Suche eine starke 940nm IR LED und Treiberschaltung

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themanfrommoon:
Ähm, ja, ihr erwartet von mir das ich in der Lage bin mit den Worten Vorwiderstand, Transistor und IR LED Datenblatt eine Verstärkerschaltung auszulegen.
Zu meiner Schande muss ich leider gestehen, dass ich das nicht bin. Sonst hätte ich hier auch gar nicht erst gefragt.

OK, also ich würde das zum Beispiel so machen (bin übrigens auch nicht "vom Fach"):
mosfet_lowside_switch_ir_led_driver.png
Ich hoffe, du kannst einfache Schaltpläne lesen :slight_smile:

Wie groß R3* sein muss, hängt von den verwendeten IR-LEDs und dem gewünschten Strom ab.

Man kann das so berechnen:
R3 = ( [Vcc] - [LED-Forward-Voltage] ) / [LED-Forward-Current]

Beispiel:
Vcc: 5 Volt
LED-Forward-Voltage: 1,35 Volt. Es gibt 2 LEDs also: 2,7 Volt
LED-Forward-Current: 100mA (also 0,1A)

Rechnung:
(5-2,7) / 0,1 = 23 Ohm (nimm den nächsthöheren Wert, den du hast).

Zu den Bauteilen:
Der IRLZ34 ist für diese Anwendung vielleicht ein wenig überdimensioniert, allerdings ist es ein sehr gängiger MOSFET, der leicht zu bekommen ist und in keinem "Hobby-Löt-Labor" fehlen sollte, also ein "Standardbauelement".

*) Das ist übrigens der "Vorwiderstand" - auch wenn er in diesem Fall nicht vor sondern nach den LEDs angeordnet ist. :slight_smile:

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in Post#1 von Hotsystemd ist ein Link auf verschiedene Schaltpläne, die zeigen, wie man eine LED Treiberschaltung mit einem Transistor baut.
Sagen dir diese Zeichnungen gar nichts?

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themanfrommoon:
Tja, Schade eigentlich.
Ich hatte ja auf konkrete Hilfe gehofft. War wohl leider nix.
Google gibt tausend Antworten. Leider kann ich damit nix anfangen.
Ich finde zig verschiedene Schaltungen, alle mit unterschiedlichen Bauteilen.
....

Und warum schreibst du nicht einfach, dass du die Schaltbilder nicht lesen bzw. verstehen kannst.

Dann hätten wir schon früher, genauer darauf eingehen können.
Jetzt hast du ja eine sehr präzise Antwort von uxomm bekommen.
Damit solltest du klar kommen.

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Hi Chris,

es ist kein Problem etwas nicht zu wissen, oder zu können, aber wie schon oben geschrieben wurde, ist ein Hinweis wo man den Fragesteller abholen muss für beide Seiten von Vorteil. Für den einen welchen Aufwand man beim antworten betreibt, und auf der anderen Seite, eine Antwort zu bekommen, mit der man auch etwas anfangen kann.
uxomm hat die Treiberstufe schön erklärt, nur bei dem MOSFET wird mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Wenn Du den mit einem Transistor BC337 ersetzt und R1 mit 1k Ohm ersetzt, passt auch alles. Der BC337-xx ist ein Standardtyp und kann bis max. 800mA schalten, gibt es für 4 cent bei Reichelt, oder in jeder anderen Apotheke. Die letzten beiden Ziffern (-xx) sind hier 16 oder 25 oder 40, und stehen für die Stromverstärkung des Transistors, ein Faktor der aussagt, mit wie wenig Basisstrom man die Kolektor-Emitter-Strecke komplett durchschalten kann.

Gruß André

PS: Falls weitere Erklärungen gewünscht, dann melde Dich einfach.

