Hallo, ich habe mal wieder einen Auftrag bekommen wo ich nicht so recht weiß wie ichs Angehen kann. Ich habe eine Versorgungsspannung von 1,5V aus einer Batterie. Diese soll aber nicht dauerhaft am Verbraucher anliegen, sondern nur für ein paar (ca. 3-5) Minuten nach einem Tasterdruck. Die Zeit muss dabei nicht genau sein. Es sollte lediglich eine Mindestzeit eingehalten werden. Meine erste Idee war (da ich kein Elektroniker bin) per µC die Spannung zu Schalten. Problem dabei ist, dass die gängigen µC mindestens 1,8V benötigen und der Aufbau mit extra Spannungswandler wahrscheinlich zu teuer wird. Das ganze soll in der Massenproduktion nurnoch ein "Pfennigartikel" sein, also unter 1€ kosten. "Einfacher" wäre da ein Aufbau direkt aus elektronischen Bauteilen. Zumindest wär es wohl "einfach" wenn man sich mit Elektronik auskennt. Ich dachte daran, einen ausreichend großen Kondensator zu nehmen, der über einen Transistor das Endgerät mit der Betriebsspannung versorgt. Problem dabei ist, das ich keine Ahnung habe ob das prinzipiell funktionieren kann und wie ich den Kondensator laden kann, ohne den Transistor zu schalten.
Spannungsverdopplung oder mehr. Dann nen 555 dran und für ein paar Minuten den Transistor durchsteuern lassen. Sollte eigentlich funzen.
007boris schrieb: > Spannungsverdopplung oder mehr. Wie bzw. womit bekomm ich denn eine Spannungsverdopplung (beim 555 eher Verfünffachung) hin, die nur wenige Cents kostet?
Stichwort Ladungspumpe. Die Spannung entsprechend gewünscht verdoppeln. http://www.sprut.de/electronic/switch/minus.html und dann mit einem 2. 555 die zeit einstellen.
Mit einer Ladungspumpe. Entweder diskret aus einem Oszillator und Transistoren oder gekauft als z.B. LM2767. Damit dann einen Zähler laufen lassen. Es könnte schon ein 74193 tun.
Oder falls es wirklich nicht genau sein muss:
1 | +-------------------------------------------o |
2 | | __|__ Last |
3 | o---------* *------o-----+----+ +----o |
4 | | taster | | | _| |
5 | ----- + C === |¯| +---|| |
6 | --- bat | |_| ¯| |
7 | | | R | n-FET | |
8 | +--------------------o-----+-----------+ |
Die Last muss dann allerdings eine Unterspannungsabschaltung besitzen, sonst überlebt der n-FET das nicht lange. Oder du baust anstatt dem FET einen kleinen diskreten Komparator. Vielleicht reicht auch schon eine Differenzverstärkerstufe.
An so etwas hatte ich auch gedacht. Wird denn bei einem kurzen Tastendruck der Kondensator weit genug geladen, dass es für über 3 Minuten reicht?
Martin schrieb: > An so etwas hatte ich auch gedacht. Wird denn bei einem kurzen > Tastendruck der Kondensator weit genug geladen, dass es für über > 3 Minuten reicht? Da der Kondi ohne Vorwiderstand direkt an der Batterie hängt, bläst die Batterie theortisch den Kondi in 0-Zeit voll. Praktisch wirds ein bischen länger dauern, da ja auch ein Kondi einen Innenwiderstand hat :-)
Na, Du kannst als Taster ja einen wechselschalter verwenden, bei dem beim drücken der Kondensator über einen kleineren Widerstand geladen wie wieder entladen wird. Tom
Das hängt von der RC-Konstanten ab, wobei der R hier der Innen-R der kleinen 1,5V Batterie ist. Wenn man R (der am FET) 10MOhm hat, und der C 100µ ( bekommt man noch als SMD Kerko), dann käme man auf tau=1000s. Angenommen, der C soll in 10ms aufgeladen (wieder bezogen auf tau) sein, sollte die Batterie nicht über 100Ohm Innenwiderstand haben. Da aber der Fet eine bestimmte Gate-Threshold-Spannung hat, und auch da der Fet nicht schlagartig einschaltet, sondern eher fliesend, müsste man natürlich dessen Charakteristiken berücksichtigen. Allerdings sind Fets mit Threshold deutlich unter 1,5V schon recht selten, wenn ich das Angebot so überblicke.
