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Transistor 5 Volt
04.03.2014, 22:40
Beitrag #1
Transistor 5 Volt
Hallo,

ich bin recht neu hier und auch erst einige Wochen mit Arduino aktiv. Ich habe mich die letzten Tage bemüht, eine Transistorschaltung zu verstehen, die ich anhand eines Einsteigerpakets mit Arduino aufgebaut habe. Dort kann ich mit dem PWM 9 Pin die Basis eines Transistors beeinflussen und dadurch die Geschwindigkeit eines an den Transistor angehängten Motors beeinflussen.
Bei 0 Volt steht der Motor und bei 5 Volt, bzw. bei dem Wert 255 dreht der Motor auf voller Last.
Bei dem Verstehen dieser Schaltung habe ich jedoch meine Schwierigkeiten. Ich habe einen Transistor P2N2222A mit vorgeschaltetem Widerstand mit 330 Ohm eingebaut. Soweit ich die Transistoren nun verstanden habe, schalten diese bei einem Wert von ca. 0,7 Volt durch. Ich verstehe daher nicht, wie es dazu kommt, dass bei 1 Volt (wert ca. 51) der Motor sehr langsam dreht und bei 5 Volt (wert 255) auf voller Leistung. Müsste er dann nicht schon bei 1 Volt komplett durchschalten? Dass es so funktioniert freut mich ja eigentlich, aber ich würde dieses Prinzip endlich mal verstehen wollen :-)

Ich würde mich wirklich sehr freuen, wenn mir das jemand erklären könnte.
Eine schöne Nacht noch :-)
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04.03.2014, 23:37
Beitrag #2
RE: Transistor 5 Volt
Hi,
Du benutzt einen PWM-Pin. PWM heißt "Pulsweitenmodulation". "0 bis 255" bedeuten nicht "0 bis 5 Volt". Stattdessen wechselt ein PWM-Pin sehr schnell immer wieder zwischen 0 und 5 Volt. Du hast also immer entweder 0 oder 5 Volt, nie etwas dazwischen (außer für ein paar Nanosekunden vielleicht, aber das zählt nicht.)
Die "0 bis 255" geben jetzt an, wie viel der gesamten Zeit der Pin auf "0" und wie viel er auf "5" steht. Bei 0 steht er immer auf 0, bei 255 immer auf 5, bei 128 die halbe Zeit auf 0 und die andere Hälfte auf 5.
Der Transistor ist schnell genug, dieses Rechtecksignal weiterzugeben. Der Motor bekommt das also genauso mit. Der Motor ist aber zu träge für das Gepulse. Er kann nicht 1000 mal in der Sekunde "ein bisschen" drehen. Stattdessen dreht er sich entsprechend langsamer oder schneller.
Gruß,
Thorsten

Falls ich mit einer Antwort helfen konnte, wuerde ich mich freuen, ein paar Fotos oder auch ein kleines Filmchen des zugehoerigen Projekts zu sehen.
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05.03.2014, 12:43
Beitrag #3
RE: Transistor 5 Volt
richtig, wir sollten vielleicht zum besseren Verständnis noch ergänzen, dass wir trennen müssen zwischen der Ansteuerung des Transistors und dem Lastkreis. Dieser wird mit 490Hz gepulst und das on/off-Verhältnis mit der entsprechenden Variable gesteuert. Die Spannungshöhe ist hier also nebensächlich, die Leistungs- bzw. Drehzahlsteuerung findet durch das zeitliche Verhältnis statt.

Gruß, Stefan . . . . . . //Wo mein Kölbchen dampft, da bin ich unverkrampft.
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05.03.2014, 13:00
Beitrag #4
RE: Transistor 5 Volt
Super, das klingt schonmal einleuchtend. Aber scheinbar fehlt mir noch eine grundsätzliche Erklärung. Also, ich hab halt immer gelesen, dass die Basis am Transistor bei 0,7 V voll durchsteuert. Diesen Wert erreiche ich doch aber mit PWM unheimlich früh. Also schon umgerechnet bei einem Wert von um die 30. Ich verstehe dass immer so: Wenn 0V anliegen, steuert der Transistor nicht durch. Bei 0,7V dann voll. Wie kommt es dann, dass er bis 5V dennoch immer weiter durchsteuert, also der Motor sich immer schneller dreht. Müsste er dann nicht schon bei dem Wert 30 auf voller Last drehen? Wie gesagt, ich vermute, dass ich da was grundsätzliches noch nicht begriffen habe, aber ich würde gerne die Schaltung verstehen.

Was meinst du damit, dass der Lastkreis mit 490Hz gepulst wird? Also Lastkreis ist ja die Strecke Collector/Emitter oder?

Vielen Dank
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05.03.2014, 14:34
Beitrag #5
RE: Transistor 5 Volt
Hi Saku,
hast Du Dir meine Antwort durchgelesen?
Der Pin hat immer (!!!) entweder 0 oder 5 Volt. Er hat nie eine Spannung dazwischen.
Gruß,
Thorsten

Falls ich mit einer Antwort helfen konnte, wuerde ich mich freuen, ein paar Fotos oder auch ein kleines Filmchen des zugehoerigen Projekts zu sehen.
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05.03.2014, 15:53
Beitrag #6
RE: Transistor 5 Volt
Ach sooo,

ich glaube so langsam begreife ich. Der Transistor öffnet und schließt sozusagen immer unheimlich schnell durch das Rechtecksignal. Dadurch fließt auch zwischen Collector und Emitter sozusagen immer abwechselnd Strom bzw. kein Strom. Der Transistor ist dann entweder voll geöffnet oder voll geschlossen. Dadurch, dass er aber so schnell auf und zugeht, ist der Motor (wie du ja auch beschrieben hast) ganz kurz an oder aus (nur durch seine Trägheit halt nicht wirklich).
Und der Grund für den Einsatz des Transistors ist halt der, dass ein Motor mehr als 40mA Strom zieht, die Pins aber max. 40mA abgeben können.

Hab ich das nun richtig verstanden?
Vielen Dank für die geduldigen Beschreibungen. So langsam machts klick.
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05.03.2014, 16:22
Beitrag #7
RE: Transistor 5 Volt
(05.03.2014 15:53)Saku schrieb:  Hab ich das nun richtig verstanden?
...zumindest anhand Deiner Zusammenfassung sieht das ganz so aus.
Gruß,
Thorsten

Falls ich mit einer Antwort helfen konnte, wuerde ich mich freuen, ein paar Fotos oder auch ein kleines Filmchen des zugehoerigen Projekts zu sehen.
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06.03.2014, 21:28
Beitrag #8
RE: Transistor 5 Volt
Hallo,

fals du so weiter machst glaube ich"Raucht" dein Ardunio bald ab.
Ich würde an deiner Stelle mit Grundlagen der Schaltung beginnen also Relais, Transistor und Diode ohne Arduino.
Bei Fehlschbeschaltung am Arduino ist schnell Feierabend.
Vermeide Kurzschlüsse oder Überlast.
Kurzschluss ist auch ein Transistor ohne geeigneten Vorwiederstand an der Basis am Arduino anzuschliesen. Genau wie Relais oder Dioden.

Gruß
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