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Ich weiss nicht, wie ihr das schafft quasi pausenlos online zu sein und zu supporten.
Falls es schon wieder zu lange her ist, bedanke ich mich an dieser Stelle einfach nochmal dafür, kann man garnicht oft genug tun für diesen super Support.
Dass ich nicht so einfach zufriedenzustellen bin, hat der eine oder andere sicher schon gemerkt, ist auch kein Geheimnis.
Der Grund dafür ist, das ich auch gerne verstehen möchte was da vor sich geht und ich nicht einfach blind irgendwas nachbaue. Ich hoffe das ist auch nachvollziehbar. Auch wenn ich in diesem Forum noch nicht so richtig ganz verstanden habe wie der Hase läuft, aber ich hoffe so langsam schleift sich das auch bei mir ein....

Also mal konkret zu der Schaltung von uxomm in #20.
Ich fang mal an laut zu denken:
Ich als Quasi Nicht-Elektroniker, oder Schaltungsanfänger oder noob oder was auch immer habe natürlich so Schaltungen in dieser Art gefunden. Es waren auch eine Menge umfangreicherer Schaltungen dabei, die ich gleich aussortiert habe.
Ich weiss, das das irgendein Transistor, einige Widerstände und eine IR Diode ist.
Soweit, so gut. Aber das war es denn auch schon wieder.
In der Schaltung sind zwei IR LEDs unbekannten Typs in Reihe geschaltet.
Man kann auch nur eine LED nehmen.
Vielleicht kann man auch zwei LEDs parallel schalten.
Daraus ergeben sich folgende Fragen für mich:

  1. Wie viele LEDs in welcher Schaltung (parallel oder seriell). Was sind die folgen wenn eine ausfällt?
  2. Soll man vielleicht zwei verschiedene LEDs nehmen, eine mit großem Abstrahlwinkel, eine mit geringen Abstrahlwinkel?
  3. Welche LEDs soll ich nehmen? Dony hatte ein 950nm vorgeschlagen, ich denke aber das eine 940nm besser passt. Da hatte uxomm ja die Vishay TSAL 6200 vorgeschlagen.
    Um es einfach zu halten, würde ich erstmal mit einer Diode anfangen, und dann nehme ich die von uxomm.
    Als nächstes der Transistor.
    Da hat uxomm einen IRLZ34 MOSFET vorgeschlagen. Wenn ich bei Conrad nach MOSFET suche, dann kommen dort 2687 Ergebnisse. Bei Reichelt sind es 1624 Ergebnisse. Warum nimmt man nun ausgerechnet einen IRLZ34, und warum sollte der in keinem "Hobby-Löt-Labor" fehlen?
    Mein Gefühl hat SpaghettiCode gerade bestätigt, ich habe schon vermutet, dass ein MOSFET schon ne ordentliche Kanone ist, und ich lieber was in TO-92 Größe hätte.
    Was ich nicht verstanden habe, was ich damit anfangen soll ist:

F = 100 mA, tp = 20 ms
IF = 1 A, tp = 100 µs

Ich vermute sowas wie zulässigen Strom abhängig von der Einschaltdauer.
Aber was fange ich jetzt damit an?

Die letzten beiden Ziffern (-xx) sind hier 16 oder 25 oder 40, und stehen für die Stromverstärkung des Transistors, ein Faktor der aussagt, mit wie wenig Basisstrom man die Kolektor-Emitter-Strecke komplett durchschalten kann.

Soweit klar, aber wie rechnet man das aus oder bestimmt welchen man braucht?

Im Datenblatt der Vishay TSAL 6200 habe ich folgende Angaben zu Strömen gefunden:
Forward current IF 100 mA
Peak forward current tp/T = 0.5, tp = 100 μs IFM 200 mA
Surge forward current tp = 100 μs IFSM 1.5 A

Im Datenblatt der Vishay TSAL 6200 habe ich folgende Angaben zu Spannungen gefunden:
IF = 100 mA, tp = 20 ms VF TYP. 1.35 MAX. 1.6 V
IF = 1 A, tp = 100 μs VF TYP. 2.2 MAX.3 V

Ich mache es mal so konkret wie ich kann:
Ich suche die Werte von R1, R2 und R3 in Widerstand und Leistung für die Schaltung aus #20 mit nur einer Vishay TSAL 6200 und einem BC337. (wenn das denn so geht?) Welchen Verstärkungsfaktor muss der Transistor haben?

