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
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...
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 ...
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.
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.
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.
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?
> 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.
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.
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.
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.
> 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.
Zeichnung.png
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