Nach dem Politikgeschehen am 26. Februar 2016 zum Thema Dampfen – Was bedeutet das Gesetz für Vaper? – vapers.guru

akku_leds

Nachdem gestern einige nicht sehr überraschende Entscheidungen der Politik in Sachen E-Zigarette getroffen wurden, ist die Stimmung bei der Vapergemeinde natürlich nicht die Beste…

 

Nicht jeder kann oder will sich selber in die Sachverhalte bis zum letzten Komma einarbeiten, übersichtliche Zusammenfassungen finden sich aber denn doch eher weniger. Deshalb ist es wahrscheinlich keine schlechte Idee, sich den unten verlinkten Artikel bei ‚vapers.guru‘ mal zu Gemüte zu führen, ein wenig Sachlichkeit tut mal ganz gut:

Quelle: vapers.guru – Was bedeutet das Gesetz für Vaper?

Gut geschrieben ist der Beitrag meiner Meinung nach obendrein ;-) Es bleibt ja nun wirklich abzuwarten, wie sich die Geschichte entwickelt.

 

 

 

 

Open-Collector / Offener Kollektor / Open-Drain

Schaltbild Transistor

Es gibt ja so einige Schaltungen, die man oft und gern nutzt, über die man aber nie groß darüber nachdenkt. So geht es bestimmt auch dem ‚offenen Kollektor‘ oder ‚Open Collector‘, über den das Elektronik Kompendium mal ein paar Zeilen erstellt hat:

Open-Collector / Offener Kollektor / Open-Drain

Der gestandene Elektroniker wird über so einen Bericht vielleicht schmunzeln, der Gelegenheitsbauteilzusammenbauer ( ;-) man verzeihe mir den Ausdruck ) oder besser Hobbyelektroniker kann mit dem Tipp bzw. Artikel vielleicht aber etwas anfangen. Auch im Modellbau- und Modellbahnbereich und bei den Mikrocontrollern kommt die Schaltung immer wieder als Schalter zum Einsatz, kann man u. a. doch mit einer kleinen Leistung eine wesentlich größere steuern. Auf jeden Fall ein Beitrag für die Tipps & Tricks :-)

 

 



 

 

T-Sinus 211 – DECT Anmeldung

Sinus211Alle paar Tage Jahre muss ich mal das/ein Sinus 211 Mobilteil am Router anmelden. Da im Manual kein Wort darüber zu finden ist, wie man das denn anstellen soll, notiere ich mir die Schritte nun (endlich) mal hier, so finde ich’s wenigstens wieder ;-)

Also, T-Sinus 211 an DECT-Basis anmelden:

  1. Basis nach Telefon suchen lassen und ->
  2. P-Taste drücken
  3. Wahlwiederholung drücken
  4. Im Display erscheint „_ _ _ _“, Basis-PIN eingeben
  5. P-Taste erneut drücken
  6. Im Display er scheint „–SUb–„
  7. Nach dem Quittungspiepen ist das Mobilteil bereit.

Wenn jemand übrigens eine Idee hat, wie man das selbe am „Dialon F10“ ausführt, wäre ich für einen Tipp dankbar!

 
 

 

 

 

Elektronik Tipps: Transistor und Gleichstromverstärkung (B)

Artikelbild Elektronik Tipps - www.michael-floessel.de

Im Artikel zur Funktion eines Transistors war die Rede vom Verstärkungsfaktor ‚B‘.

‚B‘ gibt an, um ein wievielfaches der Collectorstrom (also der Srom vom Collector zum Emitter) höher ist, als der Basisstrom.

 

 

Schaltbild Transistor

Nehmen wir das mal ein wenig auseinander. Wenn in einem Transistor von der Basis zum Emitter KEIN Strom fließt, ist er gesperrt. Vom Collector kann also auch kein Strom zum Emitter fließen.

