Svenska ElektronikForumet

Hej på er,

Jag sitter och labbar med en liten krets, enligt schema och foto nedan. Har tagit ett schema och modifierat värdena för att passa min situation.

Originalschema Mitt schema Foto på min testkrets
Kretsen i sig fungerar, så fort det blir tillräckligt mörkt som justeras med R2, i mitt fall var 82K precis lagom, så tänds lysdioden. "Problemet" jag har är att lysdioden är för "svag".. Jag testar med ett 3V batteri till att börja med.

När jag mäter över lysdioden så får jag ca 2.65V och i serie med lysdioden mäter jag 2.7mA.. Alldeles för lite! Jag vill ju att lysdioden ska bränna på med runt 20mA, åtminstone. Tanken jag har är att koppla in 5st lysdioder och vardera ska då få cirkus 20mA, blir väl kanske lite lägre för det blir nog alldeles för ljust med 20mA, men det är ju en senare fråga.

Jag provade även att köra en 5V matning och då gick strömmen upp till 25mA med ett 1ohm motstånd, så jag ändrade det till 23ohm (två 47 parallellt) och kom ner till 16mA vilket blev perfekt. Däremot så är det fortfarande 16mA max.. Om jag kopplar in fler lysdioder så delar de bara på 16mA.

Samma sak med 1ohm motståndet och 25mA, för en lysdiod blir det ju lite mycket, men så fort man kopplar in en till så blir det ju bara 12,5mA vardera.. Jag vill ju hellre att det ska bli 25mA styck i sådant fall..

Transistorn ska ju klara av att dra igenom ~100mA så det kan ju inte vara den som blockerar det? Måste jag upp ännu högre i spänning för att få igenom mer ström? 5V matningen jag provade är ju speccad till 1A så den klarar ju absolut att leverera om det behövs.. Men något bromsar det ju helt klart

Så jag undrar, varför blir det så här? Kan jag göra något med den befintliga kretsen för att komma upp i ström?


En tanke som slog mig precis är att man kunde koppla lysdioderna direkt till 5V med motstånd och via ett relä som LDR kretsen styr, men det kommer ju bli ett jäkla klickande vid brytpunkten för ljust/för mörkt Så det känns ju som att det går bort.. men går det att göra något annat för att förbättra kretsen?

Kanske en transistor till? Så första transistorn styr en andra som i sin tur kan leverera mer ström, är det så det funkar? Aldrig provat det!

Är fotomotståndets resistans för stor och strömmen som styr trissan är för liten för att ge signifikat emitterström?

Eller blir det två trissor:

Är inte 3V lite klent för en blå LED? Testa med en röd i stället

Edit: eller högre spänning

Det är ett antal problem med kopplingen för att uppnå den funktion du vill ha.
- Förstärkningen i kretsloppet är på tok för liten så basströmmen *<beta> blir fortfarande låg. Transistorn fungerar i detta läge som en strömgenerator.
- CR2032, hur stor ström tror du att du kan dra ifrån detta utan att spänningen sjunker en hel del?
- Med den mätta Vf kan det bara röra sig om en blå eller vit LED - som normalt har en Vf på 3,2 - 3,5V. Du matar alltså med för låg spänning.

Om du tar ung. samma krets (men med spänning och LED i paritet med varandra) men använder en PNP som första steg (och då växlar plats på R2 och LED) och låter den driva NPN-transistor via lämpliga motstånd kommer du att få ett mer distinkt omslagspunkt med mycket högre förstärkning.

soundbrigade
Ja.. jag vet inte, men det ska väl räcka med max 1V för att öppna en BC548 helt? Faktiskt när jag tänker på det så kollar jag upp det, ska räcka med 0,75V för att öppna helt.

