Hi ich bastle an einer Schaltung, die Solarenergie von einer Solarzelle sammeln soll und in einem Supercap speichern soll. Ab einer gewissen Schwelle sollte dann eine Mikrocontrollerschaltung versorgt werden und erst ab Absinken unter eine andere Schwelle soll der Mikrocontroller wieder abgetrennt werden. Zur Zeit habe ich einen 74HC14, wo zwei Inverter in Reihe über einen Zener-Resistor Teiler versorgt werden. Klappt im Prinzip, der Ausgang geht HI sobald die Spannung am Goldcap ca. 4.2V überschreitet und geht wieder auf LO, sobald die Spannung unter 2V sinkt. Der Teiler ist 2.7V+600kOhm. Die Schwellen lassen sich sicherlich mit den Werten (eventuell noch + Schottkydiode) tunen. Das Problem was ich habe: die Schaltung braucht bis ca. 2mA Ruhestrom, d.h. solange der Ausgang des zweiten Inverters LO bleibt (HI zieht einen FET an und mein uC geht dann an...). Das heißt "so bisschen Energiesammeln" ist nicht, sobald die Solarzelle weniger als 2mA liefert, geht der uC nie an. Liegt es an dem verwendeten 74HC? Scheint mir etwas viel für einen 74HC? Nur die beiden Inverter sind beschaltet, der Rest "hängt in der Luft" (noch). Ich bräuchte etwas mit Ruheverbrauch in der Größenordnung um wenige µA - läßt sich das realisieren? Und wenn ja wie? Andere Schaltung? Dedizierter IC? viele Grüße
Wie so oft kann man auch hier einen 555-Timer verwenden. Der hat zwei Komparatoren und einen Schmitt-Trigger. Für deinen Fall ist ein CMOS-555 interessant, da er einen Eigenverbrauch von wenigen Mikroampere hat.
Auch wenn ich sicher nicht das gleiche mache, habe ich hier mehrere Aufbauten, bei denen Goldcaps solar geladen werden, mit einem Atmel Mikrocontroller, der davon versorgt wird, und wenn genug 'Saft' da ist, ein paar LEDs ansteuert. Die Versorgung habe ich aber anders gemacht. Der Mikrocontroller hängt immer an dem Goldcap, und ist die meiste Zeit im Sleep-Mode. In diesem Zustand ist der Taktteiler auf 8 gestellt, auch die CLKDIV8 Fuse ist programmiert. Bei dieser geringen Taktfrequenz reicht die Power-On-Reset Schwelle als Brown-Out Erkennung so daß auch die Bandgap-Referenz im Controller ausgeschaltet sein kann, so braucht der Controller nur ein paar uA. Zyklisch wacht der Controller (timergesteuert) auf, schaltet den Mess-Spannungsteiler an die Versorgung, misst mit dem internen ADC die Spannung, und entscheidet danach was zu tun ist. Ist die Spannung hoch genug, wird die Taktfrequenz hochgesetzt, und das Lichtspiel kann beginnen. Ist die Spannung nicht hoch genug, wird halt weiter geschlafen. Meine Strategie bei solchen Sachen ist, die Zahl der Komponenten klein zu halten, und so viele Strompfade wie möglich abzuschalten. Mit dem immer laufenden Timer im Controller habe ich gleich noch eine Uhr dabei, ohne dafür einen zusätzlichen Baustein zu brauchen. Mit freundlichen Grüßen - Martin
Hi an den CMOS 555 habe ich auch schon gedacht, war aber nicht in meiner Bastelkiste drin. Erklärt aber trotzdem nicht den hohen Verbrauch bei 74HC14... sind die gemessenen bis zu 2mA "normal"?