Jetzt gibt es bei jedem Transistor einen Bereich, in dem ein (meist recht geringer) Stromfluß von der Basis den Transistor leitend macht. Dies bedeutet, dass auch ein Strom vom Collector zu Emitter fließen kann. Aber wie hoch wird dieser sein? Hier kommt ‚B‘ ins Spiel. Ein ‚B‘ von 100 würde bedeuten, dass bei einem Basisstrom von 1mA einen Collectorstrom von 100mA fließen kann. Natürlich nur dann, wenn dieser möglich ist. Wird durch weitere Bauteile in der Schaltung (z.B. ein Widerstand am Emitter) der Stromfluss schon begrenzt, dann wird auch nur dieser max. mögliche Strom fließen. Dabei muss man immer beachten, das sich am Emitter der Stromkreis schließt! Ein Dort vorhandener Widerstand wird den Basisstrom UND den Collectorstrom beeinflussen! Allerdings ist meist der Basisstrom so gering, das z.B. ein Vorwiderstand der LED (siehe unteres Schaltbild) von 560 Ohm keine allzugroße Auswirkung auf den Basisstrom hätte. Arbeitet man aber aus irgendwelchen Gründen an den Grenzwerten des Transistors, kann dies schon zum Tragen kommen.

Transistor_Beispiel

In diesem Schaltbild ist eine einfache Ansteuerung einer LED aufgeführt. Der Vorwiderstand R2 der LED ist so dimensioniert, dass bei voll geöffnetem Transistor nur die max. zulässigen 20mA für die LED fließen. Irgendwann hätte es also keinen Sinn den Basisstrom weiter zu erhöhen, wenn der maximale Strom durch die LED bereits erreicht ist.

Wie in der Transistorfunktion schon beschrieben, ist irgendwann keine Erhöhung des Collectorstromes mehr möglich, der Transistor ist so weit offen, wie es geht. Wird nun der Basisstrom weiter erhöht, wird der Transistor übersteuert. Arbeitet der Transistor als Schalter (also nur LED ein oder aus), ist dies meist in bestimmten Grenzen erwünscht um sicher zu stellen, dass der Collectorstrom sein Maximum erreicht hat. Allerdings sollte man das in Grenzen halten (einige %), um das Bauteil nicht zu zerstören.

Um so etwas genau abzustimmen, muss unbedingt das Datenblatt des entspr. Types zu Rate gezogen werden. Hier kann man anhand von Daten und Diagrammen ermitteln, ab welchem Basisstrom der Transistor leitend wird und wo sein Maximum liegt.

Innerhalb dieser Grenzen liegt dann der aussteuerbare Bereich. Das heißt, dass zwischen dem Punkt, ab dem der Transistor öffnet und dem, an dem er völlig leitend ist, jede Basisstromänderung eine Collectorstromänderung um den Faktor ‚B‘ bewirkt. Dies wird u. a. beim Audioverstärker ausgenutzt, um mit einem schwachen Musiksignal (z.B. vom MP3 Player) einen großen Lautsprecher zum Schwingen zu bringen. Leider ist dazu noch einiges an weiterer Elektronik notwendig. Unter anderem deshalb, weil der Aussteuerbereich eines einzigen Transistors dazu viel zu gering ist.

Hier kommt dann auch die Spannung von der Basis zum Emitter zum tragen.

Schaltbild Transistor

Die Strecke Basis-> Emitter (B-E), kommt einer Diodenstrecke gleich. Dies bedeutet nun, das der Bereich, in dem der Transistor leitend wird, dort eine Spannung von ca. 0,6-0,7V benötigt. Darunter wird kein ausreichender Basisstrom fließen und der Transistor nicht arbeiten. Ein typischer Kleinsignaltransistor hat seinen Aussteuerbereich ca. bei 0,6-0,9V Spannung an B-E. Darunter leitet er nicht, darüber wird er übersteuert. Daran kann man vielleicht schon erkennen welcher Aufwand nötig werden kann, um einen Spannungsbereich von z.B. 0-2V auf 0-24V im Aussteuerbereich zu verstärken. Dazu kommt aber auch noch ein eigener Blogbeitrag :-D Zusätzlich muss man im Hinterkopf behalten, das kaum zwei identische Tranistoren auch absolut den gleichen ‚B‘ besitzen. Oft wird schon im Datenblatt eine Toleranz für ‚B‘ angegeben, z.B. 100-140. Durch die Exemplarstreuung ist dies nicht zu vermeiden. Will man also unbedingt so haargenau in diesem Bereich arbeiten, muss einiges an Abstimmmöglichkeiten geschaffen werden.

