Bc337-40 Transistor viel zu heiß??? Schaltung so richtig?

[Outsider]

Nabend!

Ich hab nen kleines Problem(evtll ist es ja auch keins?) und wollte gerne euren Rat dazu hören.

Ich wollte gerne mein Wohnzimmer nen kleinen Loungetouch verpassen.
Ich dachte dabei an einem RGB Fader.
Nun hab ich mir 5 ProLight RGB LED’s gekauft ( 3Watt)
Und hab mir meine kleine Schaltung soweit aufgebaut:


Nun die Schaltung an sich funktioniert ohne Probleme.

Da ich nun 5 von denen habe und die im Wohnzimmer „verstreut“ werden. Hab ich mir ein kleines Steckersystem einfallen lassen.

D.h von dem Tiny2313 bekommen die 3 BC337- 40 Transistoren das Signal, dieses Signal wird dann an eine Art „5-Fach Steckerleiste“ ( also 5x 5 Pol. Platinenverbinder) geleitet wo jeder der 5 Stecker am jeweiligen Pin das Signal dann liegen hat.

Links von der ATTiny2313 Schaltung befinden sich nun die 5m Leitung. Diese enden an einer 2ten Schaltung wo sich dann entsprechend die einzelnen LED’s befinden ( hab für jede der 5LED’s eine solch kleine Schaltung gemacht)

Nun auf der 5Pol. Leitungen werden nun 5V Vcc GND und jeweils die Signale der Farben übertragen und treffen dort wieder auf Transistoren um die Signale „aufzufrischen“.

Bevor ich weiterschreibe, habt ihr das Schema bestimmt schon gesehen und damit besser verstanden was ich mein xD als wenn ich dass hier nochmals aufschreibe. xD
Hier noch mal nen Link zu meinem Schema: http://mitglied.lycos.de/ocrana3/schema.png
Also wie gesagt es funktioniert alles ganz prima, bis auf was mich halt beunruhigt das die 3 Transistoren ( BC337-40)

Die beim Tiny2313 sind werden extrem warm ja gerade zu heiß! Ist das normal bei den BC337nern? Im Datenblatt stand was von 150°C?
Habe die BC337-40 gewählt weil diese in der Lage sind also maximum 800mAh zu fahren.
War meine Wahl richtig?
Da ich sowieso ei Vorsichtiger Mensch bin würde ich nämlich an die 3 Transistoren kleine Alu Kühlkörper montieren. was mich nur wundert ist das die TRansistoren von den LED modulen nicht so heiß werden...

Grüße Outi

[Fasti]

Hi!

Mal schnell als Ansatz, weil ich nicht soviel Zeit habe. Du hast die Basiswiderstände vergessen, ohne die wird der Transistor garantiert bald abrauchen. Der Tiny kann pro Pin bis zu 40mA liefern wenn ich nicht irre, da ist die Transistor voll übersteuert. Mich wundert ja, dass das ganze überhaupt funktioniert, vor allem auch wegen der NPN Transistoren mit Collector an Ground. Für was brauchst du eigentlich die Transistoren zweimal pro Farbe? Einmal würde doch genügen.
Ich würde einen 5k Basiswiderstand nehmen und einen NPN Transistor. Vor den Collector werden die Diode und ein Vorwiderstand in Serie geschalten, Emitter an Ground. Aus mehr nicht.

Grüße

Fasti

[luckylu1]

was fasti sagen wollte, ist, das in der strecke kollektor emitter > basis emitter keinerlei strombegrenzung vorhanden ist, es ist nur eine frage der zeit, wann die transistoren da sterben! wenn du nichts weiter ändern willst, solltest du in den kollektorkreis des ersten transistors jeweils einen 2Kohm - 5Kohm widerstand einfügen.
damit sollte es ohne probleme dauerhaft funktionieren. bei nochmaligem aufbau könntest du mit einem transistor je farbe auskommen.

[Outsider]

Nabend!
Erstmal Dankeschön für die hilfreichen Antworten.
Also wenn ich es richtig verstanden habe, müsste ich das ganze so umändern:


Sry für das Schlecht dargestellte schema aber besser als nichts ^^

Nun habe ich jeweils einen Widerstand an den Kollektor angefügt wäre das jetzt so richtig?
Mal was anderes müsste ich dann aber rein Theoretisch das ganze nicht auch an den jeweiligen LED Modulen machen?