Jag tog några mätningar och för att göra det enkelt så ritade jag in det på bilder så ni lättare förstår istället för mina försök att förklara vart jag mätt

Kretsen i sig, observera att jag kör med 5V matning på dessa bilder. click
3V är helt perfekt för både blå och vita lysdioder, att man kan gå upp till 3.2V och ända upp till 3.5V betyder ju inte att man måste driva dem med det. Visst, man kanske inte får ut maximal ljusstyrka, men nära på åtminstone. Använder dessutom inte blå lysdiod utan vit, som det står i mitt första inlägg. Är heller inte intresserad av färgade lysdioder så både blå och röd går bort hehe

Icecap
Problem har jag förstått
Om transistorn i denna krets agerar strömgenerator kanske det kan förklara varför spänningen/strömmen varierar när man tar på kretsen och inte heller är helt stabil utan vandrar upp/ner på vissa ställen. Som exempel, mellan bas-emitter med plus probe på emittern så vandrar spänningen mellan 2.50V upp till 2.80V.

En annan spännande upptäckt är att 82K motståndet, längst ner i bild har en spänning på 8V över sig!?? från 5V!??? haha.. lite knasigt, men förmodar att det beror på att transistorn då agerar strömgenerator..?

CR2032, visst den har inte speciellt många mA i sig.. det tänkte jag inte på, men jag glömde även skriva att i slutet ska fem lysdioder inte drivas utav ett CR2032 utan tanken var ett batteripack med AA batterier, 2x 2x1,5V så jag får ut 3V till kretsen, men dubbelt så mycket ström så att det håller längre än bara två batterier. (inte från exempelvis 20mA till 40mA förstås, utan bara längre hållbarhet). Jag provade även med batteripacket och fick ut 5.8mA. Över lysdioden 2.75V, motståndet längst ner i bild 2.75V, bas emitter båda håll 0.68V. Överlag vettiga mätresultat, inget som springer iväg på något sätt.. Visst, 0.68V är inte riktigt 0.75V så transistorn öppnar sig inte riktigt helt, det är förståeligt att jag inte får full ström igenom då.

Som jag skrev i första inlägget så provar jag även med 5V 1A och jag får ut mer ström än med 3V, men bara 1/5 av vad jag behöver ~25mA. Jag vill ju ha ut runt 100mA vilket transistorn ska klara och min väggvårta på 5V 1A klarar det ju definitivt. Nu vet jag inte exakt vad för spänning transistorn får på basen här, om det är 8V eller 2.78V? enligt bilderna alltså.. Men oavsett så borde det vara långt mer än tillräckligt att öppna upp transistorn fullt och leverera runt 100mA.



Men om vi skiter i lysdioden och vad den behöver och klarar av, varför får jag inte ut mer ström ur min 100mA transistor än max ~25mA?

Jag förstår inte riktigt beskrivningen, det sista som du skriver Icecap i ditt inlägg, men samtidigt, varför kan jag inte få ut runt 100mA av en vanlig transistor? Sätter jag en vanlig BC548 för att styra LED bakgrundsbelysningen på en LCD som normalt vill ha runt 100mA så får jag ju ut runt 100mA.. Så varför får jag det inte i denna krets?

Jag accepterar att det finns andra lösningar, men jag kan inte förstå varför jag inte får ut fullt med ström genom transistorn när jag ger den långt mer spänning än vad den behöver på basen. Jag blir bara frustrerad när så enkla saker inte fungerar.



Att jag provade med ett CR2032 från början var mest för att testa och se så "kretsen" fungerar. Att jag inte skulle använda CR2032 i slutändan glömde jag skriva, men i övrigt så fungerar det perfekt. Jag vill ju bara ha samma krets, fast med ett större batteripack så att jag kan ha 5 lysdioder och att det ska hålla någon/några veckor åtminstone.

"Ja.. jag vet inte, men det ska väl räcka med max 1V för att öppna en BC548 helt? Faktiskt när jag tänker på det så kollar jag upp det, ska räcka med 0,75V för att öppna helt."
"bas emitter båda håll 0.68V. Överlag vettiga mätresultat, inget som springer iväg på något sätt.. Visst, 0.68V är inte riktigt 0.75V så transistorn öppnar sig inte riktigt helt, det är förståeligt att jag inte får full ström igenom då."
"Nu vet jag inte exakt vad för spänning transistorn får på basen här, om det är 8V eller 2.78V? enligt bilderna alltså.. Men oavsett så borde det vara långt mer än tillräckligt att öppna upp transistorn fullt och leverera runt 100mA."

