Laufendes-2013-211    vom 1. Mai 2013
Der Tranistor 2N3055 als Schalter.



Vorrede.

Der Arduino ist eine elektronische Steuerungsanlage mit vielen Ausgängen und mit sehr geringer Schaltleistung.

Ein Tranistor ist eine elektronische Steuerungsanlage, die nur mit einen Eingang und einen Ausgang hat. Der Arduino selbst ist nicht teuer, jedoch ist ein Transistor noch billiger. Und ein leistungsstarker Transistor kann auch starke Ströme schalten.


Wenn man mit dem Ausgang einer Kleinsteuerung Arduino einen Scheibenwischermotor schalten will, dann braucht man einen Schaltverstärker. Wie das geht, zeige ich hier am Beispiel des Transitors 2N3055, eingesetzt als Schaltverstärker am Ausgang eines Arduinos zur Steuerung eines Scheibenwischermotors.



Das Kernstück der Verstärkerschaltung.
Der Ausgang des Arduino geht an den Steuerungseingang des ersten Transistors.
Dessen Ausgang geht an den Eingang des zweiten Transistors.
Am Ausgang des zweiten Transistors hängt der Scheibenwischermotor.



Wichtige Zubehörteile zur Schaltung.


1.
Die Transistoren und der Scheibenwischermotor haben eine eigene Elektrizitätsversorgung, ein Gleichstromnetzteil mit Null Volt und minus 12 Volt Spannungsausgangsbuchsen.

Belastbar bis 2 oder 5 oder 10 Ampere, jenachdem, wie stark der Elektromotor im Spitzenfall belastet werden soll und wieviel Geld man ausgeben möchte.


2.
Verschiedene Kabel, und Lüsterklemmen, Stecker und Buchsen sind zur Verbindung der Teile notwendig


3.
Der Motor hat eine elektromagentische Wicklung.
Bei ruckartigen Spannungsänderungen, beispielsweise beim Ausschalten, entsteht hier eine Spannungsspitze mit umgekehrter Polausrichtung. Diese Spannungsspitze kann den Transistor zerstören.

Deshalb wird ein Bauteil neben den Motor geschaltet, welches in einer Richtung den Strom durchläßt, in anderer Richtung aber nicht. Im Normalbetrieb ist dieses Gerät ohne Bedeutung, der Strom kann nicht hindurch. Wenn aber die Spannungsspitze mit umgekehrter Polrichtung entsteht, dann läuft sie durch das Gerät hindurch und wieder in den Motor hinein, wo sie sich auflöst. Die Spannungsspitze bliebt also in ihrem Kreis, sie kommt mit dem Transistor gar nicht in Berührung.

So ein Gerät heißt Diode.
Wir können eine Universaldiode verwenden, etwa die 1N4001
Deren Einzelpreis schätze ich auf 10 Cent. elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201113.htm
Für diesen Einsatz hier wird das gerät auch als Schutzdiode oder auch als Spannungsspitzen-Lösch-Diode bezeichnet.


4.
Der Widerstand am Ausgang des Arduino.
Der Ausgang des Arduino kann in der Spitze 20 Milliampere bei plus 5 Volt Spannung leisten.
An diesen Grenzwert gehen wir nicht heran, wir bleiben bei 10 Milliampere.
Am Ausgang hängen in Hintereinanderschaltung zwei Transistoren.
Diese haben die Eigenschaft, daß bei ihnen in eingeschaltetem Zustand immer ungefähr 0,7 Volt abfallen, zusammen also 1,4 Volt.

Nun schalte ich einen Widerstand zwischen den Ausgang des Arduino und den Eingang des ersten Transistors. Auf diesen entfallen also dann, wenn der Arduinoausgang auf "High=+5Volt" steht, etwa 3,6 Volt Spannungsabfall.
Also muß der Widerstand 360 Ohm betragen, damit die gewünschten 10mA fließen. Die Leistung, die am Widerstand ansteht und in Wärme umgeseztt wird, beträgt 3,6 Volt mal 10mA ergibt 36 Milliwatt. Wir brauchen einen Widerstand mit 360 Ohm und mindestens 0,1 Watt Wärmeabgabefähigkeit. Dieser Widerstand bewirkt, daß die Nachfolgeschaltung den Arduino von der angeforderten Strommenge her nur gering belastet, nämlich mit 10 mA. Meine Kostenschätzung: 10 Cent für so einen Widerstand.


