Welches Relai?

International Deutsch
#1

Hallo zusammen,

ich bin auf der Suche nach dem passenden Relai für eine Schaltung, aber immer der Reihe nach...

Ausgangslage: - Board für die Ansteuerung des Relais (Max. 5V und 50mA) - USB-Lampe die 'angeschaltet' werden soll (Max. 5V und max. 50mA)

So, nun hab ich versucht die Lampe direkt am Board anzuschließen und es hat natürlich nicht richtig funktioniert. Wen wundert es, die Lampe zieht einfach zu viel Strom.

Nun habe ich gelesen, dass man das mit einem Relai realisieren kann. Zumindest habe ich das so verstanden :)

Wie ich mir das gedacht habe? So: - 2 USB-Kabel zum PC - 1. Kabel steuert Board und somit Relai - 2. Kabel versorgt die USB-Lampe (dort soll eine Leitung durch das Relai geschaltet werden)

Und nun die Fragen aller Fragen: Könnt ihr mir ein Relai nennen, dass am besten der conrad hat und dafür geeignet ist? Bin schon soweit, dass es für Gleichstrom (DC) sein muss ;)

Gruß Max

#2

Nix Relais für so eine simple Anwendung. Ein einfache Transistor mit ca 1 k zwischen Ausgang und Basis und dem erforderlichen Vorwiderstand für die LED mit samt der LED im Kollectorzweig gegen Plus, Emitter an Masse und fertig ist die Laube. Übrigens würde ich auch nur ganz spezielle Ralais direkt mit TTL-Pegeln ansteuern, denn die sollten schon entsprechend hochohmig sein und über die obligatorische Freilaufdiode verfügen. Üblicherweise werden Relais auch über Treiber geschaltet oder die Ausgänge sind sog. Open Kollektor Ausgänge, die dann mit höheren Spannungen beaufschlagt werden können.

LG Lena

#3

Grundsätzlich funktioniert die Spannungsversorgung auch über ein USB-Kabel, bei deinem Verbraucher würde ich wohl eher auf einen Transistor setzen als auf ein Relais. Zum einen verbraucht ein Relais auch einiges an Strom, ist oftmals auch nicht direkt über einen Ausgangspin anzusteuern und du hast beim Abfallen des Relais mit Induktionsspannungen zu tun. Also nimm einen kleinen npn-Transistor, einen Basiswiderstand und schalte deine Lampe damit. Im Playground gibt es einige Beispiele dazu.

[edit] Sag mal Lena, so geht das aber nicht. Einfach vordrängeln... ;)

#4

Zum Ansteuern des Relais brauchst Du sowieso einen Transistor. Da kannst Du gleich die LED mit dem Transistor ansteuern (wie bereits gesagt). Die USB kann 50mA für die LED bereitstellen. Du brauchst kein 2.USB Kabel. Grüße Uwe

#5

sth77:
[edit] Sag mal Lena, so geht das aber nicht. Einfach vordrängeln… :wink:

@sth77: Mußt halt schneller schreiben … :wink: :wink: :wink:
Grüße Uwe

#6

wow,

hallo zusammen und vielen Dank für die schnellen Antworten.

Ich muss allerdings gestehen, dass ich es nicht wirklich verstanden habe...

So hätte ich es verstanden: Board Ausgang (5V) Masse (GND)

Transistor Basis Emitter Kollektor

Widerstand hier

LED Kathode Anode

Ist das so richtig?

#7

R1 und R2 sind ca 1kOhm. Der 2. Widerstand zwischen Basis und Masse (10kOhm) ist dazu da, damit der Transistor gesperrt ist, wenn Arduino die Pins noch nicht als Ausgänge inizialisiert hat. Der Widerstand an der Led begrenzt den Ledstrom. Grüße Uwe

#8

Wenn wir nun noch die Pfeile an den Emitern umdrehen ist es perfekt - so ist ein pnp.

LG Lena guads nächtle

#9

Lena: Wenn wir nun noch die Pfeile an den Emitern umdrehen ist es perfekt - so ist ein pnp.

