Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Monoflop mit sehr geringer Stromaufnahme gesucht


von Paul Baumann (Gast)


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Ich habe in einem Garten das Problem, einen
Timer zu bauen, der nach Betätigen eines Tasters für ca. 20 Sekunden 
eine
12 Volt/55 Watt Halunken- äh Halogenlampe einschalten soll. Das kann ich
mit Relais oder vielleicht sogar mit MOSFET machen, wenn ich noch einen
in der Kiste finde, der das aushält, denn der Einschaltstrom ist
anständig...

Da es keinen Netzanschluß gibt, soll diese Mimik aus einem Motorradakku
betrieben werden und dafür im Ruhezustand sowenig Strom wie möglich
aufnehmen.

Ich könnte nun einen kleinen Kontroller (wie Attiny25) nehmen und
ihn bei "Nichtgebrauch" in den Schlaf-Modus bringen, müßte da
aber wieder einen Spannungsregler davorsetzen. Ein NE555 nimmt im
Ruhezustand 15mA auf -das ist da schon zuviel.

Frage: Fällt jemandem noch eine andere Schaltung ein, die nahezu 
ruhestromfrei ist?

MfG Paul

von Anja (Gast)


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Was spricht gegen einen CD4538 oder einen CD4060?

oder eine Selbsthalteschaltung per Prozessor parallel zur Lampe die sich 
dann nach 10 Sekunden abwirft? (Stromverbrauch = 0)

Es gibt auch Spannungsregler die einen Eigenverbrauch unter 10uA haben.

Gruß Anja

von Paul Baumann (Gast)


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Danke Anja für die Hinweise
>Was spricht gegen einen CD4538 oder einen CD4060?

Eigentlich nur, daß ich keinen der beiden vorrätig habe.
;-)

Kontroller habe ich noch Attiny2313 hier -ist eigentlich viel zu "groß"
dafür. Ich werde es wohl damit machen und einen 78L05 für ihn 
spendieren.

MfG Paul

von Falk B. (falk)


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@  Paul Baumann (Gast)

>Ich könnte nun einen kleinen Kontroller (wie Attiny25) nehmen und
>ihn bei "Nichtgebrauch" in den Schlaf-Modus bringen,

Für ein popeliges Monoflop braucht es keinen Mikrocontroller.

>aber wieder einen Spannungsregler davorsetzen. Ein NE555 nimmt im
>Ruhezustand 15mA auf -das ist da schon zuviel.

Es gibt den NE555 als CMOS-Version, TLC555 & Co, die ziehen max. 0,5mA. 
Ist aber immer noch Starkstrom. CD4538 & Co sind da um Längen besser.

>Frage: Fällt jemandem noch eine andere Schaltung ein, die nahezu
>ruhestromfrei ist?

Oder halt wie von Anja vorgeschlagen eine sich selbst ausschaltende 
Selbsthaltung, Stromaufnahme 0mA. Das kann dann auch der NE555.

von Max D. (max_d)


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Oder den mosfet auf nen Aluklotz und einfach cap-basiertes timeout, die 
(hohe) Abschaltenergie wandert in den Aluklotz....

von Ulrich (Gast)


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Die Schaltung könnt so sein, das im Ausgeschalteten Zustand kein Strom 
gebraucht wird. Erst der Taster versorgt das "Monoflop" mit Strom. Das 
IC muss dann halt nicht nur das Licht anmachen, sondern auch die eigene 
Versorgung einschalten und am Ende ausschalten. Der Stromverbrauch ist 
dann relativ egal, und auch der NE555 ist gegen die 55 W von der Lampe 
zu vernachlässigen.

von Ingo W. (Gast)


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Die 12V könnte man einem 4093 eigentlich noch ohne Spannungsregler 
zumuten.
Damit bekommt man auch eine Ausschaltverzögerung hin, zwar nicht so 
genau, wie 4538, dafür aber ohne Ruhestrom. Gatterparallelschaltung, um 
den MOSFET schneller umzuschalten
mfG ingo

von Paul Baumann (Gast)


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Falk schrob:
>Für ein popeliges Monoflop braucht es keinen Mikrocontroller.