5.
Der Transistor hat drei Stromanschlüsse:
Einen Steuersignaleingangsanschluß, einen Großleistungsausgangsanschluß und einen Doppelaufgabenanschluß. Der Doppelaufgabenanschluß wird so in die Gesamtschaltugn eingepaßt, daß dort die Vergleichsspannung für die Steuerspannung anliegt.
Und außderdem wird an dieser Stelle der Gesamt-Leistungsstromkreis geschlossen, sodaß der Motor laufen kann, wenn der Transistor auf "leitend" steht.


6.
Ein Widerstand ist zwischen der "plus12Volt-Leitung" und dem Leistungsausgang des ersten Transitors eingebaut.
Wenn beide Transistoren auf "leitend" stehen, dann würde ein sehr hoher Strom von 12Volt zur Masse fließen. Dieser Strom soll aber gar nicht so hoch sein. Er soll nur hoch genug sein, daß der zweite Transistor sicher schaltet. Nehmen wir an, der zweite Tranistor verstärkt den Strom um das 20fache und der Motor bräuchte im Höchstfall 6 Ampere. Der Stromverstärkungsfaktor läßt sich bei den Kennwerten des Transistors nachlesen oder in einer Prüfschaltung ausmessen.
Vorsicht! Es gibt Unterschiede zwischen einzelnen Transistoren, die Außentemperatur und das Alter machen auch Unterschiede aus. Auch werden die Transistoren beid er Arbeit warm oder heiß.
Deshalb rechne ich hier nur mit dem Verstärkungsfaktor 20 für diese stromleistungsstarken Transistoren. So ergibt sich ein Wert von höchstens 300 mA am Eingang des zweiten Transistors.

12 Volt Gesamtspannung, davon fällt 0,1 Volt am ersten Transistor zwischen dem Leistungsanschluß und dem Doppelaufgabenanschluß ab, und 0,7 Volt fallen am zweiten Transistor zwischen Steuereingang udn dem Doppelaufgabenanschluß ab. Das ist immer so, weil der der innere physikalsiche Aufbau der Transistoren genau das erfordert. Also entfallen 11,2 Volt auf den Widerstand. Seine Widerstandswert errechnet sich zu
11,2 Volt durch 0,3Ampere =37 Ohm. Die abzuführende Wärme beträgt 11,2 Volt mal 0,3 Ampere = 3,36 Watt. Wir wählen 5 Watt oder 10 Watt oder eine noch höhere Wäremabgabeleistungsfähigkeit für den Widerstand. Zu Hause haben wir für Versuche Widerstände mit 50 Watt Belastbarkeit Die Kosten vielleicht 2 bis 3 Euro je Stück. Sie haben einen eigenen Aluminium- Kühlkörper angebaut, das ist im Preis mit enthalten.


7.
Ein weiterer Widerstand ist zwischen dem Steuereingang des zweiten Transistors und der "Null-Volt-Leitung" eingebaut. Widerstand 10kOhm, Wärmeaufschlag weit unter 0,1 Watt, er kostet geschätzt 10 Cent. Wenn der Arduino auf leitend steht, dann ist dieser Widerstand ohne Bedeutung. Wenn der Arduino auf "nicht-leitend" steht, dann legt dieser Widerstand den Eingang des zweiten Tranistors sicher auf null Volt. Würde sich durch eine Störwirkung, beispielsweise eine Antennenwirkung in der Schaltung auf Störungen aus der Umgebung, eine Spannung dort abufbauen, so würde sie einen kleinen Strom durch den Widerstand auf Masse zu verursachen udn aus genau diesem Grund würde die Störspannung dann in sich zusammenbrechen. Diese Störspannungen können nämlich nur winzig kleine Störströme liefern. Das reicht manchmal, um eine emfpindliche elektrische Schaltung zu stören. Aber wenn man diese Störspannung über einen Widerstand an Masse legt, dann verschwinden sie.