Dann wurde mir in einem anderen Thread noch vorgeschlagen möglicherweise den Arduino Nano v3 mit 5V (den hab ich aktuell zum Testen) durch einen Arduino ProMini oder Arduino ProMicro jeweils mit 3,3V zu ersetzen (weil die weniger als die Hälfte des Stroms vom nano verbrauchen sollen). Welche Widerstände würden sich in dem Fall denn auf welche Werte ändern?

Für R3 hat uxomm das ja schonmal vorgerechnet.
R3 = (5V - 1,35V)/0,1A= 36,5 Ohm
mit dem Maxwert von VF:
R3 = (5V - 1,6V)/0,1A= 34 Ohm

An 3,3V:
R3 = (3,3V - 1,35V)/0,1A= 19,5 Ohm
mit dem Maxwert von VF:
R3 = (3,3V - 1,6V)/0,1A= 17 Ohm

Das sind ja schon relativ kleine Widerstande.
Die Leistung müsste dann so gehen:
P=U²/R
Welche Spannung nehm ich da? Die die am Widerstand abfällt?
U=RI
36,5Ohm0,1A=3,65V
3,65V²/36,5Ohm=0,365W
Da reicht also kein 1/4W Widerstand mehr. Muss schon mindestens ein 0,4W Widerstand sein.

R2 ist vermutlich ein Pull-down Widerstand, der immer 10kOhm ist. Richtig?

Bleibt die Frage wie man R1 ausrechnet.

Lieben Gruß und nochmals vielen Dank für Eure Anstrengungen,
Chris

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Ein Teil Deiner Fragen könnte hier beantwortet werden. z.B. zu Flußspannungen von LED.

Merksatz:
LED kann man nicht direkt parallel schalten, da es immer Fertigungstoleranzen gibt. Wenn, dann braucht jede einen eigenen Vorwiderstand.

Gruß Tommy

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Man kann auch nur eine LED nehmen.

Da genug Spannung für 2 LED da ist nimm 2 und so hast Du das doppelte Licht.

Vielleicht kann man auch zwei LEDs parallel schalten.

Nie 2 LED am gleichen Vorwiderstand paralellschelten. Die sind nie gleich genug damit der Strom sich halbe-halbe aufteilt. Du kannst LED paralellschalten wenn Du jedem seinen Vorwiderstand gönnst.

  1. Wie viele LEDs in welcher Schaltung (parallel oder seriell). Was sind die folgen wenn eine ausfällt?

LED halten so lange daß keine Ausfallen wird. In Serie leuchten alle nicht, paralell leuchtet die einen nicht. Paralell ohne eigenen Vorwiderstand haben wir schon ausgeschlossen.

  1. Soll man vielleicht zwei verschiedene LEDs nehmen, eine mit großem Abstrahlwinkel, eine mit geringen Abstrahlwinkel?

Nein. Entweder die einen oder die anderen je nach welcher Abdeckung man haben will.

  1. Welche LEDs soll ich nehmen? Dony hatte ein 950nm vorgeschlagen, ich denke aber das eine 940nm besser passt. Da hatte uxomm ja die Vishay TSAL 6200 vorgeschlagen.

Ist ziemlich egal; die die Du bekommst.

Als nächstes der Transistor.
Da hat uxomm einen IRLZ34 MOSFET vorgeschlagen. Wenn ich bei Conrad nach MOSFET suche, dann kommen dort 2687 Ergebnisse. Bei Reichelt sind es 1624 Ergebnisse. Warum nimmt man nun ausgerechnet einen IRLZ34, und warum sollte der in keinem "Hobby-Löt-Labor" fehlen?

