Ich suche eine Schaltung, um den Takt für eine LED-Blinker zu erzeugen.
Die Randbedingungen:
- möglichst einfach (2 Transistoren oder ein kleiner IC)
- Versorgungsspannung 1.5..4V
- Stromaufnahme < 20µA
- Ausgangssignal hinreichend sauber, um einen 74HC4017 anzusteuern
(rise time < 500ns)
Kann mir einer einen Tipp geben? Keine der Schaltungen, die ich bisher
gesehen habe, erfüllt alle Kriterien.
Lothar Miller schrieb:> Aber die 20uA sind sehr rigide.
Mit 20µA für einen CMOS-Taktgeber hätte ich keine Probleme.
Aber soll das Signal nur sauber oder auch rein sein? Was sagt
Clementine?
Lothar Miller schrieb:> Ich würde eher eine astabile Kippstufe nehmen...> Aber die 20uA sind sehr rigide.
Stimmt. Deshalb habe ich die auch schon verworfen. Es ist kein Problem,
mit einer Kippstufe auf 20µA zukommen. Nur werden dann die Flanken viel
zu flach für den 74HC4017.
Versuchs mal damit -> Anhang.
Wenn Du eine entsprechende RC-Kombinatin wählst (R groß, C klein) sollte
die Stromaufnahme kleiner 20µA zu schaffen sein. Und die
Flankensteilheit sollte auch reichen, ist ein Schmitt-Trigger.
Gruß
John
>Wenn Du eine entsprechende RC-Kombinatin wählst (R groß, C klein) sollte>die Stromaufnahme kleiner 20µA zu schaffen sein. Und die
Glaube ich nicht. Wird im Schnitt eher um die 100-200µA ziehen, selbst
mit hochohmigster Beschaltung. Diese CMOS-Schmidt-Triggers ziehen
nämlich im Umschaltbereich auch ganz kräftig Strom (siehe
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT132_CNV.pdf , Bild 9).
Da ist der gute alte 4093 bei 5V schon deutlich besser.
Jens G. schrieb:>>Wenn Du eine entsprechende RC-Kombinatin wählst (R groß, C klein) sollte>>die Stromaufnahme kleiner 20µA zu schaffen sein. Und die>> Glaube ich nicht. Wird im Schnitt eher um die 100-200µA ziehen, selbst> mit hochohmigster Beschaltung. Diese CMOS-Schmidt-Triggers ziehen> nämlich im Umschaltbereich auch ganz kräftig Strom (siehe> http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT132_CNV.pdf , Bild 9).> Da ist der gute alte 4093 bei 5V schon deutlich besser.
Stimmt, habe ich auch schon probiert und verworfen. Beim Experimentieren
mit diversen 74HC14 sind mir übrigens erhebliche Unterschiede zwischen
den Herstellern aufgefallen. Am besten waren die von ON mit 2.9mA im
Umschatbereich, der SN74HC14 von TI verbrät bis zu 4.4mA. Das sind
Maximalwerte bei 3V, wenn man alle Eingänge parallel schaltet und alle
Ausgänge offen läßt. Ein einzelner Oszillator braucht im Mittel
natürlich viel weniger, liegt aber deutlich über meinem Limit.
Außerdem ist mir ein 14-poliges IC eigentlich schon zu groß.
Ja, war ein Denkfehler von mir. Ich dachte, die paar mal Umschalten (ein
paar Hz für einen LED-Blinker). Aber der Eingang schwankt ja nur
zwischen dem oberen und unterem Schaltpunkt. Also nie ein klares high
oder low.
Aber als Schmitt-Trigger sollte die Stromaufnahme doch deutlich geringer
sein.
Den 4093 hab ich da. Und ich habe die Schaltung mal damit aufgebaut
(Steckbrett).
R=1,2MΩ
C=220nF
Alle nicht benutzten Eingänge auf VDD. Belastung am Ausgang nur 10:1
Tastkopf.
VDD IDD f rise-time
3,0V 2µA 5,3Hz 44ns
3,5V 5µA 6,4Hz 30ns
4,0V 11µA 6,9Hz 27ns
5,0V 34µA 8,1Hz 20ns
Der läuft halt nicht mehr mit 1,5V.
Welche Frequenz brauchst Du?
moyamu schrieb:> Außerdem ist mir ein 14-poliges IC eigentlich schon zu groß.
Wer sagt denn, dass es ein Baustein mit vier Gattern im 14-poligen
Gehäuse sein muss? Es gibt mittlerweile von sehr vielen Bausteinen auch
Einzelgatter, meist im SOT23-5. Bei Mouser sind sehr viele solche Typen
erhältlich.
John Bauer schrieb:> ...> Der läuft halt nicht mehr mit 1,5V.