Der Widerstand ist also so stark leitend, daß er die Störspannungen abbauen kann, aber ist aber anderseits so hoch im Widerstand, daß er dann, wennd die Schaltung auf "leitend" steht, seinerseits selbst nicht störend auffällt. Ich schäzte, daß hier jeder Wert zwischen 10kOhm und 100 kOHm diese Aufgabe erfüllt. Vom Gefühl her könnte man in dieser Schaltung sogar auf diesen Entstörungswiderstand verzichten.



Der Transistor 2N3055
MJ2955 ist das Gegenstück, ein sogenannter PNP-Transistor, den brauchen wir hier vorerst nicht.


http://en.wikipedia.org/wiki/2N3055


Kennzahlen:
60 Volt, 15 Ampere, 115 Watt mit Kühlung, Stromverstärkung 20 bis 70





Nebenbei: bei "http://en.wikipedia.org/wiki/2N3055" stehen auch Hinweise auf Bücher zum Roboterbau für den Bastler.
http://books.google.de/books?id=vYxRVw955-oC&pg=PA261&redir_esc=y

The Robot Builder's Bonanza
McGraw Hill Professional, 2001 - 753 Seiten
A major revision of the bestselling "bible" of amateur robotics building--packed with the latest in servo motor technology, microcontrolled robots, remote control, Lego Mindstorms Kits, and other commercial kits. Gives electronics hobbyists fully illustrated plans for 11 complete Robots, as well as all-new coverage of Robotix-based Robots, Lego Technic-based Robots, Functionoids with Lego Mindstorms, and Location and Motorized Systems with Servo Motors. Features a pictures and parts list that accompany all projects, and material on using the BASIC Stamp and other microcontrollers.


Der Arduino bringt höchstens 20 Milliampere am Ausgang, der Scheibenwischermotor benötigt bei Stromspitzen, und für die muß der Schalter ausgelegt sein, 5.000 bis 10.000 Milliampere. Wir brauchen also eine Stromverstärkung von 500, und der 2N3055 bringt nur 20 bis 70. Wir rechnen hier mit 20facher Stromverstärkung. Also müssen wir zwei Transistoren hintereinanderschalten, sodaß sich die Stromverstärkung miteinander malnimmt.

Es können zwei Stück 2N3055 sein.
Man kann aber auch für den ersten Transistor einen billigen Kleintransitor mit höchsten 500 Milliampere Stromschaltefähigkeit. So ein Kleintransistor ist noch billiger als ein 2N3055, zudem sie seine Stromverstärkungsfähigkeit höher (aber wie gesagt, nur ebi kleinen Strömen) Für die erste Stufe dieser Schalterverstärkungsanlage ist also ein Kleintransitor das Richtige, für die zweite Stufe ist es der 2N3055.




Betrachten wir den Kleintransistor BC547.
http://www.mikrocontroller.net/part/BC547

Anhand der Kennwerte sieht man: Der höchstzulässige Strom des BC 547 beträgt 100mA.
Bei (im Höchstfall) 10 Ampere am Scheibenwischermotor reichen diese 100 Milliampere nicht aus, um den 2N3055 anzusteuern, denn bei rechnerisch 20facher Stromverstärkung braucht er 500 Miliampere im Eingang.

Also suchen für nach einem anderen Transistor, den wir zwischen Arduinoausgang und 2N3055-Eingang anwenden können.

Hinweis:
Im Mikrocontroller.net finden sich sehr viele Hinweise für die Elektronik.




Hinweise zum Schalten mit Transistoren.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm




Das ist eine Übersichtsseite über Transistoren.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm Dort ist auch eine Tabelle mit den Kennwerten von neun Transistoren, darunter übrigens auch der 2N3055.

