Ich bin noch sehr unerfahren im Bereich der Elektronik und suche hier nach einer Lösung.
Folgendes Problem: Es soll durch ein kurzes 1,5V Inputsignal eine Lampe mit einer Batteriespannung von 3,7V für eine bestimmte Zeit (bspw. 60sec) durchgestaltet werden. Bisher habe ich probiert das ganze per Arduino zu lösen, was auch klappt, allerdings viel zu viel Strom frisst.
Daher ist meine Frage ob es ein elektrisches Bauteil oder eine Schaltung gibt mit der das mit einem gerigen Stromverbrauch möglich wäre. Also quasi so etwas wie ein Relais, das nach Signaleingang aber für eine wählbare zeit durchgestaltet bleibt.
Als Chip kommt der CD4538 in Frage. Am Ausgang einen kleinen Mosfet um
die Last zu schalten.
Liegt daran, dass das Eingangssignal durch einen Funkempfänger bei 1,5V
liegt.
Mit einem gescheiten Pegelwandler kein Problem.
Der CD4538, besser noch der 74HC4538, kann am entsprechenden Eingang von H nach L getriggert werden. Daher reichen 2 Widerstände und ein NPN Transistor für die Pegelwandlung.
Nö. Das ist eine einfache Grundschaltung, die groß und stromhungrig ist. Ein passender CMOS-IC kann das deutlich besser mit weniger Strom. Vor allem, wenn es um Zeiten deutlich >1s geht, da nimmt man was Digitales.
Der braucht für 60 Sekunden unhandlich große Kondensatoren und/oder unrealistisch große Widerstände. Weit besser für lange Schaltzeiten sind die im Artikel Monoflop genannten CD4536 oder MC14541.
Vor allem läßt sich mit diesen IC ein Poti zur Einstellung der Schaltzeit einfacher kalibrieren. Dazu überspringt man einfach ein paar Teilerstufen und muß nicht jedes Mal eine ganze Minute warten.
Bisher habe ich probiert das ganze per
Arduino zu lösen, was auch klappt, allerdings viel zu viel Strom frisst.
Du könntest das ganze mit einem "nackten" Mikrocontroller aufbauen, z.B. einem ATtiny45. Der nimmt im Ruhezustand viel weniger Strom auf, als die Selbstentladung der Batterie.
Ich mag Mikrocontroller, aber hier würde ich wohl auch ein Monoflop mit einem CMOS IC aufbauen.
Wie beschalte ich diesen denn?
Ich habe leider noch nicht das technische Verständnis. Ich habe mir viele Webseiten und Videos dazu angeschaut. Diese sind jedoch auf einem Niveau angesetzt, auf dem ich dies nicht auf mein eigenes Projekt umsetzen kann.
Daher ist meine Frage, ob es ein elektrisches Bauteil oder eine Schaltung
gibt, mit der das mit einem geringen Stromverbrauch möglich wäre?
Klar! Du tippst die 1,5V Batterie einmal kurz zwischen Vcc und den Eingang vom PNP Transistor (BC327), dann verbraucht die Schaltung nach Ablauf der 60 Sekunden kein einziges Gramm Strom mehr (Null Milliampere).
Nachteil: Nach etwa 54 Sekunden wird die Lampe langsam dunkler. Das Ausschalten geht also nicht abrupt.
Nö. Das ist eine einfache Grundschaltung, die groß und stromhungrig ist.
Diese verlinkte Schaltung ist nicht groß und stromhungrig. Im Ruhezustand werden nur Kriechströme verbraucht. Für lange Schaltzeiten ist das die erste Eingangsschaltung und die zweite darüber angesteuert. Besonders praktisch ist die Vergrößerung der Kapazität um den Verstärkungsfaktor.
Zumindest Transistoren liegen meist rum, die passenden CDxxxx in der Regel nicht. Allerdings die LED wird dabei nicht hart ausgeschaltet sondern wird gegen Ende der Zeit langsam dunkel. Der Rechte Teil der Schaltung kann für einen Mosfet modifiziert werden. Der muss dann aber auch Linearbetrieb können.
Ich habe leider noch nicht das technische Verständnis. Ich habe mir
viele Webseiten und Videos dazu angeschaut. Diese sind jedoch auf einem
Niveau angesetzt, auf dem ich dies nicht auf mein eigenes Projekt
umsetzen kann.
Hmmm. Siehe Anhang. Eimal mit Transistoren als Pegelwandler + digitalem Monoflop. Und einmal als moderne Variante mit 8pol. Mikrocontroller. Wenn du willst, kann ich dir so ein Ding programmieren und schicken, musst du dann nur noch anschließen.
Diese verlinkte Schaltung ist nicht groß und stromhungrig. Im
Ruhezustand werden nur Kriechströme verbraucht. Für lange Schaltzeiten
ist das die erste Eingangsschaltung und die zweite darüber angesteuert.
Besonders praktisch ist die Vergrößerung der Kapazität um den
Verstärkungsfaktor.
Zumindest Transistoren liegen meist rum, die passenden CDxxxx in der
Regel nicht. Allerdings die LED wird dabei nicht hart ausgeschaltet
sondern wird gegen Ende der Zeit langsam dunkel.
Naja, stimmt wohl zum Teil. Gefällt mir aber trotzdem nicht so recht, trotz der unschlagbaren Einfachheit.