Im Modellbaubereich und der Digitaltechnik ist der Transistor aber zum Glück zu 99% als Schalter eingesetzt, an oder aus. Hier kommt man fast immer mit einfachen Faustformeln oder groben Überschlagsrechnungen aus.

Analog zum fließenden Wasser kann man sich ‚B‘ als Größe des Schiebers in einem Wasserhahn vorstellen. Und auch hier ist es eben so, dass es keinen Sinn macht, den Hahn noch weiter zu öffnen, wenn der Wasserstrahl nicht mehr stärker werden kann. Umgekehrt eben kein Wasserfluss. wenn der Wasserhahn geschlossen ist.

Zum guten Schluss noch die Formel zur Collectorstromberechnung anhand von ‚B‘:

IC=IB*B

  • IC=Collectorstrom
  • IB=Basisstrom
  • B=Verstärkungfaktor ‚B‘

Eigentlich ja auch logisch:

Multipliziert man den Basisstrom mit ‚B‘, bekommt man den Collectorstrom als Ergebnis.

 

Elektronik Tipps: Funktionsprinzip NPN Transistor

Artikelbild Elektronik Tipps - www.michael-floessel.deDer Transistor

Mit den folgenden Zeilen will ich mal versuchen, die grundsätzliche Funktion des NPN Transistors zu beschreiben. Es ist zwar umstritten, zu Illustration halte ich mich dabei aber an das Wassermodell, es ist m. M. nach einer der besten Wege, die Arbeitsweise aufzuzeigen.

 

Das Wassermodell zeigt auf, wie sich ein Wasserkreislauf annähernd verhalten würde, wenn er mit den Funktionen eines elektronischen Bauelementes beeinflusst würde.

Einige Merkmale eines NPN-Transisitors (ohne Rücksicht auf Sonderbauformen!)

  • 3 Anschlussbeine, Basis, Collector, Emitter
  • Unterschiedlichste Bauformen
  • Reihenfolge der Anschlüsse nicht bei allen Typen gleich
  • Basis = Steueranschluss
  • Collector = positiver Anschluss
  • Emitter = negativer Anschluss, Gemeinsamer Bezugspunkt

Schaltbild Transistor

 

C = Collector

B = Basis

E = Emitter

 

 

Collector (oder Kollektor, in der Elektronik ist eben Englisch der Stand der Dinge :-) )

Der Sammler. In der Regel der Anschluss, an dem die zu steuernde Spannung zur Verfügung steht. Diese wird über die Funktion des Transistors beeinflusst.

Basis

Der Steueranschluss. Über eine hier angelegte Spannung, bzw. den resultierenden Strom, wird der Transistor veranlasst, mehr oder weniger Strom vom Collector kommend fließen zu lassen. Beim Silizium NPN Transistor i.d.R. um die 0,7V positiver als der Emitter, um einen Strom vom Collector kommend fließen zu lassen.

Emitter

Der Versender, besser Ausgang. Hier fließen die von der Basis und vom Collector kommenden Ströme zusammen. Bei vielen Messungen ist er auch der Bezugspunkt.

Funktionsprinzip 

Transistor_Beispiel

Einfache Transistorschaltung zur Ansteuerung einer LED.

 

 

 

 

 

Wie man im obigen Schaltbild erkennen kann, soll dieser Transistor eine LED Ein und Ausschalten können. An seinem Collectoranschluss liegt die volle Betriebsspannung, der Emitter liegt an der LED, soll also nach Masse (-) durchschalten. An der Basis liegt keine Spannung an, das Poti wäre auf Masse/0V eingestellt.

Gesperrter NPN Transistor

 

Im Wassermodell würde sich das so darstellen, dass der Wasserdruck zwar anliegt, durch die geschlossene Klappe aber nicht fließen kann.