Und das 2te. wie wird den eigentlich ein Basiswiderstand etc. ausgerechnet?
Sry kenne mich aber mit der Thematik nicht unbedingt gut aus, bin aber ambitioniert etwas zu lernen.
Grüße Outi[/img]

[luckylu1]

grundsätzlich haben widerstände in transistorschaltungen verschiedene aufgaben, die wichtigste ist, den strom auf das maximal zulässige mass zu begrenzen. da aber widerstände auch noch zu anderen aufgaben benutzt werden ist dieses thema doch recht komplex und keinesfalls so trivial wie es den anschein hat. dabei sind mehrere gesichtspunkte zu berücksichtigen. an jeder transistorelektrode haben widerstände, ob nun parallel oder in reihe
geschaltet, verschiedene auswirkungen auf die schaltung. desweiteren, gibt es drei grundschaltungen bei bipolartransistoren, diese beziehen sich auf die jeweils gemeinsame bezugselektrode im eingangs und ausgangskreis.
um bei strombegrenzungswiderständen den richtigen wert zu ermitteln, muss zuerst einmal festgestellt werden wie
hoch die maximalen ströme sein dürfen, dabei ist dieser wert für alle beteiligten teile und die möglichen strompfade zu ermitteln, dazu gibt es datenblätter. ohne die funktion einer schaltung zu kennen und zu verstehen,
sind berechnungen recht schwierig, wenn nicht gar unmöglich. für einen kleinen einblick, verweise ich mal auf das thema: http://www.lumitronixforum.de/viewtopic ... sc&start=0

da ich das noch etwas fortführen werde, weden sicherlich einige fragen dort beantwortet, ansonsten bin ich auch jederzeit bereit zu einzelnen sachverhalten noch etwas hinzuzufügen.

[Ragnar Roeck]

Hier schauen, der externe Link ist kurz und gut und im Thread selbst ist auch schon eine kurze Berechnung durchgeführt.

[Outsider]

Moin!

Erstmal dankeschön für die Antwort. Hab mich auch bei Mikrocontroller.net und Wiki schlau gemacht. Junge junge ganz schön umfangreich, Hochachtung an die Leute die das aus dem FF können .

Hab nun 3 Widerstände an die jeweiligen Transistoren gelötet(s. Schema oben) und siehe da, die werden nun auch nicht mehr heiß.

Das ich an den jeweiligen LED Modulen selbst keine mehr anschließen muss, liegt doch daran dass sich bereits widerstände für die LED’s befinden oder sehe ich da was falsch?

Nun hat sich da ein weiteres Problem drangehängt:

Der rote Chip der LED (Prolight 3Watt RGB LED’s) leuchtet nur noch ganz kurz und das Netzteil (5V 10A) brummt in dem moment wo das Rot leuchtet bzw sich einmisch???
Habe jeweils 4,7k Ohm Widerstände verwendet da luckylu1 geschrieben hat das die Widerstände ne range haben können von 2-5k.

Da der Tiny selbst auf Hardware-PWM läuft also die 3 Farben, wäre meine vermutung folgende, dass der Widerstand am Transistor zu groß evtll ist und deshalb nur noch ein kurzer Zeitintervall besteht und zwar der wo der Transistor die meiste Spannung schaltet ( danach fällt dieser wieder da dann die andere Farben aufleuchten).

Lieg ich vielleicht mit meiner Vermutung richtig?
Aus dem grunde, habe ich bei dem rotem Kanal den 4,7k Ohm Widerstand durch einen 2,7k Ohm Widerstand ersetzt allerdings ist der effekt der selbige.

Ohoh…. Mir fällt gerade wohl auf das ich mich evtll an den Post von Fasti und luckylu1irritiert habe.. Fasti schreibt Basiswiderstand, das wäre doch der Widerstand der zwischen den Pins von dem µC und der Basis des Transistors geschaltet wird?! Bei Luckylu1 Post stand da jedoch einen Widerstand an den Kollektorkreis, und genauso hab ich das hoffentlich auch gemacht (s. Schema das letztere).