Der Rechte Teil der
Schaltung kann für einen Mosfet modifiziert werden. Der muss dann aber
auch Linearbetrieb können.
Spielt bei den Spannungen und Strömen keine Rolle, das können alle.
Diese Schaltung kannst Du auch mit Deinem Arduino nutzen.
Du baust diese so auf, dass Zeitkonstante bei einer Sekunde liegt. Dein 1,5V Impuls schaltet diese ein und statt einer LED wird der Arduino eingeschaltet. Mit einem Pin vom Arduino gibst Du 60s lang einen kleinen Impuls alle 0,5s parallel auf den Eingang. Wenn die Zeit abgelaufen ist, versiegen diese Impulse und diese Schaltung trennt Deinem Arduino von der Stromquelle, bis zur nächsten Wiedereinschaltung.
Wie lang ist denn dieses "kurze" Inputsignal? Wie belastbar ist dieses Signal?
Liegt daran, dass das Eingangssignal durch einen Funkempfänger bei 1,5V
liegt.
Du meinst das Ausgangssignal dieses geheimen Funkempfängers? warum gibt der so ein seltsames, nur mit Aufwand verwendbares Signal aus? Kannst du mal eine Typenbezeichnung oder einen Link zu diesem Gerät angeben?
bspw. 60sec
Muss diese Zeit einstellbar sein und/oder genau einghalten werden? Oder reicht es aus, wenn letztlich irgendwas zwischen 50..70s rauskommt?
Bisher habe ich probiert das ganze per Arduino zu lösen, was auch
klappt
Zeig doch mal in einem Schaltplan mit Bauteilnamen und -werten, wie du das gemacht hast.
Supi, und das alles bei 3,7V Betriebsspannung. Wird nicht wirklich gut.
Kann diskret aufgebaut werden, so dass der zusätzliche Spannungsabfall von 0,7V nicht zur E-C-Strecke zusätzlich addiert, siehe dort:
Beitrag "Darlington-Schaltung"
Für CMOS-Chips wäre noch der CD 4060 eine Option um längere Zeiten zu realisieren:
14-stage binary ripple counter, external RC or crystal oscillator (32.768 kHz compatible), schmitt trigger inputs.
Für CMOS-Chips wäre noch der CD 4060 eine Option um längere Zeiten zu
realisieren:
14-stage binary ripple counter, external RC or crystal oscillator
(32.768 kHz compatible), schmitt trigger inputs.
Mit einem 32,768 kHz Quarz kommt man beim CD4060 auf eine Zeitverzögerung von maximal eine halbe Sekunde.
Da deswegen sowieso ein niederfrequenteres RC Glied für den Oszillator eingesetzt werden muss, kann man auch gleich den CD4541 einsetzen. Der kann sich durch die Konfiguration von den Anschlüssen A und B nach Ablauf der 60 Sekunden selbst abschalten.
Einen geringen Stromverbrauch hat der CD4541 in diesem Zustand aber trotzdem, damit man ihn auch jederzeit durch einen kurzen Impuls für einen neuen Zeitablauf wieder wecken kann.
Der braucht für 60 Sekunden unhandlich große Kondensatoren und/oder
unrealistisch große Widerstände.
ich komme auf Werte um 220uF und 270K. 220uF für einen Kondensator ist
noch nicht so unhandlich.
Im Vergleich zu z.B. 2.2nF und 9.1kΩ bei einem Teilerfaktor von 2^20 für ~1min (das läßt immer noch Raum bis 2^24 = 16min) mit dem CD4536 finde ich 220µF recht groß. Zumal man Elkos nur mit großen Toleranzen bekommt, ganz im Gegenteil zu kleinen Folienkondensatoren. Und dann hat so ein Elko ja auch Leckstrom. Temperatur- und alterungsabhängig.
Nein. Wenn es über ein paar Sekunden hinaus geht, dann will man kein einfaches Monoflop mehr. Dann löst man das digital.
Sehr schnuckelig war in dieser Beziehung der E355 aus der DDR. Dessen Teiler war nicht rein binär abgestuft, sondern war nach oben hin in Zehner und 6er Schritten unterteilt. Damit konnte man das Poti in Schritten von z.B. 1..10 beschriften und dann per Schalter zwischen Sekunden (x10) und Minuten (x10) wechseln. War damals sehr beliebt für Timer. Paßt allerdings nicht für den TO, weil nicht stromsparend genug. War I²L statt CMOS.
Einen geringen Stromverbrauch hat der CD4541 in diesem Zustand aber
trotzdem
Durch den Einsatz von zwei weiteren Transistoren in Selbsthaltung, wird der Stromverbrauch nach 60 Sekunden komplett abgeschaltet. Der GND Anschluss des CD4541 wird auch über die beiden Transistoren geleitet. Gestartet wird mit einem 1,5V Impuls.
Bisher habe ich probiert das ganze per
Arduino zu lösen, was auch klappt, allerdings viel zu viel Strom frisst.
Weil da noch haufenweise Zeugs neben dem MC drauf ist.
Nimm z.B. einen bloßen ATtiny25 und Du kommst auf <1µA beim Warten auf den Impuls.
Für die 1,5V brauchst Du allerdings noch einen Transistor als Pegelwandler bei 3,7V. Der interne analoge Komparator ginge auch, verbraucht allerdings 35µA.