Nein, Die Pfeilchen sind schon richtig. Da braucht es NPN Transistoren. Grüße Uwe

Also ein besseres Bild:

#10

Hallo Lena, hallo Uwe,

danke für eure Tips aber ich befürchte, dass ich gerade mein Board geschossen habe :(

Für den Fall, dass ich es mit einem neuen Board noch einmal versuche:

Emitter: Direkt mit dem GND verbinden Basis: Mit einem Widerstand (10kOhm) und einem digitalem Pin (z.B. DTR?) verbinden Kollektor: Widerstand (1kOhm), LED und 5V

Was war denn mein Fehler? Hätte ich den DTR nicht nehmen dürfen? Oder fehlt mir noch die Verbindung vom Kollektor zum 'Vin'?

#11

Der Widerstand zwischen Basis und Arduino sollte um die 1kOhm sein. (geht auch wenn er zwischen 220 und 2,2kOhm ist)
Welches ist das DTR Pin?
der 1kOhm Widerstand an der Led ist etwas groß; die LED wird sehr schwach leuchten. Je nach LED-Farbe kann dieser bis 100 Ohm sein.
Wenn Du den Kollektor mit Vin verbindest reskierst Du einen Kurzschluß der Versorgungsspannung.

Ich sehe nichts in Deiner Beschreibung das den Arduino Kaputtgemacht haben könnte. Wieso Glaubst Du daß er kaputt ist?
Grüße Uwe

#12

uwefed:
Nein, Die Pfeilchen sind schon richtig. Da braucht es NPN Transistoren.

Autsch, hast ja recht

#13

Lena:

uwefed:
Nein, Die Pfeilchen sind schon richtig. Da braucht es NPN Transistoren.

Autsch, hast ja recht

Ja, manchmal. :wink: :wink:

#14

Ich wollte nur einmal anmerken, dass man R1 (zwischen DigitalPin und Basis) bei großen Stromstärken berechnen sollte:

Das geht wie folgt: Man brauch erstmal folgende Infos aus dem Datenblatt des Transistors (Bsp.: BD 241 C): VBE und den Verfielfachungsfaktor des Transistors (standard 300x)

Wenn man jetzt bspw. bei dem Transistor einen 1A Verbraucher an den Kollektor schaltet, benötigt der Transistor 1/300 des Emitter-Kollektor Stroms; d.h. in dem Fall: 0,003A= 3mA VBE beträgt hier 1,8V: d.h. man benötigt mindestens 1,8V um den Transistor "einzuschalten"

Jetzt muss man nur noch rechnen: R=U/I (5V-1,8V)/0,003A=1066?

D.h. man sollte optimalerweise einen 1066? Wiederstand einbauen.

Ich schätze einmal, dass Max einen normalen BC547B genommen hat; dann dürfte er bei 50mA maximal einen 26k? Wiederstand verwenden: dann könnten aber tatsächlich nur maximal 50mA durch Emitter-Kollektor fließen. Man kann natürlich auch einen kleineren Wiederstand verwenden. Das macht bei den kleinen Stromstärken keinen Unterschied.

Die Rechnung ist also nur notwendig, wenn von dem Transistor eine große Stromstärke durch Kollektor-Emmitter gefragt ist. Also bspw. bei obigen 3A Transistor. Da benötigt man bei 3A Emitter-Kollektor-Strom nur einen 320? Wiederstand; Bei einem 1k? Wiederstand würden nur etwa 1A fließen können^^.

Korrigiert mich bitte, wenn ich unrecht habe XD Das nur einmal so nebenbei ohne Max verwirren zu wollen ;) Also Max nichts an deiner Schaltung verändern :)

Gruß, Alex

#15

Alex, Ich weiß nicht, wo Du den Wert der Kleinsignalverstärkung her hast, der BD241C hat bei 1A Kollektorstrom den Wert 25 und nicht 300. Daraus ergibt sich ein maximaler Basiswidertand von (5V-1,8V)/(1A/25)= 80 Ohm

Der mit den korrekten Werten errechnete Basiswiderstand ist der Maximalwert der verwendet werden kann um den Transistor in Sättigung zu treiben. Kleinere Bassiströme durch zu große Basiswiderstände halten den Transistor im proportionalbereich wo dieser nicht ganz durchschaltet und deswegen die Kollektor-Emitter-Spannung nicht auf die Sättigungsspannung abnimmt sondern hoch bleibt. Die resultierende Verlustleistung erwärmt den Transistor und zerstört ihn bei unzureichender Kühlung. Oft ist kein Kühlkörper vorgesehen, da die Verlustleistung im Sättigungsbetrieb durch die Gehäußekühlung des Transsitors ausreicht.

Den kleinsten Wert errechnet sich aus der Ausgangspannung des Arduino Pins, aus UBE und dem maximalen Außgangsstrom also beim obrigen Beispiel: (5V-1,8V)/40mA) = 80 Ohm. Das ist derselbe Wert wie der Maximalwiderstand. In diesem Beispiel ist die beste Lösung einen anderen Transistor zu wählen (zb einen Darlington TIP120) oder mit einem 2. Transistor eine Darlingschaltung zu bauen.

Grüße Uwe

#16

Darf ich fragen, wo du den Wert her hast? :) Ich wusste ihn nicht, weil ich ihn nicht auf dem Datenblatt ablesen konnte und hab deswegen den (standartmäßigen) Wert von 300 verwendet.

Kleinere Bassiströme durch zu große Basiswiderstände halten den Transistor im proportionalbereich wo dieser nicht ganz durchschaltet und deswegen die Kollektor-Emitter-Spannung nicht auf die Sättigungsspannung abnimmt sondern hoch bleibt.

Okay das wusste ich nicht, danke für den Hinweis :)

Aber würde das nicht bedeuten, dass ein Arduino gar nicht genug A liefern kann um den BD241C voll durchzuschalten (mit 3A entsprechend 26?) und dieser dann eigentlich heiß werden müsste?

Ohh hast du ja schon geschrieben, Sorry ;D

Danke für deine Aufklärung! :)

Viele Grüße, Alex

#17

Generell ist die Verstärkung umso kleiner je leistungstärker der Transistor ist. Deshalb verwendet man bei Schaltanwendungen mit Transistoren oft Transistoren in Darlingtonschaltung oder MOSFETS. Bei Verstärkern braucht man mehrere Stufen damit der Verstärker linear arbeitet.

Aber würde das nicht bedeuten, dass ein Arduino gar nicht genug A liefern kann um den BD241C voll durchzuschalten (mit 3A entsprechend 26?) und dieser dann eigentlich heiß werden müsste?

Genau das bedeutet es und das ist das Problem. Lösung um größere Ströme zu schalten: anderen Transistor, Darlington oder MOSFET.

Grüße Uwe

#18

Okay danke, kannst du mir sagen, wo man den Wert der Kleinsignalverstärkung herausfinden kann? Und was ist eigentlich der Unterschied zwischen MOSFET und Transistor außer das MOSFETS viel günstiger und leistungsstärker sind?

Viele Grüße, Alex

#19

Den Verstärkungsfaktor findest du in der Regel im Datenblatt, dort ist er als hfe geführt.

Ein Mosfets und bipolare Transistoren unterscheiden sich in ihrer Ansteuerung: ein bipolarer Transistor wird über den Basisstrom geöffnet, FETs (Feldeffekttransistoren) werden durch eine Spannung angesteuert.

#20

Okay Danke :)

Ich habe gerade noch herausgefunden, dass das Gate beim MOSFET, wie eine Art Kondensator wirkt. D.h. im Gegensatzt zum Transistor steuert der Mosfet weiter durch wenn man die Spannung am Gate abnimmt. Kann sich das Gate an dem digital Pin entladen, wenn dieser auf digitalRead(LOW); steht? Und brauch man dann bei dem Mosfet auch einen Vorwiderstand an dem Gate (eigentlich ja nicht, weil der ja Spannungsgesteuert ist) oder benötigt man nur den 1-220kOhm vom Gate zur Source? Source entspricht Emitter und Drain dem Kollektor beim Transistor? Also ist die Bezeichnung genau anders herum :) Ich finde die Bezeichnung bei einem Transistor sowieso recht sinnlos, weil der Kollektor die Elektronen emittiert und der Emitter die Elektronen sammelt :D oder ist das darauf bezogen, dass der Emitter die Elektronen in die p-Schicht emittiert und der Kollektor diese von der p-Schicht sammelt (bei npn Transistor)?

Viele Grüße, Alex