Wie wärs denn mit ner prähistorischen Anordnung von Biemetall und Heizdraht?
Jens G. schrieb: > Wenn man R (der am FET) 10MOhm hat, und der C 100µ ( bekommt man noch > als SMD Kerko), dann käme man auf tau=1000s. Also wenn ich 100µF und 10MOhm nehme, dann würde der Transistor ca. 1s schalten. Nehme ich also 4 Cs parallel, so bin ich irgendwo zwischen 3 und 4 Minuten? Jens G. schrieb: > Da aber der Fet eine bestimmte Gate-Threshold-Spannung hat, und auch da > der Fet nicht schlagartig einschaltet, sondern eher fliesend, müsste man > natürlich dessen Charakteristiken berücksichtigen. > Allerdings sind Fets mit Threshold deutlich unter 1,5V schon recht > selten, wenn ich das Angebot so überblicke. OK das hört sich nach einem Problem an... Michael H. schrieb: > Die Last muss dann allerdings eine Unterspannungsabschaltung besitzen, > sonst überlebt der n-FET das nicht lange. Könnte man das nicht einfach per Schmitt-Trigger lösen? Thomas Burkhart schrieb: > Wie wärs denn mit ner prähistorischen Anordnung von Biemetall und > Heizdraht? wtf?
Man kann auch mit einer kleinen Spule einen kurzen Spannungspuls generieren, damit das Gate des Mosfets genug Spannung abkriegt :D Also in etwa so: +-------#####--o---->|----o----o----------> Gate | L | D | \ ----- + |: S C ----- / R --- - | ----- \ | | | / +--------------o----------o----+ Der Schalter sollte dann aber wirklich nur kurz geschlossen werden (also nur ganz kurz drauftatschen :D). Und man sollte darauf achten, dass das Gate nicht zu viel Spannung abkriegt. grüssse w.
Martin schrieb: > Könnte man das nicht einfach per Schmitt-Trigger lösen? Nicht bei Versorgung aus nur einer AA-Batterie.
J. R. schrieb: > Der Schalter sollte dann aber wirklich nur kurz geschlossen werden (also > nur ganz kurz drauftatschen :D). Daran wird sich aber bestimmt nicht jeder Anwender halten. Würde da eine Z-Diode als Überspannungsschutz reichen? Wonach genau richtig sich eigentlich die Gate Threshold Voltage? Also ich habe ein n-channel MOSFET gefunden, welcher 1 - 2,5V Threshold hat. 1V wär ja OK. http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=getProduct&R=6900127
Michael H. schrieb: > Martin schrieb: >> Könnte man das nicht einfach per Schmitt-Trigger lösen? > Nicht bei Versorgung aus nur einer AA-Batterie. Stimmt. Die die ich spontan bei reichelt gefunden habe benötigen 2V laut DB. Das ist schon wieder blöd.
@Martin: Es geht hier nicht um Überspannungsschutz, eher um Überstromschutz. Wenn du dir die Schaltung mal ansiehst, wirst du feststellen, dass du bei einer sehr kleinen Spule mit wenigen Windungen (ich nehme an, du willst eine möglichst kleine Bauform erreichen) bei längerem Betätigen praktisch einen Kurzschluss über den Schalter hast. Bei 1V Threshold weiß ich nicht, ob das reicht, denn das ist ja erst die Spannung ab der er anfängt zu leiten, d.h. bis er voll leitet kann es noch etwas mehr erfordern :D
> Wie wärs denn mit ner prähistorischen Anordnung von Biemetall und > Heizdraht ? Damit die Batterie schneller leer wird ? Erinnert an die genialen Batterietester von Duracell als Farbstreifen auf der Packung, durch die schon mal 10% aus der Batterie rausgenuckelt wurden. NUR ein ELko ist bei den Zeiten wenig sinnvoll. Einen Spannungsverdoppler ist Overkill, bloss weil einem nicht einfällt, wie man mit den 0.9V bis 1.5V einer Batteriezelle auskommen soll. Dabei gibt es genug Bauteile, die das können, schon der altehrwürdige LM10. Eigentlich ist es mit zuwider, simple Tätigkeiten mit komplexen Bauteilen zu lösen, es gibt NE555-Derivate bis unter 1V aber mir fällt kein digitaler Zähler ein um die Zeit zu verlängern. Aber diese Microcontroller: ATtiny43U und http://li.mouser.com/Silicon_Labs_C8051F9xx_MCU/ würden das Problem ohne weitere Bauteile lösen: Alle Ausgänge parallel schalten die Last (in der Hoffnung, daß sie nicht zu viel Strom braucht).