Diese Tabelle sagt aus, daß der BC140 bis 1000 Milliampere verträgt und daß seine Stromverstärkung höher als 63 ist. Der BC 140 ist somit der richtige Transistor für die erste Stufe.




Da wir zu Hause aber nur 2N3055 und BC547 im Lager haben, verwende ich für den Anfang für die erste und für die zweite Stufe des Schaltverstärkers je einen 2N3055.

Wenn größere Stückzahlen an Schaltverstärkern gebraucht werden, dann beschaffe ich für die erste Stufe den BC140.



       

       





>



Soviel für heute über den Transistor 2N3055. --- Hinweis: Wir können uns mit elektronischen Schaltungen nur dann befassen, wenn wir überhaupt auf der Welt sind.
Wenn wir nicht auf der Welt sind, ist für uns alles bedeutungslos, weil es uns dann ja überhaupt nicht gibt. Wenn wir eine gute Welt wollen, auf der wir (=europäische Völker, weiße Rasse) auch vorhanden sind, dann müssen wir selbst dafür sorgen.

Es gibt nämlich durchaus Kräfte, die sogar auch vom schwedischen Staat in Stockholm geldlich gefördert werden, denen schon allein das Vorhandensein der europäischen Völker, der weißen Rasse, ein Dorn im Auge ist, und die dies dankenswerter Weise auch offen sagen.
Wohlgemerkt, das sind keine Äußerungen einer Außenseiterin, sondern das wurde in einem Staat am Mittelmeer öffentlich gesendet, offensichtlich war keinem etwas Besonderes oder Unangenehmes an dieser Aussage aufgefallen (aus deren Sicht gesehen). Es handelt sich um die Leiterin eines staatlich geförderten Instituts in Schweden, siehe den untenstehenden Kasten.

Aus gegebenem Anlaß: Sondermeldung.
Diese Meldung wird in ausführlicher Form als Vermischtes-2013-107 angeboten, teilweise auch als Mitschrift der Aussagen. http://www.probonocontramalum.de/Laufendes-2013-107.html

Den folgenden Film (Länge 5:11 Minuten) ansehen und sofort (ggf. mit ilivid) auf dem eigenen Rechner speichern. Der Film ist eine "Blaue Mauritius", er wird in wenigen Jahren sehr stark an Wert gewinnen als herausragende Quelle für Geschichte und Politik.

Zugriff über Anonfiles:        https://anonfiles.com/file/f270876218bebcd9439caaaca19ff6da

Zugriff über Kevin McDonald:        http://www.theoccidentalobserver.net/2013/01/the-jewish-origins-of-multiculturalism-in-sweden/#comments , den Bericht und die 93 Leserbriefe durchlesen, darunter ist der Hinweis auf den Film.

Zugriff über Schwertasblog:        http://schwertasblog.wordpress.com/2013/01/15/die-kultur-der-kritik-7-judische-mitwirkung-an-der-gestaltung-der-amerikanischen-einwanderungspolitik/ den Bericht und die Leserbriefe durchlesen, darunter ist der Hinweis auf den Film.

Zugriff über Youtube:        http://www.youtube.com/watch?v=LPgXodEIXWY

Ein Mehr-Wege-Zugriff und eine Abspeicherung auf dem eigenen Rechner/CD bietet gewisse Vorteile.


Schlußwort.

Anstelle eines Schlußwortes ein Lied von Reinhard Mey: Heimatlos.

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=4cAEAtkuTF0
Heimatlos Reinhard Mey --- mosidosi 17 Videos --- 36.918 Klicks am 19.2.2013






Verschiedene Filme und Musikstücke.

