Transistorschaltung mit 41C schaltet Relais nicht

[Maschine]

Hi Jungs, helft mir mal wieder...

Also ich hab hier eine Alarmanlage mit einem Schaltausgang welcher über einen Transistor 41C NPN als open collector benutzt.
Da soll man ein KFZ-Relais anschließen um größere Lasten zu schalten.
Nur verzieht jetzt der 41C das Relais nicht. Warum?

Es wird ein PIC16C57 als µC verwendet, der Output hängt über einen 6,8 k Widerstand an der Basis des 41C.
Gemessene Ausgangsspannung am µC: 5V
Nach dem Widerstand: 0,6 V

Das Relais hat 90 Ohm und hängt an 12V, dürfte somit sich 134 mA genehmigen.

Blablabla, Arbeitspunkt der Transe falsch? Fließt zu wenig Strom über die Basis?
5 V über 6k8 Widerling macht 0,74 mA, oder?

Bei einer Stromverstärkung von hfe 50 (?) und dem Relaisstrom von 134 mA sollten über die Basis
2,7 mA fließen damit der Transistor durchschaltet?

Und der neue Widerstand wäre 1k8 welcher an den Ausgang des µCs kommt?
Und ein PIC16C57 schaltet an den Ausgängen 20 oder 25 mA?
Dann könnte ich noch etwas den Basisstrom hochdrehen um sicher den Transistor zu schalten
ohne den µC zu grillen? Welcher R würdet ihr mir da empfehlen? Oder die ganzen 20 mA des
µC reinballern um sicher zu schalten? Ich würde vielleicht noch gerne ein zweites Relais
damit schalten.

Und zum Schluß: Dann hat der Designer von der Alarmanlage den Schaltausgang falsch ausgelegt?
Ich sag mal ein 41C verzieht bis zu 2 Ampere als SMD-Ausführung, nur mit dem Basiswiderstand niemals?

Wärt ihr so nett und würdet meine ganzen Annahmen mir bestätigen?
Wenn ich halt den µC grille ist die Alarmanlage Schrott, und die gibts nicht mehr zu kaufen,
müsste also dann die ganze Verdrahtung umstricken, und das möchte ich vermeiden da würg.

Danke!

Maik

[sysconsol]

Welcher Strom fließt denn durch das Relais, wenn der Ausgang ansteuert wird?
Alternativ: Welche Spannung liegt über dem Transistor (C-E-Strecke) an wenn er nicht angesteuert bzw. angesteuert wird?

[sysconsol]

Den Basiswiderstand würde ich auf 1kOhm setzen.
Weil ich das bei Schaltstufen immer so mache, wenn nichts kritisches an der Schaltung ist.

[ferdimh]

Der Transistor wird ein MJB41C sein, das ist das gleiche wie ein TIP41C, nur in anderem Gehäuse. Hfe ist hier eher 30 als 50.
Die Dimensionierung ist auf jeden Fall verdächtig knapp, ein 6,8k-Widerstand erscheint auch sorgfältig ausgewählt (Statt "donner 1k rein und gut").
Über die Gründe davon kann man nur spekulieren.
Stutzig macht mich aber, dass das Relais 90 Ohm haben soll.
Das erscheint mir für ein 12V-Printrelais zu wenig, das gibt über 1W Heizleistung in der Spule! Üblich sind hier eher so 30mA Spulenstrom, also 300Ohm Wicklungswiderstand. Dann wäre die Auslegung aber immer noch sportlich und der Transistor außerdem überdimensioniert. Oder ist das Relais ein besonders amtlicher Typ?

[shaun]

KFZ Relais schrieb er, die haben schon mal >200mA.

Die Kurve im Datenblatt gibt einen typischen hFE von 100 bis etwa 0,3A an. Nun ja, ein echter Designer rechnet natürlich mit dem worst case, aber dass viele Produkte anscheinend nicht von richtigen Designern entwickelt wurden sehen wir ja jeden Tag.
Aber selbst wenn der Transistor ideal ist bräuchte eher schon ein paar mA. Wenn der uC-Ausgang die 5mA hergibt würde ich da auch einen 1k einlöten, oder auf Nummer sicher gehen und einen Darlington oder MOSFET einbauen.

[sub]

Die 6k8 dürften deshalb dort verbaut sein, weil man beim Bestücken möglichst wenige Bauteiltypen verwenden will.
Die kleinen Transen nebenan haben ja auch die 6k8 verbaut.

[Maschine]

Hi,

vielen Dank für Eure Antworten!

Jau, die 6k8 sind auf der Platine sehr häufig anzutreffen, wohl um die Varianten zu reduzieren.
Auch bei anderen 41C sind die 6k8 an der Basis, und für die kleinen Printrelais wohl ausreichend.
Ich hab so ein Printrelais auch versucht, das hats geschalten wie es war.
Nur hab ich jetzt schon alles auf die KFZ-Relais verkabelt, so wie es in der Bedienungsanleitung
empfohlen wurde, nur welcher maximale Spulenstrom dabei zur Verfügung steht stand nirgends.
Öhm, das ganze ist der Schaltausgang fürs Innenlicht, und für das Standlicht, quasi die Comming-Home
Funktion. Deswegen will ich zwei KFZ-Relais damit ansteuern.
Hier das DaBla von den Billig-Relais: http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... A_5PIN.pdf
Spulenleistung 1,6 Watt, macht bei 12 Volt, oh Mathemagie genau die 90 Ohm und somit 134 mA. Faszinierend!