 

 

 

Öffnender NPN Transistor

Würde man nun das Poti aufdrehen, läge über den Vorwiderstand eine gegenüber dem Emitter positive Spannung an. Bei ca. 0,7V würde der Transistor leiten, abhängig vom Typ.

Im Wassermodell würde auf die Basis ebenfalls Wasserdruck gegeben werden, die Klappe beginnt sich zu öffnen, das Wasser fließt.

Man verzeihe mir die Tatsache, dass die Druckverhältnisse im Bezug auf die Klappengröße nicht stimmen dürften :mrgreen: An dieser Stelle bitte beachten, dass im Gegensatz zum Wassermodell die Basis eines Transistors nur einen sehr viel geringeren Strom benötigt, als durch den Collector fließen kann. Dies ist eine der Grundvorraussetzungen, um mit einem kleinen Strom einen großen fließen lassen zu können ;-)

Trasnsistor offen

Irgendwann ist der Basisstrom so groß, dass der Transistor nicht mehr weiter öffnen kann. Er ist vollständig leitend. Eine weitere Erhöhung des Basisstromes hätte keine weitere Wirkung mehr, der Transistor würde übersteuert. Am Emitter fließen die Ströme von Basis und Collector zusammen. Wird der Strom über die Anschlüsse zu groß, wird das Beuteil zerstört. Die wichtigsten Größen finden sich im Datenblatt des jeweiligen Typs. Es gibt Transistoren für die verschiedensten Anwendungen, manche optimiert für das Schalten von Lasten, andere zur Verstärkung hoher Frequenzen und noch viele weitere.

In dem einfachen Beispiel oben arbeitet der Transistor als Schalter. Auf oder Zu. Wenn man den Steuerbereich der Basis sehr fein auswählt, kann er auch als Verstärker arbeiten. Eine (sehr) geringe Änderung des Basisstromes wird den Collectorstrom sofort in gleichem Sinne umgesetzt. Der Bereiche, in dem der Basistrom sich ändern muss, ist in sehr kleinen Grenzen gehalten. Hier spielt der Verstärkungsfaktor ‚B‘ eine Rolle. Auf diesen gehe ich aber in einem seperaten Artikel ein. Zur Verständnis nehme ich aber mal vorweg, dass bei einem ‚B‘ von 100, eine Änderung des Basistromes um 1 mA eine Änderung des Collectorstromes von 100mA zur Folge hätte usw.

 Das Prinzip mal in einer einfachen Animation:

Animation zum Funktionsprinzip des NPN Transistors - www.michael-floessel.de

 

Kleine Animation zu steigendem/sinkendem Kollektorstrom nach Anlegen der Basisspannung.

 

 

 

Mir ist klar, dass eine so einfache Beschreibung der Vorgänge weitere Fragen aufwirft und Details übergeht. Ich hoffe, in den demnächst folgenden Beispielen diese Punkte so gut wie möglich klären zu können.

Zum PNP-Transistor werde ich natürlich auch noch einen eigenen Beitrag schreiben. Aus Erfahrung weiß ich, dass dieser (warum auch immer… ;-) ) mehr Verständnissprobleme mit sich bringt. Ich habe nur gerade keine Idee, wie ich das umsetzen soll ;-) *kopfkratz*

 

Emails und Erklärungen zu elektronischen Bauteilen

Artikelbild Elektronik Tipps - www.michael-floessel.deSo, nach ein paar Tagen Nachlässigkeit zu dem Thema, habe ich mir mal wieder die Nachrichten im Maileingang vorgenommen.Einiges ist wie immer der Rubrik ‚Vermischtes‘ zuzuordnen, oben in der Liste stehen aber seit ein paar Wochen die Probleme rund um elektronische Bauteile, deren Einsatz und vor allem deren Funktion. Eien extremen Anstieg verzeichne ich nach dem ‚LED Lauflicht‘ Artikel. Sehr viele Blogleser wollen doch mehr als eine LED pro Pin am µController betreiben, der PIC schafft das aber eben nicht bzw. kann/soll nicht so viel Strom liefern.

