Elektronik, RasPI, Transistor, Widerstand

Bitboy

Hallo zusammen,

mein Vorhaben ist recht simpel und trotzdem weiß ich nicht wirklich wies geht.

Ziel ist über einen RasPI GPIO Pin einen Transistor als schalter zu benutzen. Als Transistor hab ich nur C2240 BL http://www.datasheetarchive.com/dl/Scans-004/Scans-0093536.pdf

Soweit ich bisher verstanden schalten Transistoren wenn 0,7V an der Basis anliegen. Der RasPi Pin liefert aber 3,3. Also bräuchte ich wohl einen Widerstand davor, der die 2,6V die zuviel sind aufnimmt.

R = U / I
R = 2,6V / I

Wie bekomm ich jetzt I?

Falls ich mit der herangehensweise komplett falsch bin, bitte korrigieren ich versuch ja wirklich dahinter zu kommen wie man sowas berechnet.

**Andy**

Hi,
mit dem Widerstand begrenzt man idR. den Strom, also schau mal ins Datenblatt des Transistors, was da maximal an der Basis anliegen darf

**BugFix**

Das Lösungswort ist: Spannungsteilerschaltung. Die Gesamtspannung muss in den von dir gewollten Wert und dem Rest geteilt werden.
Soll die Ausgangsspannung variabel sein nimmt man ein Potentiometer, soll sie fix sein, wie bei dir, brauchst du dafür zwei Widerstände.
Da es sich um eine belastete Schaltung handelt, sollte der Strom aber im Steuerzweig des Transistors begrenzt werden.
Erklärungen und Formeln dazu dindest du hier.

**Andy**

BugFix , braucht es imho nicht...

Angenommen, er möchte am Ausgang 12V ( ist Uc im geschalteten Zustand) schalten.
lt. Datenblatt ist Ic=100mA . Wenn Transistor "durchgeschaltet", ist Rc=Uc/Ic=12V/0,1A=120Ohm. Soviel zum Rc.

Schaltstrom Ib=2mA, Vbe=0,7V, Eingangsspannung 3,3V
Gesucht Rb
Ub=3,3V-0,7V=2,6V
Rb=Ub/Ib=2,6V/2mA=1,3kOhm

Sämtlichen "Dreck" an Kleinstspannungen- und Strömen rund um den Transistor kann man bei Gleichstrom unter den Tisch kehren, der wird sowieso durch Temperaturunterschiede und durch die Qualität der Bauteile "aufgefressen".

**BugFix**

Ja, für diesen Einsatz wirds wohl auch ohne Strombegrenzung gehen. Aber zu meiner Zeit (boah, wie sich das anhört) waren Transistoren so saumäßig teuer, dass man Ströme immer begrenzt hat, damit das jute Zeuchs nicht abfackelt.

**Andy**

Naja, soooo schlimm war das auch wieder nicht, obwohl jenseit der "Mauer" wohl doch....bei uns hab ich einfach alte Fernseher geschlachtet, oder ähnlichen Schrott vom Sperrmüll. Wenn die Bauteile das Auslöten mit dem 50-Watt-Eisen überlebt haben, waren sie auch noch gut für Experimente
Aber du hast Recht! Wenn ich mich noch richtig erinnere, gabs da doch so ne Geschichte mit ner Schottky-Diode, um lahmen Transistoren bissl auf die Sprünge zu helfen...bei der HF-Technik hab ich mich dann ausgeklinkt.
Nen Radio aus Brocken zusammenbauen, die man in der Hosentasche hat, bekomme ich aber auch heute noch hin

**BugFix**

Zitat von Andy

Nen Radio aus Brocken zusammenbauen, die man in der Hosentasche hat, bekomme ich aber auch heute noch hin

..und mit nem Apfel als Spannungsquelle.

Bitboy

Hallo zusammen. Erstmal danke für die Antworten.
Das Apfelradio hätte ich ja schon mal gerne gesehen

Ich erlaube mir mal eine Frage hinterher zu schieben. Sinn der Sache wäre es, dass die Transistoren "die buttons einer fernbedienung drücken".