Das Problem an der Lösung mit dem FET: Man braucht einen FET mit einer Gate-Schwellspannung von weit unter 1V (so 0,5...0,7V wären gut). Dieser sollte möglichst nicht allzu viel Rds haben und muss vor allem spottbillig sein. Ein Standard-Bipolar-Transistor (z.B. BC547) wäre da besser. Allerdings ist da wohl der Verstärkungsfaktor ein Problem (viel zu gering). Eine normale Darlington-Stufe kommt nicht in Frage (braucht 1,2...1,4V an der Basis). Man kann aber mit dem NPN-Transistor einen PNP schalten. So etwa: PNP --------------------------\ /------------ +Out | | \> / | | ------ | | | | | \ | | / | | \ R | | / | + | | ----- :| S / --- | R |/ | - |--------|-----/\/\--| NPN | | \ |\> | ----- C / \ | ----- \ R | | | / | ------|--------|-------------|--------------- -Out
... ATtiny43U ... Mit Kanonen auf Spatzen schießen? Und dann ist da noch die "ein paar Cent" Bedingung. @Martin Kannst du den Auftrag nicht einfach so an mich vergeben ;)
Im Prinzip wie bei jedem Laptop: - Taster "öffnet" MOSFET, Strom an uC - uC (zB der von MaWin genannte ATtiny) fährt hoch, hält MOSFET offen, startet Timer - Timer am Ende: uC läßt MOSFET schließen Vorraussetzungen: Taster muss nur lange genug gedrückt sein, dass uC übernimmt. Probleme: - MOSFET mit seeeehr geringem Ugs... gibt's da welche die mit 1.2V öffnen? - was kostet Attiny43 => Massenfertigung? Edit: Okay, nehmen wir den pnp...
Karl heinz Buchegger schrieb: > Praktisch wirds ein bischen länger dauern, > da ja auch ein Kondi einen Innenwiderstand hat :-) Eher, weil die Batterie einen wahrnehmbaren Innenwiderstand hat... ;-)
... gibt's da welche die mit 1.2V öffnen ... Gibt es. BSH103 (0,4 V) ... was kostet Attiny43 => Massenfertigung ... Viel zu teuer.
MaWin schrieb: > Aber diese > Microcontroller: > ATtiny43U und http://li.mouser.com/Silicon_Labs_C8051F9xx_MCU/ > würden das Problem ohne weitere Bauteile lösen: Ja, allerdings wird das wahrscheinlich zu teuer. Markus F. schrieb: > Ein Standard-Bipolar-Transistor (z.B. BC547) wäre da besser. Allerdings > ist da wohl der Verstärkungsfaktor ein Problem (viel zu gering). > Eine normale Darlington-Stufe kommt nicht in Frage (braucht 1,2...1,4V > an der Basis). Man kann aber mit dem NPN-Transistor einen PNP schalten. > So etwa: Kann die Lösung nicht ganz nachvollziehen (wie erwähnt bin ich nicht so fit in Elektronik). Warum bringt der Einsatz von 2 Transistoren hier den entscheidenen Vorteil?
Damit hat man ein Vielfaches der Verstärkung -> Der benötigte Basisstrom wird viel kleiner.
