ATMEGA und einfache Ansteuerung von Relaisersatz?

[Step]

Hallo,

ich möchte möglichst einfach, preiswert und stromsparend mit einem Port des AVR einen Getriebemotor 12V/1A ansteuern.

Nun bin ich Anfänger und lese bei Relaisersatz über Transistoren, Thyristoren, Triacs und Optokoppler.....in welche Richtung soll ich rennen?
Wo finde ich Einstiegsseiten dazu?
Gibt es evtl. ein Schaltungsbeispiel am AVR?

Vielen Dank!

Wolfram

[Reeper]

Hallo, klar

ZB. hier:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=21871&highlight= (sogar mit Schaltplan)

[lindworm]

Du kannst den motor auch über einen L298 ansteuern, da findest du jede menge tutorials im netz zu ;)
zu bsp das hier:
http://www.strippenstrolch.de/hauptseite/cms/index.php?Elektronikbasteln:Bauteile:L_298_-_Motortreiber

[kalledom]

Hallo Wolfram,
so kompliziert und wesentlich ist das nicht, daß es da Lektüre oder Internetseiten speziell zu gäbe.
Im einfachsten Fall kannst Du einen NPN-Transistor nehmen, die Basis über einen Vorwiderstand an den AVR-Ausgang, Emitter an GND und Collektor über den Motor an +12V, fertig. Der Transistor muß natürlich min. die 1A aushalten. Mit dem hFE (Stromverstärkung) kann der Basisstrom bestimmt werden: Ib = Ic * 4 / hFE = 1,0A * 4 / 100 = 0,04A = 40mA !?? Das kann der AVR-Pin nicht, der schafft maximal 20mA, ich würde aber nur 10mA entnehmen. Also muß der Transistor einen höheren hFE haben: hFE = Ic * 4 / Ib = 1,0A * 4 / 0,010 = 400. Das ist als normaler Transistor schlecht zu bekommen, es muß ein Darlington-Transistor her. Da muß nicht groß gerechnet werden, die haben alle einen hFE über 1000. Dann einen kleineren Basisstrom von 5mA, 5V kommen aus dem Ausgang, 1,4V sind an der Basis-Emitter-Strecke des Darlington, somit errechnet sich der Widerstand R = U / I = 3,6V / 0,005A = 720Ohm ... 1k wäre ok.

Alternative: ein N-FET mit einer Gate-Spannung von 5V.
Source an GND, Drain über den Motor an +12V, das Gate sicherheitshalber über einen (Schutz-) Widerstand 100 Ohm an den AVR-Ausgang.

Nächste Alternative: der ULN2803A ist ein 18-poliges IC mit 8 Darlington-Transistoren und Basis-Widerständen drin, Emitter alle zusammen an einem Pin für den GND, Collektoren einzeln rausgeführt, Eingänge natürlich auch und ein Pin an die +12V, von dem führen 8 Freilaufdioden zu den Collektoren.
Freilaufdioden müssen grundsätzlich parallel mit an induktive Lasten wie Relaise, Magnete, Motoren, etc.

[Reeper]

Hallo Wolfram,
so kompliziert und wesentlich ist das nicht, daß es da Lektüre oder Internetseiten speziell zu gäbe.
Im einfachsten Fall kannst Du einen NPN-Transistor nehmen, die Basis über einen Vorwiderstand an den AVR-Ausgang, Emitter an GND und Collektor über den Motor an +12V, fertig. Der Transistor muß natürlich min. die 1A aushalten. Mit dem hFE (Stromverstärkung) kann der Basisstrom bestimmt werden: Ib = Ic * 4 / hFE = 1,0A * 4 / 100 = 0,04A = 40mA !?? Das kann der AVR-Pin nicht, der schafft maximal 20mA, ich würde aber nur 10mA entnehmen. Also muß der Transistor einen höheren hFE haben: hFE = Ic * 4 / Ib = 1,0A * 4 / 0,010 = 400. Das ist als normaler Transistor schlecht zu bekommen, es muß ein Darlington-Transistor her. Da muß nicht groß gerechnet werden, die haben alle einen hFE über 1000. Dann einen kleineren Basisstrom von 5mA, 5V kommen aus dem Ausgang, 1,4V sind an der Basis-Emitter-Strecke des Darlington, somit errechnet sich der Widerstand R = U / I = 3,6V / 0,005A = 720Ohm ... 1k wäre ok.


Oh, das ist sehr interessant und ausführlich 8-[

Frage zur Rechnung (kenne mich damit nicht aus).
Woher hast du den Wert 100 (Stromverstärkung) von der 1. Rechnung
"Ib = Ic * 4 / hFE = 1,0A * 4 / 100"?
Danke

[kalledom]

Die 100 habe ich erst mal so angenommen, weil ich wußte, daß es damit nicht funktionieren wird. Viele Universal-Transistoren haben einen hFE von 100...200, die 'fetten' Leistungs-Transistoren liegen weit unter 100 und einige Klein-Transistoren über 200. Darlington-Transistoren über 1000.
Der hFE-Wert steht in 'guten' Transistor-Datenbüchern und ist ab und zu sehr wichtig.
Mal 4 ist der 4-fache Basisstrom, damit der Transistor sicher im Schaltbetrieb und weit weg aus dem Regelbereich ist. Sonst erhöht sich die Spannung zwischen Collektor und Emitter und dementsprechend bei Stromfluß die Verlustleistung (P = U * I); der Transistor wird dann heiß. Das gilt für alle Halbleiter.

[Reeper]

Danke dir :Strahl

[Step]

=D> =D> =D>

Ging das schnell!

VIELEN DANK!

@Reeper:
Ich wollte kein Relais mit ansteuern, sondern ersetzen.
Trotzdem kann ich die Darstellung gut gerbrauchen O:)

@kalledom:
Ich brauche gar keinen Link mehr, hast ja just das Gesuchte ausführlich dargelegt.
Danke für die ausführliche Beschreibung - das hilft O:)

Viele Grüße

Wolfram

[kalledom]

Ein häufiger Fehler, daß einem Transistor, der mit +5V angesteuert wird, ein Basis-Vorwiderstand von z.B. 4,7k 'verpaßt' wird:
die Last läuft nur mit halber Spannnung und der Transistor ist am qualmen. :-)
Es wurde ganz einfach der hFE, also die Stromverstärkung des Transistors nicht berücksichtigt und der Transistor in den Regelbereich 'verdonnert'. Bei 4,7k kann nur ein Basisstrom von (5V - 0,7V) / 4,7k = ca. 1mA fließen. Bei einem Transistor mit hFE = 100 wären maximal 100mA Collektor-Strom möglich, wobei der Transistor noch nicht aus dem Regelbereich raus ist und wahrscheinlich heiß wird.
Soll der Collektor-Emitter-Spannungsabfall, der ja für die Verlustleistung verantwortlich ist (P = U * I), gering bleiben, sollte der Transistor mit dem 4-fachen Basisstrom angesteuert werden; das sind bei 100mA Collektor-Strom ca. 4mA = ca. 1k Basis-Vorwiderstand.
Bei einer hFE-Bereichsangabe ist der kleinste, ungünstigste Wert einzusetzen, da ja nicht bekannt ist, welche Stromverstärkung der verwendete Transistor tatsächlich hat.

[Step]

Hallo,

vielen Dank für die weitreichenden Informationen.

Ich habe in der Zwischenzeit mal geschaut wie ich eine H-Brücke mit Mosfets auf die Reihe bekomme und bin zur Überzeugung gekommen, daß ich das am einfachsten mit einem Relais 2xUm auf die Reihe bekomme.

Problem:
Ich möchte einen DC-Getriebemotor über PWM laufen lassen.
Ich muß die Mechanik irgendwann zurückspulen und könnte dann ggf. die normale Versorgungsspannung von 12V DC für schnelles Rückspulen einsetzen.

Eigentlich kein Problem, allerdings weiß ich nicht wie ich die Dioden setzen soll um die verschiedenen Potentiale (PWM oder 12V) schützen zu können.

Ich hab mal ´ne Skizze gemacht...geht das so oder bin ich auf dem Woodway??

Vielen Dank!

Wolfram

[Reeper]

Ein häufiger Fehler, daß einem Transistor, der mit +5V angesteuert wird, ein Basis-Vorwiderstand von z.B. 4,7k 'verpaßt' wird:
die Last läuft nur mit halber Spannnung und der Transistor ist am qualmen. :-)
Es wurde ganz einfach der hFE, also die Stromverstärkung des Transistors nicht berücksichtigt und der Transistor in den Regelbereich 'verdonnert'. Bei 4,7k kann nur ein Basisstrom von (5V - 0,7V) / 4,7k = ca. 1mA fließen. Bei einem Transistor mit hFE = 100 wären maximal 100mA Collektor-Strom möglich, wobei der Transistor noch nicht aus dem Regelbereich raus ist und wahrscheinlich heiß wird.
Soll der Collektor-Emitter-Spannungsabfall, der ja für die Verlustleistung verantwortlich ist (P = U * I), gering bleiben, sollte der Transistor mit dem 4-fachen Basisstrom angesteuert werden; das sind bei 100mA Collektor-Strom ca. 4mA = ca. 1k Basis-Vorwiderstand.
Bei einer hFE-Bereichsangabe ist der kleinste, ungünstigste Wert einzusetzen, da ja nicht bekannt ist, welche Stromverstärkung der verwendete Transistor tatsächlich hat.

Tschuldigung das ich den Thread löchere, aber es passt gerade sehr gut.

Also wenn man eine Last von zB. 0,025mA schalten will (LED), so müsste man einen Vowiderstand von 4k7 nehmen. Du sagst, dass der Transistor dann immernoch im Regelbereich wäre und ich dann immer mit dem Faktor 4 rechnen kann?
Bei einer Last von 100mA wären das also nicht 1250 Ohm (hFE=100), sondern 312,5 Ohm.
verstehe ich das richtig?