Auf jedenfalls möchte ich mich bei euch bedanken, dass ihr so freundlich seid und mir Hilfestellungen gebt =)

Achja:
Die LED’s haben folgender Werte:

Rot: 2,5V @ 350mA
Grün 3,5V @ 350mA
Blau: 3,5V @ 350mA

[luckylu1]

ein brummendes netzteil hört sich immer nach einem kurzschluss an, ev. hast du an der led einen, da die kühlfläche
nicht isoliert ist, wenn die led tot wäre würde sie nicht mehr leuchten. alle leds müssen isoliert auf dem kühlkörper montiert werden!

[Ragnar Roeck]

Der Widerstand von ~5kΩ kommt zwischen µC und Basis, der Widerstand am Kollektor (C) ist bei Dir schon eingebaut, wenn die LEDs einen (für die verwendete Betriebsspannung berechneten) Vorwiderstand haben.

[KB]

hab grad mal noch ein Schaltplan von mir hochgeladen
*klick*
Dort siehtst du Wie die NPN Transistoren Angeschlossen werden sollten und an Den LSP's kommen dann rein theoretisch die Vorwiderstände und dann die LED. und fpr 350mA sind die BC337 vielleicht etwas Unterdimensioniert. Da an so nem Kleinen Transistor doch enorme Verluste bei 350mA entstehen wäre Entweder ein etwas stärkerer Transostor mit Kühlblech(BD139,BD437...) oder ein MosFET (für den einfachsen fall ein BUZ11,... besser ein FET mit geringem RDSon und für Logikpegel(5V)) besser geeignet.

[luckylu1]

jo, die transis sind ein wenig unterdimensioniert, da der µC sicher ttl kompatible ausgänge hat, sind nur die
strombegrenzungen wichtig, wo die sitzen ist eigentlich egal, nur emitterwiderstände im lastkreis sind nicht wirklich toll, warum soll er nun noch etwas ändern, wenn es funktioniert? beim nächsten projekt reicht das ja auch noch^^

[Outsider]

Mahlzeit,
und erstmal nochmals Dankeschön für eure Hilfestellungen.

Habe die 5 LED’s noch mal Kontrolliert auf luckylu1 Hinweis nach einem Kurzschluss.

Leider ist dies nicht der Fall. Mir ist aufgefallen das sobald ich mehr als 1 LED ranstecke also sprich 2 bis hin zu allen 5, dass Brummen anfängt.

Wenn ich nur eine LED ranstecke, ist der Effekt der Farben so wie ich es mir vorgestellt habe.

Wenn ich nun 2 oder mehr ranstecke hört man das Brummen und die rote Farbe hat nur noch eine ganz kurz „Laufzeit“ und kommt dementsprechend nicht zur Geltung.

Naja meine Idee mit den Transistoren war wie Folgt:

Die Transistoren am µC sollten lediglich das Signal an die entsprechenden Transistoren an den LED Module senden. Die LED- Module sollten dann halt die Farben entsprechend schalten.

Dafür habe ich eine 5Pol Leitung verwendet:

1 Vcc 5V
2 Rotes Signal
3 Grünes Signal
4 Blaues Signal
5 GND

Daraus ergibt sich für jede LED eine eigene kleine „schaltzentrale“ die lediglich die Signale von den Transistoren am µC verstärkt und zur LED leitet.
Mhh deshalb dachte ich ja es würde halt wenn ich es auf diese weise mache, dass die BC337-40 dafür geeignet wären (da ja jede LED Ihre „eigenen“ Transistoren hat, die den Strom standhalten können max. bei BC337-40 sind ja 800mA). Deshalb dachte ich das bei 350mA die Transistoren allemal reichen würden.

Hab mir KB’s Schaltplan näher angeguckt, und mir ist halt aufgefallen, dass meine „LED-Module“ quasi genau gleich sind nur das KB einen Basiswiderstand verwendet hat und ich jedoch meine Widerstände im Emitterkreis sitzen habe.

Zum Thema mit dem Kühlkörpern, habe ich welche gekauft die Bereits auf einem Alu-Star Kühlkörper montiert waren. Hab diese da auch noch vorsichtshalber mit Zalmann Wärmeleitkleber auf einem Stück Aluminium (4x4cm, Stärke 4mm) geklebt.

