine Last auf einem 24V Kreis schalten. Die Massen (Minuspole) de beiden Spannungen müssen verbunden sein. Du brauchst eine 5V Spannungsversorgung und eine 24V Spannungsversorgung. Die 5V kannst Du auch aus den 24V mittels eines DC/DC Wandlers (Schaltwandler, Step Down Wandler) erzeugen.
Auch gab es nie Coumputer auf Relais-Basis, die so leistungsfähig (und zuverlässig) wie ein Taschenrechner gewesen wären.
Aber abgesehen von den gravierenden Unterscheiden im Detail, wenn panpiras Vergleich hilft, warum nicht.
Bei "selbst versuchen" lernt man sicher mehr als von einem Schul-Vortrag (wobei ein guter Vortrag auch möglichst viele Details weglässt)