>> Wenn man R (der am FET) 10MOhm hat, und der C 100µ ( bekommt man noch >> als SMD Kerko), dann käme man auf tau=1000s. >Also wenn ich 100µF und 10MOhm nehme, dann würde der Transistor ca. 1s >schalten. Nehme ich also 4 Cs parallel, so bin ich irgendwo zwischen 3 >und 4 Minuten? Du hast wohl einen bipolaren Transistor genommen - oder? dann wäre das kein Wunder. >Kann die Lösung nicht ganz nachvollziehen (wie erwähnt bin ich nicht so >fit in Elektronik). Warum bringt der Einsatz von 2 Transistoren hier den >entscheidenen Vorteil? Erstens, weil keine Strecke, die die Batterie sieht, mehr als einen pn-Übergang sieht (also theoretisch schon mit rund 0,7V auskommt). Zweitens hast Du erhöhte Stromverstärkung, weil sich ja dies bei beiden Transistoren multipliziert. Also weniger Strombelastung für das RC-Glied, welches sich somit besser an die RC-Konstante hält (setzt natürlich einen möglichst hochohmigen R vorm npn voraus, der abhängig von Laststrom und Gesamtverstärkung ist). BSH103 wäre natürlich net schlecht, wenn die Mosfet-Variante genutzt werden sollte. Um welche Lastströme geht es denn? Und muß hart oder kann auch weich ausgeschaltet werden?
Also würden die Schaltungen im Anhang prinzipiell funktionieren? Wenn ja, dann bleibt noch die Frage, wie die Bauteile zu dimensionieren sind. FET: Hier muss doch einfach nur R und C so gewählt werden, dass die Zeitkonstante ein gutes Stück größer ist, als die benötigte minimale Schaltzeit. Bipolar: Hier muss der Gesamtwiderstand von R1 und R2 wieder wie oben gewählt werden. Dabei ist noch darauf zu achten, dass die Spannung an R1 mindestens 0,4V (Threshold) beträgt. Und R3? Sind meine Annahmen soweit richtig? Wie viel Strom die Last benötigt muss ich morgen nochmal nachgucken.
Wenn du noch einen dritten Transistor spendierst, kannste dir nen billigen Schmitt-Trigger bauen, damit haste dann auch einen wesentlich besser definierten Cut-Off
Hallo Gemeinde bis jetzt war immer vom aufladen des Kondensators die Rede. Wie wäre es wenn man den Ansatz mal umkehrt? Also der C wird direkt über einen R von der Batterie geladen. Beim drücken des Tasters wird C entladen (Kurzschluss). Anschliessend wird C wieder aufgeladen. Das Tau kann man in relativ grossem Bereich wählen. Der FET (oder 555 oder ähnliches) leitet so lange bis der Kondensator geladen ist. Leider kann ich keine Skizze hochladen, aber ich hoffe es kommt doch rüber wie ich es meine. Viel Glück.
Möglich wäre das. Aber was bringt das jetzt konkret an Vorteilen?
Angehängte Dateien:
-
fet.png
1,7 KB -
bipolar.png
2 KB
Martin schrieb: > Also würden die Schaltungen im Anhang prinzipiell funktionieren? Natürlich habe ich den Anhang vergessen -_- Martin schrieb: > Also würden die Schaltungen im Anhang prinzipiell funktionieren? Wenn > ja, dann bleibt noch die Frage, wie die Bauteile zu dimensionieren sind. > > FET: > Hier muss doch einfach nur R und C so gewählt werden, dass die > Zeitkonstante ein gutes Stück größer ist, als die benötigte minimale > Schaltzeit. > > Bipolar: > Hier muss der Gesamtwiderstand von R1 und R2 wieder wie oben gewählt > werden. Dabei ist noch darauf zu achten, dass die Spannung an R1 > mindestens 0,4V (Threshold) beträgt. Und R3? > > Sind meine Annahmen soweit richtig? > > > > Wie viel Strom die Last benötigt muss ich morgen nochmal nachgucken.
> Also würden die Schaltungen im Anhang prinzipiell funktionieren? Nein. Die mit dem NPN sowieso nicht über Minuten, die mit dem MOSFET würgt die Spannung dann minutenlang ab, keine harte Schaltschwelle. Beide Schaltungen sind Murks. Die einfachste (für unetr 1 EUR, weswegen der LM10 nicht geht): +1.5V ---+-------+--------- | R NCS2200 oder NCS2001 oder so Taster +---|+\ | | | >-- direkt oder per MOSFET +---+-------|-/ | | | C R +--|>|--+ | | 1N4148 | GND -----+---+-----------+-- Mehrere Minuten sind trotzdem blöd, man braucht einen Elko, der hat seiterseits einen Reststrom, und ist stark alterungs- und temperaturabhängig. Mit einem Goldcap wird's wohl nicht besser, die halten nicht ewig.
