Schaltungen mit NPN-Transistoren (BC639 mit Arduino und Co.)

  • Hallo,

    ich bin gerade dabei mit Transistoren rumzuspielen um im Zukunft mal diverse Dinge zu Arduino Nanos bzw. anderen Boards zu schalten.

    Insbesondere mit Boards die keinen 5V Pin zur Spannungsversorgung haben bzw. wo man nur einen 3,3V Pin hat den man LOW/HIGH schalten kann.

    Geplant ist in Zukunft auch mal kleine Motoren, Pumpen, Ventile daranzuhängen die über Netzteil oder Batterie versorgt werden sollen. Nichts mit 230V, sondern maximal 12V.

    Zum "Kennenlernen" hab ich erst mal mit dem BC639 Transistor, einer roten LED und Arduino Uno was aufgebaut. Die Schaltung mit dem Transistor macht an sich natürlich keinen Sinn, die LED hätte man auch direkt an Pin 5 hängen können. Anstatt der LED könnte man hier evtl. schon einen kleinen Motor dranhängen, der die max. Ampere vom 5V Ausgang des Arduino Uno natürlich nicht überschreiten sollte. Oder irgendeinen anderen Sensor der mit 5V arbeitet, den man aber ständig ein und ausschalten möchte.


    Ist nur meine Frage ob man hier beim Grundaufbau schon was falsch gemacht hat, was man vergessen hat und wo Probleme auftreten könnten.

    Die Schaltung mit Anmerkungen und Testcode ist angefügt. Die LED blinkt auch alle 10 Sekunden, die Schaltung an sich funktioniert.


    Jetzt gibt es aber noch ein paar fragen / Gedanken:


    1.) Woran man denken sollte und was bei anderen Sachen sicher auch notwendig ist, ist ein Widerstand zwischen 3,3 Pin und der Base vom Transistor. Ich weiß nicht ob dieser Basiswiderstand in dem konkreten Beispiel zwingend notwendig ist? Das ist aber eine eine Komponente wo man sich zwingend noch mit beschäftigen sollte?

    2.) Weiterhin muss man auch aufpassen, dass die 20 mA des 3,3 V Pins nicht überschritten werden. Hier müsste man sich auch mit beschäftigen/ausrechnen können, damit man nicht irgendwann die Pins des Board schrottet.

    3.) Was ich auch nicht so ganz verstehe welche Spannung der Transistor braucht um überhaupt zu schalten. Was mindestens da sein muss und wie man das aus den Datenblatt rauslesen kann? Es kommt sicher drauf an, aber wie ermittelt man das? Welche Werte und Diagramme sind da relevant?

    4.) Spielt es eine Rolle welches Datenblatt man vom BC639 nimmt? Es gibt diverse Hersteller, die Transistoren werden sich auch in den Werten etwas unterscheiden? Aber auch nicht so, dass es eine Rolle spielen würde. Ich hab mir zum testen 50 Stück der BC639 gekauft. Bis auf F 708 (keine Ahnung wofür das steht) und "BC639" sind keine Markierungen auf den Tranistoren.

    Grüße

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  • Nach meinem (geringen) Verstaendnis ist deine Schaltung fuer den Transistortyp falsch. Du hast einen NPN-Transistor (zumindest laut Schaltsymbol), und damit der eine Last wie deinen LED schaltet, benutzt man eine Emitter-Schaltung. Die ist im verlinkten Artikel von RTFM auch als Link aufgefuehrt. Und du hast das genau anders herum gebaut.

  • Hallo,

    vorab, kenne mich mit Transistoren "etwas" aus, trotzdem versuche ich es verständlich zu halten und daher mögen mir die anderen Spezis die Unterschlagung mancher Feinheiten verzeihen.

    Die RTFM vorgeschlagene Seite ist soweit gut mal durch zu arbeiten, hilft in der Praxis nur bedingt (bei autodidaktischem lernen).

    1. Der Basiswiderstand ist unbedingt nötig da der Transistor sonst nur wie eine Diode wirkt und der Strom für die Last (hier LED) aus dem PIN kommt. Zudem hat _deets_ recht, soll ein NPN nur schalten so gehört der Emitter direkt an Minus.

    2. Die Berechnung eines Basiswiderstandes hängt doch von einigen Faktoren ab, deren Zusammenhänge diesen Rahmen sprengen, man kann ihn für den Einsatz hier aber so groß wählen dass der GPIO-Pin nicht überlastet wird.

    3. BC-Typen sind Silizium NF-Transistoren und haben eine U-BE von ca. 0,5 -0,7V, da lassen die dann von C nach E durch. das ist aber relativ unrelevant da ein Transistor Strom verstärkt. Hat also ein Transistor eine Verstärkung von h-FE = 100, so muss man in die Basis 1mA rein lassen damit von Collector zum Emitter 100mA fließen können. Im Rückschluss, schickt man vom GPIO-Pin 10mA von B nach E so kann maximal ein Strom h-FE * 10mA fließen. In dem Bereich hat der Transistor (die BC-Typen normalerweise) dann eine Durchlassspannung von ca. 0,1 bis 0,15V.

    4. Es gibt zwar Unterschiede bei den Herstellern ja sogar Unterschiede zwischen den einzelnen Transistoren einer Charge, die sollten aber so minimal sein dass sie für den Anwendungsfall hier ohne Bedeutung sind.

    Dazu kurz was aus meinem aktuellen Projekt, restauriere gerade ein fast 50 Jahre altes Kofferradio, da sind die beiden HF Transistoren (AF106) vom UKW-Tuner sind "müde" geworden (h-FE kleiner 20) habe 10 NOS Ersatz bestellt und 2 ziemlich gleiche ausgesucht (h-FE ca. 30) das muss sein da es sonst nicht schwingt.

    Also es gibt noch viel zu lernen, bis alle Klarheiten restlos beseitigt sind.

    Viele Grüße Thotaa

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