Soweit funktioniert auch alles Prima, allerdings nur wenn ich eine LED ranstecke, ab 2 fängt das Problem an. Was könnte noch eine Ursache dafür sein? Evtll ein Spannungsabfall o.ä?
Naja da das Netzteil eigentlich stark genug sein müsste mit 5 V und 10A

Hab mal 2 Bilder gemacht damit Ihr das mal so sehen könnt.
Also erstes Bild ist halt die „Steuereinheit“ die 5Pol. Buchsenleiste führt zu einer Art „Mehrfachsteckdose“ wo die einzelnen LED Module rangeklemmt werden. (nicht wundern das man die Widerstände drauf nicht erkennt ist halt ne Doppelseitige Platine bzw. SMD Widerstände verwendet)

Und 2tes Bild ist halt solch ein LED- Modul.

Falls jemand die Eagle-Datei haben möchte kann er mich gerne anschreiben
Grüße Outi

[Sailor]

Miß mal die Spannung am Netzteil, einmal mit nur einer und einmal mit mehreren LED´s als Belastung.

Ich habe da so einen Verdacht ...

[luckylu1]

jo, das netzteil ist einfach zu blass, auf jeden fall ist der ladeelko zu klein. es sei denn, da ist schon irgend etwas gestorben.

[Outsider]

Moinsen,

hab mal wie von Sailor vorgeschlagen die Spannung gemessen.

Bei einer LED: 5V
Bei 5 LED’s: ebenfalls 5V

Hab mal ne andere Steuerschaltung gemacht allerdings ohne Transistoren, so wie ihr das vorgeschlagen habt(also die LED’s haben natürlich Ihre Transistoren, nur die von der Steuereinheit weggelassen).

Die Schaltung funktioniert genau wie die vorherige. Also vermute ich mal kann es daran nicht gelegen haben(An der Konstellation der Transistoren usw).

Habe mir die ganze Zeit der Kopf zerbrochen biss mir ne Idee kam::idea:

Hab den Tiny mal testweise Umprogrammiert, indem er alle 150ms eine der 3Farben schaltet (ohne übergangseffekte quasi als Blinklicht )nacheinander und zum Schluss alle 3 Farben zusammen(Da zu dem Zeitpunkt die Belastung des Netzteiles am höchsten ist).

Da „Brummt“ das Netzteil merkwürdigerweise nicht. Das funktioniert ohne Probleme.
Da vermute ich mal dass es wohl mit den PWM Kanälen des Tiny zu tun hat.

Also da er das ganze ja „Impulsartig“ sendet und das menschliche Auge dabei als Trägheitsfilter fungiert.

Meine Frage wäre nun ob evtll ein Kondensator was nützen würde? Also einer der an GND liegt und dieser sich dann gleichmäßig auflädt und entlädt?
Kann es sein das dass Netzteil nämlich genau aufgrund dieser „Unregelmäßigkeit“ Brummt?

Grüße Outi

[luckylu1]

das könntest du leicht ausprobieren, zwischen dem atiny ausgang und der basis der transistoren schaltest du einen widerstand von 50ohm bis 500ohm (unkritisch) von der basis nach masse einen kondensator 50µF sollten reichen.
ausserdem, würde ich parallel zur betriebsspannung noch einen elko mit 1000µF oder 2000µF schalten.

[Garfield]

Hallo,

du hast mehrere Fehler in deiner Schaltung.
Du solltest jeden deiner Transistoren einen Basiswiderstand verpassen.
Als Daumenregel würde ich sagen, den Transistoren bei uC verpasst du 10kOhm
Den Transistoren an der RGB Leiste 1kOhm.
Sicherheitshalber kannst du trotzdem Kollektorwiderstände verwenden, wie sie oben vorgeschlagen wurden. Das hat den Vorteil dass der Ausgang deiner Schaltung sogar Kurzschlußfest wird.
Weiterhin handelt es sich beim BC337 um einen NPN Transistor, was bedeudet, dass du bei den Transistoren an der LED Leiste Kollektor un Emitter vertauscht hast.

Wenn du diese Korrekturen durchführst, sollte deine Schaltung funktionieren.
Vorausgesetzt, der uC liefert auch Strom am Ausgang und hat nicht nur open Collector Ausgänge (Was ich jetzt so nicht sagen kann, da ich dieses Teil nicht kenne).
Dann musst du völlig anders beschalten.