Man sucht dort mit "IRLZ34". Weil der billig und leichtzu finden ist, 30A verträgt und mit einem Arduino Ausgang angesteuert werden kann. Wenn Du für einen Schaltung einen MOSFET brauchst kannst Du meistens den nehmen.

Du solltest schon einiges als gegeben erachten weil Du ansonsten nicht weiter kommst. Man kann alles erklähren aber nicht jedem. Du mußt mal mit Basis anfangen. Dir mal ein Buch über elektronik besorgen und einlesen.

Nimm den MOSFET. Der hat keine Stromverstärkung weil er mit Spannung gesteuert wird. Wenn Du die Schaltung aus #20 nehmen willst dann nimm acuh den MOSFET.

Grüße Uwe

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Ich habe das Eingangspost etwa so verstanden:
Gesucht wird eine IR-LED die bis zu 1 A "kann".
Es wird eine passende Treiberschaltung gesucht.
Die Reichweite soll möglichst gut sein.

Deshalb war mein Vorschlag:

  • Eine gängige IR-LED, die sogar Conrad fast überall lagernd hat, die bis zu 1 A (Impulsstrom) verkraftet.
  • Außerdem eine gängige Treiberschaltung mit einem sehr gängigen MOSFET, die ebenfalls 1 A liefern kann/könnte.
  • Zur Verbesserung der Reichweite bzw. zur Verbreiterung des Abstrahlwinkels ist es günstig mehrere IR-LEDs zu verwenden - der Vorschlag beinhaltete also zwei IR-LEDs in Serie.

Die Beispielrechnung wurde (noch) nicht mit 1 A gemacht, sondern vorerst nur mit 100 mA. Es gab ja (noch) keine Angaben zur Stromversorgung - ein Arduino kann nicht so einfach 1 A liefern. Außerdem ist es nicht sehr günstig gleich mit voller Leistung zu experimentieren - die LED hält das ja nur für kurze Impulse aus - die Wahrscheinlichkeit sie beim Testen zu zerstören wäre sehr groß. Die Stromstärke kann aber (später) leicht durch Austausch von R3 angepasst werden.

Wenn sich jetzt nachträglich die Anforderungen ändern, dann stehe ich mit dem Vorschlag natürlich blöd da: :o

(Ein BC337-40 wird übrigens kaum die gewünschten 1 A verkraften.)

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Das sind ja schon relativ kleine Widerstande.
Die Leistung müsste dann so gehen:
P=U²/R
Welche Spannung nehm ich da? Die die am Widerstand abfällt?
U=RI
36,5Ohm0,1A=3,65V
3,65V²/36,5Ohm=0,365W
Da reicht also kein 1/4W Widerstand mehr. Muss schon mindestens ein 0,4W Widerstand sein.

Nicht ganz. Du vergisst, dass deine Leistungsberechnung für "Dauerstrom" gemacht hast. Im Fall der IR-LED ist aber der Strom gepulst (mit etwa 30 bis 40 kHz) und ist somit die halbe Zeit AN die restliche Zeit AUS. Also ist die "verbratene" Leistung am Widerstand auch nur die Hälfte. Für deine Berechnung sind es also nicht 0,365 W sondern nur ca. 0,18 W und ein 1/4 Watt Widerstand ist somit nicht überfordert.

R2 ist vermutlich ein Pull-down Widerstand, der immer 10kOhm ist. Richtig?

Ja, so etwas Ähnliches. Er sorgt dafür, dass der MOSFET sicher sperrt, wenn der Arduinopin kein definiertes Signal liefert (was zum Beispiel während eines Reset der Fall ist) - das ist hier besonders wichtig, weil du IR-LEDs ja mit hohen Impulsströmen betreibst. Sie verkraften diese hohen Ströme nur für sehr kurze Zeit und würden kaputt gehen, wenn der hohe Strom über "längere" Zeit fließt (wir reden hier von Milli- bzw. Mikrosekunden).
Warum 10kOhm? Weil es ein "gängiger Wert" in der Digitaltechnik ist. Wenn du willst kannst du auch 22kOhm oder 49900 Ohm nehmen. Du wirst bei jenen Anwendungen mit denen "wir" uns normalerweise beschäftigen wohl keinen Unterschied merken. Wichtig ist, dass du R2 nicht weglässt!