Irgendwie ist das alles nicht so überzeugend. Eine 1,5V Batterie (AA Zelle) hat voll 1,6V und leer 0,8V wenn man sie voll ausnutzen will und die Spannung sinkt hierbei fast linear. Und mit 0,8V lässt sich so recht nix schaltbares mehr anstellen. Das gescheiteste, wenn auch nicht das billigste, ist die Spannung entsprechend anzuheben: http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1722-MAX1724.pdf Und dann über einen µC zeitgesteuert per LL-MOSFET schalten.
> Und mit 0,8V lässt sich so recht nix schaltbares mehr anstellen. Aber nur wenn man einen sehr eingeschränkten Bastelkasteninhalt hat. > Eine 1,5V Batterie (AA Zelle) hat voll 1,6V und leer 0,8V Aber du bringst mich auf einen Punkt: +1.5V ---+-------+--------- | R2 NCS2200 oder NCS2001 oder so Taster +---|+\ | | | >-- direkt oder per MOSFET +---+-------|-/ | | | C R1 R3 | | | GND -----+---+---+- Keine spannungsstabilisierende Diode.
MaWin schrieb: > direkt oder per MOSFET Ich finde im Datenblatt nicht, wie viel Strom der NCS 2200 am Ausgang liefern kann. Daher denke ich, dass ein BSH103 nötig sein wird. Ansonsten sieht der Vorschlag gut aus. Bei der Dimensionieren dann C1 und R1 so wählen, dass Tau > 3000s sind? Und der Spannungsteiler so, dass 2/3 über R3 abfällt?
>Bei der Dimensionieren dann C1 und R1 so wählen, dass Tau > 3000s sind? >Und der Spannungsteiler so, dass 2/3 über R3 abfällt? Wenn Du mit 1/3 an R3 rechnest, dann kannst Du auch exakt mit tau rechnen.
Achja, wenn noch ein Mosfet hinterhergeschaltet wird zur Stromerhöhung, dann evtl. +/- Eingang des OPV tauschen, um die richtige Schaltrichtung zu bekommen.
C = 330u/3V R1 = 750k => Tau = 247,5s = 4 1/8 min R2 = 5k R3 = 15k So sollte das funktionieren können oder? Welche Widerstände nimmt man bei R2 und R3? Möglichst größe, möglichst kleine oder ist das egal, solange das Verhältnis stimmt?
> Ich finde im Datenblatt nicht, wie viel Strom der NCS 2200 > am Ausgang liefern kann. Dafür gibt es die ganze Seite 3. Bei 5V glatt 5mA, bei 0.9B nur 1.5mA im Kurzschluss. Es empfiehlt sich noch eine Schmitt-Trigger Mitkopplung.
MaWin schrieb: > Es empfiehlt sich noch eine Schmitt-Trigger Mitkopplung. Reicht nicht einfach ein BSH103? Würde jetzt einfach mit dem NCS2200 (komplementär) den BSH103 ansteuern und über diesen das Minus der Last, über eine LED mit kleinem VOrwiderstand, auf das Minus der Batterie schalten. Plus der Last dann direkt an die Batterie.
... Reicht nicht einfach ein BSH103 ... Deine Schaltung oben ist ein guter Ansatz. Aus diesem Ansatz eine Schmitt-Trigger Schaltung zu entwerfen, dürfte der richtige Weg sein.
Martin wrote: >Reicht nicht einfach ein BSH103? Würde jetzt einfach mit dem NCS2200 >(komplementär) den BSH103 ansteuern und über diesen das Minus der Last, >über eine LED mit kleinem VOrwiderstand, auf das Minus der Batterie >schalten. Plus der Last dann direkt an die Batterie. Schau dir doch mal das Datenblatt des BSH103 an. Fig.8 - Unter 1V Vgs geht Id gegen Null Fig.11 - Unter 1,2V Vgs geht Rdson gegen unendlich. Das bringt einfach nix, den mit solch geringen Spannungen anzusteuern. Und der NCS2200 - Nunja, wenn dir 1,5mA im Kurzschluss bei 0,9V reichen... Ich plädiere weiterhin für den genannten MAX1724, dann kann man mit den 3,3V (oder mehr) locker und satt einen MOSFET schalten.
