Guten Tag,
ich habe heute mit Schülern der 5-7 Klasse eine Elektronikschaltung
zusammengelötet. Dabei handelt es sich um eine einfache Schaltung bei
der Abwechselnd LEDs aufleuchten sollen. Das ganze ist ein fertiger
Bausatz bei dem nur die Bauteile auf eine Platine gelötet werden.
Nun habe ich jedoch 2 Fragen zu dieser Schaltung.
Welchen Sinn hat der 100uf Elko an der Spannungsquelle? Handelt es sich
hierbei um einen Abblockkondensator, und ist dieser wirklich nötig?
Außerdem dachte ich, dass man für Abblockkondensatoren keine Elkos
sondern Kermaik oder Folie verwendet.
Zum anderen bleibt die Schaltung, wenn man die Batterie anschließt
teilweise einfach stehen und alle LEDs leuchte. Kann mir jemand sagen
warum das so ist?
Ich bin gerade noch ganz am Anfang was meine Hobby E-Technik angeht,
also lasst bitte Gnade walten.
Der Elko ist schon so eine Art Abblockkondensator. Die Schaltung ist
vergleichsweise langsam, so dass man hier auch keinen so schnellen
Kondensator braucht. Es ist eher die Frage ob man den Kondensator
überhaupt braucht. Die 2. Funktion könnte es sein, dass die Spannung
beim einschalten damit nicht ganz so schnell hochgeht. Das könnte beim
Anlaufen helfen.
Die Schaltung braucht zum Anlaufen etwas Asymmetrie. Wenn die Werte also
alle Ideal gleich sind weiss die Schaltung nicht welche der LEDs anfangs
aus sein soll. Da könnt man ggf. nachhelfen, indem man einen der
Widerstände absichtlich etwas größer macht. Auch beim langsamen
hochfahren der Spannung sollte das Anlaufen besser gehen - ggf. reicht
auch schon ein 10-50 Ohm Widerstand in Reihe zur Batterie.
Christian S. schrieb:> Handelt es sich hierbei um einen Abblockkondensator,
Im Prinzip ja.
Niemand weiss, wie gut die Spannungsquelle ist und wie weit sie weg ist.
Die Schaltung hingegen funktioniert nicht, wenn sich im Umschaltmoment
von einer LED-Reihe auf die andere die Betriebsspannung ändert. Das kann
zu Fehlfunktion führen.
Das puffert der Kondensator, damit sich trotz schwankender Stromaufnahme
erst mal wenig an der Spannung ändert.
Allerdings ist die Schaltung langsam und 100uF sind übertrieben, eher
tauglich wenn die Stromversorgung einen Wackelkontakt hat oder gar nur
mit Dioden gleichherichtete Wechselspannung reinkommt.
Es ist Bastelkram, so genau nimmt man es da nicht. Hast du ordentlichen
Kontakt zu einer ordentlichen Spannungsquelle, kannst du C4 auf
weglassen. Probiere es aus.
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.14.1
Ja, der Elko ist ein Abblocker. Durchaus möglich, dass es auch ohne den
funkitoniert, aber mit ist man einfach auf der sicheren Seite.
Es handelt sich hier um einen 3-stufigen. rückgekoppelten Verstärker.
Dieser kann vmtl "hängenbleiben" in einem statischen Zustand.
In diesem Fall durch die 3 Basiswiderstände genug Strom,
um alle 3 Transistoren gleichzeitig durchzusteuern.
Dieses labile Gleichgewicht sollte aber durch einen "Anschubs" sofort
übergehen in den selbstschwingenden Zustand: Eine kleine Störung auf
irgendeine Basis sollte genügen. Also einen Schraubenzieher in die Hand
nehmen und mal gegen einen Basisanschluss kontakten.
Ansonsten empfehle ich, das ganze mal mit LTSpice zu simulieren, das
kann durchaus lehrreich sein.
Prinzipbedingt kann die Schaltung hängen. Das deutet nicht auf
Montagefehler oder Bauteildefekte hin. Um diese gelegentlichen
Fehlfunktionen zu vermeiden, müsste man die Schaltung deutlich
aufwändiger machen (oder einen Mikrocontroller einsetzen).
Eine schöne Hausaufgabe wäre: Begründe warum die Schaltung hängen kann,
und beschriebe diesen Zustand. (allerdings wohl eher für höhere
Jahrgänge).
Die Schaltung ist auch für Phsiklehrer geeignet, die den Unterschied
zwischen nur gleichgerichteter und auch geglätteter Spannung nicht
verstanden haben.
Christian S. schrieb:> Zum anderen bleibt die Schaltung, wenn man die Batterie anschließt> teilweise einfach stehen und alle LEDs leuchte. Kann mir jemand sagen> warum das so ist?
Wenn du dir mal die Kondensatore C1...C3 wegdenkst, bleiben nur 3
unabhängige Transistorstufen mit Basiswiderstand und LED im
Kollektorkreis übrig, die beim Anlegen der Betriebsspannung einfach alle
einschalten.
Die Kondensatoren bewirken, dass die vorhergehende Stufe beim
Durchsteuern des Transistors über die Umladung des Kondensators der
nächsten Stufen den durch den Basiswiderstand gelieferten Strom für eine
Weile klaut und damit den nachfolgenden Transistor sperrt. Irgendwann
ist der Kondensator umgeladen, der Basisstrom ist wieder da, die Stufe
schaltet ein und entsprechend die nächste aus.
Wenn nun die Kondensatoren durch die Vorgeschichte eine solche
Restspannung haben, dass kaum eine Umladung stattfindet, so wird auch
nicht genügend Basisstrom von einem Transistor abgezweigt und die Stufen
sind alle an.
Pisa schrieb im Beitrag #3887288:
> Was soll das Löten sonst, wenn keiner versteht, was ihr da tut?
Vielleicht um Löten zu lernen, also den Vorgang des leitfähigen
Abhäsionsklebens durch niedrigschmelzente Metalle ?
Und nebenbei Überlebenstraining zu lernen, wie: Wo ist das heisse Ende
des Lötkolbens und warum fasse ich besser das andere Ende an.
Eine eigene Frage?
Dieser Thread ist über 11 Jahre alt.
Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.
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