Bleibt die Frage wie man R1 ausrechnet.

Hintergrund:
Ein MOSFET wird (im Gegensatz zu einem "normalen" Transistor) nicht mit Strom sondern (nur) mit Spannung gesteuert. Das Gate (Anschluss 1 von Schaltplan in #20) des MOSFETs verhält sich dabei wie ein Kondensator der geladen bzw. entladen wird. Vereinfacht kannst du dir das bei diesem N-Kanal-MOSFET etwa so vorstellen:
Geht der Arduino-Pin auf HIGH, so wird der "Gate-Kondensator" geladen. Das hat zur Folge, dass Strom zwischen Drain (Anschluss 2 #20) und Source (3 #20) fließt. Die Strecke Drain-Source ist dabei sehr niederohmig (Milliohm 2stellig). Geht der Arduino-Pin auf LOW wird der "Gate-Kondensator" entladen und es fließt kein Strom zwischen Drain und Source. Im "statischen" Zustand, also wenn die Drain-Source-Strecke entweder leitend oder nichtleitend ist, fließt KEIN Strom vom Arduino-Pin zum Gate. ABER WÄHREND des Umladens des "Gate-Kondensators" (er hat etwa 1 nF) fließt natürlich schon Strom. Nicht allzu viel, aber wenn das sehr oft passiert, zum Beispiel 40 000 mal pro Sekunde (40 kHz), kann da "schon was zusammenkommen". Um den Ardoino-Pin nicht zu überfordern (max. 40mA, besser weniger) wird da gerne ein entsprechender Widerstand platziert (manchmal liebevoll "Angstwiderstand" genannt).
Die "Berechnung" ist recht primitiv und "nur ungefähr":
R=U/I
U: 5 V
I: sollte kleiner als 40 mA sein; sagen wir also ca. 33,3 mA also 0,0333 A

Berechnung:
5 / 0,0333 = ca. 150 Ohm
Wenn du "große Angst" hast kannst du auch einen etwas gößeren Wert nehmen.
Allzu groß sollte R1 aber auch nicht sein, denn dann schaltet der MOSFET "zu langsam" durch und dabei entsteht mitunter viel Wärme, die ihn zerstören kann, wenn sie nicht abgeführt wird.

Manche sagen: Wenn nur "selten" geschalten wird (also z.B. nur alle paar Sekunden), dann kann R1 auch völlig weglassen werden. Aber du schaltest öfter, also verwende ihn!

Über Designdetails solcher (einfacher) Treiberschaltungen wird in manchen Foren "kilometerlang" diskutiert (mein Eindruck ist: in deutschsprachigen sind es etwas mehr Kilometer als in englischsprachigen, für anderssprachige Foren reichen meine Sprachkenntnisse nicht). So gibt es heiße Dispute, wo R2 nun besser positioniert ist: am Aruduino-Pin (so wie in #20) oder besser direkt am Gate.
Na vielleicht will hier auch jemand die Lanze für die eine oder andere Variante brechen? :slight_smile:
Mich interessiert hingegen eher die praktische Anwendung.
Ich will zwar schon "ungefähr" verstehen, was Sache ist, aber bis in die kleinsten Details interessiert es mich dann doch nicht so... :slight_smile:

Im Übrigen wollte ich noch sagen, dass ich nicht "vom Fach" bin, sondern ein "Auto-Tick-Tack"*) (Autodidakt). Sollte ich also grobe Falschinformationen verbreitet habe, so bitte ich um Berichtigungen.