Noch ein Nachtrag: Offene Eingänge an CMOS-Schaltkreisen sollte man vermeiden, dümpelt der (sehr hochohnige) Eingang bei VCC/2 rum, leiten beide Transistoren des CMOS-Päärchens, da können die 2 mA durchaus herkommen. Ein zweites Problem könnte sein, daß der 74HC14 geringfügig mehr Strom aufnimmt, wenn die Spannung am Eingang in der Nähe der Schaltschwelle ist, was bei Dir vermutlich oft so ist. Mit freundlichen Grüßen - Martin
Martin S. schrieb: > Zyklisch wacht der Controller (timergesteuert) auf, schaltet > den Mess-Spannungsteiler an die Versorgung, misst mit dem internen ADC > die Spannung, und entscheidet danach was zu tun ist. Hi, das ist auch eine brauchbare Lösung, bin mir aber nicht sicher ob das bei mir klappt. Eigentlich wollte ich einen ESP8266 versorgen, der ein paar Pakete über WLAN schicken soll, sobald genug Saft da ist (ich weiß noch nicht wie ich es dimensionieren soll, aber ich werde es ausprobieren. Das Teil kann bis zu 200mA brauchen). Ich kenne mich leider (noch) nicht mit den Eigenschaften von ESP8266 bezüglich low-power & brownout aus (ich habe mir die Sachen nur bei Atmel & Arduino mal angesehen). Dachte halt bevor ich die dicken Datenblätter von etwas, was ich nur einmal brauche studiere, müßten es auch ein paar CMOS Komponenten tun. Ist deine Schaltung stabil? Hat die Hardware-basierte Brownout detection genug Hysterese, damit es nicht "schwingt"? Vorteil "meiner" Lösung (wenn sie funktioniert) wäre weniger Programmieraufwand (ich kann's natürlich auch schreiben :). Das Programm wäre sozusagen "dumm", geht an, wickelt seine Aufgabe ab und Ende.
Ein Winz-Atmel (8-Füssig). Hat ein paar A/D-Wandler, die lauschen können. Hat genügend Anschlüsse über um 'nen FET zu schalten. Je nach Logik kann der auch im Ein- oder im Aus-Modus ein Nickerchen einlegen. Soll das in Beiden "Richtungen" gehen, brauchst Du 'nen externen "Speicher".
Also die Stabilität ist kein Problem, die Power-On-Reset Schwelle hat ausreichend Hysterese, dieser Mechanismus tritt aber nur in Kraft, wenn gar nicht geladen wird, im Normalbetrieb liegt die Spannung immer deutlich darüber, und die durch ADC-Messung und Software gebildete Schwelle kommt zum tragen. Einer der Aufbauten läuft nun schn ca. 9 Monate, ohne in den Reset gefallen zu sein. (Habe einen Zähler eingebaut, da kann man nachsehen, wie lange er schon läuft.) Man könnte soetwas natürlich als gesonderten Schaltungsteil machen, mit einem kleinen ATtiny (8-Beiner). Dann ist aber der NE555 billiger, und muß nicht pogrammiert werden. Bei den Tinys muß man aber aufpassen, manche haben zwar einen ADC, aber keine interne Referenzspannungsquelle, AREF ist da dann üblicherweise VCC. Da kann man aber tricksen, statt einem Spannungsteiler kommt dann eine Kombination von Widerstand und Diode an den ADC-Eingang. Statt einer Diode kann man auch eine Leuchtdiode nehmen, die blitzt dann noch kurz auf, wenn gemessen wird. Bei kleinen Spannungen sind Leuchtdioden sogar oft besser, von der stabilisierenden Wirkung her, als entsprechende Z-Dioden. Mir freundlichen Grüßen - Martin
Ich sehe gerade der ESP8266 hat sogar einen ADC... also im Prinzip wäre die Lösung von Martin machbar. Allerdings müßte ich dann die nackten ESP8266 Module irgendwoher besorgen, zur Zeit habe ich nur das Breakout von Adafruit, da ist ja Linearregler drauf, also so wird das nix! Der müßte an eine An/Aus Schaltung. Einen zweiten uC (Winz-Atmel) für diesen Zweck will ich nicht verwenden, dann lieber etwas diskrete Technik davor - wenn möglich!
Vollständigkeitshalber habe ich noch die 4 verbliebenen Invertereingänge auf Masse gelegt - keine sichtbare Änderung bei Stromverbrauch.
