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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladezustand von Batterie per LED anzeigen


Autor: Tobi (Gast)
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Hallo,

ich habe vier 3,6V Batterien parallel und würde gerne per LED anzeigen 
lassen, ob diese noch mehr als 3,3V haben. Also wenn die Spannung der 
Batterien unter 3,3V geht, soll die "Power-LED" ausgehen.

Gibt es da eine raltiv einfache Möglichkeit das sauber hinzubekommen?

Die Schaltung wird über die Batterien versorgt, daher hab ich keine 3,3V 
Referenzspannung für einen Komparator.

Irgendwie steh ich gerade auf dem Schlauch. Wenn ich die LED einfach mit 
einem Spannungsteiler an die Batterie anschließe, dann würde die doch 
einfach nur langsam dunkler. Das ist relativ unschön.

~Tobi

Autor: André Wippich (sefiroth)
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Mir würde da spontan eine Komperatorschaltung mit Operationsverstärkern 
in den Sinn kommen, wo Du eine kleinere Referenzspannung verwendest. 
Gibt doch Referenzdioden die mit kleineren Spanungen arbeiten.

Dann hast Du z.B. 1,1V als Referenz und legst an den Komperator die 
Batteriespannung über einen hochohmigen Spannungsteiler, der die 
Spannung durch 3 teilt.

Fällt die Spannung unter 3,3V hast Du am OP durch den Spannungsteiler 
weniger als 1,1V und der Komperator schaltet um.

Falls Du nen Mikrocontroller dahinter hast, könnte auch der die Spannung 
einlesen und dann die LED entsprechend ansteuern. Atmel Mikrocontroller 
haben z.B. eine interne Referenzspannungsquelle.

Gruß,
André

Autor: klaus2 (Gast)
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ohoh

und die ref-spg kann man sich nicht erzeugen? na sowas.

ansonsten gibt es einen baustein namens mcxxxxx, der dient als power on 
reset im to-92. mit untersch ref-spg, der kann das. ansonsten auch mit 
tl431 irgendwie.

Klaus.

Autor: Timmo H. (masterfx)
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Reset IC. Ala TL7702 oder so

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Tobi schrieb:
> Die Schaltung wird über die Batterien versorgt, daher hab ich keine 3,3V
> Referenzspannung für einen Komparator.
Mach dir aus den 3,3V z.B. stabile 1,24V und vergleiche die 3,3V (über 
einen Spannungsteiler) mit diesen 1,24V...

Stichwort "referenzspanungsquelle"
Z.B. dort 
http://at.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

Autor: Ralf (Gast)
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Und ich würde die LED ANmachen, wenn die Spannung unter die 3.3V geht, 
sonst saugt die LED ja schon dauernd Strom. Also keine PowerGood- aber 
ne PowerPoor-Anzeige :)

Ralf

Autor: klaus2 (Gast)
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der TE will die last in form einer HP-LED abschalten...lesen!

Klaus.

Autor: me (Gast)
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z.B. ICL7665
Du kannst dir die Funktion auch diskret aufbauen. Wie schon erwähnt 
wurde, brauchst du einen Komperator, eine Referenzspannung (Zenerdioden, 
oder Band-Gap-Referenzen z.B. LT1004 je nach erforderlicher Genauigkeit) 
und einen passenden Spannungsteiler.

Der ICL7665 hat eine 1,3V Refernz und zwei Komperatoren integriert. Du 
brauchst nur noch einen Spannugsteiler und die LED mit Vorwiederstand 
(bis 20mA).

Autor: Tobi (Gast)
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Schonmal Danke für die Antworten.

Also wenn ich das jetzt richtig verstehe ist die einfachste Möglichkeit 
ca. so:

Ich nehme z.B. ein TLV431

http://docs-europe.origin.electrocomponents.com/we...

und dort packe ich eine LED mit Vorwiderstand an die Kathode, meine 
Batteriespannung über einen Spannungsteiler an den Referenzpin und das 
Minus der Batterie an die Anode.

Wenn ich das Bauteil richtig verstehe, dann wird es leitend, wenn die 
Spannung am Referenzpin größer ist, als die interne Referanzspannung.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Tobi schrieb:
> Wenn ich das Bauteil richtig verstehe, dann wird es leitend, wenn die
> Spannung am Referenzpin größer ist, als die interne Referanzspannung.
Das schon, aber genau dann ist erst der Arbeitspunkt so richtig 
erreicht. Und dann wird diese Spannung stabil gehalten. Dann kannst du 
diese Spannung mit einem Komparator mit der (heruntergeteilten) 
Betriebsspannung vergleichen und an den Ausgang des Komparators kommt 
die LED.