Det största felet du gör är att anta att transistorn är spänningsstyrd, det måste ju finnas tillräcklig basström.
Räkna på vilken högsta basström du kan få från 5V över ett 82K motstånd.
Multiplicera basströmmen med transistorns förstärkning (hFE), vad får du då?

Med din krets och 3V spänning blir basströmmen 0,03 mA. Med Hfe 200 på transistorn blir max ström genom lysdioden 5 mA. Högre matningsspänning eller mindre R1 så blir det mer ström till lysdopden.

JohnGalt
Ah, det har jag förstås inte tänkt på.. transistorn drar ju ström också! Jag förmodade nog att den i stort sett bara behövde lite spänning och att strömmen förmodligen skulle vara obefintlig.. Så är alltså inte fallet.

Högsta basström.. 5V / 82.. runt 6mA? 0,06 * 200 blir 12.. så 12mA får jag ut igenom transistorn och ut till lysdioden? Det förklarar ju varför jag fått de mätvärden jag fått. Nu börjar jag lära mig något


BjörnO
Tack vare ditt och JohnGalt's svar så har jag lärt mig något nytt! Eftersom det blev 6mA på 5V / 82, så förmodade jag att det skulle bli 3mA på 3V / 82 och det blev det ju. Så jag förstod direkt hur det hängde ihop och ja, jag kunde svara på JohnGalt's fråga ovan


Högre matningsspänning går väl visserligen, men jag vill gärna skippa väggvårta eller liknande och köra på batterier. Däremot att minska på R1 går väl.. knappt På senaste bilderna hade jag ett 47ohm för lysdioden.. Detta vid matning på 5V.

Kör jag med ett 1ohm och 5V så kommer strömmen upp i 18mA. Fortfarande så blir det ju max 18mA även om jag kopplar in fler lysdioder, så fem lysdioder får dela på 18mA och det blir 3,6mA vardera. Alldeles för svagt fortfarande.

Men för att få upp till säg 15mA för vardera fem lysdioder.. Då behöver jag 75mA genom transistorn.. för att "öppna" så mycket behöver jag Hfe 200 / 75 ohm = 375mA!? Nej nu räknar jag väl förmodligen i luften helt konstigt..


Ärligt talat.. det är ju lättare att bara ta ett batteripack, skita i all styrning och bara köra 5 lysdioder på ett 9V batteri med vardera 330ohm motstånd på sig.. Det är ju alldeles för svårt att förstå hur transistorer ska fungera.. Jag kan ärligt säga att jag inte förstår hur jag ska öka på strömmen...



Om jag kopplar en transistor till en µC.. säg en AVR av valfri sort.. så kan denna leverera runt 20mA gladeligen. Om jag då vill styra denna transistor, exempelvis en BC548, så "drar" den till sig tillräckligt med ström från pinnen på min µC? Den får ju åtminstone tillräckligt med spänning, 5V, så där klarar den sig.. men eftersom min µC klarar av upp till 20mA så bör det vara tillräckligt att öppna transistorn fullt också, inte sant?

Eller ja.. det vet jag är sant då jag provat det förut.. åtminstone att den kan driva en bakgrundsbelysning för våra vanliga LCD 16x2 osv.. som normalt vill ha runt 100mA. Huruvida det är 100mA som bakgrundsbelysningen får vet jag dock inte, men jag vet att det blivit tillräckligt ljust för att jag inte ska fundera på om något varit fel.. Och då kan ju förstås 80mA säkert se ut som 100mA.. Ögat kan ju inte se så pass stor skillnad, om man inte har två lysdioder bredvid varandra möjligtvis


Vad är då skillnaden mellan denna krets och en direkt koppling till en pinne på en µC? Är det bara så enkelt att µC pinnen har 5V ut och upp till 20mA tillgängligt? Och i denna krets som jag byggt finns inte tillräckligt med ström till basen på transistorn bara?