Nochmal das ganze Ding gemessen mit den 4 Invertern auf Masse: der Zenerteiler hat max 5µA und der 75HC14 Chip "frisst" bis zu 2mA :/ Wobei der Strom linear mit der Spannung ansteigt.... IC irgendwie defekt? Wenn ich den Chip komplett rausnehme, dann fällt der Verbrauch auf die gesagten wenigen µA...
excurso schrieb: > Wie so oft kann man auch hier einen 555-Timer verwenden. Der hat zwei > Komparatoren und einen Schmitt-Trigger. Für deinen Fall ist ein CMOS-555 > interessant, da er einen Eigenverbrauch von wenigen Mikroampere hat. Kann leider nichts finden über so einen kleinen standby-Verbrauch...? Das Datenblatt von CMOS 555 sagt sogar "bis zu 250uA bei 5V"... Ich nehme an Du hast es nicht gemessen bei C555 als Schmitt-Trigger? Ob das keine Überraschung gibt? (bei 74HC dachte ich auch es seien nur wenige µA...)
Piter K. schrieb: > IC irgendwie defekt? Wir wissen ja trotz einem halben Dutzend Beiträgen nicht mal welcher Schaltplan. Und wieso 4.2V bei einem GoldCap (der hat entweder 2.5 bis 2.7 oder 5 bis 5.5V Maximum), dein Goldcap scheint eher ein LiIon zu sein und der will EXAKTE 4.2V, nicht irgendwelche 4.2V. Falls man einen IC sucht der ab 4.2V einschalten kann und bei 2V wieder ausschaltet bietet sich ein ICL7665 an, der braucht 3uA. Deine Schaltung, die mit HIGH einen MOSFET einschaltet kann eigentlich nur so sein (was aber meiner Meinung nach nicht funktioniert, nicht nur weil der MOSFET bei 2V nicht mehr durchschaltet):
1 | +----+--------+---------+ |
2 | | | | | |
3 | | | | uC-Schaltumg |
4 | Gold | | | |
5 | *Cap MAX6018--|>o--|>o--|I |
6 | | | 1.2 |'14 |S |
7 | | | | | |
8 | | | | | |
9 | +----+--------+---------+ |
Wenn in der Schaltung der "abgeschaltete" uC noch irgendeine Verbindung zur Restelektronik hat,
"...könnten die Milliampere aus drm uC stammen." wollte ich den Satz firtsetzen. Piter K. schrieb: >> da er einen Eigenverbrauch von wenigen Mikroampere hat. > > Kann leider nichts finden über so einen kleinen standby-Verbrauch... Natürlich nicht, der 555 enthält einen internen Spannungsteiler aus 3 x R und kann daher nicht wenig Strom verbrauchen.
MaWin schrieb: > Piter K. schrieb: >> IC irgendwie defekt? > > Wir wissen ja trotz einem halben Dutzend Beiträgen nicht mal welcher > Schaltplan. > > Und wieso 4.2V bei einem GoldCap (der hat entweder 2.5 bis 2.7 oder 5 > bis 5.5V Maximum), dein Goldcap scheint eher ein LiIon zu sein und der > will EXAKTE 4.2V, nicht irgendwelche 4.2V. > Ich dachte die Beschreibung wäre trivial, trotzdem hier ein Versuch eines Schaltplans: + ------------------------ + | | | | L | | Z | | S = |---|74HC14|------T | | | | | | | | R1 | R2 | | | | | | | ------------------------- - S : Solarzelle = : Cap Z : derzeit eine 2.7V Zener + Schaltdiode R1: 500k R2: 1.6M T : 2n3904 (später gegebenfalls durch geeigneten FET zu ersetzen) L : Last (LED+R derzeit) 74HC14 : zwei Inverter in Reihe Die 2V/4.2V Spannungswerte ergaben sich aus den Eigenschaften der Komponenten :) Es ist nur ein "Test" und keine endgültige Schaltung. Wie gesagt, was mir hier den Strom "frisst" ist der 74er... abgesehen davon funktioniert die Schaltung in etwa wie erwartet.