Ja, das mache ich normalerweise auch nicht, daß ich Perlen vor Relais
werfe, aber ich muß im Moment mit demauskommen, was hier vorrätig ist.
;-)

@Ulrich

Das ist das, was Anja auch vorschlug -das ist natürlich auch wieder
eine Materialfrage, denn dann muß der Taster zum Starten den Lampenstrom
abkönnen und ich habe hier nur diese kleinen Tasterchen zum Einlöten.

Morgen stülpe mal meine CMOS-Sammlung um, mal sehen, ob sich nicht
noch ein Kollege darin findet, der die Aufgaben übernehmen kann..

Ich haue mich jetzt erst mal in's Nest.
;-)
MfG Paul

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ich schlag mal zurück :-)

Der Paule sucht ein Monoflop,
das keinen Strom verbraucht
Er baut ne Schaltung, drückt den Knopp
und - oh,die Schaltung raucht...

von Paul Baumann (Gast)


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@Ingo

Mensch prima!
Mit 4093 kann ich um mich werfen -der ist mir gar nicht in den Sinn
gekommen....

Als Mosfet für die Lampe habe ich hier noch IRLZ44 gefunden, der müßte
die Halogenlampe vertragen können und die beiden parallelen Gatter
werden ihn hoffentlich auch schnell genug ansteuern können.

Danke.

MfG Paul

von Paul Baumann (Gast)


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@Matthias

Da kann ich nur Herbert Grönemeyer zitieren:
"Womit hab' ich das verdient...!"

Aber: gut gelungen.

:-)

MfG Paul

von HildeK (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Falk schrob:
>>Für ein popeliges Monoflop braucht es keinen Mikrocontroller.
>
> Ja, das mache ich normalerweise auch nicht, daß ich Perlen vor Relais
> werfe, aber ich muß im Moment mit demauskommen, was hier vorrätig ist.
> ;-)

Wenn du es trotzdem mit einem kleinen Controller lösen willst, dann 
schau dir doch mal die Schaltungen vom AVR-Transistortester an, der in 
zwei Threads hier diskutiert wird.
Da wird die Versorgung nach Fertigstellung der Aufgabe über einen 
Transistor getrennt.

von Peter D. (peda)


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Paul Baumann schrieb:
> Da es keinen Netzanschluß gibt, soll diese Mimik aus einem Motorradakku
> betrieben werden und dafür im Ruhezustand sowenig Strom wie möglich
> aufnehmen.

Falscher Ansatz.
Nicht wie möglich, sondern wie nötig!

Rechnen wir mal, ein Jahr ohne Wartung sollte ein Akku eh nicht bleiben.
Bei 20Ah kommen wir auf 2mA/Jahr. Zur Sicherheit nehmen wir 10% davon 
als Ruhelast.

Und dahinter die klassische Stabilisatorschaltung, also Widerstand, 5.1V 
Z-Diode, npn-Transistor und stellen 0,2mA Z-Strom ein. Mit B = 100 
schafft sie 20mA, das reicht dicke für den ATtiny.


Peter

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Paul Baumann schrieb:

> Ich habe in einem Garten das Problem, einen
> Timer zu bauen, der nach Betätigen eines Tasters für ca. 20 Sekunden
> eine
> 12 Volt/55 Watt Halunken- äh Halogenlampe einschalten soll. Das kann ich
> mit Relais oder vielleicht sogar mit MOSFET machen, wenn ich noch einen
> in der Kiste finde, der das aushält, denn der Einschaltstrom ist
> anständig...
>
> Da es keinen Netzanschluß gibt, soll diese Mimik aus einem Motorradakku
> betrieben werden und dafür im Ruhezustand sowenig Strom wie möglich
> aufnehmen.

Wie andere schon schrieben: Schaltung mit Selbsthaltung. Das löst auch 
das Problem des Einschaltstroms. Dein Taster schaltet dazu einfach das 
Licht ein. Der Timer hängt parallel zur Lampe und überbrückt seinerseits 
für 20 Sekunden den Taster (so daß er den Strom übernimmt, wenn du den 
Taster los läßt).

Natürlich muß jetzt der Taster den Einschaltstrom der Lampe abkönnen. 
Und du darfst nicht länger als 20 Sekunden drücken.