*) "Auto-Tick-Tack" - Zitat Benni (5), Sohn eines Freundes. Er hat das wohl mal aufgeschnappt, fand es irgendwie interessant und wollte dann Näheres wissen. War gar nicht so leicht zu erklären und leider auch ein wenig enttäuschend, weil das weder mit Autos noch mit Uhren (Tick-Tack) zu tun hatte... :slight_smile:

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@uxomm
Sehr schön erklärt, dafür einen Karma.

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uxomm:
Nicht ganz. Du vergisst, dass deine Leistungsberechnung für "Dauerstrom" gemacht hast. Im Fall der IR-LED ist aber der Strom gepulst (mit etwa 30 bis 40 kHz) und ist somit die halbe Zeit AN die restliche Zeit AUS. Also ist die "verbratene" Leistung am Widerstand auch nur die Hälfte.

Das gilt während des Sendens. Weil Du aber nur gelegentlich etwas sendest ist die Verlustleistung im mittel noch viel kleiner. Die Elektronik ( Widerstand und LED) können sich erwärmen, haben aber auch Zeit wieder kalt zu werden.

Grüße Uwe

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Moin,

vielen Dank für die ausführlichen Erklärungen.
Ich fühle mich jetzt richtig schlecht, wenn ich euch nun mitteilen muss, dass wir leider in die falsche Richtung steuern.
Ich will euch nicht damit ärgern oder eure Zeit verschwenden. Wie gesagt, ich bin Anfänger auf dem Gebiet, und so kristallisiert sich erst während der Diskussion heraus was ich wirklich suche.
Die ganze Sache soll ja ein mobiles Gerät werden, da sind die 1A vielleicht dann doch ein bischen viel.
Auch deswegen, weil die originale Fernbedienung eine ausreichende Reichweite hat. Leider kriege ich da nicht die verwendeten Bauteile heraus, sonst hätte ich einfach diese kopiert. Die originale Fernbedienung hat auch nur eine LED. Deswegen möchte ich im ersten Ansatz auch nur eine LED verwenden.
Es stört mich die TO-220 Baugröße (wegen Platzmangel), und deshalb möchte ich nun die TO-92 Baugröße.
Da kam der BC337 (oder gibts auch einen geeigneten MOSFET in TO-92 Größe?) gerade Recht. Wenn der nicht 1A verkraftet, sondern nur 800mA ist das auch okay.

Ich dachte ich hätte mich in meinem letzten Post so klar ausgedrückt?!

Ich mache es mal so konkret wie ich kann:
Ich suche die Werte von R1, R2 und R3 in Widerstand und Leistung für die Schaltung aus #20 mit nur einer Vishay TSAL 6200 und einem BC337. (wenn das denn so geht?) Welchen Verstärkungsfaktor muss der Transistor haben?

❝2. Soll man vielleicht zwei verschiedene LEDs nehmen, eine mit großem Abstrahlwinkel, eine mit geringen Abstrahlwinkel?
Nein. Entweder die einen oder die anderen je nach welcher Abdeckung man haben will.

Es ist eine in der Hand gehaltene Fernbedienung, mit der ein 4-jähriger rumläuft und ein LEGO Technic 42065 Tracked Racer fersteuert.
Dafür brauche ich alles, breiten Abstrahlwinkel und hohe Reichweite, daher die Idee zwei LEDs mit völlig unterschiedlicher Abstrahlcharakteristik zu nehmen. Aber das können wir auch erstmal auf Eis legen und erstmal nur eine LED nehmen.

Du solltest schon einiges als gegeben erachten weil Du ansonsten nicht weiter kommst. Man kann alles erklähren aber nicht jedem. Du mußt mal mit Basis anfangen. Dir mal ein Buch über elektronik besorgen und einlesen.

Nimm den MOSFET. Der hat keine Stromverstärkung weil er mit Spannung gesteuert wird. Wenn Du die Schaltung aus #20 nehmen willst dann nimm acuh den MOSFET.