Elektronik qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=6181

I need more of you - - - Bellamy Brothers youtube.com/watch?v=YQKMVo6GkJM

Subaru BRZ, Sportwagen, Beschreibung, 37 Minunten lang youtube.com/watch?v=3lzXgGo9wNU

Epic Old Man - - - Picking Up Young Ladies youtube.com/watch?v=ItXKGyO6cRA

Volksmusik --- Bettina & Patricia --- Jung und Frech youtube.com/watch?v=HSIbpjsbH40

Barcelona (Live) - Freddie Mercury _ Montserrat Caball'e youtube.com/watch?v=iRtKS447BIY

Barcelona (Live) - Freddie Mercury & Montserrat Caballé - 1988
youtube.com/watch?v=IHRd0R-uKHc

Countrymusik= Volksmusik: Jeannie C. Riley - Harper Valley P.T.A. youtube.com/watch?v=aOZPBUu7Fro

Swedish Saint Lucia celebrations 2 youtube.com/watch?v=5iTbNOaqGco

Christmas - Santa Lucia Sweden youtube.com/watch?v=i2-Q_ObdE-4

Queen - We are the champions, live youtube.com/watch?v=xdCrZfTkG1c

Queen - We are the champions, live youtube.com/watch?v=xdCrZfTkG1c

QUEEN - I WANT TO BREAK FREE (OFFICIAL HQ MUSIC VIDEO) youtube.com/watch?v=v3RXyHw1OHY



Andere Filme.

https://www.youtube.com/watch?v=nehePLARUt0
Sanna Nielsen, Stilla Natt



http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=SXh7JR9oKVE
Händels Messias in Toronto in einem Einkaufszentrum im Jahr 2010.

http://www.torontosun.com/news/canada/2010/11/29/16368791.html
Begleitbericht dazu



Nebenbei: Ein Hinweis auf Latein.

http://www.gottwein.de/LaGr/LGrKonjug06.php
Lateinische Grammatik --- Formenlehre --- Konjugationstabelle: ferre, ire, fieri



Einige Musikstücke.

Billie Jo Spears - Blanket On The Ground. youtube.com/watch?v=XpA0oPR_EOQ

Help Me Make It Through The Night. youtube.com/watch?v=45-6duFvfuI

Engelbert Humperdinck - Release Me - 1988. youtube.com/watch?v=T_AkuNhKqEc

Elvis 1970-1977 Help Me Make It Through The Night youtube.com/watch?v=cRLJxpUYmY4

Susan Raye - L. A. International Airport (1971) youtube.com/watch?v=FQX7KaNtOa4

Susan Raye - Down In The Boondocks youtube.com/watch?v=tJV5-9IpvN8

Susan Raye - L.A. International Airport youtube.com/watch?v=Aj8f30Iguw0

Dolly Parton & Kenny Rogers - Islands in the stream youtube.com/watch?v=lixDK_tMEhE

Dolly Parton - 9 to 5 youtube.com/watch?v=mpKAA2VxWY8

The German Helmet .youtube.com/watch?v=dqyaOvXvSnE



Die heutigen Kinder in Naumburg im Vergleich zur Uta vor 800 Jahren.
Ein Bild vom Kirschenfest in Naumburg an der Saale. Die Kinder sehen heute, 800 Jahre später, genau so aus wie die Uta von Naumburg in dem Standbild aus dem Jahr 1250. fotocommunity.de/pc/pc/display/25157718



Sämtliche Angaben ohne Gewähr.      Eingefügt am 1. Mai 2013


           

agriserve.de             Das ist meine alte und sehr umfangreiche Hauptseite seit dem Jahr 2000 bis heute.

probonocontramalum.de             Das ist eine zusätzliche Hauptseite seit 15. November 2012 bis heute.

agriserve.de/Vermischtes-2012.html             Inhaltsübersicht über Vermischtes

- agriserve -
Laufendes-2013-211
Der Transistor 2N3055.

ab dem 1. Mai 2013 bis zum 1. Mai 2013

Agriserve GmbH
Zum Schäferköppel 200
60437 Frankfurt

agriserve2000@yahoo.de
www.agriserve.de

Holz-, Getreide-, Biomasse-Heizungen
Entwicklung, Beratung, Herstellung
Geschäftsführer: Karlfried Cost