Hur ska jag få det på denna krets? Jag har sett kopplingar som den Soundbrigade visade ovan, att man driver en transistor med en annan för att öka förstärkningen. Men en BC517 är ju en darlingtontransistor.. Måste man ha en sådan? Har inga sådana vad jag vet hemma..



***********

Medan jag skrev detta inlägg så provade jag på skoj bara att byta ut R2.. för en stund till 1 ohm, för att se vad som händer.. jag mätte med 200mA inställningen på multimetern men siffrorna blinkade bara till och försvann som att jag inte mätte något.. Tänkte att det verkar ju konstigt och en gång blinkade det till 45 någonting.. så jag tänkte, ja, kan väl prova att gå över till 20A pluggen och se om det hjälper..

hela kretsen drog då 1 AMPERE! galet värre..

Woops! Visserligen så lös inte lysdioden så starkt, jag vet inte riktigt vad som drog 1A men ja.. bättre att koppla ur än att ta reda på vad som drog 1A haha..

Ok, så då har jag förstått helt klart att 82K är ett för stort värde för att få transistorn att öppna upp fullt.. Så jag provade med ett 39K motstånd istället på R2 och då kom jag upp i 35mA.. mycket bättre förstås! Hade fortfarande bara den enstaka lysdioden inkopplad och den verkade helt ok med 35mA genom sig.. Vet inte om straw-hat lysdioderna kanske är ok med högre ström i sig..

Ska dock hålla mig under 20mA annars förstås, jag vet att de normalt sett inte ska ha mer.

Vidare då provade jag att gå ner till 22K på R2 och kom upp i 57mA.. även här var den enstaka lysdioden någorlunda glad.. kör ju inte längre stunder så hinner ju inte bränna ur den.. Kopplade då in min förgreningsdosa med fyra av de andra lamporna som ska sitta i växterna när det hela är klart och OJ så fint det lyser Nu ligger de ju på cirkus 11mA vardera och jag tror det blir ganska lagom..


Däremot så är ju LDR delen i kretsen sämre, i mitt tycke.. Det behövs bara pyttelite skugga så tänds lysdioderna.. inte fullt förstås, för det behövs ytterligare mer mörker för det.. Men de tänds tillräckligt och jag är rädd för att bara lite moln ute kommer göra så de tänds. Då skulle jag lika gärna kunna ha de tända dygnet runt, känns ju lite dumt.. Det kan ju även göra så att de flimrar och blinkar när de är på "gränsen" mellan för ljust och för mörkt..


Så jag är åter tillbaka till, vad kan förbättra denna krets?
- En transistor driver ytterligare en transistor lösning?
- Gå över till PNP variant enligt Icecap?
- Eller möjligen blanda in en µC som mäter av LDR och sätter igång transistorn vid ett givet värde på LDR?

För alternativ tre, vad finns för negativt med detta? Det enda jag kan komma på är att om jag kör med 4 batterier så blir det 6V, då behöver jag en spänningsregulator av någon sort för att ta ner till 5V och den drar ju ström i sig.. Plus att om batterierna blir lite för svaga så dör ju min µC helt och belysningen lägger av.. Utan µC som styrning så blir det ju bara svagare och svagare tills batterierna inte klarar mer.. Klart man klarar sig lite längre med 8 batterier där hälften är serie och hälften är parallellkopplat.. dubbelt med ström, men fortfarande 6V..

Känner mig helt galet slut i huvudet, supersvårt att förstå det här.. Ändå känns det som att det ska vara så enkelt.. Men det är det inte! Bara det här inlägget har tagit 2,5 timme att skriva..



Jag måste också fråga.. 5V och 57mA.. det blir ju 0.285W, inte sant? Då klarar jag mig inte med 1/4 0.25W mostånd.. Då bör jag gå upp en storlek till 1/2W, inte sant?