MaWin schrieb: > Natürlich nicht, der 555 enthält einen internen Spannungsteiler aus 3 x > R und kann daher nicht wenig Strom verbrauchen. auch der CMOS 555?
Piter K. schrieb: > T : 2n3904 (später gegebenfalls durch geeigneten FET zu ersetzen) Da hast du doch schon deinen Stromverbraucher. *) P.S.: Was soll der R2 bewirken? Weg damit! *) P.P.S.: Wenn du den MOSFET noch nicht hast, kannst du auch mal 20..50 kOhm zwischen Basis und Ausgang des HC14 legen. Das senkt den Basisstrom dramatisch.
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Hp M. schrieb: > Piter K. schrieb: >> T : 2n3904 (später gegebenfalls durch geeigneten FET zu ersetzen) > > Da hast du doch schon deinen Stromverbraucher. Ne, der ist nicht leitend solange der Ausgang vom 74HC low ist - nachgemessen. Der 74HC "frisst" mir diese bis zu 2mA (wenn ich das Multimeter in die Zuleitung von 74HC auf dem Protoboard hänge dann sehe ich das). Stromverbrauch bis zu 2mA auch komplett ohne T am Ausgang! (keine Last gar nichts). > P.S.: Was soll der R2 bewirken? > Weg damit! Falls T ein FET ist, je nach Vortreiber, könnte es notwendig sein - aber im obigen Beispiel hast Du recht. Kann aber auch auf keinen Fall für die 2mA verantwortlich sein, R2 weg, Schaltung benimmt sich genau gleich. Irgendwie habe ich den Eindruck ich habe irgendwelchen "faulen" 74HC... da steht nicht mal der Hersteller drauf.
Für den ES8266 brauche ich ziemlich genau 3.3V (Arbeitsbereich 3.0-3.6V, anders als ATtiny etc...), d.h. es ist keine gute Idee den direkt an den Goldcap zu hängen. So oder so braucht es einen Regler davor, also bleibt nur die Möglichkeit entweder mit diskreter Vorschaltung an/aus (an, wenn genug Energie drin, damit das Programm ablaufen kann) oder eben mit einem ATTiny an/aus der direkt an Goldcap hängt, wie Martin meinte... Edit: der 3.3V Regler auf dem ESP8266 breakout Board ist entweder ein SPX3819 (EXAR) oder ein AP2112K-3.3 (BCD) - kann ich nicht erkennen, auf dem Teil kann man nur L349 ablesen (wahrscheinlich ein Nachfolger von SPX3819, der mit L319 beschriftet sein soll laut google). Insgesamt beide low dropout Regler (340mV vs 250mV), also recht gute Geschichte. [Zum Verständnis: den ESP8266 gibt es als Breakout mit Regler für 3.5-6V Vin, oder als "nacktes" Platinchen ohne Regler - akzeptiert dann aber nur 3.0-3.6V].
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Piter K. schrieb: > Nur die beiden Inverter sind beschaltet, der Rest "hängt in der Luft" > (noch). Dann solltest du das erstmal ändern. CMOS Eingänge in der Luft können zu lustigen Aktivitäten führen, wenn sich der Eingang aus eben dieser Luft irgendetwas einfängt, was ihn zu lustigem Schwingen animiert.
W.A. schrieb: > Piter K. schrieb: >> Nur die beiden Inverter sind beschaltet, der Rest "hängt in der Luft" >> (noch). > > Dann solltest du das erstmal ändern. CMOS Eingänge in der Luft können zu > lustigen Aktivitäten führen, wenn sich der Eingang aus eben dieser Luft > irgendetwas einfängt, was ihn zu lustigem Schwingen animiert. s.o. : später an Masse geklemmt => keine Veränderung.