> und dort packe ich eine LED mit Vorwiderstand an die Kathode
Das ist somit der falsche Ansatz...

Autor: Tobi (Gast)
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Also Kathode und geteilte Betriebsspannung an einen Komparator? Wenn die 
geteilte Spannung noch höher ist als die über dem TLV341, dann ist die 
Spannung noch >= 3,3V. Richtig so?

Habs (noch) nicht so mit der Elektronik.

Autor: Tobi (Gast)
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Würde der Aufbau so passen?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Tobi schrieb:
> Würde der Aufbau so passen?
Zeichne doch mal eine Skizze, wie du dir das vorstellst und poste die. 
Schreib bitte Namen (R1, IC1, C1, LED1...) an die Bauteile...

Autor: Tobi (Gast)
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R1 und R2 so wählen, dass bei 3,3V eine Spannung von ca. 1,24V am Ref 
Pin des TLV431 anliegt. Wenn dann die Batteriespannung größer oder 
gleich 3,3V ist, dann ist die LED an, bei unter 3,3V ist die LED aus.

So würd ich es mir denken, aber keine Ahnung ob das so funktionieren 
würde.

Autor: BMK (Gast)
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Hier mal eine erprobte Schaltung von mir.

Statt 2 x 15k auch 1 x 30k möglich, aber eben kein Normwert.

Die Bauteile sind beim Reichelt erhältlich.

Autor: Tobi (Gast)
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Hallo BMK,

also der Spannungsteiler mit den 30k und 18k teilt die 3,3V auf etwas 
über 1,2V runter.

Das mit der Z-Diode sieht für mich allerdings noch etwas komisch aus. 
Die 1,2V Z-Diode würde doch bei mehr als 1,2V leitend werden und somit 
einen Spannungsabfall verursachen. Wenn die Spannung dann wieder unter 
1,2V gesunken ist, sperrt die Diode wieder und die Spannung steigt. 
Somit würde dann dort die Spannung um 1,2V schwingen, allerdings so 
klein, dass sie quasi konstant ist. Hab ich das soweit verstanden?

Und wie kommst du auf die 18k vor der Z-Diode?

Autor: Tobi (Gast)
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Hab mal eine Zeichnung gemacht mit "meinen" Werten.

Die LED will 20mA und die Diode darf maximal 500mW haben.

Autor: BMK (Gast)
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Hallo Tobi,

hier mal etwas Erläuterung zu meiner Schaltung.

Die LM385-Z1,2 ist keine Z-Diode, sondern eine Bandgap-Referenz.
Der Grund, auf eine Z-Diode zu verzichten ist:

1. Z-Dioden benötigen zum 'guten Arbeiten' einige mA an Strom,
   wobei hierbei der Akku unnötig forciert leergesaugt würde.

2. Z-Dioden im Bereich um 1-3V haben eine miserable Kennlinie,
   so dass die Nenn-Spannung extrem von der Bestromung abhängt.

Dem LM385-Z1,2 hingegen genügt eine Bestromung von minimal 10µA um
eine konstante Spannung von typ. 1,235 V zur Verfügung zu stellen.
Gemäß Datenblatt sollte man beim Design 100µA vorsehen, das bedeutet
für den Widerstand (3,3V - 1,235V) / 100µA = 20K also gewählt 18k
Damit liefern wir dem plus-Eingang des TS912 eine super konstante
Spannung, egal wie der LM 'bestromt' wird (Bereich 10µA...20mA)

Der minus-Eingang des TS912 braucht nun die 'variable' Akku-Spannung,
allerdings 'runtergeteilt' von 3,3V auf 1,235V für den Schaltpunkt.
Das macht der Spannungsteiler: Ux= (18k x 3,3V)/(18k + 30k) = 1,235V
(Naja, 3. Stelle hinter dem Komma ist gemogelt, aber passt so schon)

Achja, die LED will nicht 20mA, sondern das kann sie max. vertragen.
Ich habe 470R gewählt, weil sie so mit (3,3V-1,8V)/470R = 3mA bestromt
wird. Das ist sehr gut erkennbar und saugt den Akku nicht unnötig
schnell leer. Ist aber Auslegungssache.

Autor: Tobi (Gast)
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Danke für die Erklärung.

Ich werde das dann wohl im Grunde genauso machen wie du. Da es eine 3,6V 
Batterie ist, werde ich einen 23,2k Widerstand nehmen (23,650k laut 
Rechnung).

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