Natürlich will ich weiterkommen. Aber ich will ja auch ein bestimmtes Ziel erreichen, und wenn man dann doch z.B. wegen der Baugröße ein anderes Bauteil einsetzen möchte, und nur eine LED nehmen möchte, dann ändert man eben doch die Schaltung.

Baugrößenmäßig wäre das hier immernoch perfekt. Leider nicht mehr lieferbar.

600×600 107 KB

Vielleicht kann man das ja selber umbauen mit der Vishay TSAL 6200 und einem BC337 (oder was anderem in TO-92 Größe)?

Danke und lieben Gruß,
Chris

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Beim Transistor steht ja schonmal 2N3904 drauf. Schau doch da mal ins Datenblatt
Max. Dauerstrom 200 mA

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Hier könnte man noch ein paar Daten und Aufbauten nehmen.
Diese TV-B-Gone Dinger haben auch eine gute Reichweite. Auf der ADAFRUIT Seite sind alle Sachen offen gelegt.

Sowie ich das Verstanden habe sind das zweit Tüpen LEDs daruf einer macht Reichweite der andere Streut breit.
Auf den Attiny die LEGO Codes drauf damit hast du doch "alles"

Evtl hilft das.

>Klick<

Gruß
DerDani

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Beim Transistor steht ja schonmal 2N3904 drauf. Schau doch da mal ins Datenblatt
Max. Dauerstrom 200 mA

Hab ich mich wieder so unverständlich ausgedrückt?
NICHT den 2N3904, sondern nur so ähnlich, der kann ja nur 200mA.
z.B. den bereits vorgeschlagenen BC337 (der kann wohl bis zu 800mA, das ist ja schon extrem viel mehr als die 20-40mA vom Arduino PIN, oder auch einen geeigneten MOSFET in TO-92 Größe, wenn es sowas denn gibt).

Interessanterweise ist auf dem "Mega Reichweite TV Gone Ding" ein 2N3904 drauf.
Und die LEDs sind Everlight IR333-A narrow beam und Everlight IR333C/H0/L10 wide beam.
Da muss ich mir wohl mal die Datenblätter anschauen.

Das weiterentwickelte TV-B-Gone Pro SHP (Super High Power) ist wesentlich wirksamer, da es mit acht Infrarot-LEDs in der Lage ist, Fernseher aus einer Distanz von bis zu 100 Metern abzuschalten.

Seeeehr interessant :slight_smile:

Lieben Gruß,
Chris

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OK, da sich hier alle besonders viel Mühe geben, mache ich das auch mal, für den Transistor BC337-40 und die IR-LED TSAL6200.

Kurzes Intro:
Ich habe gestern Abend mal schnell mit meinem Starter-KIT und ein wenig einlesen im Netz, und der Verwendung der Library von Ken Shirriff von unserem Fernseher einen IR-Code eingelesen, und über die IR-LED (ArduinoPIN - 220 Ohm - GND) wider ausgegeben, um zu sehen ob ich es verstanden habe, und ob es klappt. Die IR-LED hat mit etwa 15,4mA gesendt und reichte für etwa 2,5m zum Fernseher zum schalten.

Die Datenbätter, auf die ich mich beziehe:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/atmel-42735-8-bit-avr-microcontroller-atmega328-328p_datasheet.pdf

... und meine Schaltungsskizze im Anhang.

