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Tag zusammen,

ich möchte mit einem XBEE Modul die Versorgungspannung des dazugehörigen Breakoutboards schalten um einen Sensor nicht dauerhaft zu bestromen.
Der Sensor benötigt eine Spannung >5V und zieht 2mA Strom. Als Versorgungspannung habe ich 4x1,5 AA Batterien.
Die Frage ist nun wie ich mittels eines XBee I/O's (3,3V) die Versrogungsspannung für den Sensor schalten kann.

Transistor? Welcher eignet sich da FET, Bipolar? Gibt es was integriertes?

Danke schonmal

» Tag zusammen,
»
» ich möchte mit einem XBEE Modul die Versorgungspannung des dazugehörigen
» Breakoutboards schalten um einen Sensor nicht dauerhaft zu bestromen.
» Der Sensor benötigt eine Spannung >5V und zieht 2mA Strom. Als
» Versorgungspannung habe ich 4x1,5 AA Batterien.
» Die Frage ist nun wie ich mittels eines XBee I/O's (3,3V) die
» Versrogungsspannung für den Sensor schalten kann.
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» Transistor? Welcher eignet sich da FET, Bipolar? Gibt es was
» integriertes?
»
» Danke schonmal

Ich habe Dir auf die Schnelle was gezeichnet. Vielleicht kannst Du damit bereits was anfangen. Sonst kann ich Dir später gelegentlich weiterhelfen.


(Bild updated um 21:45h.)

Wenn der Sensor kein Bezug zum GND-Protential haben muss, kannst Du auf T2 verzichten, und zwischen U_BATT (+6V) und T1-Kollektor direkt den Sensor schalten. Der Kollektorstrom beträgt dann die von Dir genannten 2 mA. Fuer die Basis musst Du dann etwa 0.1 mA mit R1 dimensionieren . Das muss der XBEE sicher liefern können.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Das sieht schonmal gut aus.

» Wenn der Sensor kein Bezug zum GND-Protential haben muss, kannst Du auf T2
» verzichten, und zwischen BATT (+5V) und T1-Kollektor direkt den Sensor
» schalten.

Doch es muss eine Masse Verbindung bestehen.

Der Kollektorstrom beträgt dann die von Dir genannten 2 mA. Fuer
» die Basis musst Du dann etwa 0.1 bis 0.2 mA bereitstellen. Das muss der
» XBEE sicher liefern können.

Ja das XBee liefert bis zu 8mA.

Das Problem was ich habe ist ein bisschen die Dimensionierung, also Auswahl der Transistoren und Widerstände etc. ist doch etwas länger her aus dem Studium .

Gibt es dazu vll eine Hilfreiche Seite?

Nochmal zur Vorgeschlagenen Schaltung:
- Die 2 Transistoren brauche ich damit ich keine Negative Spannung habe richtig?
- Und so etwas fertig gibt es nicht? Problem ist, dass ich die Schaltung mehrmals brauche und es darf auch etwas mehr kosten. Ich habe einen ULN2803 hier rumliegen. Damit konnte ich ebenfalls schon das gewünschte Ergebnis erreiche. Allerdings bietet dieser ja 8 interne Schalter, gibt es das nicht in klein?

» Ja das XBee liefert bis zu 8mA.
»
» Das Problem was ich habe ist ein bisschen die Dimensionierung, also
» Auswahl der Transistoren und Widerstände etc. ist doch etwas länger her
» aus dem Studium .
»
» Gibt es dazu vll eine Hilfreiche Seite?

Es gibt dazu Grundlagenseiten hier im ELKO. Einfach im Suchfenster transistor eingeben.

» Nochmal zur Vorgeschlagenen Schaltung:
» - Die 2 Transistoren brauche ich damit ich keine Negative Spannung habe
» richtig?

Nein, es geht hier darum, mit Transistoren zu schalten von einer niederigen zu einer höheren Betriebsspannung, bei der Voraussetzung, dass beide Betriebsspannung die selbe GND-Referenz benötigen. So kann man z.B. locker aus 3.3 V bei 500 V zu schalten. T1 und T2 müssen natürlich eine hohe Kollektor-Emitter-Spannung aushalten.

