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2.15 Zwei Arten von Transistoren: NPN und PNP

In dieser Lektion werden wir zwei Transistortypen untersuchen: den S8050 (NPN) und den S8550 (PNP). Transistoren werden häufig als elektronische Schalter verwendet. Wir werden sehen, wie beide Typen zur Steuerung einer LED mit einem Taster eingesetzt werden können.

NPN (S8050): Dieser Transistor ermöglicht den Stromfluss vom Kollektor zum Emitter, wenn ein hohes Signal an die Basis angelegt wird.
PNP (S8550): Beim PNP-Transistor fließt der Strom vom Emitter zum Kollektor, wenn ein niedriges Signal an die Basis angelegt wird.

Obwohl beide Transistoren ähnliche Zwecke erfüllen, verhalten sie sich in Bezug auf die Signalsteuerung entgegengesetzt. Lassen wir diese Transistoren eine LED basierend auf einem Tastendruck steuern.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt werden folgende Komponenten benötigt.

Ein komplettes Kit ist besonders praktisch. Hier ist der Link:

Name	ENTHALTENE TEILE	LINK
Newton Lab Kit	450+	Newton Lab Kit

Alternativ können die Komponenten auch einzeln über die folgenden Links erworben werden.

SN	KOMPONENTE	MENGE	LINK
1	Raspberry Pi Pico 2	1	KAUFEN
2	Micro-USB-Kabel	1
3	Steckbrett	1	KAUFEN
4	Jumperkabel	Mehrere	KAUFEN
5	Widerstand	3 (220Ω, 1KΩ, 10KΩ)	KAUFEN
6	LED	1	KAUFEN
7	Taster	1	KAUFEN
8	Transistor	1 (S8050/S8550)	KAUFEN

Schaltung für den NPN-Transistor (S8050)

sch_s8050

In dieser Schaltung sendet das Drücken des Tasters ein hohes Signal an den GP14-Pin. Wenn GP15 ein hohes Signal ausgibt, leitet der NPN-Transistor Strom durch die LED, sodass sie leuchtet.

wiring_s8050

Schaltung für den PNP-Transistor (S8550)

sch_s8550

Beim PNP-Transistor startet der Taster mit einem niedrigen Signal an GP14 und wechselt beim Drücken auf hoch. Wenn GP15 ein niedriges Signal ausgibt, leitet der PNP-Transistor den Strom und die LED leuchtet.

wiring_s8550

Code schreiben

Beide Transistoren können mit demselben Code gesteuert werden. Der Status des Tasters wird ausgelesen. Abhängig davon, ob der Taster gedrückt ist oder nicht, gibt der Pico ein hohes oder niedriges Signal an GP15 aus.

Bemerkung

Öffne 2.15_transistor.py aus newton-lab-kit/micropython oder kopiere den Code in Thonny, dann klicke auf „Run“ oder drücke F5.
Stelle sicher, dass der richtige Interpreter ausgewählt ist: MicroPython (Raspberry Pi Pico).COMxx.

import machine

# Initialisiere den Taster und den Signalausgang
button = machine.Pin(14, machine.Pin.IN)
signal = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)

while True:
    button_status = button.value()
    if button_status == 1:
        signal.value(1)  # Hohes Signal an den Transistor senden
    else:
        signal.value(0)  # Niedriges Signal an den Transistor senden

Ergebnisse

NPN-Schaltung (S8050):

Die LED leuchtet, wenn der Taster gedrückt wird, da der NPN-Transistor bei einem hohen Signal an seiner Basis durchschaltet.
PNP-Schaltung (S8550): Die LED leuchtet, wenn der Taster losgelassen wird, da der PNP-Transistor bei einem niedrigen Signal an seiner Basis durchschaltet.

Beide Schaltungen zeigen, wie Transistoren zur Steuerung des Stromflusses je nach Signaltyp verwendet werden können.

Fazit

Durch das Experimentieren mit diesen beiden Transistortypen erhältst du ein besseres Verständnis dafür, wie NPN- und PNP-Transistoren funktionieren und wie sie in Schaltungen zur Steuerung elektronischer Geräte eingesetzt werden können.