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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nochmal Einschaltverzögerung: RC-Glied berechnen+Schaltplan


Autor: Franz Rainer (franzrainer)
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Hallo alle!

Ich weiss ich weiss, Frage wurde schon öfters gestellt und die 
Suchfunktion hab ich auch schon benutzt, nur nichts genaues gefunden. 
Sorry.

Ich möchte eine möglichst einfache Einschaltverzögerung im Bereich von 
0,5 Sekunden. Geschaltet werden soll eine Piezo-Sirene, Betriebsspannung 
12V.

Man kann das a) zum einen über ein Relais machen oder b) mit einem 
Transistor. Beides braucht ein RC-Glied vorgeschaltet, soviel hab' ich 
schon mal rausgefunden.

Das ganze könnte man also mit drei oder vier Bauteilen erschlagen.

Hat mir mal jemand einen Schaltplan für sowas und könnte mir die Formel 
für die Berechnung der Zeitkonstante nennen?

Danke an die freundliche Hilfe!

franzrainer

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Was ist deine Signal-Quelle für das Einschalten? Ein mechanischer 
Schalter (der die Betriebsspannung auf den "Enable"-Eingang des 
Verzögerungselements legt, oder ein anderes (digitales) Signal, z.B. von 
einem Mikrocontroller (5V)?

Autor: willi (Gast)
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also, R muss so dimensioniert sein, dass der transistor noch genügend 
basistrom bekommt. angenommen Ib = 5mA, dann R = U/Ib = 12V/5mA = 2400 
Ohm. die zeitkonstante des RC glieds ist TAU = R*C. bei 1TAU beträgt die 
spannung am transitsor 63% der betriebsspannung. der transistor steuert 
aber schon durch wenn Uc ca. 0,7V, also kannst du für deine 0,5s locker 
mal 10 bis 20TAU einsetzen. C = 20* TAU/R = 20 * 0,5 / 2400 OHM = 
4100µF.

lange rede kurzer sinn, nimm dir nen passenden widerstand und probiere 
ien paar verschiedene kondensatoren

Autor: Franz Rainer (franzrainer)
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Erst mal danke für die Antworten.

@Alex22: Signalquelle ist denke ich mal ein Relais, das durchschaltet 
also sinngemäß ein Schalter, der die 12V bisher an den Piezo anlegt. 
(kommt aus   einer Alarmschaltung).

@willi:
Schaltung ist klasse!
Eigentlich könnte ich doch auch statt des einen Festwiderstands doch 
eine Kombination aus Festwiderstand und Poti nehmen, dann liese sich 
dich Einschaltverzögerung doch in gewissen Grenzen einstellen, richtig? 
Oder muss ich dann den Kondensator anders dimensionieren?

Kannst Du mir noch einen Tip für einen geeigneten Kondensatortyp geben 
(Tantal etc..?) und was noch wichtiger, geeignete Transistortypen geben, 
die einen halbwegs ordentlichen Strom (ich sag mal so 400mA) vertragen 
können? (Grund: ich hab den Strom am Piezo nicht gemessen und mit meinem 
Universal-Messgerät bezweifle ich, dass ich das auch hinbekomme:-)
Zur Not könnte ich ja statt den Piezo direkt anzuschließen auch ein 
kleines Universalrelais nehmen. Wenn der Transistor das könnte wäre es 
PERFEKT!

Übrigens klasse wie einem hier im Forum geholfen wird.
Großes Lob!

Autor: willi (Gast)
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also deine idee mit dem veränderbaren widerstand ist murks, weil du so 
den basistrom des transistors veränderst, wird der zu klein macht dein 
piezo keinen mucks. also musst du den kondensator verändern. nimm da nen 
elko

und als transistor nimmste irgend nen feld-wald-und-wiesen NPN 
transistor, zum beispiel nen bc337 oder so. als alternative kannst du 
auch nen ULN2007 oder so nehmen, dann verändert sich allerdings die 
ganze rechnerei für die schaltung, da der basisstrom weitaus geringer 
is, die Ube spannung aber höher is

Autor: Franz Rainer (franzrainer)
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Perfekt!
Jetzt kann die Löterei losgehen! Danke an alle

Autor: franzrainer (Gast)
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Hi!
Jetzt hab' ich mal Bauteile 'rausgesucht und mit Erschrecken 
festgestellt,
dass ein Elko mit 4700 Mikrofarrad ein 'Mordsding' ist.
Gibt's da nicht was kleineres, um die o.a. Einschaltverzögerung zu 
realisieren.

Nicht falsch verstehen: die Schaltung von Willi ist klasse.
Danke

Autor: Markus (Gast)
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Nimm einen NMOS (z. B. BS170) statt des NPN.

Autor: Markus (Gast)
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Transistor BS170
Widerstand 100 K
Kondensator 4,7 µF

Autor: franzrainer (Gast)
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@Markus:

Versteh mich bitte nicht falsch aber kann das mit deinen angegebenen 
Werten stimmen?

Ich rechne und rechne, aber bei mir kommt nur eine Verzögerung von ca. 
0,09 Sekunden raus.