Jetzt zur Dimensionierung. Bei einem Kollektorstrom von nur 2 mA kann man den Transistor (T2) genügend sättigen, wenn man eine Stromverstärkung von etwa 20 (ja sogar 30 gehen noch) wählt. Also genügt ein T2-Basisstrom von 0.1 mA.

Diese 0.1 mA sollen auftreten, wenn T1 eingeschaltet (gesättigt) ist. Der T1-Kollektor liegt mit <0.1 V praktisch auf GND-Potential. An R2 liegt eine Spannung von
U_R2 = +6V - Ube(T2) - 0.1 V = 5.2 V

R2 = 5.2 V / 0.1 mA = 52 k-Ohm ---> 47 k-Ohm

Wozu R3? Dieser sorgt dafür, dass bei offenem T1 die T2-Basis nicht in der Luft hängt. T2-Basis bekommt mit R3 T2-Emitter-Potential. Der R3-Wert ist dabei unkritisch. Du kannst 100 k-Ohm einsetzen. Im eingeschalten Zustand von T1 und T2 beträgt der R3-Strom
0.7V / 0.1 M-Ohm = 7 µA. Dies schlägt nicht zu Buche...

Jetzt zu R1. Wenn man ein T1-Basisstrom von 0.01 mA wählt und es liegen 3.3 V am Eingang, beträgt die R1-Spannung 2.6 V. R3 = 270 k-Ohm.

Du kannst aber ebenso gut nur eine T1-Verstärkung von 1 verlangen und damit ein T1-Basisstrom von 0.1 mA dimensionieren, wodurch R1 = 27 k beträgt.

» - Und so etwas fertig gibt es nicht? Problem ist, dass ich die Schaltung
» mehrmals brauche und es darf auch etwas mehr kosten. Ich habe einen
» ULN2803 hier rumliegen. Damit konnte ich ebenfalls schon das gewünschte
» Ergebnis erreiche. Allerdings bietet dieser ja 8 interne Schalter, gibt es
» das nicht in klein?

Weiss ich nicht, müsste ich auch suchen. Vielleicht hilft Dir noch jemand anders, der sich in dieser Art von ICs auskennt.

BTW: Es gäbe noch eine Vereinfachung, wenn der XBEE einen NPN-Openkollektor-Transistor- oder einen N-Kanal-Opendrain-MOSFET-Ausgang enthält mit dem man auch schalten kann.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
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» - Und so etwas fertig gibt es nicht? Problem ist, dass ich die Schaltung
» mehrmals brauche und es darf auch etwas mehr kosten. Ich habe einen
» ULN2803 hier rumliegen. Damit konnte ich ebenfalls schon das gewünschte
» Ergebnis erreiche. Allerdings bietet dieser ja 8 interne Schalter, gibt es
» das nicht in klein?

Du kannst doch Low-Side schalten? Glaub ich ehr nicht. Und wenn, dann tuts ja ein NPN-Transistor, gibts auch fertig mit Widerständen als sogenannter Digitaltransistor in SOT-23.
Solltest du aber High-Side schalten müssen wird die kompakteste Variante ein n/p-MOSFET-Pärchen in SOT-23/6 sein. Da brauchts allerdings noch einen externen Widerstand.

Danke soweit für die Erklärung. Die Dimensionierung war soweit einleuchtend.
Das Problem hat sich jetzt aber vielleicht von selber gelöst. Der Lieferant liefert uns noch Sensoren mit einem kleineren Spannungsbereich. Angeblich können diese mit 3,3V direkt arbeiten.
Nun kann ich diesen hoffentlich direkt ans XBee anschließen und brauche keine weitere Elektronik.

Trotzdem vielen Dank für die Mühe.

Die Sache mit dem Sensor hat sich erst einmal erledigt. Dieser Funktioniert ohne Elektronik.

Aber ich habe nun ein weiteres Problem:

Ich muss noch eimal meine Versorgungsspannung von 6V schalten können allerdings mit einem Strom von bis zu 2A.
Kann ich eure Schaltung mit anderen Transistoren nehmen oder muss ich noch was anderes beachten?

Hab mir mal Gedanken gemacht.

Kann das so auch funktionieren?
Ich muss ja keinen Strom begrenzen. Die Spule steht symbolisch für mein Ventil, welches wie gesagt max. 2mA zieht.
Ist die Beschaltung mit dem FET so möglich oder macht das keinen Sinn?

Danke

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20121227150538.pdf

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20121227150553.pdf