Etwas problematisch ist das die Kontakte meist doppelt verwendet werden. Ich hab die einfach mal A,B,C,D,E,F,G genannt.

Das sieht dann so aus
Schalter 1: AB
Schalter 2: AD
Schalter 3: AC
Schalter 4: AE
Schalter 5: BF
Schalter 6: DF
Schalter 7: CF
Schalter 8: EF
Schalter 9: CG
Schalter 10: EG

Für Schalter 1 hab ich das so gemacht: Emitter - A; Kollektor - B; Basis an RaspiPin
Für Schalter 2: Emitter - A; Kollektor - D; Basis an RaspiPin

und so weiter für alle wiederholt. A,F,G sind zusätzlich mit GND verbunden. Solange ich nur Schalter 1 und 2 verwende funktioniert es. Wenn ich 3 und 4 Dazu anschließe macht es gar nichts mehr.

Jemand eine idee wodrans liegt? Oder wie der Plan aussehen müsste wenn ich alle 10 Buttons über den Raspi drücken möchte?

**Andy**

Hi,
ein Schaltbild wäre jetzt nicht schlecht^^. Eine einfache Handzeichnung abfotografiert reicht auch, dann merkt man auch ob die Handy-Kamera etwas taugt
Ich kann mir zwar vorstellen was du machen möchtest, die Schaltung selbst ist mir aber nicht klar.

Welche Meßgeräte hast du zur Verfügung? Ein Billigst-Digitalmultimeter vom Ramschtisch reicht idR völlig aus. Damit kann man wenigstens mal die Potenziale und Spannungen messen.

Wenn du Schalter 1+2 abschaltest, funktionieren dann 3+4 ?

Es könnte, je nach verwendeten Bauteilen, der Strom nicht immer so fließen, wie man sich das vorstellt. Je nach Schaltung entstehen ggf. durch parallel geschaltete Widerstände völlig andere Voraussetzungen.
Dann muss man unter Zuhilfenahme von bspw. Dioden den Strom "zwingen" bestimmte Wege zu nehmen / nicht zu nehmen.

A propos Strom und Spannung. Ich habe nicht nachgeschaut, welche Leistungen der RasPi an den Pins überhaupt zur Verfügung stellt. Es wäre also ggf. sinnvoll, für die Schaltung eine externe Spannungsversorgung ( Steckernetzteil / Batterien / Akkus) zu verwenden, und den RasPi nur die Eingänge der Transistoren schalten zu lassen.

// EDIT
Radio aus Hosentaschenbauteilen...
Da könnte ich jetzt einen vom Pferd erzählen, aber wie u.a. HIER gezeigt, reichen ein abgestimmter Schwingkreis (bei bestehendem Kondensator wickelt man sich die passende Spule für die benötigte Frequenz) , ein langer (Länge abhängig von der Frequenz^^ ) Draht als Antenne, und ein Piezo-Lautsprecher.
Je nach Länge der Antenne reicht die damit "eingefangene" Leistung aus, um OHNE zusätzliche Stromquelle Radio zu hören!
Mit ner Batterie und einem Transistor (darum heisst das Ding seit Jahrzehnten auch Transistorradio ) oder einer Röhre ( Röhrenradio ftw aber dran denken, die Angie schaltet die Atomkraftwerke ab ) ist man dann in der Lage einen "richtigen" Lautsprecher anzuschließen!
Übrigens dokumentieren die Fotos aus diesem Link richtige Hightech! Die Holzbretter als Platine hab ich mir immer gespart, einfach alle Bauteile aneinandergelötet gab das meistens unförmige "gnubbelige" Schaltungen mit kalten Lötstellen

Bitboy

Hab grade nochmal mit einem einzelnen Transistor versucht. Ich hab irgendwie den blöden verdacht, dass an A,F,G der Kollektor gehört und nicht der Emitter wie ichs jetz hab Wäre ja so ein typischer Myrphys-Gesetz Fall, wenn du etwas verkehrt herum dran bauen kannst, dann baust du es auch verkehrt herum dran. Ich probier das auf jeden fall nochmal aus.

