Verständnis zum Basisvorwiderstand und durchblick der Schaltung

Hallo Leute,

ich bin etwas genervt was die Transistoren angeht, verstehe das mit dem Basiswiderstand nicht.

Ich würde gerne eine verbesserte Version von meinem Gamepad machen, dieses mal mit richtiger Platine.
Nun scheitert es aber an den paar Transistoren, ich weiß einfach nicht was da für ein Basiswiderstand dran soll.
Da ich von Transistoren bis auf die Funktionsweise keine Ahnung habe würde ich jetzt einfach mal die liebe Arduino Gemeinschaft fragen.

Nun, die LEDs : LEDs von Aliexpress

und die Transistoren : Transistoren von Aliexpress

Und die Schaltung : Projectordner

Ansonsten würde ich einmal darum bitten das ganze durchzugucken ob das so okay ist.
Vor allem bei der Transistorschaltung, das einzige was da noch fehlt sind die Basisvorwiderstände.

Vielen Dank schon mal an alle die sich meinem Problem widmen.
Gibt es denn gar keine Suchfunktion mehr in dem Forum?

Q1 kann niemals durchschalten.

Lesetipp Elektronik Kompendium
Und natürlich den Links auf der Seite folgen.

Hi

Wenn Du die URLs in Links verwandelst, bekommst Du auch von den Mobilisten Hilfe.
Dazu URL-Tags drum herum packen [*url=http://...]Linktext[/*url] (ohne die *)

Da ich selber mit Transistoren auch nicht sonderlich kann, nur angelesenes Zeug - ich verwende FETs, Die sind einfach einfacher - finde ich.

Die LEDs können bis zu 20mA vertragen, der Transistor bis zu 600mA schalten.
Bei einem hFE von 100 wird der Kollektor-Strom 100 Mal dem Basis-Strom entsprechen.
Wenn Du 20mA schalten willst, muß in die Basis 0,2mA(200µA) rein - bei 5V vom Arduino-Pin macht Das einen Widerstand von 5V durch 0,0002A (ganze Volt und ganze Ampere) (oder Mal 5000 ==> 1/0,0002, der Kehrwert) von 25kΩ.
Somit sollte dieser Transistor mit einem Basis-Widerstand von 25kΩ 20mA im Lastkreis fließen lassen.
Edit
Laut mc.net, Artikel Basisvorwiderstand musst Du mit einer 'anderen Spannung' rechnen - lies bitte dort, da meine Berechnung SO nicht ganz passt.
/Edit

Zu Q1 reicht mein Wissen nur so weit, daß 'normal' der Emitter auf dem Versorgungspotential liegt - ein NPN also an GND angeschlossen wird und somit 'Minus' durchschaltet.

MfG

Q1 muss ein PNP Transistor sein.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

Du kannst auch FETs verwenden. Die sind bei einem geringen Last-Strom zwar nicht wirklich nötig, aber einfacher zu handhaben. Brauchen keinen Vorwiderstand und es fällt weniger Spannung am Transistor ab.

Hallo,

ich bin was die Nutzung von Transistoren angeht auch eher ne Pfeife :slight_smile:
Bedeutet das etwas da ich mit dem Basis Widerstand den Maximalen Stromfluss
Zwischen Emitter und Colektor einstellen kann ? Würden in dem oben genannten Beispiel
auch nur 20mA fliessen wenn am Emiter +5V direkt anliegen würden? Bei einem NPN Transistor.

Gruss TFT

Der maximale Strom wird durch den Vorwiderstand der LED bestimmt. Der Basiswiderstand bestimmt die Stromverstärkung. Die hängt aber von vielen Dingen ab und kann nicht dazu dienen den exakten Laststrom einzustellen. Auch im Datenblatt ist die nur ein weiten Bereichen angegeben (z.B. 50-100). Im Zweifelsfall sollte man die Stromverstärkung eher etwas höher machen als unbedingt nötig.

