ich habe vor eine ISS aus Kupferdraht zu bauen welche aufleuchten soll wenn die ISS gerade über meinem Standort ist, dafür möchte ich gerne wie bei der echten ISS 8 rote LEDs verbauen (SMD 1206) und diese unauffällig mit 0,35 mm² Kupferlackdraht parallel schalten, der kann lt. Datenblatt 350 mA ab.
Ich habe ausgerechnet, dass jede LED mindestens 150 Ohm als Vorwiderstand benötigt und die LEDs zusammen 160 mA verbrauchen. Bei 5V Stromversorgung vom Wemos. Jede LED bekommt dann natürlich ihren eigenen SMD Vorwiderstand!
Gesteuert wird mit einem Wemos D1 mini, ich weiß bereits, dass ich die LEDs nicht einfach an den GPIO Pin schalten kann, da mir sonst der Wemos wegen der 150 mA abraucht.
Jetzt würde man ja zu einem Transisor greifen, richtig?
Ich habe in einem anderen Foren Beitrag gelesen, dass sich ein BC 337 dafür eignet. Zuhause habe ich nur einen BC 338-25 liegen, tut der es auch? Ich kenne mich mit Transitoren nicht aus und kann nichts mit dem Datenblättern anfangen.
Ist es damit überhaupt möglich als Steuerspannung 3.3 V zu an der Basis zu haben, aber 5 V am Collector? Oder ist der Steuerstrom der maximal über den GPIO ausgehen kann gar zu wenig den Transistor überhaupt zu schalten?
Ich bin auch noch auf einen ULN2803 gestoßen, damit soll es auch gehen, der hat aber 8 Kanäle uns ist ziemlich Overkill für mein Vorhaben. Außerdem habe ich den nicht in der Krabbelkiste.
Wenn ja, dann Bewertung der Elektrischen Werte "über den Daumen":
Symbol
Wert
Bewertung
Uceo
25 V
OK
Ic
0,8 A
<160 mA OK
Ptot
0,625 W
0,6 V * 160 mA = 0,096 W < 0,625 W OK (Zeile korrigiert)
hFE
160..400
160mA / 160 = 1 mA → RB < 3,3 kΩ OK
Schadet nicht, aber wenn die aus der selben Produktion stammen, ist das nicht zwingend notwendig. Ein Test mit längstem und kürzestem Lackdraht bringt Klarheit.
Hallo, woher kommen die 0,6 V? Und was genau berechnest du hier? Müsste es nicht auch eigentlich 0,6 V * 0,16 A sein?
Ich denke es ist zwingend notwendig bei einer parallelschaltung, denn wenn eine LED abraucht löst es eine Kettenreaktion aus und nacheinander gehen dann die anderen auch kaputt.
Wie warm der Transistor wird. Er muß neben Spannung und Strom auch die abzuführende Wärme vertragen können, wird häufig vergessen.
Eine leitende Diode hat materialabhängig einen Spannungsabfall von ca. 0,6 V. Ein Transistor ist eine "gesteuerte Diode", hat zwischen Kollektor und Emmitter auch so einen Spannungsabfall. Zusammen mit dem Strom ergibt sich eine Wärmeleistung P = U * I = 0,6 V * 0,16 A = 0,096 W
Diese Wärme muß der Transistor an die Umgebung abführen können.
Das habe ich zunächst auch nicht verstanden. Um euch nicht um eure Zeit zu bringen habe ich nun selbst recherchiert und bin auf eine prima Seite gestoßen die ich gerne verlinken möchte.
Einspruch.
Zwischen Collektor und Emittor hast Du keine gesteuerte Diode.
Zwischen Collektor und Emitor ist ein Spannungsabfall der durch viele Faktoren bedingt ist: Collektorstrom, Dotierung der Halbleiter, Leistung des Transitor und herstellungsparamente.
UCE(sat) kann von 0,1V bis zu 2V gehen.