Ich kann sehr gut verstehen, dass der Frust riesig sein muss, wenn man mit viel Zeit und Mühe eine Schaltung aufgebaut hat und diese am Ende nicht funktioniert. Noch schlimmer, man hat richtig Geld investiert und das Ganze geht in Rauch auf. Ich mache einfach mal eine kleine Aufzählung der Topthemen, also der Probleme, die wenigstens zwei mal aufgeschlagen sind:

  • Transistor schaltet/arbeitet nicht
  • Richtigen Anschlusspin finden
  • Widerstand wird sehr warm
  • Diode blitzt nurkurz auf (1N4148,LED)
  • Elko bekommt dicke Backen/stinkt/wird warm
  • PIC/IC/xxx wird sehr warm
  • Spannung zu hoch, zu niedrig
  • Größeren Verbraucher mit Controller schalten
  • +/- umschalten ohne Schalter, Relais

Das Problem ist natürlich, dass man, um mit Elektronik arbeiten zu können, gewisse Kenntnisse haben muss, um erfolgreich selber nach Bedarf seine Schaltungen bauen zu können. Nun kann aber nicht jeder Modellbahner, Modellbauer, Hobbylöter etc. auch Elektroniker sein oder ‚mal eben‘ eine Ausbildung nachschieben :-) Für die meisten elektronischen Eigenlösungen ist dies aber auch gar nicht nötig. Ein wenig technisches Interesse reicht oft aus.

Aus diesen Gründen werde ich versuchen, hier eine Art Mini-Bauteil-Kurs aufzubauen. Die grundlegenden Funktionen mit, wenn möglich, Tipps zur Fehlervermeidung und auch ein wenig Theorie. Ohne Anspruch auf Perfektion und wahrscheinlich auch mit Beispielen, die einem professionellen Ausbilder die Tränen in die Augen treiben könnten ;-) Es geht ja auch nicht darum, eine Prüfung mit diesem Wissen zu bestehen oder seinen Lebensunterhalt damit zu verdienen, es geht einfach darum, die Bauteile mit denen man werkeln möchte, ein wenig besser kennen zu lernen. Nebenbei findet man vielleicht auch einen Tipp, wie man ein Vorhaben realisieren könnte, das bisher nur an der der passenden Elektronik gescheitert ist. Alles nur im Bereich bis 24V, also nichts wirklich gefährliches. Trotzdem schon einmal der Hinweis: KLICK!

In vielen Büchern und auch während meiner Ausbildung startet das Thema Elektronik oft mit den physikalischen Grundlagen. Elektronen und Protonen, negatives und positives, geladenes und ungeladenes. Diese Dinge lasse ich aus! Wenn man nicht gerade sehr spezielle Vorhaben angehen möchte, spielt z.B. das Wissen über einen P/N Übergang keine große Rolle. Da soll ein Transistor schalten oder verstärken, eine Diode leiten oder sperren. In einigen Fällen geht es nicht ganz ohne Hintergrundtheorie, ich versuche dieses aber so kurz wie möglich zu halten. Wer verstärktes Interesse an der Elektronik verspürt, kann sich ja immer noch tiefer in die Materie einarbeiten, interessante Themen gibt es reichlich.

Die lose und ohne Reihenfolge auftretenden Beiträge kommen übrigens in die Rubrik ‚Tipps und Tricks‘. Wie oft und umfangreich die Beiträge erscheinen werden weis ich noch nicht. Das erstellen der Artikel ist recht aufwändig, auch werden zu vielen Bauteilen mehrere Teilartikel erscheinen, manchmal ist es eben viel Stoff. Ich werde mit dem NPN Transistor beginnen und habe bei der Vorbereitung schon bemerkt, dass diese Themen nicht in 10 Minuten zu behandeln sind.

Bitte nehmt diesen Artikel auch als Ausgleich für die Antworten in den Mails, in denen nur ‚ich versuche mich darum zu kümmern‚ stand :mrgreen: