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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ersatz 9V-Block durch Mikrozelle


Autor: Ingo W. (Gast)
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Hallo Liebe Forengemeinschaft!

Hier eine neue Idee zur Kategorie
http://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung...

Hintergrund:
In vielen Messgeräten leisten 9V-Blocks treu ihren Dienst. Da ich kein 
Freund von Müll bin, bevorzuge ich in diesem Zusammenhang die 
entsprechenden Akkus. Leider hat mein Vater die Angewohnheit, die 
"Lo-Batt"-Anzeige zu ignorieren und das Gerät weiterzunutzen, bis sich 
aus dem Messergebnis die Lottozahlen der nächsten Woche... Kurz und gut, 
der Akku ist dann nach einigen Ladezyklen nicht mehr zu gebrauchen. 
Daher hab ich mich mal nach Alternativen umgesehen und bin über den 
pr4403 gestolpert.
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=A21...
Dort ist auch das Datenblatt zu finden.
Dieser IC ist eigentlich dazu gedacht, eine oder 2 in Reihe geschaltete 
LED's mit (konstant)strom zu versorgen.
Zusätzlich hat der Käfer einen Sperreingang mit Hysterese, der 
eigentlich für einen Dämmerungsschalter gedacht ist. Diesen benutze ich 
zur "Regelung" der Ausgangsspannung. Da ein Spannungsteiler die 
Hysterese ebenfalls vervielfachen würde, nutze ich eine, als Z-Diode 
missbrauchte b-e Strecke eines bc847. Die hat auch bei kleinem 
Sperrstrom einen steilen Knick bei 8,5V. Der Wandler wird dadurch 
ständig ein/ausgeschaltet, die Hysterese und damit Ausgangswelligkeit 
beträgt knapp 100mV Scheitel/Scheitel. Unter Last, hat der Sägezahn eine 
Frequenz von 4-10kHz. Sollte dies stören, müsste man einen LC-Tiefpass 
nachschalten, in den von mir bisher umgerüsteten Geräten, war dies aber 
nicht erforderlich.
Die Leerlaufstromaufnahme liegt bei 250µA, Stromaufnahme bei 5mA Last 
etwa 50mA (bei 1,2V). Die Betriebszeit mit einer Akkuladung ist damit 
auch nicht höher, als mit einem 9V-Block, aber die Zelle wird nur bis 
knapp 1V leergenuckelt, dann schaltet sich der Wandler ab.
Ohne Schalter zwischen Akku und Wandler ist ersterer also nach 3 Monaten 
selbstentladen. Bei Billiggeräten kann man ja über Umquartierung des 
Schalters nachdenken.
Ich weiß, Viele werden sowas für undiskutabel halten, ist ja auch nur 
ein Vorschlag und hat sich für meine Zwecke gut bewährt.
mfG ingo

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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> Ich weiß, Viele werden sowas für undiskutabel halten, ist ja auch nur
> ein Vorschlag und hat sich für meine Zwecke gut bewährt.
Ich finde die Idee gut!
Nur das mit dem Transistor als Zenerdiode ist natürlich nicht so 
optimal; die Zenerspannung ist ja sehr stark vom Transistor-Fabrikat und 
vermutlich auch von der Temperatur ab.
Aber wenn man nur so ungefähr 7...11V braucht, dann ist das eine gute 
Lösung.
Und die meisten Geräte geben sich ja mit 7...11V zufrieden; ein neuer 
9V-Block hat ja auch schon mal 10V; ein leerer 9V-Block nur noch 7V.

Schwieriger wird's natürlich, wenn man z.B. 5V für einen µC braucht.
Dafür wäre eine 4,7V Zenerdiode mit einer sehr steilen Kennlinie das 
Richtige.

Oder doch ein Spannungsteiler (dafür könnte man die internen 430kOhm 
gleich als ein Teilerwiderstand verwenden), und dann den recht starken 
Ripple (falls er stört) über ein RC oder LC-Glied filtern.

Autor: MaWin (Gast)
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Du kommst ungefähr 40 Jahre zu spät.

Damals musste man keine LED-Treiber vergewaltigungen die für den Job 
eher nicht taugen, sondern es gab den TL496

http://www.eleccircuit.com/micro-dc-converter-3v-t...

Aber wenn das so eine tolle Idee gewesen wäre, wäre der Chip heute noch 
auf dem Markt.

Ein LT1073 wäre angemessener.

Autor: Christian Hunke (thunder2002) Benutzerseite
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Sehr geil! Genau sowas such ich zwar nicht schon lange aber brauch ich 
eigentlich schon lange :D Werd ich auf jedenfall noch nachbauen. Vielen 
Dank!

P.S. Ich hatte mir dem PR4403 schön öfters für verschiedene Dinge 
angesehen, jedoch reichte der Strom nie, weisst du ob man 2 davon 
irgendwie parallel schalten kann? 0,9-1,2V auf 5-8V boosten wäre nämlich 
perfekt.