Die Versorgung erfolgt über eine Solarzelle und einen
Speicherkondensator. Um die Ladung möglichst gut auszunutzen, sollte
die Schaltung schon bis 1.5V laufen. Die 74HC-Typen schaffen
erfahrungsgemäß sogar noch weniger, obwohl sie auch nur bis 2V
spezifiziert sind. Aber sie brauchen wohl auch mehr Strom. Ich bin mit
einem einzelnen 74HC14-Gatter nicht unter 100µA gekommen.
>> Welche Frequenz brauchst Du?
Ca. 5-10Hz, so daß der 74HC4017 1-2s für einen Zyklus braucht.
Andreas Schweigstill schrieb:> Wer sagt denn, dass es ein Baustein mit vier Gattern im 14-poligen> Gehäuse sein muss? Es gibt mittlerweile von sehr vielen Bausteinen auch> Einzelgatter, meist im SOT23-5. Bei Mouser sind sehr viele solche Typen> erhältlich.
Interessant, das wusste ich noch gar nicht. Ich werd's 'mal mit einem
74HC1G14 versuchen, wenn ich den halbwegs billig bekomme.
Falls es jemanden interessiert, nach langem Suchen habe ich schließlich
eine Schaltung mit 2 Transistoren gefunden, die alle meine Anforderungen
erfüllt. Vor allen ist sie extrem sparsam. Ich hab's noch nicht
nachgemessen, aber der Verbrauch dürfte unter 1µA liegen. Die Frequenz
ist ziemlich stark von der Spannung abhängig (0.1 .. 0.8Hz), was aber
für meine Blinkerschaltung egal ist.
Siehe http://www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/3na-osc.htm, das
angehängte Bild ist meine Variante davon.
bastler schrieb:> Um welche Frequenz und welches Tastverhältnis geht es denn überhaupt?
5-10Hz, hatte ich oben schon geschrieben. Beim Anschauen war mir das
allerdings zu schnell, deshalb läuft meine Schaltung jetzt eher im
Bereich 0.5-5Hz.
Tastverhältnis ist egal, solange der 74HC4017 glücklich damit ist. Die
obige 2-Transistor-Schaltung erzeugt Impulse von etwa 500µs mit Flanken
von 500ns (fallend) bzw. 5µs (ansteigend). Letzteres ist weit mehr, als
der 74HC4017 laut Datenblatt verträgt. Offenbar funktioniert es aber.
Ich schätze, mit kleinerem R11 oder kleinerem C11 würde man noch
steilere Flanke hinkriegen.
Hallo!
> Falls es jemanden interessiert, nach langem Suchen habe ich schließlich> eine Schaltung mit 2 Transistoren gefunden, die alle meine Anforderungen> erfüllt.
Du baust hier einen komplementären astabilen Multivibrator.
Diesen Vorschlag habe ich Dir bereits am 23.07.2012 12:28 gemacht! Du
solltest einfach mal lesen, was man Dir schreibt.
Deine Lösung sieht zwar etwas anders aus, hat aber die gleiche Funktion.
Wenn man Deine Schaltung etwas umzeichnet, ergibt sich fast die
Schaltung aus meinem Link.
Andreas Schweigstill schrieb:> Wer sagt denn, dass es ein Baustein mit vier Gattern im 14-poligen> Gehäuse sein muss? Es gibt mittlerweile von sehr vielen Bausteinen auch> Einzelgatter, meist im SOT23-5.
Bloss zieht ein 74HC1G14 im analogen Spannungsbereich wohl erheblich
mehr Strom als der olle 4093.
Dr. Schäfer schrieb:> Evtl. der LTC6991.>> 55-80µA und 2,25 - 5,5 V. Kommt an die Anforderungen zumindest nah dran.
Der sieht wirklich interessant aus, ist aber anscheinend nicht so leicht
zu beschaffen. Jedenfalls nicht bei meinen üblichen Lieferanten. Ich
hätte vielleicht noch erwähnen sollten, daß das Ganze ein reines
Hobbyprojekt ist und möglichst mit "Feld Wald und Wiesen"-Komponenten
realisiert werden soll. Ich werde wohl bei der 2-Transistor-Schaltung
(s.o.) bleiben und das Ganze jetzt mal auf eine Platine bringen.
Trotzdem Danke für den Tipp.
Ich habe die Schaltung 'mal auf einer kleinen Platine aufgebaut. R13 ist
jetzt nur noch halb so groß, dadurch wird der Oszillator stabiler bei
kleinen Spannungen. Mit den ursprünglichen Wert von 10M blieb er bei
1.7V stehen, jetzt läuft er bis 1.4V. Unter 1.5V sind die LEDs aber
schon sehr schwach.
Den Stromverbrauch bei 1.6V habe ich mit etwa 22µA gemessen. Mit der
4V-Solarzelle und einem 1F Kondensator würde das theoretisch für 30
Stunden reichen. Realistisch sind wohl eher 10 Stunden. Morgen werde
ich's wissen.