Lt. Datenblatt hat der BS170 eine typische Gain Threshhold Voltage von 
ca. 2 Volt.
Tau ist 0,47

Gerechnet nach der Formel t =Tau * ln ( (U0-UThresh)/U0)) bzw.
t = -Tau * ln (1 - U(t)/U0)) (formeln nur umgestellt)

Was mache ich falsch in meiner Rechnung oder wie krieg ich jetzt die 
0,5s (es dürfen auch eine 1s sein) Verzögerung hin?

Danke!

Autor: franzrainer (Gast)
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Korrektur: die Formel, nach der ich rechne lautet:

t =Tau * ln ( (U0/(U0-UThresh) )

Autor: Markus (Gast)
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(               t       )
Tau =  -------------------
              - Vcc
      ln ( ------------ )
            Th - Vcc

Das habe ich gerechnet. Im Anhang ist eine Simulation.

Autor: Franz Rainer (franzrainer)
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@Markus:
Das haut ja ganz gut hin!
Vielen Dank dass Du Dir so viel Mühe gibst!

Vielleicht eine unverschämte Frage: und wie dimensioniere ich das für 
ca. 0,8s Verzögerung?

Trotzdem klasse dass Du mir so hilfst, Kompliment!

Gruß franzrainer

Autor: Martin (Gast)
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@  Franz

               t
Tau =  -------------------
              - Vcc
      ln ( ------------ )
            Th - Vcc

             0,8 s
Tau =  ------------------
             - 5 V
      ln ( ------------ )
            2 V - 5 V

Tau = 1,566 s = R * C

R = 330 K (Normwert)
C = 4,7 µF

Schau dir die Formel an, den nächsten rechnest du selbst aus.

Autor: Trixi (Gast)
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Wenn du einen Doppeltransistor nimmst, dauerts ein bisschen länger 
(2xUbe) und mit Z-Dioden in der Basis steigt die Schaltzeit ebenfalls, 
so reduziert sich die Kapazität des C und auch die Baugröße.

Autor: Henning Kopf (hexpert)
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Hallo!

In diesem Thread habe ich viele Infos gefunden, die ich suchte. Mein 
Problem ist jetzt aber, dass ich gelesen habe, dass die Eigenkapazität 
des MOSFET ausreicht, um eine prima Ausschaltverzögerung darzustellen. 
In der Simulation mit Target 3001 v14 ist dies zwar nicht der Fall, aber 
die ist eh etwas bockig.
Daher die Frage: muss ich - und wenn ja in welcher Dimension - einen 
Widerstand zum schnellen Entladen dazu schalten? Parallel zum 
Kondensator, oder?
Ziel ist es, mit der Steuerspannung von 5V den BS170 um 0,3 s verzögert 
durchschalten zu lassen, bei Wegfall der Spannung aber in weniger als 
0,3 s wieder zu sperren. Geschaltet werden soll ein 12V-Relais.

Vielen Dank!

Hexpert

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Henning Kopf schrieb:
> Problem ist jetzt aber, dass ich gelesen habe, dass die Eigenkapazität
> des MOSFET ausreicht, um eine prima Ausschaltverzögerung darzustellen.
> In der Simulation mit Target 3001 v14 ist dies zwar nicht der Fall, aber
> die ist eh etwas bockig.

Mach eine Diode parallel zum Widerstand.
So wird der Kondensator schnell entladen beim ausschalten.

Autor: Henning Kopf (hexpert)
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Alexander Schmidt schrieb:
> Henning Kopf schrieb:
>> Problem ist jetzt aber, dass ich gelesen habe, dass die Eigenkapazität
>> des MOSFET ausreicht, um eine prima Ausschaltverzögerung darzustellen.
>> In der Simulation mit Target 3001 v14 ist dies zwar nicht der Fall, aber
>> die ist eh etwas bockig.
>
> Mach eine Diode parallel zum Widerstand.
> So wird der Kondensator schnell entladen beim ausschalten.

Hallo und vielen Dank für den Vorschlag.

Mein Problem ist, dass mir nicht ganz klar war, wieso das funktionieren 
sollte. Deshalb habe ich mit Teilen, die ich "am Lager" hatte, eine 
entsprechende Schaltung mit einem normalen Transistor gebastelt. Leider 
klappte die Lösung mit der Diode nicht.
Ursache dürfte sein, dass ich beim Abschalten der Steuerleitung nicht 
den Steuerkreis gegen Masse schalten kann, sondern einfach nur 
unterbreche.
Anbei ist eine Skizze der Testschaltung. Schalte ich testweise gegen 
Masse, klappt die Lösung prima. (Das scheint Target 3001 auch zu 
machen.)
Vielleicht habe ich die Diode auch einfach am falschen Ort platziert. 
Aber trotz Überlegungen ist mir kein anderer eingefallen. An diese 
Stelle muss vielleicht noch der Hinweis, dass ich im späteren Aufbau im 
Schaltkreis 24V habe und nicht wie hier dieselbe Spannung.

Also doch ein Widerstand parallel zum Kondensator? Bessere Ideen sind 
willkommen!

Vielen Dank!

H. Kopf

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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Die Diode nicht rechts am Schalter anschließen, sondern links (an plus).

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Dirk J. schrieb:
> Die Diode nicht rechts am Schalter anschließen, sondern links (an plus).
Genau!

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