Autor: Ingo W. (Gast)
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> jedoch reichte der Strom nie..
Eigentlich hatte ich angefangen, mit dem pr4404 zu experimentieren (da 
gabs hier auch schon einen Thread), der ist ne Nummer dicker und hat 
sogar eine stetige Regelung, für meine Zwecke (Multimeter) hat der aber 
zu viel Leerlaufstromaufnahme. Wichtig ist die Dimensionierung der 
Drossel, siehe Datenblatt.
mfG ingo

Autor: ingo (Gast)
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Hallo Zusammen!
Freut mich, das der Vorschlag Interesse findet.

@Markus: Mit dem Spannungsteiler unter Benutzung des internen 
Widerstandes, war eigentlich auch mein erster Gedanke, allerdings war 
der Ripple dann wirklich sehr groß, und vor allem mit niedriger 
Frequenz. Gerade kam mir aber der Gedanke, den externen Längswiderstand 
durch einen Kondensator zu überbrücken, wann wäre der Ripple auch nicht 
wesentlich größer als die interne Hysterese. Allerdings sind für die 
Schwellwerte und den interenen PullDown-Widerstand im DB keine 
verbindlichen Grenzwerte angegeben, daher wird man um Feinjustage in 
diesem Falle auch nicht herrum kommen. Bei Benutzung von Z-Dioden müsste 
man auch die Z-Spannung etwas größer kaufen, wegen dem geringen Strom 
(man will ja den Ausgang nicht unnötig belasten).

@MaWin: Mir war von Anfang an klar, das es bessere Varianten gibt, ohne 
Zweifel ist der LT1073 besser für diesen Zweck geeignet, daher auch der 
geringfügige Preisunterschied von 380% (Quelle: ExAngelika), daher muss 
jeder selbst entscheiden...

mfG ingo

Autor: Anja (Gast)
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ingo schrieb:
> Freut mich, das der Vorschlag Interesse findet.

Hallo,

hast Du auch schon mal untersucht ob sich der Wandler auf die 
Meßergebnisse (Offset oder Verfälschung) bei Deinem Meßgerät auswirkt? 
Manche Meßgeräte sind da gerade in den unteren Meßbereichen oder bei AC 
ziemlich empfindlich.

Gruß Anja

Autor: ingo (Gast)
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Hallo Anja!
Die Befürchtung hatte ich auch, habe es mit einem "39-Mark"- Multimeter 
(ICS7139, mit tl062 als Aktivgleichrichter davor) getestet, da war die 
Instabilität, auch im unteren AC-Bereich auch nicht schlechter, als mit 
9V-Block. Darum schon am Anfang die Bemerkung, das das nichts für 
"gehobene Ansprüche" ist.
Die etwas besseren MM haben ja auch eine automatische Abschaltung, da 
stellt sich das Problem so auch nicht.
mfG ingo

Autor: Olaf (Gast)
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> Viele werden sowas für undiskutabel halten,

Noe eigentlich nicht. Burkhard (b.kainka) hat das IMHO schon so vor 1-2 
Jahren gemacht als er den Wandler das erstemal in den Fingern hatte.

Allerdings finde ich die Ruhestromaufnahme etwas unschoen. Man muesste 
sich mal aufraffen und eine Schaltung entwickeln die immer nur die 1.5V 
der Batteriespannung hochohmig an den Ausgang legt. Wenn die 
zusammenbricht weil das Geraet eingeschaltet wird dann wird der 
Schaltregler aktiviert. Wenn die Stromaufnahme unter einem Mindestwert 
sinkt wird sie wieder deaktiviert. Wollte ich immer mal ausprobieren, 
aber man kommt ja zu nix. :-)

Ein anderer Ansatz ist es im uebrigen statt der Batterie einen 
Kondensator mit mehreren Farad zu verwenden. Den laedt man dann vor der 
Bastelstunde einmal auf und kann dann unbeschwert messen.

Olaf

Autor: Stefan (Gast)
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Gabs da nicht mal auf www.elexs.de einen Spannungswandler von B. Kainka 
mit Supercap, 3 Transistoren und einer Spule mit Mittelanzapfung 
drinnen? Ich find das nicht mehr :(

Autor: Rainer (Gast)
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Stefan schrieb:
> Gabs da nicht mal auf www.elexs.de einen Spannungswandler von B. Kainka
> mit Supercap, 3 Transistoren und einer Spule mit Mittelanzapfung
> drinnen? Ich find das nicht mehr :(


Vielleicht meinst du Elektor.de:


http://www.elektor.de/jahrgang/2003/september/kond...

Rainer

Autor: Stefan (Gast)
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Ja, das auf Elektor is mit dem gleichen Bild des Afbaus, aba der Artikel 
war von Elexs. Da war auch früher einiges über SuperCaps auf Elexs... 
hmmm

Imma das gleiche mit den Internetseiten ;)

Autor: Daniel A. Maierhofer (amad) Benutzerseite
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Ja, dass ham sie wirklich gelöscht.