Minimalistisch wäre ein Relais, das gleichzeitig als Taster fungiert. 
Einige DDR-Plattenspieler waren so gebaut: der Anker eines Relais auf 
der Netzspannungsseite konnte über ein Schaltgestänge betätigt werden. 
Sobald die Elektronik wach war, hat sie das Relais bestromt und am Ende 
des Abspielvorgangs sich selber ausgeschaltet. Einfach und effektiv :)


XL

von Paul B. (paul_baumann)


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@Peter
>Bei 20Ah kommen wir auf 2mA/Jahr. Zur Sicherheit nehmen wir 10% davon
>als Ruhelast.

Grübel

Der Rechnung kann ich nicht ganz folgen....

@Axel

Ja, für diese Lösung habe ich mich nun entschieden, nachdem ich einen
Taster fand, der 6 Ampere vertägt. Das hat auch den Vorteil, daß die
Schaltung komplett stromlos ist, wenn niemand den Taster betätigt.

Ich überlege gerade, wie ich eine Ausschaltverzögerung mit NE555
bauen kann, die automatisch startet, wenn die Betriebsspannung per
Taster zugeschaltet wird. Daraufhin muß das Relais vom 555 über
Transistor angesteuert werden, mit dem Arbeitskontakt parallel zum
Taster. Wenn die Zeit rum ist, fällt das Relais ab und der Zyklus kann
von vorne losgehen.

Hat jemand eine Idee, wie man den 555 automatisch bei Einschalten
der Betriebsspannung starten kann?

MfG Paul

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Paul Baumann schrieb:

> @Axel
>
> Ja, für diese Lösung habe ich mich nun entschieden

Schön.

> Ich überlege gerade, wie ich eine Ausschaltverzögerung mit NE555
> bauen kann, die automatisch startet, wenn die Betriebsspannung per
> Taster zugeschaltet wird.

> Hat jemand eine Idee, wie man den 555 automatisch bei Einschalten
> der Betriebsspannung starten kann?

Das ist doch eine Grundschaltung.

Beide Eingänge (2,6) des 555 verbinden. Kondensator C nach GND, 
Ladewiderstand R nach Vcc. Reset (4) und Referenzspannung (5) verbinden 
und mit 10n nach GND abblocken. Nach dem Einschalten geht der Ausgang 
(3) für 1.1*R*C auf H und danach auf L.


XL

von Peter D. (peda)


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Paul Baumann schrieb:
> Grübel
>
> Der Rechnung kann ich nicht ganz folgen....

Ich kann natürlich nicht wissen, was Dein Motorradakku für ne Kapazität 
hat.
Google hat mir einen mit 20Ah vorgeschlagen.


Paul Baumann schrieb:
> Hat jemand eine Idee, wie man den 555 automatisch bei Einschalten
> der Betriebsspannung starten kann?

Der Nachteil solch alter ICs ist, daß sie keinen internen POR haben.
Mit nem AVR ist das natürlich keine Frage. Der AVR könnte auch leicht 
einen Tiefentladschutz realisieren (interner ADC). Der Akku wirds Dir 
danken.
Man bräuchte auch kein großes Relais. Ein FET reicht, um die Last zu 
schalten.


Peter

von Jörg E. (jackfritt)


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Habe ich vor nich all zu langer Zeit gebaut und läuft seit dem für eine 
kleine Teichpumpe. FET an Last anpassen fertig. Achja und RC an 
Einschaltzeit.

Die Selbstenladung des Akku is viel höher wie der Ruhestromverbrauch vom 
4093. Kannst ja mal versuchen zu messen ;)

von Falk B. (falk)


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@  Paul Baumann (paul_baumann)

>>Bei 20Ah kommen wir auf 2mA/Jahr. Zur Sicherheit nehmen wir 10% davon
>>als Ruhelast.

>Grübel

>Der Rechnung kann ich nicht ganz folgen....

20Ah / (365*24h) = 2,3mA

>Ja, für diese Lösung habe ich mich nun entschieden, nachdem ich einen
>Taster fand, der 6 Ampere vertägt. Das hat auch den Vorteil, daß die
>Schaltung komplett stromlos ist, wenn niemand den Taster betätigt.

Ein Relais mit zwei Kontakten löst das Problem auch ohne 6A Schalter.