Gruß

[luckylu1]

stimmt, oben sind nur kollektor und emitter vertauscht (in der zeichnung)

vor die basis des 2. transistors, würde ich keinen vorwiserstand setzen, dieser beeinflusst das schaltverhalten nur negativ (ist auch bei emitterfolgern unüblich), daher kollektorwiderstände bei den ersten 3 transistoren, diese sollten so gross sein, das maxinal
30mA flissen können. 10Kohm im basiskreis des ersten transistors, ist doch etwas viel, da dürfen ruhig bis zu 10mA
fliessen, um die transistoren alle sicher in die sättigung zu treiben.

[Outsider]

Nabend,

@Garfiled
ups da ist mir ein Fehler in der Zeichung unterlaufen. Also auf der Platine ist es richtig, da liegt Emitter and GND.

Danke für die Tipps allerdings habe ich jetzt ne neue Schaltung heute gebastelt wo die 3 Transistoren am µC nich mehr vorhanden sind:

So sieht das Schema nun aktuell aus:

Leider ist dieses Brummen immer noch da.

Schade hab grad keine Kondensatoren in der größe hier zur Hand nur kleinere Kondensatoren und Elkos zB 33p etc.

Werde mal morgen zu Conrad fahren da es sich für ne Reichelt Bestellung nicht lohnt.
Was für Kondensatoren brauch ich da genau? Zwecks Typ? Tantal? Keramik vielschicht?

Grüße Outi
[Edit]
Leider hab ich vergessen in das neue Schema die Basiswiderstände einzutragen. Kann ich da ebenfalls die 5kOhm für verwenden?
In sachen Kondensatoren usw, bin ich am überlegen, ob es nicht ebenfalls sinn machen würde, für jedes LED-Modul eine kleine Konstantstromquelle einzubauen mittels LM-317... würde das evtll sinn machen?

[Sailor]

Ich bin mir sicher, dass der Fehler mit dem Brummen im Netzteil liegt. Ein 10 A - Netzteil darf bei einer derart kleinen Belastung nicht brummen!

Bevor Du nun in der Außenbeschaltung alle möglichen Änderungen vornimmst: kannst Du das Netzteil öffnen, um den Ort des Brummens zu lokalisieren? Sei aber bitte vorsichtig mit der heißen (230 Volt) Seite!

Es könnte am Ausgangskondensator hängen, muss aber nicht. Um den Fehler eingrenzen zu können wäre schon ein Blick ins Netzteil hilfreich, damit wenigstens der Typ (Aufbau) erkennbar ist.

Mit den Änderungen der Außenbeschaltung machst Du Dir nur viel Arbeit, ohne das bestehende Problem zu lösen.

Wenn Du die Möglichkeit hast, belaste das Netzteil mit Widerständen (z.B. Glühlampen) um festzustellen, ob und ab welcher Belastung das brummen beginnt.

[Outsider]

Morgen,

klar hab gleich mal ein Bild gemacht.

Das ist das Netzteil, dass ich verwende. Hab mal zum Testen ein PC Netzteil genommen und diesen an die 5V Schiene angeschlossen, neben den Lüftergeräuschen, konnte ich genau wie bei diesem Netzteil ein Brummen hören.

Hab die Software auf dem µC kurz geändert und einfach alle 3 Pins auf High gesetzt. Damit würde ja auf jeder LED die höchste Belastung gelegt werden ( 1050mA pro LED also 5250mA). Auch wenn ich Alle 5 LED’s „nur“ blinken lasse, ist kein Brummen zu hören und die LED’s leuchten in voller Kraft. Wie gesagt das Brummen tritt nur auf, wenn ich die LED’s „faden“ lasse. Mein Netzteil ist das selbige wie bei Reichelt mit der Bestellnr: SNT MW40-05 Nur das meins halt 10A leistet.

Das Brummen selber vernehme ich (soweit ich das genau hören konnte ) s. roter Kreis.

Grüße Outi

[Sailor]

OK, jetzt wird es schon klarer. Die Impulsbelastung beim Faden führt zu Deinem Problem. Dann hilft nur der von Lucky vorgeschlagene Elko von etwa 1000 µF zwischen Ucc und Masse auf der Platine mit den Transtoren.