LEDs mit LDR und Transistor schalten

[Tommi92 (Gast)]

Hallo zusammen,

ich  möchte gerne ein paar LEDs in Abhängigkeit vom Tageslicht schalten.
Dazu habe ich mir folgende Schaltung überlegt (s. Anlage)

Das Schalten nimmt ein BC547C (NPN-Transistor) vor. In Abhängigkeit 
eines LDR Widerstands soll bei Dunkelheit (R=~4k) den Transistor 
komplett durchschalten, sodass die LEDs leuchtet. Der LDR hat bei 
Helligkeit einen Widerstandswert von (R=~1k).

Momentan hänge ich ein wenig bei der Berechnung des Basiswiderstands.
Mein Collectorstrom beträgt (4x20mA=80mA). Mein Ib müsste bei einem 
Verstärkungsfaktor hFE=270 ca. 300uA betragen. Der Basiswiderstand ist 
nach dem Ohmschen Gesetz (abzüglich 0,6V Basisspannung) ca. 15k.

Jetzt hänge ich gedanklich an der Dimensionierung des Widerstands 
zwischen Vcc und Basis.

Bitte um Hilfe.
Danke und Gruß

Tommi

[Thomas E. (picalic)]

Tommi92 schrieb:
> Der Basiswiderstand ist
> nach dem Ohmschen Gesetz (abzüglich 0,6V Basisspannung) ca. 15k.

Mach' den Basiswiderstand weg (R?, mit richtigen Bauteilenummern wäre es 
leichter, den richtigen zu benennen!), der stört nur! Dimensioniere den 
Widerstand zwischen LDR und +5V so, daß er mit dem LDR an der 
gewünschten Helligkeitsschwelle einen Spannungsteiler auf 0,6V bildet. 
Schlaue Leute bauen da noch ein Trimmpoti zum Einstellen ein...

[HildeK (Gast)]

Sauber schalten tut das sowieso nicht. Es wird ein sehr weicher Übergang 
sein. Was Fehlt, ist eine Komparatorfunktion.
Zur Dimensionierung:
Durch den bereits festliegenden LDR-Widerstandswert bleibt nicht mehr 
viel Spielraum übrig, nur noch der obere Widerstand zum Einsatzpunkt.
- Den Widerstand direkt an der Basis kannst du weglassen: Drahtbrücke.
- Für den Widerstand vom LDR nach +5V nimmst du 5...10k und ein 25k oder 
50k Trimmer in Serie. Mit dem stellst du dann die 'Schwelle' ein.
Rechne einfach den Spannungsteiler aus LDR und dem oberen Widerstand 
aus. Bei Dunkelheit hast du 4k am LDR und brauchst ober so viel, dass 
der Teiler sicher die 0,7V übersteigt.
Bei Helligkeit hast du 1k am LDR und der obere Widerstand muss klein 
genug sein, dass du die UBE von 0.7V deutlich unterschreitest.

Wie gesagt, ohne Komparator wirst du da nicht zufrieden sein ...

[Thomas E. (picalic)]

Ein FET wäre vielleicht noch eine Alternative - der braucht keinen 
Basissrom und der Gate-Spannungsbereich zwischen halbwegs sperren und 
ziemlich gut leiten ist beim FET i.d.R. recht schmal.

[Sven B. (scummos)]

Und deine LEDs sind alle falsch rum.

[Stefan F. (Gast)]

Das klappt so nicht.

1) Der Transistor hat einen zu geringen Verstärkungsfaktor. Du 
bräuchtest einen mit mindestens Faktor 1000 - gib's aber nicht.

2) Der Transistor wird nicht schalten, sondern verstärken. Die LED's 
werden bei zunehmender Dunkelheit allmählich Heller.

Du brauchst einen Schmitt-Trigger.
Zum Beispiel: 
http://www.dieelektronikerseite.de/Pics/Circuits/Daemmerungsschalter%20S01.GIF

Kann man etwas kompakter und leichter berechenbar mit einem 
Operationsverstärker realisieren.

[Manfred (Gast)]

Stefan U. schrieb:
> Du brauchst einen Schmitt-Trigger.