Mein Ausgangspunkt ist die IR-LED, die 100mA Strom bekommen soll, bei 5Volt Betriebsspannung.
In diesem Zweig befinden sich der Widerstand R2, die IR-LED1 und der Transistor BC337-40. Wenn der Transistor als Schalter dienen soll, muss er voll durchschalten und Uce-sat klein sein, also Blick ins Datenblatt: in Figure 4. Saturation Region, sieht man,
daß der Transistor bei der 100mA-Linie ab etwa 1,5mA Basisstrom in die Sättigung geht, und ab etwa 4mA kaum weitere Senkung der Uce-sat stattfindet, und in diesem Fall ca. 0,05Volt beträgt. Die IR-LED hat lt. Datenblatt bei 100mA Strom eine Flussspannung von typisch 1,35Volt (Uf). Daraus ergibt sich für den Widerstand R2 ein gesuchter Wert von
R2= (Vcc - Uf - Ucesat) / I diode = (5V-1,35V-0,05V) / 0,1A = 36 Ohm (gibt es in der E96 Reihe)
Die Rechnung für den Basiswiderstand R1, also vom Arduino-Pin zur Basis des Transistors sieht ganz ähnlich aus. Es gibt die Ausgangsspannung Voh im High-Zustand, abhängig von der Last, bei Vcc 5Volt und 10mA Last sind es etwa 4,75Volt, also die Spannung am Arduino-Pin im Zustand High. (Figure 33-24. I/O Pin Output Voltage vs. Source Current (VCC = 5V))
Und dann gibt es noch die Basis-Emitter-Spannung, die einer Dioden-Flussspannung gleich kommt, und immer im Bereich von 0,6 bis 1 Volt liegt. Das heißt, über dem Widerstand R1 fällt eine Spannung von Voh - Ube = 4,75 - 0,8V = 3,95Volt ab. Aber welchen Strom brauchen wir, damit der Transistor voll durchschaltet?
Da wir im Datenblatt des BC337 im Figure 4 so eine schöne Kurve haben, würde ich das dort einfach ablesen, haben wir eigentlich schon, ab 4 bis 5mA ändert sich nichts mehr, und selbst bei nur 2mA würde sich nichts gravierendes ändern. R1=U / I = 3, 95V / 4mA = 987,5 Ohm also 1k Ohm und alles ist gut. (Für mich persönlich wäre alles zwischen 0,5-2kOhm in Ordnung)
Rechnet man mit dem Stromverstärkungsfaktor kommt man bei 0,4mA raus, nimmt das Ergebnis aber immer x2 oder x3 Sicherheitsfaktor, und dann ist auch alles gut, da der Transistor dann zwar nicht komplett, aber ausreichend gesättigt wäre. Muss es ganz, ganz genau sein, geht eh nix über Prototypen und ausmessen.
Würde ich eine zweite IR-LED verbauen wollen (Abstrahlwinkel 17 Grad achssymmetrisch, also im 34Grad Winkel zueinander) würde ich nur den Basiswiderstand R1 von 1kOhm auf eher 400-300Ohm legen, damit der Transistor besser in die Sättigung geht. Übertreibt man das mit der Sättigung, wird die Basis nur geflutet, und der Transistor schaltet langsamer, auch wenn das hier evtl. noch keine große Rolle spielt. Ja, die IR-LED wird nur kurz getaktet, könnte also höher bestromt werden. Da ich aber das genaue Taktverhältnis nicht kenne, ist es in die Rechnung nicht mit eingeflossen. Bei einem Taktverhältnis von 50:50 dürften 200mA fließen.
Der Elektroniker nimmt Erfahrungswerte und ein kurzes Überschlagen, Pi mal Daumen, weiß aber zumindest wie er es sich herleitet.

Gruß André,
der gerade mal laut nachgedacht hat, und Wissen für sich selbst wieder aufgefrischt hat.

Transistor als Schalter.png
Transistor als Schalter.png951×721 3.21 KB

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Hallo,

Du hast mich falsch verstanden, ich habe nichts empfohlen, ich habe Dir einen Shop gezeigt der die LED des Sparkfun Teil, das Du so magst, verkauft. Und der zweite Link war zum Transistor.

Da ich dachte, dass Du diesen 'einfachen' Schaltplan lesen kannst, hättest Du es Nachbauen können.

Eagle Files sind noch vorhanden, da könntest Du dir sogar die Platine herstellen lassen. :wink:

Aber Bitte, das ist keine Empfehlung nur eine Richtigstellung. Ich kann Dir leider keine IR LED empfehlen.

lg dony