Hallo,

bei Q2-Q4 fehlen Basiswiderstände. Der Sinn von Q1 ist mir noch unklar, genaso die angedeuten Verbindungen bei den LEDs, was hängt da dran.
Q1 betreibst Du als Emitterfolger, das kann man machen, aber: Spannungsabfall über Q1 ist im leitenden Zustand ca. 0,7V (die nötige basis-Emitterspannung). Damit liegen an den Anoden der LEDs noch maximal 4,3V.
Die Sättigungsspannung von Q2-4 ist irgendwo bei 0,2V, also noch 4,1V an den LEDs. Dafür müssten die Vorwiderstände berechnet werden.
Aber: mehr als 100mA werden real mit Q1 nicht sinnvoll zu schalten gehen.
Einmal wäre es dann schon 100mA * 0,7V = 700mW verlustleistung an Q1 und außerdem sinkt die Ausgangsspannung am AVR-Pin abhängig vom fließenden Basisstrom, der darf merklich weniger als 5V am Pin ausgeben.
Entweder auf MosFETs umsteigen oder die Schaltung mit Q1 nochmal überdenken.

Die komplette Funktion ist mir ohnehin unklar, wie soll Q1 überhaupt angesteuert werden und was soll er bezwecken?

Gruß aus Berlin
Michael

Serenifly:
Q1 muss ein PNP Transistor sein.

Basiswiderstand – Mikrocontroller.net

Du kannst auch FETs verwenden. Die sind bei einem geringen Last-Strom zwar nicht wirklich nötig, aber einfacher zu handhaben. Brauchen keinen Vorwiderstand und es fällt weniger Spannung am Transistor ab.

Auch bei MOSFETS gibt es die N und P Version. N-MOSFETSA braucht es um gegeb Masse zu schalten analog zu NPN und P-Versionen um den positiven Pol zu schalten (wie PNP).

Grüße Uwe

Serenifly:
Der maximale Strom wird durch den Vorwiderstand der LED bestimmt. Der Basiswiderstand bestimmt die Stromverstärkung. Die hängt aber von vielen Dingen ab und kann nicht dazu dienen den exakten Laststrom einzustellen. Auch im Datenblatt ist die nur ein weiten Bereichen angegeben (z.B. 50-100). Im Zweifelsfall sollte man die Stromverstärkung eher etwas höher machen als unbedingt nötig.

Die Stromverstärkung hängt nicht vom Basisstrom ab, wenigstens nicht direkt.
Wenn man einen NPN /PNP-Transistor als Schalter verwenden will, muß man soviel Basisstrom geben, daß der Collektorstrom (in diesem Fall Strom durch die LED) nicht durch den Transistor begrenzt wird. Dies wird erreicht, indem man den Basisstrom größer wählt als IC/ Hfe ergibt. Wobei man ruhig den niedrigsten im Datenblatt erwähnten Hfenehmen sollte und den errechneten Wert mal 5 machen soll.

Also bei einem MMBT2222wählt man Hfe von von 50.
Daraus ergibt sich aus 4 * 20mA LED Strom: Ib = 80mA/50 = 1,6mA.
Der Basiswiderstand könnte sein : RB= (5V-0,7V)/1,6mA = 2,67kOhm.
Ich würde 1kOhm wählen.

Andererseits würde ich einen ULN2803 für die Masseseite und einen UDN2983 für die +5V Seite vorschlagen.

Grüße Uwe

Aleksi1999:
Und die Schaltung : https://easyeda.com/grabarek.aleksander/new-osu-pad

Leider keine Schaltung zu sehen.

Hey Leute,

vielen Dank euch allen.

Okay den Q1 kann ich auch wieder wegnehmen, das wird schon ziemlich voll auf der kleinen Platiene.
Der sollte ursprünglich zum dimmen sein, so dringend brauche ich den nicht.

Ich habe gerade mal noch Mosfets geguckt.