Hier das Dabla vom PIC http://www.mouser.com/ds/2/268/30453d-15700.pdf
Seite 67, "Max. output current sourced by any I/O pin: 20 mA"
Der Ausgang wird nur 15 Sekunden lang angesteuert, von dem her könnte man ja schon nah ans Limit gehen, oder?
Drunter steht noch: "Max. output current sourced by a single I/O port (PORTA, B or C): 40 mA", hmm, nur was die
damit meinen? Aber 20 mA solltens vollauf doch tun, oder?

Also 20 mA bei 5 Volt Spannung aus dem µC währen 250 Ohm? Puuh.
Mal andersrum, zweimal Relais sind 268 mA, mit Hfe von 30 sind das 8,94 mA für die Basis. Sind bei 5 Volt 560 Ohm?
Nochmal anders, 1k bei 5 Volt währen 5 mA, bei Hfe 30 würds für 150 mA reichen, sprich 1 Relais. Grummel, das zweite
Relais über das erste schalten?

Cool, was ein Realschullehrer und ein Prof während dem Studium nicht geschafft hat, lernt man hier über die Mittagspause!
Naja, ich kappiers halt nur von der Anwenderseite her anhand einer konkreten Aufgabe.
Andererseits habs ich mir ja selber erklärt und will "nur" wissen obs ich richtig mach, oder?

Und jetzt, was soll ich machen? Ich will nur nicht das Ding schrotten. Ich hab kein Bock da eine andere Alarmanlage
reinzuhäkeln, das war schon mühsam genug. Und ich wär gerne mal fertig, wenigstens damit.

Ahso, die Alarmanlage heißt Benxon HC888 von Suspension supplies aus Berlin, falls ein ebenfalls Verwirrter danach googelt.
Echt Vintage, aber soll ja zum Bus passen.

Maik

[sub]

Du kannst die PICs ruhig dauerhaft mit 20mA auslasten, lediglich falls mehrere Ausgänge gemeinsam höhere Ströme liefern, solltest du auf den Gesamtstrom achten.
Da intern Mosfets werkeln, ist die Verlustleistung im µC nahe Null.

[Maschine]

Hey Sub, dann baller ich da 250 Ohm rein???
Laut Datenblättern und allen Annahmen, ja, muss so funktionieren ohne was kaputt zu machen, oder?

[sub]

Nehm 470Ohm oder 1k, reicht auch dicke!

[ferdimh]

Mal andersrum, zweimal Relais sind 268 mA, mit Hfe von 30 sind das 8,94 mA für die Basis. Sind bei 5 Volt 560 Ohm?

Fast.
Der Transistor will auch noch 0,7V an seiner Basis sehen. Damit fallen am Widerstand nur noch 4,3V ab. Also gib ihm 470 Ohm, wird schon passen. bei dem (für den Transistor) immer noch recht kleinen Strom sollte das tun.
Miss dann mal bei eingeschaltetem Transistor die Spannung an selbigem. Wenn das sauber unter 0,3V ist, ist alles gut.

[sysconsol]

Seite 67, "Max. output current sourced by any I/O pin: 20 mA"
Drunter steht noch: "Max. output current sourced by a single I/O port (PORTA, B or C): 40 mA"

Ein Pin ist ein Kontakt (ein Bit) eines Ports.
Ein Port sind meist 8 Kontakte, die in einer logischen Gruppen zusammengefasst sind (8 bit).

Ein Pin darf max. 20 mA liefern, sonst stirbt der früher oder später.
Nun könnte man ja auf die Idee kommen, dass von einem Port ( = 8 Pins) jeder Pin 20 mA zur gleichen Zeit liefern kann.
Das wird durch die zweite Aussage jedoch eingeschränkt - pro Port dürfen nur 40 mA nach außen fließen.
Wie man die nun auf die 8 Pins aufteilt, das ist jedem selbst überlassen.

Ich rate dazu, nicht viel Strom aus einem Port zu ziehen.
Denn der Strom muss auch zum Mikrokontroller rein - und ich weiß nicht, wie die Schaltung dimensioniert ist.
Nicht dass du dir damit andere Dreckeffekte einbaust...

Und den etwas schwachen Transistor würde ich entweder durch einen externen unterstützen oder austauschen.
FET oder Darlington wurden schon genannt.

[Zabex]

Ich würde ins Regal greifen, einen ULN2803 rausfischen und den zum Treiben des Relais nehmen. Einfach, weil ich sowas rumliegen habe.
Dann hat man auch gleich die Freilaufdiode da wo sie hingehört (nah am Transistor, nicht nah am Relais). Klar ist das völlig übertrieben, da das Teil 8 Kanäle hat. Dafür funktioniert es sofort und zuverlässig.

[Maschine]

Hi Zabex,

joa, sowas liegt hier halt nicht einfach so rum. Zudem gehts ja nur um einen Kanal,
da brauchts keine 8 davon. Sicher könnte ich auch einen einzelnen Darlington reinspaxxen,
aber tendenziell bin ich faul und zudem in Elektronik nicht sooo der Held, bzw. bin ich mir
da einfach unsicher.

Die Relais haben eine Freilaufdiode, von dem her nicht ganz so schlecht. Darauf hab ich schon geachtet.

So, Lötkolben mal anreißen und die gewünschten Widerstände suchen...

Maik

[Maschine]

Hi,

habs jetzt erst mit 1k probiert, funzt! Sogar beide Relais auf einmal!

SMD war nix zu finden, drum so, because Frickel:

Jetzt hab ich das nach gut 15 Jahren endlich auf die Reihe gebracht, dank Euch!
Weltbestes Forum!

Maik

[sysconsol]

Wenn du das im KFZ verbaust - bedenke, dass es da rüttelt und schwingt.