Hilfe!! Transistor an IS471f

[Christoph2]

Hallo!
Ich will meinen IS471f für möglichst große Entfernungen verwenden.
Ich habe folgende LED:
http://www1.at.conrad.com/scripts/wgate/zcop_at/~flNlc3Npb249UDkwX0NPUF9BVDpDX0FHQVRFMTM6MDAwMC4wM TJjLjgyMWYxMmMzJn5odHRwX2NvbnRlbnRfY2hhcnNldD1pc28 tODg1OS0xJn5TdGF0ZT0xOTY1NDUwNzA2====?~template=PC AT_AREA_S_BROWSE&mfhelp=&p_selected_area=%24ROOT&p_selected_area_fh=&perform_special_action=&glb_user_js=Y&shop=AT2&vgl_artikel_in_index=&product_show_id=&p_page_to_display=DirektSearch&~cookies=1&zhmmh_lfo=&zhmmh_area_kz=55&s_haupt_kategorie=&p_searchstring=&p_searchstring_artnr=185809&p_search_category=alle&r3_matn=&insert_kz=&gvlon=&area_s_url=&brand=&amount=&new_item_quantity=&area_url=&direkt_aufriss_area=&p_countdown=&p_80=&p_80_category=&p_80_article=&p_next_template_after_login=&mindestbestellwert=&login=&password=&bpemail=&bpid=&url=&show_wk=&use_search=3&p_back_template=&template=&kat_save=&updatestr=&vgl_artikel_in_vgl=&titel=&darsteller=&regisseur=&anbieter=&genre=&fsk=&jahr=&jahr2=&dvd_error=X&dvd_empty_error=X&dvd_year_error=&call_dvd=&kna_news=&p_status_scenario=&documentselector=&aktiv=&p_load_area=$ROOT&p_artikelbilder_mode=&p_sortopt=&page=&p_catalog_max_results=20
(Manchmal funktionieren die Links zu Conrad nicht, die Artikelnummer ist 185809 - 62). Beim Conrad-Shop zu dem der Link führt ist auch ein Datenblatt zum Download.

Die ist ziemlich stark, im Datenblatt stehen 3 typische Arbeitspunkte:
1. 1,5V/50mA
2. 1,7V/100mA
3. 2,15/250mA

Im Wissensbereich habe ich folgende Schaltung gefunden:
https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Bild:Is471verstaerkung.png

Dabei habe ich 2 Probleme:
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1. Ich habe die Schaltung einmal ohne Transistor und ohne Led aufgebaut, und an den Led-Anschluss (Pin 4) ein Oszilloskop angeschlossen.
Man hat schön die Pulsförmige Spannung gesehen. Es war ein Rechteckspannung mit ca. 1,5 Volt. Die Pausen zwischen den Impulsen waren ca. 1/10 so lange wie ein Impuls.
Dann habe ich den Transistor angeschlossen, es ist aber ein TIP117, kein BD678, beim Conrad hatten sie den BD678 nicht und haben mir gesagt, dass der TIP117 der selbe ist.
Wenn man den aber so anschließt wie auf dem Schaltplan, und statt der Led einen 9 Ohm Widerstand (Entspricht dem 3. Arbeitspunkt) anschließt, dann sieht man keine Impulse mehr, sondern nur noch eine glatte Spannung mit 1,5 Volt.
Ich habe mir gedacht, der wird vielleicht zu langsam sein, dann habe ich einen 2N2219A genommen, da steht, dass er extra für schnelle anwendungen gebaut ist, mit dem hats dann funktioniert.
Aber war der TIP117 da wirklich zu langsam oder war etwas anderes schuld?
Entspricht der TIP wirklich dem BD678?
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2. Mein 2. Problem ist, dass ich es nicht schaffe, die Spannung an der LED zu regeln. Ich habe einen 9 Ohm Widerstand statt der Led angeschlossen, um zu testen.
Die 9 Ohm sind errechnet mit dem 3. Arbeitspunkt: 2,15V/0,25A= 8,6 Ohm
Ich will, dass die Led zwischen dem 2. und dem 3. Arbeitspunkt mit einem Poti regelbar ist. Egal, wie ich den Basiswiderstand dimensioniere, der Transistor schaltet immer durch. Nur wenn ich die Basis nicht anschließe, sperrt er. Ich habs schon mit 600kOhm Basiswiderstand versucht, noch immer dieselbe 5 Volt Rechteckspannung am Ausgang.
Könnt ihr mir sagen was ich falsch mache? Ich bin schon am verzweifeln.
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lg Christoph

[Dirk]

Hallo Christoph2,

zum Problem 1:
Weißt du, dass der BD678 eine andere Anschlußbelegung (von links: ECB) als der TIP117 (BCE) hat?

zum Problem 2:
Die Schaltung ist rein "digital" ausgelegt, d.h. Transistor schaltet oder sperrt. Wenn du die IR-LED mit 2 Arbeitspunkten betreiben willst, gibt es die Möglichkeit, unterschiedliche Vorwiderstände zu nehmen, zwischen denen man z.B. mit Jumpern umschaltet. Eine andere Möglichkeit ist, die Transistorschaltung zu ändern: Man schaltet sie als Konstantstromquelle (mit einem Poti wird der Strom geregelt). Diese Schaltung wird z.B. mit einem 2. Transistor ein- und ausgeschaltet.

Gruß Dirk

[Christoph2]

Hallo!
Ich habe heute den ganzen Tag herumprobiert, und gleich 2 Fehler gefunden.
1. Der TIP117 ist ein PNP Transistor, ich brauche aber einen NPN.
2. Der Widerstand den ich anstelle der LED verwendet habe war ein 9kohm anstatt 9 ohm. ](*,) ](*,) ](*,) ](*,) ](*,) ](*,) ](*,)

Wozu braucht man bei dieser Schaltung einen Darlington-Transistor?
Braucht man da so viel Verstärkung?

Mit einem normalen Transistor komme ich nicht über 1,7 Volt an der LED.
Ich hätte aber gerne die 2,15V.

Ich werde das mit dem LED-Vorwiderstand probieren, dazu muss ich es aber hinkriegen, dass der Transistor voll durchschaltet, also dass ich 5 Volt habe an der LED. Oder jedenfalls 2,15.

lg christoph

[Dirk]

Hallo Christoph2,


Der TIP117 ist ein PNP Transistor, ich brauche aber einen NPN.
Ja, der TIP117 ist ein PNP-Typ. Du hattest aber die Schaltung mit dem BD678 in deinem 1. Post genannt: Der BD678 ist auch ein PNP Darlington Transistor. Damit ist das schon ok mit dem TIP117 als Ersatz für den BD678.


Wozu braucht man bei dieser Schaltung einen Darlington-Transistor? Braucht man da so viel Verstärkung?
Jein. Der BD678 hat eine Verstärkung von 750-fach. Damit kann man deine höchste Last (250 mA) ab einem Basisstrom von 330 uA (Microampere) schalten. Das sieht erst 'mal ziemlich übertrieben aus.
Nimmt man aber einen ähnlichen BD-Typen (NICHT Darlington), dann haben die so ca. eine 20-fache Verstärkung. Da würdest du dann einen Basisstrom von mindestens 13 mA brauchen. Da müßte man dann schon überlegen, doch noch einen kleineren Transistor vorzuschalten.
Also ist der Darlington-Typ eigentlich gar nicht so schlecht.


Mit einem normalen Transistor komme ich nicht über 1,7 Volt an der LED.
Kann nicht sein! Poste 'mal deine Schaltung! Die CE-Spannung beträgt bei einem durchgeschalteten Transistor 0,2V. Also müßtest du noch ca. 4,8V für die Diode (mit Vorwiderstand) zur Verfügung haben.

Gruß Dirk

[Besserwessi]

Der IS471 schaltet den Ausgang gegen Masse, ein PNP Transistor ist also schon richtig. Einen NPN Transitor kann man so kaum ansteuern. Ein Basisstrom von 13 mA wäre gar nicht so schlimm, denn man kann ja auch direkt LEDs treiben. Bei einem Darlington spart man nur ein wenig Strom, denn da fließt fast alle durch die LED.

@Dirk:
Bei einem Darlington Transistor kommt man nicht unter etwa 0,6 V CE Spannung. Mit Last eher auf 0,7V bis 0,9V.


Ps. die Schaltung im Wiki Bereich sieht falsch aus, da fehlt der Wiederstand vor der LED !

[Dirk]

Hallo Besserwessi,


Ein Basisstrom von 13 mA wäre gar nicht so schlimm, denn man kann ja auch direkt LEDs treiben.
Ja, stimmt, das geht bis 20mA. Allerdings ist das der MINIMALE Basisstrom, der für 250 mA Last (hFE = 20) nötig ist. Ich würde da schon das fünffache zum Schalten nehmen (z.B. 60 mA). Und dann reichts nimmer mit einem uC-Port.


Bei einem Darlington Transistor kommt man nicht unter etwa 0,6 V CE Spannung. Mit Last eher auf 0,7V bis 0,9V.
Ja, stimmt auch. Christoph2 hatte aber von einem "normalen Transistor" gesprochen. Bei dem müßten 4,8V zur Verfügung stehen. Aber selbst wenn er auch einen Darlington-Typ gemeint haben sollte, müßte er damit über 4V für die LED haben.

Gruß Dirk

[Christoph2]

Hallo!
Ich habe das mit der Spannung endlich geschafft.

Meine Schaltung sieht jetzt genauso aus wie auf dem Schaltplan, nur die Werte der Bauteile sind anders:

Als Transistor verwende ich den TIP117, als IR-LED-Vorwiderstand einen 3,5 Ohm Widerstand und als Basiswiderstand für den Darlingtontransistor habe ich 220 ohm genommen (=23mA).

Leider funktionierts noch immer nicht, die Led leuchtet immer, egal ob ein Hindernis da ist oder nicht.
Es ist auch egal wie stark die IR-Led leuchtet.
Sollte sie eigentlich leuchten wenn ein Hindernis da ist oder wenn keines da ist? Wenn ich nämlich die Schaltung ohne Transistor aufbaue, funktioniert das ganze, (aber nur bis max. 3 cm). Die Led leuchtet dann, Wenn ein Hindernis da ist. Aber im Internet liest man oft, dass sie immer leuten soll, außer wenn ein Hindernis da ist.

lg christoph

[Besserwessi]

Für einen darlington Transistor sind 23 mA Basistrom reichlich viel. Besser wären eher 1-2 mA. Je nach Schaltung wird durch die 220 Ohm auch weniger Strom fließen, denn es liegen nicht die vollen 5 V an. Daran wird es aber nicht liegen.

Für den Anfang sollte man lieber mit etwas weniger strom bei der LED arbeiten, denn die 250 mA sind wahrscheinlich nur gepulsed zulässig. Für den Anfang sollten 100 mA reichen, die gehen bei den IR dioden meistens noch gerade im Dauerbetrieb.

Der Ausgang soll auf Low sein sodass die LED leuchtet, wenn der Empfänger Licht empfängt. Wenn in reflexion gearbeitet wird, leuchtet die LED also dann, wenn ein Hindernis da ist. Wenn mit unterbrechung gearbeitet wird, dann wenn kein Hindernis da ist.

Wenn die Versorgungsspannung nicht gut entkopplet ist, kann es zu Störungen kommen durch den großen Strom über den Transistor. Ich würde an der Versorgung so etwas wie 100 uF+100 nF vorschlagen. Ganz ohne KOndesatoren sind Probleme wahrscheinlich.

[Christoph2]

So, ich habe jetzt nur noch 10mA Basisstrom und 150mA durch die IR-Led.
Die LED kann ich dann später bis zu 0,5 A belasten.
Ich habe jetzt auch die Kondensatoren zur glättung eingebaut (1000uF, 100nF).

Leider leuchtet die Led noch immer ständig.
Ich habe sie auch schon mit Karton vom is471 abgeschirmt, sodass eigentlich kein Licht mehr zu ihm kommen könnte, aber die led leuchtet trotzdem. Wenn ich ganz weißes Papier davor halte leuchtet sie auch.

An was könnte das liegen?

lg idefix

[Besserwessi]

Man könnte versuchen die Abschirmung zu verbesser und testweise den LED-strom erst mal noch weiter zu reduzieren, bis die LED nur noch angeht wenn wirklich etwas da ist zum refektieren. Zum testen kann man auch ein Röhrchen (z.B. etwas dickerm Papier, eine Seite zu ) über die LED oder den Sensor zu halten um den "Dunkelzustand" herzustellen. Es kann nämlich auch immer noch Licht vom Boden gestreut werden.

[Dirk]

Leider leuchtet die Led noch immer ständig. ... An was könnte das liegen?

Wie ist deine jetzige Schaltung? Wie hast du den 220 Ohm Widerstand eingebaut?

Gruß Dirk

[Christoph2]

So, jetzt hatte ich endlich mal zeit etwas zu zeichnen:




1 ----------+----------------+----------+--------------
| .-. |
2 ------+ .-. 3,5 | | |
| | | ohm | | | LED
3 ---+ | | | '-' |
| | '-' | V ->
4 ----------+ V -> -
| | | - IR |
| | | | |
| | | 440ohm | .-.
| | | ___ |< | | 470
| | +-------|___|--| | | ohm
| | |\ '-'
| | | |
| | | |
+-----------------------+----------|-----------------
| |
| |
+-------------------------------+
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)


Ich bin schon wieder auf etwas draufgekommen:
Die Led geht nur aus, wenn ich die LED direkt vor den is471 halte. Mit Reflektion funktioniert das nichtmal aus 1cm auf weißes Papier, obwohl man da sehr deutlich auch unter tageslicht mit der Handykamera einen hellen fleck auf dem Papier erkennen kann, wo die Led hinleuchtet.

Ich hab 2 is471f bestellt, habs mit dem 2. auch probiert und war genau das selbe Ergebnis.

Also ich muss das so hinkriegen, dass es auf ca. 10cm entfernung funktioniert, aber ich hab keine Idee warums jetzt noch nicht geht.
Ich sitze jetzt schon 4 Tage vor der Schaltung, ich verzweifle bald.

lg christoph[/code]

[Dirk]

Hallo Christoph2,

bevor du verzweifelst, könntest du dir 'mal das ansehen:
http://www.kreatives-chaos.com/artikel/abstandssensor-mit-is471

Gruß Dirk

[Christoph2]

Hallo!
Danke für den Link. Ich habe die schaltung ein wenig geändert, ich habe die Led und den vorwiderstand der Led nach dem Transistor geschalten:

Die schaltung ist also gleich wie bei deinem Link, nur die widerstandswerte sind geändert. Jetzt kann ich die Spannung an der Led perfekt zwischen 2,5 und 2,8V regeln.

Hier ist die schaltung:



+
1 ----------+----------------+----------+--------------+-----+----
| | | | |
2 ------+ .-. | | | |
| | | 10k | | LED | |
3 ---+ | | | | | | |
| | '-' | V -> | |
4 ----------+ | - | |
| | .-. | | | |
| | | | 10k +---+ | | | |
| | | | | | | .-. 0,1u| |470u
| | '-' | _V_ |< | | 470 | |
| | +------+-|___|-| | | ohm --- ---
| | 10k |\ '-' --- ---
| | | | | |
| | | | | |
| | | 1,8 | | |
| | .-. ohm | | |
| | | | | | |
| +------------------ | | --------+ | |
| '-' | |
| | | |
| V -> | |
| - IR-LED | |
| | | |
+-----------------------+-------------------------+-----+----
--
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)


Leider funktioniert es immer noch nicht. Ich denke, der is471 erkennt das signal nicht. weil eigentlich sollte es ja ein Impuls sein, der von 0 Volt bis 5 Volt geht, er erreicht aber nie 0, weil immer ein offset von 1V dabei ist.

So sieht das aus:

Dieses kleine rechteck im oszillogramm auf der ebene wo ganz links am rand a1 steht, zeigt an, wo die Nulllinie ist.

http://i32.tinypic.com/2uyonf5.jpg


Egal wie ich die Spannung an der Led einstelle, es sind immer 1V offset dabei. Das ist, wenn ich die LED ohne Transistor an den is471f hänge nicht!

[img]http://i30.tinypic.com/9a0nl0.jpg

Warum ist da immer 1V offset, und wie bekomme ich ihn weg? Also dass die Led immer ganz aus geht, und dann kurz an und dann wieder ganz aus.

Jetzt wird sie nämlich immer nur schwach-stark-schwach-stark- und das erkennt der is471 glaub ich nicht als signal.

Wenn ich die Led abhänge (einfach brutal aus der schaltung reiße) geht die led aus. sonst nicht.

lg christoph

[Hubert.G]

Was verwendest du für einen Transistor.
Warum nimmst du nicht die Schaltung von @Dirk, mit deinem Spannungsteiler verschlechterst du doch nur das Schaltverhalten.

[Christoph2]

Ich verwende meinen TIP117, einen besseren habe ich nicht zuhause.

Wenn man den 10k widerstand zwischen pin 4 und 1 des is417 weglässt, dann ändert sich auch nichts am oszi.

lg christoph


EDIT: Kann es sein dass der Transistor nicht schnell genug ist, oder dass er eine Kapazität hat oder aus irgendeinem anderen grund nicht dafür geeignet ist?
Aus dem Pin 4 des IS471 kommt nämlich wirklich ein wunderschönes rechtecksignal heraus, das immer genau zwischen 0 und 5 volt wechselt.

[Hubert.G]

Ideal ist der Transistor nicht, das ist ein Darlington mit U/ce von 2,5V .
Der interne Basis-Emitterwiderstand ist bei 7k.
Ist dein Oszillogramm von Pin4.
Im Datenblatt sieht man allerdings das die Spannung auf Pin 4 durch die interne Begrenzung nie auf 0V geht.
Wenn du bei Pin4 abtrennst sollte die LED ausgehen, oder direkt die Basis aufmachen.
Bist du sicher das nichts falsch verschalten ist.

[Besserwessi]

Das die Spannung an der LED nicht ganz auf null zurückgeht, liegt daran dass die LED ab 1 V praktisch keinen Strom mehr zieht und der spannung daher nicht so schnell sinken kann. Für die Funktion ist das aber nebensächlich, denn fast kein Strom heißt auch fast keine Leistung. Wenn man die Spannung auf 0 haben will, einefachen einen Widerstand (z.B. 1-10 K) Parallel zur LED.
Der Transistor sieht eigentlich schnell genug aus. Man könnte es schneller kriegen, wenn die LED am Emitter des Transistors ist, so wie im Datenblatt.

Die 2,5 V Uce sind wohl für den Nennstrom, und da ist man hier deutlich drunter. Das sollte also nicht so sehr stören.

[Christoph2]

Das mit dem Widerstand paralell zur led hat funktioniert. Aber wie du vermutet hast funktioniert es trotzdem noch nicht.

Morgen werde ich weiter versuchen

[Hubert.G]

Schau mal ob du nicht einen anderen pnp Transistor auftreibst, ein BC557 würde es leicht tun.

[Christoph2]

Hi, es funktioniert!!!!!!

Ich habe es mal mit dem BC557B ausprobiert (den habe ich von irgendwo ausgelötet), und es hat funktioniert, allerdings nur 3 cm, weil ich glaube der hat zu wenig verstärkung.

Dann habe ich es nochmal mit dem TIP117 aufgebaut, ich wollte das signal was aus dem is471 rauskommt und das was an der led liegt gleichzeitig auf dem 2-kanal-oszi darstellen und schauen ob da eine phasenverschiebung oder sowas ist.

Auf einmal hats dann funktioniert, ich habe eigentlich nichts verändert.

Sehr wichtig ist, dass man das Licht aus der Led irgendwie bündelt, oder sonst irgendwie dafür sorgt, kein Licht von der Led auf den is471 kommt, außer durch reflexion von einem hindernis.

Also die Schaltung schaut jetzt so aus :

http://i27.tinypic.com/1zl57w3.jpg

Damit kann man jetzt diese Leistungs-IR-Led vom Conrad perfekt zwischen allen 3 Arbeitspunkten stufenlos regeln.
Die Led leuchtet, wenn ein Hindernis da ist.

Ich habe das ganze heute bis zu einer Reichweite von 30 cm geschafft, da war noch ein sehr guter schaltpunkt.
Ich habe das aber nur so mit papier hingepfuscht, dass die Streustrahlung der Led nicht auf den sensor kommt.
Wenn ich die Led stärker aufdrehe, kommt das Licht irgendwie an dem Papier vorbei, und die Led leuchtet dann dauernd.

Ich werde im Lauf der nächsten woche den is471 und die Led in ein Rohr einbauen, die dann versuchen perfekt aufeinander auszurichten, und ausprobieren, wie weit es störungsfrei funktioniert.

Danke an alle die mir dabei geholfen habe!!!!!
Ohne euch hätte ich das sicher nicht geschafft, ich hätte es irgendwann verflucht und auf die seite gelegt und nie wieder angegriffen.

lg christoph

[Besserwessi]

Bei dem kleinen 1,8 Ohm Vorwiderstand kommt die Strombegrenzung hier schon vom Basisstrom. Die Verstärkung der Transistoren schwankt von exemplar zu Exemplar recht stark.
Beim Nachbau muß man also etwas aufpassen nicht zu viel Strom durch die LED zu schicken. Der Basisvorwiederstand muß also für jeden Transistor angepaßte werden, eventuell sogar mehr als es mit dem 10 K Poti geht.
Auch gepulst sollten es nicht mehr als etwa 300 mA sein.

[Christoph2]

Im Datenblatt steht, es geht bis 500mA, wenn der Puls kürzer als 100us ist, bei mir ist der Puls ca. 10us, also mit 500 geht das schon noch.

lg christoph