> Kann man etwas kompakter und leichter berechenbar mit einem
> Operationsverstärker realisieren.
Ich würde da einen CMOS 4093 einsetzen.

[Tommi92 (Gast)]

Also benötige ich anstatt dem Transistor BC547 einen Schmitt Trigger 
bspw. CMOS 4093. Dann noch dazu einen Komparator (OP)?

Wie sähe ein solcher Schaltplan für die o.g. Schaltung aus?

[Stefan F. (Gast)]

> Ich würde da einen CMOS 4093 einsetzen.

Der 4093 hat eine ziemlich große Hysterese. Also wenn das Licht bei 
Dunkelheit an geht muss es sehr viel heller werden, damit es wieder aus 
geht.

Wenn du einen OP-Amp verwendest, kannst du die Hysterese selbst 
festlegen.

Die oben verlinkte Transistorschaltung hat eine kleine Hysterese, gerade 
groß genug, dass das Licht im Übergangsbereich nicht flackert.

> Wie sähe ein solcher Schaltplan für die o.g. Schaltung aus?

Das ist eine blöde Frage, da du zahlreiche Schaltungsvorschläge mit 
Google finden kannst:

https://www.google.de/search?q=dämmerungsschalter+mit+op-amp

Suche Dir eine aus, deren beschreibung du verstehst und dann frage hier 
eventuell nochmal nach, was wir von dieser Schaltung halten. Einige von 
denen wurden hier übrigens schon besprochen.

[Manfred (Gast)]

Tommi92 schrieb:
> Also benötige ich anstatt dem Transistor BC547 einen Schmitt
> Trigger
> bspw. CMOS 4093. Dann noch dazu einen Komparator (OP)?
> Wie sähe ein solcher Schaltplan für die o.g. Schaltung aus?

https://www.spotlight.de/de/blog/article/1824769/D%C3%A4mmerungsschalter/

Anstatt des Phototransistors T1 kommt Dein LDR hin, der Transistor wird 
ein beliebiger NPN. Den Wert des Potis musst Du austesten, der C1 ergibt 
eine kleine Verzögerung um nicht bei jedem Blitzer zu schalten.

Stefan U. schrieb:
> Der 4093 hat eine ziemlich große Hysterese. Also wenn das Licht bei
> Dunkelheit an geht muss es sehr viel heller werden, damit es wieder aus
> geht.
Richtig, läuft hier seit Jahren und wird von mir nicht als Problem 
gesehen.

[Stefan F. (Gast)]

Vorsicht: Wenn du P1 auf Null Ohm drehst und der LDR hell beleuchtet 
wird, brennt er durch (fast Kurzschluss). Schalte einen 470 Ohm 
Widerstand in Reihe zum Poti.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Manfred schrieb:
> Stefan U. schrieb:
>> Der 4093 hat eine ziemlich große Hysterese. Also wenn das Licht bei
>> Dunkelheit an geht muss es sehr viel heller werden, damit es wieder aus
>> geht.

> Richtig, läuft hier seit Jahren und wird von mir nicht als Problem
> gesehen.

Die Hysterese ist im Gegenteil höchst wünschenswert, weil die Schaltung 
sonst im Übergangsbereich oszillieren könnte. Ganz besonders, wenn das 
Licht der LED den Sensor erreichen kann. Gerade bei Dämmerungsschaltern 
will man eine ausgeprägte Hysterese.

Die weiter oben gezeigte Schaltung mit Transistoren kann man übrigens 
nochmal kräftig minimieren. Siehe z.B. hier:

Beitrag "Re: LDR Schaltung"

dort habe ich Funktion und Dimensionierung haarklein beschrieben. Für 
die Funktion als Dämmerungsschalter würde man statt des Relais direkt 
die LED schalten und müßte R1 und den LDR die Plätze tauschen lassen.

[Stefan F. (Gast)]

> Die Hysterese ist im Gegenteil höchst wünschenswert, weil die
> Schaltung sonst im Übergangsbereich oszillieren könnte.

Wie sagt man so schön: Es wurde bereits alles gesagt, nur nicht von 
jedem.