Monoflop - kanns mir jemand erklären

[Barthimaeus]

Wie ihr wohl unschwer erkennen könnt handelt es sich bei dieser Schaltung um ein Monoflop. Die Grundlegende Funktion der Schaltung habe ich auch verstanden, jedoch entzieht sich mir beim genauen Ablauf der Ereignisse der Durchblick. Klar irgendwie lädt/entlädt sich der Kondensator, was zu der Zeitverzögerung führt, jedoch kann ich die genaue(n) Route(n), die der Strom vollzieht noch nicht verstehen. Das FlipFlop hingegen war kein Problem. Kann mir villeicht jemand den Fluss des Stroms durch die Schaltung beschreiben, im sinne von: "Durch den Wiederstand R1 trifft Stom auf die Basis von T1, der leitend wird und somit T2 den Basisstrom entzieht, was dazu führt dass..." Ich denke, dass das Verständnis solch grundlegender Schalungen (auch für die Robotik) wirklich elementar ist, oder?
Vielen Dank schonmal

[Crock]

Okay, ich versuch mich mal dran:
Vorweg ich nenn' den linken Transistor mal Q1, und den rechten Q2
Wenn der Schalter offen ist, liegen Vcc an der Basis von Q1, er schaltet durch. Dadurch wird die Basis von Q2 auf GND gezongen und dieser Schaltet nicht durch.
Wird nun der Taster betaetigt, wird die Basis von Q1 auf GND gezogen. Der Pull-Up-Widerstand (R3 muesste dass dann sein ;), der 1K) zieht somit Q2 auf Vcc und Q2 schaltet durch - die Lampe leuchtet. Nun kann sich aber C ueber R2 aufladen. (Stromfluss Lampe->Kondensator->R2->GND am Taster).
Wird der Tastet nun wieder geloest, entlaedt sich C langsam wieder, dadurch wird die Basis von Q1 noch eine weile auf GND gehalten. Q1 schaltet solange nicht durch, bis 0,7V bei Q1 liegen und dieser wieder durschaltet. Somit ist man wieder bei der stabilen Lage.

[Barthimaeus]

Das ist ja genial ! Dankeschön, dass war wirklich hilfreich !

Edit: eine Frage noch: Warum kann sich der Kondensator erst nachdem man auf den Taster drückt aufladen?

[deSilva]

Hi Crock, Deine Erklärung war schon sehr gut; von mir nun noch einige beckmesserischen Ergänzungen :-)

....Wenn der Schalter offen ist, liegen Vcc an der Basis von Q1, er schaltet durch.
An der Basis liegen MAXIMAL 0,7V (wie Du ja auch weiter unter geschrieben hast).

Wird nun der Taster betätigt .... Nun kann sich aber C ueber R2 aufladen. (Stromfluss Lampe->Kondensator->R2->GND am Taster). Wird der Tastet nun wieder gelöst, entlädt sich C langsam wieder.
Das sollten wir noch mal gründlich angucken: Also, Ausgangszustand:
Basis 0,7V - R2 - C - dunkle Lampe - 4,5V
Nach einige Sekunden liegt links an C 0,7V und rechts 4,5V, der Kondensator ist also "irgendwie" aufgeladen (auf 3,8V, Q = C*U)
Jetzt wird der Schalter betätigt:
Basis 0V - R2 - C - 0,2V - helle Lampe - 4,5 V

Was geschieht jetzt am Kondensator? Wir haben seine rechte "Platte" einfach von 4,5V auf 0,2V geschaltet, was den Kondensator ziemlich kalt lässt: Er setzt einfach seine linke Platte (vorher 0,7V) auf -3,6 Volt!

Wenn wir nun den Schalter etwas länger gedrückt lassen, dann entlädt sich dies an R2 - allerdings langsam (ca 4 Sekunden) - auf 0 Volt.

Lassen wir den Schalter los, dann setzt sich dieses Entladen fort (über R1 UND R2), bis auf die 0,7 Volt (dann ist es sogar ein leichtes "Umladen", das ein Elektrolyt allerdings verkraften sollte)

Nun sperrt Q2; an der rechten Platte von C wechselt die Spannung von 0,2V auf 4,5V, somit an der linken Platte auf 5V, was sich in den nächsten 4 Sekunden allerdings wieder auf etwa 0,7V ausgleicht. Diese Rückkopplung ist aber wesentlich für ein schnelles Erlöschen der Lampe!

Allerdings: wenn man innerhalb von ein oder zwei Sekunden nach dem Erlöschen der Lampe den Schalter schon wieder betätigt, sollte die Lampe nicht so lange leuchten!

[Barthimaeus]

Also doch nicht soo einfach:
Einmal zusammengefasst, was ich verstehe:


Zustand 1: Lampe aus
An der Basis von Q1 liegen wegen dem Vorwiederstand maximal 0,7V an. Q1 schaltet durch und zieht Q2 den Basisstrom weg. Q2 blockiert.
Der Kondensator läd sich von Anfang an auf. Rechte Platte 4,5V - linke Platte 0,7V. Das ergibt eine Differenz der Potentiale von 3,5V. Sobald er voll ist "fliesst" Vcc-Lampe-C-R-BasisQ1-GND kein Strom mehr. Durch Q2 kann ebenfalls kein Strom fliessen, daher ist die Lampe aus.

Zustand 2: Lampe an
Ich drücke den Taster und entziehe somit Q1 den Basisstrom. Q1 blockiert. Der Strom, der vorher durch den Kollektor von Q1 abgeflossen ist kann jetzt nicht mehr durch und fliesst daher auf die Basis von Q2. Q2 schaltet durch und Vcc-Lampe-Q2-Gnd bringt die Lampe zum leuchten. Lasse ich nun den Taster los, so würde ja theroretisch wieder Strom auf die Basis von Q1 kommen, sodass die Schaltung wieder in den stabilen Zustand verfiele. Dies ist jedoch (noch) nicht der Fall, weil der Strom, der auf die Basis von Q1 treffen würde von C1 absorbiert wird, bis dieser voll ist. Wenn dies der Fall ist trifft der Strom wieder auf die Basis von Q1 und die Schaltung verfällt wieder in den stabilen Zustand.

Ist das soweit richtig?

@deSilva: Irgendwie habe ich nicht verstanden, wie bei dir die 0,2V ins Spiel kommen.

[Crock]

Also die 0,2V sind der Spannungsabfall von Emitter zu Kollektor an einem Transistor.
Und an der Basis liegen nicht 0,7 V wegen dem Vorwiderstand, sonder weil einfach immer 0.7 V zwischen Basis um Emitter bei einem T ransistor abfallen.
Aber sonst hab' ich das auch so verstanden. Bin mal gespannt ;)

[deSilva]

@Barthi: Hmmm, im Prinzip ist das alles ja richtig... Weißt Du wie ein Transistor funktioniert? Ein Transistor ist nicht wirklich ein Schalter...

(a) Da gibt es die Basis-Emitter Diode, die sich GENAU WIE JEDE ANDERE DIODE verhält, d.h. sie hat nach einer Sperrspannung eine sehr steile (bei Leistungstransistoren nicht ganz so steil) Kennlinie, die im Prinzip exponentiell verläuft...

Dies führt dazu dass sich - im Prinzip - alles bei 0,7 V BE-Spannung abspielt, eine höhere Spannung würde zur Zerstörung des Transistors führen wie bei einer LED. Man "sagt" deshalb, dass eine Diode "stromgesteuert" arbeitet, was aber gehupft wie gesprungen ist. Natürlich ändert sich auch die Spannung, aber eben nur klitzeklein...

(b): Kollektor-Emitter Strecke. Die schaltet natürlich auch nicht 100% durch! Eine kleiner Restwiderstand bleibt übrig, der zu einem Spannungsabfall von (nominell) 0,2 V bei Siliziumtransistoren führt.

[Barthimaeus]

Ok, ich denke, jetzt hab ichs verstanden. Jetzt gahts ans basteln. Ach ja, ich müsste mir dann noch Transistoren bestellen. Was eignet sich denn da am besten? Bisher batte ich immer BC337 (oder sowas), die mir im Elektronikladen als Standart npns verkauft wurden. Jetzt würde ich mir gern ein paar mehr bei Reichelt bestellen und da brauch ich eine genauere Angabe als npn. Was bräuchte ich denn sonst noch so an Wiederständen, Kondensatoren, Dioden, usw. um ein wenig expernmentieren zu können? Bisher hab ich mir immer genau die Teile bestellt, die ich für eine Schaltung gebraucht habe. Nun suche ich sowas wie eine Art Grundausstattung an Bauteilen. Ich möchte nämlcih gern die Schaltungen, die ich verwende auch verstehen und nicht nur zusammenlöten können ^^

[deSilva]

Hmm, ich habe da vor einigen Monaten mal was zusammengestellt.. nicht ganz perfekt, aber sollte Dir einige Anhaltspunkte geben..
Achtung 3 MB, weil einige Bilder dadrin..
http://mp.tibit.eu/uploads/Breadboarding-07.pdf

[johns]

Grundausstattung des Bastlers http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.2

[Barthimaeus]

Srry, dass ich das alte Thema nochmal rauskrame, aber ich bekomm das Monoflop einfach nicht zum laufem. Ich habe für C1 einen 100uF Elko und für R1&R2 22k Wiederstände eingesetzt, sodass sich eine Schaltzeit von 4,4s ergeben sollte. Anstelle einer Glühbirne nutze ich eine rote Led mit 330 Ohm Vorwiederstand. Wenn ich den Taster drücke geht die LED vorschriftsmäßig an. Wenn ich den Taster wieder loslasse geht die LED sofort wieder aus. Ich habe schon alles mögliche versucht (elko umpolen, andere Wiederstände, etc.) aber bin zu keinem Ergebnis gekommen. Das einizige was mir aufgefallen ist, ist dass wenn ich R2 durch eine einfache Drahtbrücke ersetze, die LED nach Betätigung des Tasters eine kurze Zeit (vllt. 1s) lang anbleibt und danach erli´scht. Sobald ich für R2 jedoch einen Wiederstand einsetze geht die LED sofort nach Betätigung des Tasters wieder aus. Was mach ich falsch? Ich bin mir ziemlich sicher, dass ich die Schaltung richtig aufgebaut habe.

[JonnyP]

An einer LED fallen 1,6V (je nach Farbe auch mehr) Spannung ab.

[Hubert.G]

Die Schaltung ist wirklich etwas haarig. Hab mal probiert R1 22k R2 4k7 und C1000µ. Du brauchst auch Transistoren mit hoher Verstärkung. Ich habe hier BC337/40 verwendet.

[Barthimaeus]

Ich hab BC337 verwendet und es hat nicht geklappt. Hat jemand eine bessere Schaltung für mich, die auch mit 2 npns arbeitet?

[Hubert.G]

Ich habe es jetzt noch mal mit BC547B probiert, klappt auch.
Alles kontrolliert, Collektor und Emitter nicht vertauscht? geht auf einem Steckbrett sehr schnell und man übersieht es leicht.