Dienstag, 18. August 2015

Transistoren

In diesem Artikel geht es um Transistoren. Transistoren sind elektrische Bauteile, welche dazu verwendet werden einen Stromfluss zu verstärken.


Die Funktionsweise von Transistoren

Ein digital Pin des Arduino kann maximal 40mA Strom liefern. Aufgrund dieser Beschränkung ist es nicht möglich Geräte, welche mehr Strom benötigen, direkt an einen GPIO des Arduino anzuschließen. Aus diesem Grund gibt es Transistoren. Ein Transistor hat normalerweise 3 Beine und funktioniert vereinfacht gesagt, wie ein Button. Dabei gibt es den emitter(GND) und den collector(+ Pol). Diese beiden bilden den Stromkreis mit dem hohen Stromfluss. Der base Pin wird mit dem Arduino verbunden. Über ihn kann man dann den Stromfluss zwischen emitter und collector an- beziehungsweise ausschalten. Dabei unterstützen Transistoren oft auch PWM Signale. 
Ein Transistor ist also ein über den Arduino geschalteter Button, wobei der Stromfluss, der geschaltet wird, größer sein kann, als der Steuerungsstrom. 

Transistoren mit dem Arduino

Um einen Transistor mit dem Arduino zu verwenden, muss man erst wissen welche Art von Transistor man hat. Ich habe einen PNP Transistor, es gibt auch NPN.  Dabei unterscheiden sich die beiden in ihrer Polung. Bei meinem Transistor wird bei einem positiven Signal an der Basis der Stromfluss aktiviert.
Damit muss der Emitter an den Ground angeschlossen werden, und der Kollektor über das zu verbindende Gerät an den Pluspol. Wenn man nun eine positive Spannung an die Basis anschließt, fließt Strom. 

Als kleines Beispiel wollen wir 5 LEDs über einen Transistor mit nur einem GPIO des Arduino steuern. 
Da das positive Signal an der Basis nicht zu stark sein darf, sollte man einen Widerstand zwischen der Basis und dem Pin des Arduino schalten. Die Größe ist dabei nicht so entscheidend. Ich verwende einen 100Ohm Widerstand. 
Wenn man nun Spannung an die Basis anlegt, leuchten die 5 LEDs:

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