Die Verlustleistung am Transistor ist
Pv = UCE * IC + 0,7V * IB
Wenn der Transistor als Schalter betrieben wird, wird er in Sättigung betrieben (der Basisstrom ist genügend hoch sodaß der Collektorstrom micht von diesem begrenzt wird) UCE ist dann UCE(sat)
So, folgenden Schaltplan habe ich nun gezeichnet. Allerdings weiß ich noch nicht wie ich R7 in Verbindung mit R8 berechne. Für einen Reset braucht man ja einen definierten Zustand während die Ausgänge am Wemos hochohmig sind. (Pull-down).
Die 150 Ohm für die LEDs habe ich übrigens für einen Strom von 20 mA berechnet. Ich denke da werde ich den Widerstand noch höher ansetzen, weil ich die volle Helligkeit wahrscheinlich nicht brauchen werde. Damit fällt der gesamt Stromverbrauch noch niedriger aus, kann der "zu wenig" für den Transistor sein?
@uwefed & @Tommy56: Über Transistoren ist schon so viel geschrieben worden, da erlaube ich mir diese Vereinfachung einfach mal. Wer es genauer wissen möchte, schaue bitte in die Dokumentation seiner Wahl.
Ich möchte meinen Fokus darauf legen, dem TO konkret zu helfen, ohne ein Kompendium schreiben zu müssen.
Überhaupt nicht.
R8 besser zwischen GPIO und GND, damit sich kein Spannungsteiler ergibt. Nicht zu klein, um eine zusätzliche Belastung zu vermeiden, nicht zu groß wegen möglicher Störungen. Über den Erfahrungsdaumen gepeilt zwischen 10 und 100 kΩ, was die Bastelkiste so hergibt.
R7 ist kritischer, weil er den Basisstrom bestimmt, der mit der Stromverstärkung den Kollektor-Emitter-Strom bestimmt.
größter Strom / Verstärkung = minimaler Basisstrom
160 mA / 160 = 1 mA
RB < 3,3 V / 1 mA = 3,3 kΩ
Zieht man noch die "Diodenspannung" am PN-Übergang ab, genauer
RB < (3,3 - 0,6) V / 1 mA = 2,7 kΩ
Ein kleinerer RB führt zu mehr Sättigung, also sind die in #2 vorgeschlagenen 1 kΩ ganz gut.
Bei einem NPN bzw PNP Transistor braucht es meiner Meinung keine Pulldown/Pullup Widerstände (wie R8 im obrigen Schaltbild). BJT-Transistoren schalten mit Strom und darum gibt es keine Ladungen die abgeführt werden müssen.
Grüße Uwe
Ein PN-Übergang ist eine Diode, zwei davon hat der NPN-Transistor, eine von der Basis zum Kollektor in Sperrichtung, die zweite von der Basis zum Emitter in Flußrichtung. Der Transistor ist zwischen Kollektor und Emitter gesperrt.
Legt man zwischen Basis und Emitter vor RB eine Spannung an, fließt durch die Diode zwischen Basis und Emitter ein kleiner Strom. Legt man eine weitere Spannung vor dem Lastwiderstand RL und Emitter an, so reißen die Ladungen des Basisstroms Ladungen der eigentlich gesperrten Diode mit, weshalb auch zwischen Kollektor und Emitter ein Strom fließen kann. Der Basisstrom steuert entsprechend der Stromverstärkung des Transistors den Kollektor-Emitter-Strom.
(IE = IB + IC)
Der Pfeil im Dioden- und Transistorsymbol zeigt in Richtung der positiv fließenden Ladungen, auch wenn sich physikalisch die negativen Ladungen (Elektronen) bewegen.
Soweit meine stark vereinfachte Erklärung der Wirkweise eines NPN-Transistors. Die darf man gerne "hilfreich" oder "zu vereinfachend" finden. Wer mehr wissen möchte, dem empfehle ich ausdrücklich gute Literatur zum Thema.