> Reicht nicht einfach ein BSH103?
Der leitet unter 1V kaum. Bipolare sind wohl besser, ohne Vorwiderstand
weil aus dem NCP sowieso nicht so viel rauskommt.
Bei der Variante mit Diode steigt die Batteriespannung im Abschaltmoment
der Last und wirkt als Mitkopplung für sicheres Schalten.
Bei der anderen Variante sollte man eine Schmitt-Trigger Mitkopplung
selbt einbauen.
>R2 = 5k >R3 = 15k Andersrum, damit tau direkt mitspielen kann (wir wollen den C ja langsam entladen lassen, so daß eher der Wert 1/3 interessiert)
Angehängte Dateien:
-
u.gif
26 KB
... Reicht nicht einfach ein BSH103 ... Hier eine Simulation: die Eingangsspannung steigt und fällt mit je 0,5 s, der Ausgangstransistor schaltet & sperrt aber recht schnell. Nötigenfalls kann man einen dritten Transistor nehmen, um das Schaltverhalten ausgeprägter zu gestallten.
Klar schaltet die Ausgangsspannung, aber erst bei 2V. Herr wirf Hirn.
Oh MaWin - denk doch einmal nach & mit. Natürlich müssen in der Schaltung z. B. die von mir genannten BSH103 zum Einsatz kommen.
>Das bringt einfach nix, den mit solch geringen Spannungen anzusteuern. >Und der NCS2200 - Nunja, wenn dir 1,5mA im Kurzschluss bei 0,9V >reichen... Hat Martin denn schon je mal gesagt, welcher Strom gebraucht und welche Minimum-Spannung eingehalten werden soll? Ihr redet hier ständig von irgendwelchen 0,x Zahlen, die vielleicht gar nicht relevant sind. Bei 1,5V Igs macht der bsh1013 schon paar 100mA mit (man sollte den natürlich vorm Einbau vermessen, weil das nur typ. Werte sind)
>Hier eine Simulation: die Eingangsspannung steigt und fällt mit je 0,5 >s, der Ausgangstransistor schaltet & sperrt aber recht schnell. >Nötigenfalls kann man einen dritten Transistor nehmen, um das >Schaltverhalten ausgeprägter zu gestallten. Ja, bei 47k (=0,5mA) sieht es scharf aus. Aber wenn Du sann schon etliche 10 oder 100mA schalten willst, dann siehste erst, wie weich der Übergang ist (mit höherer Gesamtverstärkiung durch mehrere Mosis kannste diesen Umstand natürlcih verschleiern).
Jo, da haben wir einen Laststrom von 25µA durch R5 Wie sieht es denn bei einem Laststrom von z.B. 10mA aus, also R5=120 Ohm? Hmmm, welcher Laststrom wird denn überhaupt benötigt?
BMK schrieb: > Hmmm, welcher Laststrom wird denn überhaupt benötigt? Das wüsst ich auch gerne... hab das Teil mal an ein Netzteil angeschlossen mit 1,4V und die Stromanzeige schlägt garnicht aus. Wenn ich ein Multimeter dazwischen hänge, dann tut sich garnichts mehr. Die Spannung sollte natürlich möglichst klein sein dürfen. Also es sollte auch mit einer recht leeren Batterie funktionieren. Je kleiner die Spannung, desto besser. Es gibt allerdings derzeit keinen festen Spannungswert, der noch mindestens funktionieren muss.
... Wie sieht es denn bei einem Laststrom von z.B. 10mA aus, also R5=120 Ohm? ... Die Schaltungssimulation funktioniert bei 1,2 V bis 100 mA ohne Probleme.
Kennt jemand eine Alternative zum NCS2200/2001? Die beiden sind nicht grade gut zu beschaffen.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.