Aba warum hat man ja eine Festplatte für die Interessanten Dinge ;)

ELO-WEB is ja jetzt leider auch blöd zum Speichern worden mit den 
Bildern als Pop-Ups...

MfG,
Daniel

Autor: voko (Gast)
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Schön, dass die Schaltung in der Praxis funktioniert. Laut Datenblatt 
(S. 10 oben) müssten für ein sicheres Funktionieren am Elko allerdings 
2,5 V im ersten Zyklus erreicht werden, was hier nicht der Fall ist. 
Eine derartig hohe Welligkeit wäre im vorliegenden Anwendungsfall auch 
nicht akzeptabel.

Autor: Hermann (Gast)
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Am einfachsten ist wohl der Einsatz von den Billig-China-Wandlern. Z.B.:
http://de.aliexpress.com/item/Hot-salesFree-shippi...
Habe mal davon eine Hand voll bestellt und den Schaltplan aufgenommen, 
siehe Anlage.
Leider habe ich keine Daten des Chips gefunden (Marking: F15U). Deshalb 
weiß ich nicht, ob man den Spg-Teiler auch auf 9V hoch stellen kann.

Autor: voko (Gast)
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Leider laufen die auch noch weit unter 800 mV, was für den Akku auch 
wieder schlecht ist. Das von mir gemessene ähnliche China-Modul kam 
sogar bis 100 mV runter und startete bereits bei 550 mV.

Autor: Hermann (Gast)
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voko schrieb:
> Das von mir gemessene ähnliche China-Modul kam
> sogar bis 100 mV runter und startete bereits bei 550 mV.

Das ist ja bei manchen Einsatzfällen gar nicht schlecht - wenn man z.B. 
normale Batterien leernuckeln will. Welcher Chip ist denn drin?

Ich hatte ja gehofft, es könnte mir einer sagen welches mein Chip ist. 
Findet keiner den Chip mit Marking F15U ??? Der LTC3429 mit gleichem 
Pinning (Marking LTH5) macht bei spätestens Vout=6V Schluss.

Autor: Crazy H. (crazy_h)
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Hermann schrieb:
> Leider habe ich keine Daten des Chips gefunden (Marking: F15U). Deshalb
> weiß ich nicht, ob man den Spg-Teiler auch auf 9V hoch stellen kann.
Das sollte mit einem entsprechend berechneten Spannungsteiler R1/R2 und 
der Angabe VRef=1.2V kein Problem sein.

.... Mach mal R1 97.5K gross ;)

: Bearbeitet durch User
Autor: Hermann (Gast)
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Crazy H. schrieb:
> .... Mach mal R1 97.5K gross ;)

Guter Tipp... Du meinst ich soll austesten wann er kaputt geht. Ein 
LTC3429 wäre im Jenseits. Ich wollte lieber im Datenblatt nachsehen.

Autor: voko (Gast)
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Hermann schrieb:
> Welcher Chip ist denn drin?

Das kann ich leider auch nicht sagen ("E50P" steht drauf). Jedenfalls 
ein anderer, da dreibeinig, also ohne Referenzeingang oder -ausgang. In 
meinem Fall in Frage kämen z. B. BL8530 oder CE8301 (CE8301A50).

> Du meinst ich soll austesten wann er kaputt geht.

Bei den Preisen ist das doch ein vernünftiger Ansatz. Selbst wenn man 
ein Datenblatt hätte, auf das man sich dann ja auch nicht 100% verlassen 
könnte.

Wird hier aber leider alles reichlich OT jetzt.

Autor: Homo Neandertalensis (Gast)
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Ingo W. schrieb:
> Leider hat mein Vater die Angewohnheit, die
> "Lo-Batt"-Anzeige zu ignorieren

> Kurz und gut,
> der Akku ist dann nach einigen Ladezyklen nicht mehr zu gebrauchen.

Wir Neandertaler nehmen in solchen Fällen
einen LL-MOSFET, eine 6V8-Z-Diode und einen 1M-Gate-Ableitwiderstand.
Dann kann sich der 9V-Akku nicht mehr auf weniger als ca. 8V entladen.

Autor: Hermann (Gast)
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voko schrieb:
>> Du meinst ich soll austesten wann er kaputt geht.
>
> Bei den Preisen ist das doch ein vernünftiger Ansatz.

Hab ich längst gemacht. Ab Vout=6V steigt der Eingangsstrom stark an. 
D.h. bei 6V ist Schluss. Er lebt noch.

voko schrieb:
> Wird hier aber leider alles reichlich OT jetzt.

Wieso? Ich hatte gehofft er geht bis 9V. Dann wäre es der 
9V-Batterie-Ersatz.

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