Mir ist noch folgendes zu meinem speziellen ESP8266 (Board mit Regler) eingefallen. Was wäre, wenn ich nun folgende Schaltung nehme: Vin + --+---+----------° V+ | | |------ | | |8266BB| S = | Vo | | | ------|Masse | | | --| | | Rb | D | | +--T | | | | | D | | Rx | | +---+-----+--+-+----° V- S : SOlarzelle = : Goldcap 8266BB : ESP8266 Breakout board mit LDO linearregler Rb: basis drive (1-10k) Rx: 100k D : Shottky/Signaldioden Vin: Eingang des Boards zum Regulator Vo: regulierter Ausgang mit 3.3V Die Idee dahinter: Der LDO Regler hat eine steile switch-on Charakteristik bei ca. 3.3V. Er liegt aber über D+D auf über 1.4V über Masse, so daß er erst ab ca. 3.3+1.4=4.7V einschalten sollte. Dann geht der Vo am regulator von hochomig auf 3.3V damit wird T in die Sättigung getrieben und "überbruckt" die beiden Dioden D (bis auf ca. 0.2V dropout bei Sättigung). Damit stelle ich die notwendige Hysterese her... Irgendwo Denkfehler? ---- Zur Vorständigkeitshalber hier das Breakout: https://cdn-learn.adafruit.com/assets/assets/000/024/745/large1024/adafruit_products_schem.png?1429900999
Dein 74HC14 scheint faul zu sein. Ruhestrom im statischen Betrieb sollte etwa bei 2µA liegen lt. dem NXP Datenblatt. Das schafft auch kein 7555 (CMOS 555).
Piter K. schrieb: > Mir ist noch folgendes zu meinem speziellen ESP8266 (Board mit Regler) > eingefallen. Was wäre, wenn ich nun folgende Schaltung nehme: > klappt nicht... der Vout pin des Breakouts führt bereits Spannungen, bevor der Regler "ordenlich" hochgefahren ist... klappt nicht. Das Teil geht in einen Zwischenzustand über, wo ein paar mA in das Board fliessen aber nichts richtig angeht.
Also nochmal eine kleine info zu dem 74HC: ist wohl das floaten des ersten Eingangs die Ursache... Wenn ich direkt den Strom am pin #14 messe, dann steigt er an bis etwa 1.5ma und wenn das ganze auf ON durschaltet, geht der Verbrauch auf #14 auf ca 200µA runter (IMO immer noch zu viel für einen simplen 74HC im statischen Zustand, die restlichen 4 Invertereingänge waren "genullt", Ausgänge frei). Ich hätte für den Standby bei 74HC auf ON eher um 10µA erwartet, kann mich aber irren... Kommentare?
PS: für die Schaltung mit dem HC74 aus Beitrag (2016-11-01 00:22) bräuchte ich für die Dioden etwas mit möglichst extrem starken Anstieg an der Schwelle und möglichst wenig Leckstrom darunter. Hat jemand einen Vorschlag, welche Typen ich noch probieren könnte?
Piter K. schrieb: > Irgendwie habe ich den Eindruck ich habe irgendwelchen "faulen" 74HC... > da steht nicht mal der Hersteller drauf. Ja dann... Ist es wohl gar kein 74HC14, vielleicht nicht einmal ein Schmitt-Trigger, sondern etwas bipolares wie der 74ALS04. Ob es sich um eine CMOS oder um eine bipolare Schatung handelt, kannst du leicht feststellen: Bei den bipolaren 74ern kommt aus den Eingängen ein Strom heraus , den du leicht messen kannst, wenn du den Eingang über ein mA-Meter an GND legst. Je nach Technologie (LS, ALS, S, ...) sind das ca. 0,2..2mA. Bei CMOS-Eingängen hingegen fliesst ein nennenswerter Strom weder hinein noch hinaus. Mit einem sehr empfindlichen Meßgerät kann man vielleicht den Leckstrom der Schutzdioden nachweisen, aber der liegt normaler Weise unter 1µA. Möglicher Weise ist es auch ein völlig anderer CMOS-Typ mit anderem Pinout und der hohe Strom fliesst, weil du zwei gegensätzliche Ausgänge miteinander verbunden hast, da wo du glaubst die beiden Inverter hintereinander geschaltet zu haben. Unterbrich probeweise mal diese Verbindung. P.S.: Piter K. schrieb: > PS: für die Schaltung mit dem HC74 aus Beitrag (2016-11-01 00:22) > bräuchte ich für die Dioden etwas mit möglichst extrem starken Anstieg > an der Schwelle und möglichst wenig Leckstrom darunter. Hat jemand einen > Vorschlag, welche Typen ich noch probieren könnte? Es gibt spezielle Shunt-Regler, wie den TL431, die eine sehr stabile Spannungreferenz ergeben, aber vielleicht probierst du es anstelle von Si-Dioden auch mal mit LEDs in Flußrichtung. Die Spannung hängt i.W. von der Farbe ab. Bei den Zenerdioden für kleine Spannungen wie deinem 2,7V Typ handelt es sich meist auch nur um einen Stapel gewöhnlicher Si-Dioden, die in Flußrichtung betrieben werden.