Jag vet inte vad det är, jag har gått elutbildning, elektronikutbildning osv, jag försöker hålla på med elektronik lite då och då.. men allt är som bortblåst.. Känns som att jag glömmer mer och mer, även om det känns som att jag lär mig saker så känns det som att det för någon månad sen är säkert helt borta.. känns även som att det är grymt mycket svårare att förstå och ta in nytt.. galet!

Nu är du på rätt spår!

"Vad är då skillnaden mellan denna krets och en direkt koppling till en pinne på en µC? Är det bara så enkelt att µC pinnen har 5V ut och upp till 20mA tillgängligt? Och i denna krets som jag byggt finns inte tillräckligt med ström till basen på transistorn bara?"
Ja, precis så är det.

"Jag måste också fråga.. 5V och 57mA.. det blir ju 0.285W, inte sant? Då klarar jag mig inte med 1/4 0.25W mostånd.. Då bör jag gå upp en storlek till 1/2W, inte sant?"
Nej, du har missat några nollor. Räkna igen.

Nu har du ju själv ideer att prova.
"Kanske en transistor till? Så första transistorn styr en andra som i sin tur kan leverera mer ström, är det så det funkar? Aldrig provat det!"
Ja, det kan fungera. En darlington-transistor är ju just det färdigt i en kapsel. Prova med en med hFE över 1000. Men det blir dubbla spänningsfall bas-emitter, tänk på det.
Du kan också prova med MOSFET-transistor, DEN är spänningsstyrd och drar ingen ström alls på gaten (~basen). Men den ska ha låg tröskelspänning för att fungera här.
Och så har du ju Soundbrigades och Icecaps förslag som båda borde fungera. Prova på, det är så man lär sig.

JohnGalt
Ah där tänkte man rätt då

Men det är ju för 5V och 57mA, så blir det ju 5 * 0,057 och det blir ju 0.285 (P=U*I), alltså 0.285W.. Annars hade det ju blivit 285W

Klart man kan prova på, men jag är inte så uppfinningsrik att jag kan ta delar ur luften och bara sätta ihop nåt haha.. Men jag ska söka lite mer på darlington, vet att jag gjort det lite förut men tror det kändes som att det inte var något just då som jag behövde.. men nu kanske jag gör det då Så spänningsfallet ligger runt ~1,5V istället då alltså? Verkar ju vettigt med två transistorer, men hade nog inte tänkt på det om du inte sa det!

Tror jag ska ha ett par MOSFET'ar hemma, skulle ju använda dem för LED projekt, så det passar ju ganska lagom nu Får titta fram några exempel på det och prova.


Jag ska absolut testa mer! Men jag tänkte på, det sista jag testade igår var ju att sänka R2 till 22K och det känns ganska lagom.. tror jag ska öka på den lite för att minska ljusstyrkan faktiskt.. Plus att det i längden drar mindre ström vilket förstås är bra när det går på batterier. Men är det en "ok" koppling i övrigt, jag menar.. Det är inget som kan överhettas, slå över, eller på annat sätt paja eller skada något?

Många tack för hjälpen!

"Men det är ju för 5V och 57mA, så blir det ju 5 * 0,057 och det blir ju 0.285 (P=U*I), alltså 0.285W.. Annars hade det ju blivit 285W "

Men strömmen 57 mA går ju inte igenom 22K motståndet, nästan all ström går ju den andra vägen genom LEDen.
Räkna igen: 5V delat med 22K, vad blir strömmen och effekten i motståndet högst? (i praktiken lite lägre eftersom det är ca 0.7V spänningsfall bas-emitter)

Ah just ja, jag räknar ju på hela kretsen.. Det blir ju P =(5² / 22000) eller hur? Då blir det cirkus 1mA? som går igenom 22K motståndet?


Men visst räknade jag rätt med 0.285W för hela kretsen då iaf? Strax under 0.3W är ju inte farligt i "värme" för några lysdioder som lyser ganska starkt