Suche Hilfe zu Schaltung mit NE555

[Enno M. (mcenno)]

Hallo,

ich arbeite an einer kleinen NE555-basierten Schaltung zur 
Innenbeleuchtung meiner Fahrradtasche. Sie soll im Ruhezustand nahezu 
keinen Strom verbrauchen, damit die Batterie möglichst lange hält. Auf 
Knopfdruck gehen einige LEDs für ~10s an, damit ich was suchen kann, 
dann geht das Licht wieder aus. Die typischen "Grundschaltungen" mit dem 
NE555, auch in der CMOS-Version, scheiden wegen ihrer hohen Ruheströme 
von 3mA bzw 100uA bereits aus.

Die angehängte Schaltung macht schon fast, was ich will: wenn ich die 
Batterie anklemme, wird der Trigger durch C1 zunächst auf Masse gezogen, 
was den ersten Schaltzyklus auslöst. Die an LED- und LED+ 
angeschlossenen LEDs leuchten für 10s, danach gehen sie aus.

Im Gegensatz zu den "Grundschaltungen" mit dem NE555 habe ich noch einen 
Transistor in der Masseleitung, der ebenfalls vom Ausgang angesteuert 
wird. Meine Überlegung war, dass, wenn der Schaltzyklus endet, der 
Ausgang des NE555 auf Masse gezogen wird, was den Transistor sperrt und 
damit die Stromversorgung der gesamten Schaltung unterbricht. Daher auch 
die Anschlüsse für einen Taster, der den Transistor überbrücken kann: 
wenn man den Transistor kurzschließt, springt die Schaltung wieder an, 
es beginnt sofort ein Zyklus, der Transistor wird leitend usw.

Leider ist die Stromaufnahme im Ruhezustand noch etwa 3.9mA, was für 
meine Zwecke viel zu viel ist. Die Spannung am Ausgang des NE555 nach 
einem Schaltzyklus sinkt auch nicht auf GND, sondern auf etwa 0.68V. Das 
führt zu einem Strom von rund 15uA in die Basis des Transistors. Wenn 
ich jetzt mal eine Stromverstärkung von run 200 annehme, kommt man damit 
auf 3mA, was sich ganz grob mit der gemessenen Stromaufnahme deckt.

Außerdem funktioniert das Kurzschließen des Transistors jetzt nicht, 
denn C1 wird einmal geladen, danach bleibt der Trigger auf +9V. 
Allerdings kann man einen weiteren Schaltzyklus auslösen, wenn man den 
Trigger auf Masse zieht.

Muss ich den Transistor anders ansteuern oder ist die Idee einfach 
blöde?


Viele Grüße,

Enno

[Peter D. (peda)]

Nimm einen echten Monoflop (z.B. 4538), die sind genau für sowas 
gemacht.

http://www.electroschematics.com/5628/precision-monostable/

Die Schaltung im Link ist fehlerhaft:
"I guess between pins #5 and #8 it should be a resistor (10K ?) rather 
than just wire."

[Mani W. (e-doc)]

Teste mal diese einfache Schaltung:


Der Taster lädt den Elko auf und die Leds leuchten,
der Elko entlädt sich über den Basisvorwiderstand und BE-Strecke,
die Leds werden gedimmt, dann ist es aus mit Stromverbrauch...

Du kannst den Basisvorwiderstand auch experimentell höher setzen...

Und Du hast den Vorteil, dass bei abnehmender Beleuchtungsstärke
nur der Taster neu betätigt werden muss, bevor es wirklich finster
wird...



Mani

[Michael B. (laberkopp)]

Enno M. schrieb:
> Sie soll im Ruhezustand nahezu
> keinen Strom verbrauchen, damit die Batterie möglichst lange hält

Dann sollte man keinen NE555 nehmen. Es wurden in den 40 Jahren
seines Bestehens durchaus noch andere IC entwickelt.

> Im Gegensatz zu den "Grundschaltungen" mit dem NE555 habe ich noch einen
> Transistor in der Masseleitung, der ebenfalls vom Ausgang angesteuert
> wird.

Du weisst schon, daß das Unsinn ist. Münchhausen-Prinzip ?

Auch ein LMC555 oder TLC555 mit typisch 0.4mA sind nicht optimal (den 
Quatsch mit dem Transistor lässt du dann weg....).

Ein ICL7665 braucht nur 3uA, das ist 100 mal besser als die CMOS-555er 
und 1000 mal besser als dein NE555.

Allerdings braucht er eine andere Beschaltung.

                     LED
9V --------+------+--|>|--+
           |      |       |
          10M  +------+  470R
           |   |      |   |
      +----+---|SET2  |---+
      |    |   |      |OUT2
    Tast 10uF  +------+
      |    |      |  ICL7665
GND --+----+------+

Wie schön, es sind sogar weniger Bauteile.