Einfaches Multimeter hab ich. Die angaben zum Raspi schwanken. Es gibt Angaben von 20 bis 50mA, aber die Pins sollen auch nur die Basis vom Transistor ansteuern. Die eigentliche Fernbedienung hat eine eine Batterie und die bleibt auch.

Irgendwie klasse wie schlicht sowas sein kann. Obwohl ich durchaus großes Interesse für Elektronik hab, hört mein Verständnis bei LEDs und Relais auf.

Bitboy

So hier mal ein Schaltplan wie es jetzt aussieht. Es sind nur 4 Transistoren eingezeichnet, tatsächlich sind es 10, einen für jede Schalterkombination
Wenn ich statt dem PI einfach eine Batterie nehme und - an GND und Plus an einen der rPI Pins mache funktioniert es wunderbar, am PI selber tut sich gar nichts.

Edit: Hab das Programm von http://www.falstad.com/circuit/ benutzt

**Oscar**

Die Schaltung sieht schonmal sehr falsch aus!
Bevor Du weiter "experimentierst" und die Transistoren damit schrottest, solltest Du erstmal das Schaltbild von der Fernbedienung ausfindig machen.
Handelt es sich dabei um eine Tastatur mit gemeinsamer Masse oder ist das eine Matrix-Tastatur?
Im letzteren Fall (sehr wahrscheinlich, leider) wird das mit den Transistoren sowieso nicht funktionieren.

Bitboy

Hm magst du denn verraten was genau falsch ist? Die +3V gibt es so nicht, das soll einen eingeschalteten RasPi Pin darstellen.

Muss mal gucken ob ich einen Schaltplan finde. Habs bisher nur gemessen:

B oder C oder D zu A: +2,6V (schwarzes Kabel A und rotes jeweils B,C,D)
B oder C oder D zu F: +2,6V (schwarzes Kabel F und rotes jeweils B,C,D)
B oder C oder D zu G: +2,6V (schwarzes Kabel G und rotes jeweils B,C,D)

Warum gehts mit einer Matrix-Schaltung generell nicht? Ich dachte immer Transistoren kann man statt Relais verwenden.

PS: Wenn die kaputt gehen ist nicht so schlimm, zum einen hab ich noch welche und zum anderen eh keine andere Verwendung dafür

**Oscar**

Bei einer Matrix-Schaltung wird die Tastatur zeilen-/spaltenweise von einem Mikrocontroller abgefragt.
Dieser legt dann ein Bitmuster auf eine Spalte und fragt die jeweiligen Zeilen der Reihe nach ab.
Du müsstest also rauskriegen, welche Spalten und Zeilen zusammen gehören und wie der Mikrocontroller diese anspricht.
Der Emitter gehört zwar prinzipiell an GND, aber bei einer Matrix-Schaltung darfst Du die "Eingänge" der Tastatur nicht direkt (über die Dioden) mit GND verbinden.
Außerdem fehlt ein Widerstand an der Basis des Transistors.
Hast Du denn irgendwelche Unterlagen zu der Fernbedienung?

**Andy**

GENAU SO ähnlich hatte ich mir das gedacht.

Zitat von Oscar

Die Schaltung sieht schonmal sehr falsch aus!

das ist sehr diplomatisch ausgedrückt^^

Mal abgesehen von der Matrixschaltung der Fernbedienung führst du, je nachdem welcher Ausgang des PI geschaltet ist, völlig willkürliche Spannungsabfälle über den Transistoren herbei.
Wie schon in meinem ersten Posting mit der Rechnerei angesprochen, solltest du dir sowohl einen Widerstand an der Basis (begrenzt den Basisstrom auf 2 mA ) einbauen, als auch einen am Kollektor, über den du DEFINIERT die Spannung zum Schalten der Fernbedienung abgreifst (wie auch immer dort geschaltet wird).

Uber die Widerstände und die Spannungen weisst du auch, wo welche Ströme fließen.

Zitat von Oscar

Bevor Du weiter "experimentierst" und die Transistoren damit schrottest,

EIN Gutes hat es, so wissen wir jedenfalls, dass die Ausgänge des PI einiges aushalten