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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Oszillierendes Tastverhältnis mit 2 LM555


Autor: Markus (Gast)
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Hallo

Ich möchte gerne eine LED langsam aufleuchten und ausschalten lassen und 
dies ohne programmierbaren Baustein (und mit rel. wenigen und einfachen 
Bauteilen). Hab dabei an ein PWM-Signal (Grundfrequenz ca. 100Hz) 
gedacht, bei dem das Tastverhältnis (mit einer Periode von ca. 5s) von 
ca. 0 bis 100% variiert wird. Dies sollte doch irgendwie mit zwei LM555 
machbar sein oder?
Hat jemand eine Idee dazu?

Vielen Dank
Markus

: Verschoben durch Moderator
Autor: Martin K. (Gast)
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Ich würde da einen 4-fach OPV nehmen.
Ein Integrator mit t=5s Sägezahn oder Dreieck, wie man will.
Ein Integrator mit 100Hz Dreieck.
Beide Signale mit Komparator vergleichen. Ausgang = LED

Autor: gecko (Gast)
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Markus schrieb:
> Dies sollte doch irgendwie mit zwei LM555
> machbar sein oder?
> Hat jemand eine Idee dazu?

Martin K. (ladungstraeger) schon mal nicht.

Ich auch nicht aber etwas zum durchforsten:
http://www.555-timer-circuits.com/
http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/LM555.html

Autor: Manfred H. (manfredbochum)
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Ich hab mal so etwas gebaut um einen Windenmotor langsam anlaufen zu 
lassen.
Gruß Mani

Autor: Markus (Gast)
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Mir ist jetzt gerade noch ein Gedanken gekommen. Man könnte doch auch 
einfach ein PWM eines LM555 tiefpassfiltern, dann bräuchte ich auch gar 
nur 1 IC. Sollte doch funktionieren (bloss dass das Ein- und Ausschalten 
wegen der LED-Mindestspannung halt relativ hart sein wird, die 
Helligkeit sollte aber (wenn z. B. mit 9V betrieben) doch auch 
varieren). Was meint Ihr dazu?

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Baue zwei Rechteck Oszillatoren, vielleicht so
mit etwa 1000Hz, die eine Differenz von 0.2Hz haben.
Diese zwei Signale gibst du dann auf eine XOR-Schaltung.
Am Ausgang dieser Schaltung schließt du dann deine LED an.
Die LED wird dann scheinbar langsam hell und dunkel.

Autor: M. W. (rallini94)
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Wenn es beim NE555 bleiben soll, siehe Auszug aus dem Datenblatt.
Das macht eine PWM. Muss man nur noch das Ansteuerungssignal (im Bsp ein 
Sinus) generieren.

Hier könnte man wiederum ein NE555 mit sehr kleiner Frequenz und ein TP 
mit sehr großer Zeitkonstante nehmen. Nicht schön, aber am nächsten dran 
an der Grundidee des TO

Autor: MaWin (Gast)
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Markus schrieb:
> Hab dabei an ein PWM-Signal (Grundfrequenz ca. 100Hz) gedacht, bei dem
> das Tastverhältnis (mit einer Periode von ca. 5s) von ca. 0 bis 100%
> variiert wird. Dies sollte doch irgendwie mit zwei LM555 machbar sein

Das geht mit NE555 eher schlecht. Besser mit (Schmitt-)Dreiecksgenerator 
auf Basis eines OpAmps. Einer mit 0.2Hz, der andere mit 100Hz, und ein 
Komparator vergleicht beide.
 +-----------+---10k--+---------+-- +
 |           |        |         |
 |          100k      |         |
 +-----|+\   |        |         | 
 |     |  >--+        |         R
 |  +--|-/   |        |         |
 |  |        R     --|+\   LED  |
 |  |        |       |  >--|<|--+
 |  +--------+-------|-/  
 |           |        |
10k          C        |
 |           |        |         
 +-----------+--------+-- GND
R und C bestimmen die Frequenz, für 0.2Hz ca. 100uF + 1MOhm, ein zweiter 
(mit andere Frequenz) kommt an den + Eingang vom Komparator.

Autor: Martin K. (Gast)
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MaWin schrieb:
> Besser mit (Schmitt-)Dreiecksgenerator
> auf Basis eines OpAmps. Einer mit 0.2Hz, der andere mit 100Hz, und ein
> Komparator vergleicht beide.

Sinngemäß steht es schon so im 2. Beitrag.
Aber nicht so treffend ausgedrückt.

Autor: Markus (Gast)
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Danke für die Inputs. Besonders interessant fand ich den Beitrag von 
Günter Lenz. Er schlägt vor zwei NE555 mit geringer Frequenzdifferenz zu 
ver-X-odern.
Nach einigem Überlegen ist mir klar geworden, warum dieser Ansatz 
funktionieren könnte. XOR zweier 1-Bit Signale ist ja das LSB deren 
Summe. Wenn ich nun die Summe der Grundwellen der beiden Signale 
anschaue gilt ganz allgemein (Identitäten):

sin(x) + sin(y) = 2 * sin( (x+y)/2 ) * cos( (x-y)/2 )

oder im dynamischen, wobei
t: Zeit
w1: Winkelgeschwindigkeit 1
w2: Winkelgeschwindigkeit 2

und nun die Winkelgeschwindigkeiten w1 und w2 ähnlich sind, also

w2 = w1 + dw

dann gilt

sin(w1 * t) + sin(w2 * t) =
sin(w1 * t) + sin( (w1 + dw) * t) =
2 * sin( (2*w1 + dw)*t / 2 ) * cos( (-dw) * t / 2 ) =
2 * sin( (2*w1 + dw)*t / 2 ) * cos( dw * t / 2 ) ≈
2 * sin( w1 *t ) * cos( dw * t / 2 ) =
2 * cos( dw * t / 2 ) * sin( w1 *t )


Da nun dw klein ist im Vergleich zu w1, sollte das Argument der 
cos-Funktion (dw/2) die langsame Schwingung (Umhüllende, im Bild grünes 
Signal) w1 die schnelle Schwingung (im Bild schwarzes Signal) bestimmen. 
Nun möchte ich gerne mit dem Schaltungsaufbau überprüfen, ob die 
Überlegungen näherungsweise korrekt sind (oder ob vielleicht noch andere 
Effekte (z. B. Oberwellen) sich stark störend auswirken).

Autor: Markus (Gast)
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... wobei im Bild die Umhüllende (grünes Signal) nicht korrekt 
dargestellt ist, da die Amplitude von cos( dw * t / 2 ) natürlich 1 ist 
und somit die Umhüllende jeweils auch 0 wird.

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