Da es gar nicht so genau drauf ankommt, wie lange die LED leuchtet, geht 
auch ein CD40106

                     LED
9V --------+----+----|>|----+
           |    |          470R 
          10M   |   +--|>o--+     
           |    |   |       |
      +----+---|>o--+--|>o--+
      |    |    |   |       |
    Tast  4u7   |   +--|>o--+
      |    |    |   |       |
GND --+----+----+   +--|>o--+
                    |       |
                    +--|>o--+

Und noch einfacher wenn die LED nicht schlagartig ausgehen soll mit 
einem MOSFET:

              LED
9V ---+----+--|>|--+
      |    |       |
    Tast  4u7    470R
      |    |       |
      +----+------|I BS170
           |       |S
         10M       |
           |       |
GND -------+-------+

[Dirk J. (dirk-cebu)]

Nimm einen normalen Ein/Ausschalter, der verbraucht keinen Strom.
Außerdem kannst Du damit länger als 10 sec. suchen - darfst nur nicht 
das Ausschalten vergessen ;)

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Enno M. schrieb:
> habe ich noch einen Transistor in der Masseleitung, der ebenfalls vom
> Ausgang angesteuert wird.
Das ist meist der Anfang irgendwelcher Probleme. Denn dann geht es 
gleich so weiter:
> Die Spannung am Ausgang des NE555 nach einem Schaltzyklus sinkt auch
> nicht auf GND
Was ist denn jetzt "GND"? Ist das am Kollektor oder am Emitter?

Und natürlich wird der Transistor immer so ein wenig leiten, denn wenn 
er sperren soll, dann ziehst du dem NE555 die Masse weg. Weil aber an 
VCC trotzdem noch Strom reinfließen kann, sucht der sich irgendeinen Weg 
und fließt zum OUT hinaus. Dort ist die Basis, und der dort 
hineinfließende Strom sorgt dafür, dass der Transistor wieder "ein Stück 
weit" leitend wird...

Die einfachste Lösung: denk dir eine Schaltung aus, bei der Vcc 
geschaltet wird.

[Enno M. (mcenno)]

Hallo,



danke für Eure Antworten. Da Ihr alle von einer Nutzung des NE555 in 
diesem Fall abratet, war das wohl eine blöde Idee. Ich werde mir die 
Vorschläge ansehen und am kommenden Wochenende was Neues basteln.


Einen guten Start in die Woche,

Enno

[Enno M. (mcenno)]

Hallo,

Michael B. schrieb:
> Enno M. schrieb:
>> Im Gegensatz zu den "Grundschaltungen" mit dem NE555 habe ich noch einen
>> Transistor in der Masseleitung, der ebenfalls vom Ausgang angesteuert
>> wird.
>
> Du weisst schon, daß das Unsinn ist. Münchhausen-Prinzip ?


Also, ja, jetzt weiß ich es - vorher wusste ich es nicht. Und warum es 
Unsinn ist, habe ich auch noch nicht komplett verstanden, aber ich 
arbeite daran.

Vielen Dank für Deine anderen Vorschläge,

Enno

[Enno M. (mcenno)]

Hallo,

Lothar M. schrieb:
> Enno M. schrieb:
>> habe ich noch einen Transistor in der Masseleitung, der ebenfalls vom
>> Ausgang angesteuert wird.
> Das ist meist der Anfang irgendwelcher Probleme.

In welchem Sinne? Ich habe versucht, mir etwas über den Transistor als 
Schalter anzulesen und meistens den Hinweis gefunden, dass die Last an 
den Kollektor soll.

>> Die Spannung am Ausgang des NE555 nach einem Schaltzyklus sinkt auch
>> nicht auf GND
> Was ist denn jetzt "GND"? Ist das am Kollektor oder am Emitter?

Also, mein Gedanke war: nach Ende eines Schaltzyklus wird der Ausgang 
des NE555 auf Masse gezogen, das sollte keinen Strom mehr in die Basis 
des Transistors fließen lassen, der Transistor sperrt (weil der Emitter 
ja auch auf Masse liegt und es deswegen keine Basis-Emitter-Spannung 
gibt) und alles läuft wie gewünscht.

> Und natürlich wird der Transistor immer so ein wenig leiten, denn wenn
> er sperren soll, dann ziehst du dem NE555 die Masse weg.

Hm.

> Weil aber an
> VCC trotzdem noch Strom reinfließen kann, sucht der sich irgendeinen Weg
> und fließt zum OUT hinaus. Dort ist die Basis, und der dort
> hineinfließende Strom sorgt dafür, dass der Transistor wieder "ein Stück
> weit" leitend wird...
>
> Die einfachste Lösung: denk dir eine Schaltung aus, bei der Vcc
> geschaltet wird.