Mosfets von Aliexpress
Mosfets Datenblatt

Kann ich die also einfach so an die 5V vom Arduino anschließen und steuern?
Und ja, ehm, den Rest der Schaltung so lassen, den Q1 und zwei RGB Leds habe ich raus genommen da ich keine Ahnung habe wie ich ich Widerstände dazu auf die Platte bekommen soll.

Warte schon gespannt auf eine Antwort.

Hallo,

verpasse Q2-4 Basiswiderstände 470 Ohm, das sind rund 10mA Basisstrom. Damit hast Du erstmal prinzipiell die Reserve um die max. 200mA der 2N3904 nutzen zu können. Wenn Du Mischfarben erzeugen willst, muß Du die RGB-Kanäle ja ohnehin mit PWM ansteuern, Dimmen erledigst Du damit dann ja auch gleich.
Arduino-Libraries dafür gibt, ich habe jetzt nichts griffbereit.
Die Vorwiderstände der LEDs mußt Du noch ausrechnen. (5V - 0,2V Ucesat - Uled) / Iled.
Die Flußspannungen für Deine LED kennt das Datenblatt, ca. bei Rot 1,7V, Grün 2,2V, Blau 3V. Strom würde ich maximal 10mA nehmen, da sind die hell genug. Rot also ca. 330 Ohm, grün ca. 270 Ohm, Blau ca. 180 Ohm.
Das sind Schätzwerte, die weder Deine konkreten LEDs noch die Unterschide in der subjektiven Helligkeit von rot/grün/blau berücksichtigen.

Mach also einen schönen Testaufbau und schau, was passiert.
Wenn Deine Taster keine langen Zuleitungen haben kannst Du die PullUp-Widerstände auch weglassen und die internen des AVR einschalten.

Gruß aus Berlin
Michael

Hey,

sorry ich hatte vergessen bescheid zu sagen.
Ich habe zwar immer noch niet verstanden wie man den Widerstand berrechnet.
Aber mit 10K Ohm hat der, der Helligkeit nach zu urteilen (Unser Multimeter ist irgendwie nicht aufzufinden) vollständig geschaltet.

Vielen Dank noch ein mal für alles.
Frage mich nur noch wann die Platienen und Bauelemente ankommen.

Ich habe zwar immer noch niet verstanden wie man den Widerstand berrechnet.
Aber mit 10K Ohm hat der, der Helligkeit nach zu urteilen, vollständig geschaltet.

Den BasisWiderstand berechnet man auch nicht, sondern wählt ihn einigermaßen passend. :wink:

Wenn er zu groß ist, und der Transistor nicht voll durchschaltet, wird er heiß. Um daszu merken, braucht es kein Multimeter.

Den BasisWiderstand berechnet man auch nicht, sondern wählt ihn einigermaßen passend.

Och nee...
Natürlich berechnet man ihn! (zumindest ich tue das)
Und dann wählt man anhand der Berechnung den passenden aus.
Selbst die Erwärmung kann man berechnen.

Ohne das passende "Berechnungsschemata" wird man nicht "passend" wählen können.
Ohne bleibt es ein stochern im Nebel.

Die grundlegenden Verfahren zum berechnen eines Basisvorwiderstandes liegen öffentlich aus.
Transistorschaltungen sind kein Geheimwissen.

Und dann gibts da noch so kleine Helferlein, wie LTspice, mit denen man das durchspielen kann, ohne Hardware zu verbrennen.

Man kann berechnen, dass alles zwischen 200 Ohm und 2k bis eventuell gar 10k gehen müsste.

Und dann wählt man anhand der Berechnung den passenden aus.

Wem die Erfahrung sagt, was man in diesem Bereich wohl sinnvoll wählt, der schätzt eher ob etwas für eine genauere Überprüfung spricht als dass er tatsächlich jedesmal scharf nachrechnet, ob aus dem Standard-Ergebnis diesmal eher 250 ... 3k würde.

Wenn man nicht gezielt danach sucht, sagt einem LTSpice auch nicht, wie heiß die Teile werden.

Meine Wahl bei unbekannten Rs, ist eine Widerstandsdekade und ein Messgerät.