>Hat jemand eine Idee, wie man den 555 automatisch bei Einschalten
>der Betriebsspannung starten kann?

Macht er das nicht automatisch? Wenn nein, ein passendes RC-Glied an den 
Triggereingang. C gegen GND, R gegen VCC.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Falk Brunner schrieb:

>>Ja, für diese Lösung habe ich mich nun entschieden, nachdem ich einen
>>Taster fand, der 6 Ampere vertägt. Das hat auch den Vorteil, daß die
>>Schaltung komplett stromlos ist, wenn niemand den Taster betätigt.
>
> Ein Relais mit zwei Kontakten löst das Problem auch ohne 6A Schalter.

Wenn man ein Relais als Schalter akzeptiert (und bei Verwendung eines 
Scheinwerfers aus dem Kfz-Bereich spricht eigentlich nichts gegen ein 
dito Relais) dann reicht auch eins mit einem simplen Arbeitskontakt:

Der Taster schaltet die 12V auf den 555, der startet und bestromt das 
Relais. Das Relais schaltet die 12V auf die Lampe. Eine simple 
Schaltdiode von der Lampe zur 555-Vcc besorgt die Selbsthaltung.

In einer solchen Schaltung würde man Pins 2,6,7 des 555 verbinden. So 
startet er nicht nur automatisch, sondern der Zeitkondensator wird über 
Pin 7 auch noch weitgehend entladen wenn die Zeit rum ist.


XL

von Paul Baumann (Gast)


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So, ich habe es so wie im Anhang erst mal auf dem Steckbrett aufgebaut.
(natürlich nur die Sachen, über die der Lampenstrom nicht fließt, damit
die Kontakte im Steckbrett nicht zum Teufel gehen)

Es funktioniert gut. Der Taster schaltet die Lampe und die dazu parallel
liegende Schaltung zu. Das Relais zieht an, brückt damit den Taster.
Die Zeit läuft ab, das Relais fällt ab. Feierabend!

Falk schrob:
>Ein Relais mit zwei Kontakten löst das Problem auch ohne 6A Schalter.

Ja, das weiß ich -ich habe aber bloß welche mit einem Schließer...

>20Ah / (365*24h) = 2,3mA

Ach so! Jetzt weiß ich, was ihr meint.

@Jörg Esser
Deine Schaltung baue ich nachher mal zusammen. Wie gesagt: Ich habe
als Mosfet IRLZ44 gefunden, der müßte die Lampe 12v/55W aushalten, nur
ich habe Schupper (Angst) vor dem Einschaltstromstoß....

Ich bedanke mich bei allen Beteiligten für die Hinweise und Ratschläge.

MfG Paul

von Paul Baumann (Gast)


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Edith sagte eben: "Du hast die Diode vergessen einzuzeichnen!"
;-)
MfG Paul

von Falk B. (falk)


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@  Paul Baumann (Gast)

>Edith sagte eben: "Du hast die Diode vergessen einzuzeichnen!"

R1/Q1 kann man sparen, der NE555 als Bipolarversion schafft 100mA gegen 
VCC.
Deine Taste ist falsch platziert, da hämmert der Lampenstrom drüber. 
Besser ist, den Taster von VCC zum NE555-VCC zu legen, dann sind es nur 
ein paar mA.

von Paul Baumann (Gast)


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Falk schrob:
>R1/Q1 kann man sparen, der NE555 als Bipolarversion schafft 100mA gegen
>VCC.

Du kennst doch das Relais überhaupt nicht...

>Deine Taste ist falsch platziert, da hämmert der Lampenstrom drüber.

Das wollte ich so.
Ich zitiere mich mal selbst:
>...für diese Lösung habe ich mich nun entschieden, nachdem ich einen
>Taster fand, der 6 Ampere vertägt. Das hat auch den Vorteil, daß die
>Schaltung komplett stromlos ist, wenn niemand den Taster betätigt.

MfG Paul

von Falk B. (falk)


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@Paul Baumann (Gast)

>Du kennst doch das Relais überhaupt nicht...

Hast du eine Ahung, was für Relais ich kenne ;-)

>>Deine Taste ist falsch platziert, da hämmert der Lampenstrom drüber.