Damit meinst Du vermutlich nicht, dass ich den Transistor in die 
Spannungsversorgung des NE555 legen soll, oder?


Enno

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Enno M. schrieb:
Enno M. schrieb:
> Also, mein Gedanke war: nach Ende eines Schaltzyklus wird der Ausgang
> des NE555 auf Masse gezogen
Und dann wird gleich darauf dem NE555 seine Masse unter den Füßen 
weggezogen. Und damit auch dem ausgang sein Bezugspunkt...

> Ich habe versucht, mir etwas über den Transistor als Schalter anzulesen
> und meistens den Hinweis gefunden, dass die Last an den Kollektor soll.
Du solltest dann aber eher einen PNP-Transistor nehmen, den Emitter an 
"Plus" legen und die Last an den Kollektor. Damit könntest du dann 
treffsicher die Versorgungsspannung abschalten...

> Damit meinst Du vermutlich nicht, dass ich den Transistor in die
> Spannungsversorgung des NE555 legen soll, oder?
Doch. Genau dorthin gehört üblicherweise ein "Schalter", der ein Gerät 
ein- und ausschaltet. Aber wie schon ein paar mal erwähnt ist diese 
NE555-Schaltung für eine zeitgesteuerte LED eh' overkill.

Ich würde das so machen:

   9V -----o----------.
           |          |          
           |          V -> LED          
   Taster \           -          
           |          |
           |        |-' 
           o----o---|<.                   
         + |    |   |-|                   
          ---   -     |          
          ---  | |    |          
           |   | |    |          
           |    -     |          
           |    |     |          
   0V -----o----o-----'                              
         22uF 1MOhm

[Enno M. (mcenno)]

Lothar M. schrieb:
> Und dann wird gleich darauf dem NE555 seine Masse unter den Füßen
> weggezogen. Und damit auch dem ausgang sein Bezugspunkt...

Ok, das war dann der Fehler.

>> Ich habe versucht, mir etwas über den Transistor als Schalter anzulesen
>> und meistens den Hinweis gefunden, dass die Last an den Kollektor soll.
> Du solltest dann aber eher einen PNP-Transistor nehmen, den Emitter an
> "Plus" legen und die Last an den Kollektor. Damit könntest du dann
> treffsicher die Versorgungsspannung abschalten...
>
>> Damit meinst Du vermutlich nicht, dass ich den Transistor in die
>> Spannungsversorgung des NE555 legen soll, oder?
> Doch. Genau dorthin gehört üblicherweise ein "Schalter", der ein Gerät
> ein- und ausschaltet. Aber wie schon ein paar mal erwähnt ist diese
> NE555-Schaltung für eine zeitgesteuerte LED eh' overkill.
>
> Ich würde das so machen:
>

>    9V -----o----------.
>            |          |
>            |          V -> LED
>    Taster \           -
>            |          |
>            |        |-'
>            o----o---|<.
>          + |    |   |-|
>           ---   -     |
>           ---  | |    |
>            |   | |    |
>            |    -     |
>            |    |     |
>    0V -----o----o-----'
>          22uF 1MOhm
>

Danke, das werde ich ausprobieren. Und ich werde auch probieren, das 
ganze mit einem PNP-Transistor und NE555 zu probieren und schauen, was 
dabei passiert.

Vielen Dank für Deine Antworten!


Enno

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Enno M. schrieb:
> Und ich werde auch probieren, das ganze mit einem PNP-Transistor und
> NE555 zu probieren und schauen, was dabei passiert.
Überleg dir aber vorher, wie man diesen Transistor dann ein- und wie 
ausschaltet. Also, wann ein Basisstrom fließt und wann nicht. Denn 
üblicherweise ist der Transistor aktiv, wenn ein Basisstrom fließt, 
wenn also der Emitter an Vcc hängt und die Basis (über einen Widerstand) 
an GND...

[Michael B. (laberkopp)]

Enno M. schrieb:
> Danke, das werde ich ausprobieren.

Bitte nicht.

Da fehlt sogar ein Vorwiderstand für die LED.

Laienpfusch.

[Peter D. (peda)]

Lothar M. schrieb:
> Du solltest dann aber eher einen PNP-Transistor nehmen, den Emitter an
> "Plus" legen und die Last an den Kollektor. Damit könntest du dann
> treffsicher die Versorgungsspannung abschalten...

Nö, es ist egal, ob Du GND oder VCC unter den Füßen wegziehst, es 
funktioniert beides nicht.
Du brauchst mindestens noch einen 2. Transistor.

Aber Logik-CMOS braucht statisch <1µA. Abschalten ist daher überflüssig.