>Das wollte ich so.
>Ich zitiere mich mal selbst:
>>...für diese Lösung habe ich mich nun entschieden, nachdem ich einen
>>Taster fand, der 6 Ampere vertägt. Das hat auch den Vorteil, daß die
>>Schaltung komplett stromlos ist, wenn niemand den Taster betätigt.

Sie ist auch mit der Schwachstromlösung komplett stromlos.

von Jörg E. (jackfritt)


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Paul Baumann schrieb:
> @Jörg Esser
> Deine Schaltung baue ich nachher mal zusammen. Wie gesagt: Ich habe
> als Mosfet IRLZ44 gefunden, der müßte die Lampe 12v/55W aushalten, nur
> ich habe Schupper (Angst) vor dem Einschaltstromstoß....
>

Welcher Stromstoß ? über den FET ? Das juckt den nich. Sons gibs bei mir 
keinen "Stromstoß".
Dafür wird er ja schön schnell ein und auch wieder ausgeschaltet.
Zu Testzwecken habe ich dort auch schon Lampen und Motoren drangehängt 
;)
war alles kein Problem.

Gruss,

Jörg

von Wilhelm F. (Gast)


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Paul Baumann schrieb:

> Ich habe in einem Garten das Problem, einen
> Timer zu bauen, der nach Betätigen eines Tasters für ca. 20 Sekunden
> eine
> 12 Volt/55 Watt Halunken- äh Halogenlampe einschalten soll. Das kann ich
> mit Relais oder vielleicht sogar mit MOSFET machen, wenn ich noch einen
> in der Kiste finde, der das aushält, denn der Einschaltstrom ist
> anständig...

Den Einschaltstrom könntest du mit einem einfachen OP als 
Spannungsfolger lösen, der noch einen Shunt-Widerstand zur Strommessung 
hat. Ein Feld-Wald-Wiesen-Teil wie der 741 vor einem Leistungstransistor 
reicht oft. Sowas wird normalerweise für Konstantströme verwendet. Als 
Strombegrenzer sollte es auch gehen.

Natürlich müßte das Monoflop über einen Transistor auch erst mal die 
Folgeschaltung einschalten, die soll ja ausgeschaltet so gut wie nichts 
verbrauchen.

Ansonsten, einfaches Monoflop vom Typ 4098, haben auch im statischen 
Zustand kaum Stromaufnahme, kann 15V Betriebsspannung ab, wie andere 
4000-er Gatter auch. Der 4098 hat 2 unabhängige Monoflops.

Mit dem 4098 und 2 RC-Gliedern (ein R als Poti) alleine machte ich mal 
eine einfache PWM, auch für eine Leistungssteuerung eines Lüftermotors 
im Auto. Für eine PWM braucht man nicht unbedingt einen µC, und früher 
hatte man dafür auch keinen µC.

von Paul B. (paul_baumann)


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@Jörg

Deine Schaltung funktioniert auch tadellos, aber der Kollege für den die 
Schaltung ist, möchte es unbedingt mit Relais geschaltet haben.
Der Grund: Er hatte beim Auto mal den Fehler, daß der Lüftermotor nicht
mehr ausging. Der wurde von mehreren Mosfet die parallel lagen, 
geschaltet. Jetzt will er keine Mosfet mehr sehen....

@Wilhelm
Ich wolte den Aufwand nicht so hoch treiben und habe die Schaltung
mit dem NE555 gebaut. Das ´geht tadellos.

Trotzdem:

Danke für Eure Hinweise
MfG Paul

von Jörg E. (jackfritt)


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Paul Baumann schrieb:
> @Jörg
>
> Deine Schaltung funktioniert auch tadellos, aber der Kollege für den die
> Schaltung ist, möchte es unbedingt mit Relais geschaltet haben.
> Der Grund: Er hatte beim Auto mal den Fehler, daß der Lüftermotor nicht
> mehr ausging. Der wurde von mehreren Mosfet die parallel lagen,
> geschaltet. Jetzt will er keine Mosfet mehr sehen....
>

Hmm, kann ich verstehen. Aber du hast das Problem damit nur vor das 
Relais verlagert. Denn das wird ja auch von einem Transistor aus und ein 
geschaltet.
Wollen wir hoffen das nix kaputt geht ;)

Gruss,

Jörg

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