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Hp M. schrieb: > Ist es wohl gar kein 74HC14, vielleicht nicht einmal ein > Schmitt-Trigger, sondern etwas bipolares wie der 74ALS04. > Ob es sich um eine CMOS oder um eine bipolare Schatung handelt, kannst > du leicht feststellen: > Bei den bipolaren 74ern kommt aus den Eingängen ein Strom heraus , den > du leicht messen kannst, wenn du den Eingang über ein mA-Meter an GND > legst. Den angenommenen Invertereingang auf Masse (über Messgerät 2000µa Bereich) : Messwert 0000-0001 Den angenommenen Invertereingang auf Vcc (über Messgerät 2000µa Bereich) : Messwert 0000-0001 => ich kann also folgern CMOS richtig? Mit kein Hersteller drauf meinte ich nicht, daß gar nichts drauf steht... nur 74HC14, sonst aber kein Logo, gar nichts. Das Teil ist definitiv ein Hex-Schmitt-Trigger. Der Chip (es ist der Chip selbst, nicht der Invertereingang, der floatet) scheint nur verdächtig große Stromwerte (bis zu 2mA) zu ziehen, wenn einer der Eingänge im "verbotenen" Bereich floatet (zwischen LO_max und HI_low). Umgeschaltet wird dann aber nicht (nicht instabil). Wenn der Eingang im "erlaubten" Bereich liegt, geht die Aufnahme deutlich zurück (ca 200µA). Ist das normal bei 74HC oder ist der faul?
Teste den Chip doch mal mit einer konstanten Spannung z.B. 5V als Betriebsspannung sowie Schaltspannung. Ohne und mit Reihenschaltung der Trigger...
Piter K. schrieb: > Wenn > der Eingang im "erlaubten" Bereich liegt, geht die Aufnahme deutlich > zurück (ca 200µA). Hast du meinem Beitrag gelesen? NXP spricht von 2µA Ruhestrom im statischen Zustand. Deine 74HC14 sind also vermutlich Ausschuss.
excurso schrieb: > Teste den Chip doch mal mit einer konstanten Spannung z.B. 5V als > Betriebsspannung sowie Schaltspannung. Ohne und mit Reihenschaltung der > Trigger... Wenn alle 6 Eingänge auf Masse ODER +5V liegen fließt am pin #14 kein meßbarer Strom. Wie ich schon sagte, der Stromverbrauch schnellt in die Höhe, sobald ein Eingang im "Verbotenen" Bereich floatet (also zwischen LO_max und HI_min) - (Stromverbrauch gemessen am #14, NICHT am Invertereingang, am Eingang fließt trotz floaten KEIN meßbarer Strom). Alle 74-Typen haben LO_min/LO_max und HI_min/HI_max, dazwischen ist der Logiklevel streng genommen undefiniert. War mir allerdings nicht bewußt, daß der Chip dann dermaßen zum Stromfresser wird - kann das jemand bestätigen?
Hm die Schaltung wäre noch mit einem CMOS-OPamp zu versuchen (mir suggeriert wurden MCP6041, MAX951 oder LTC1440), ob man damit die floating-Probleme lösen kann weiß ich noch nicht. Zuerst werde ich noch einen "Marken 74HC" nehmen, wenn ich einen kriege (auch als 74AC...). Mal sehen. viele Grüße.
https://s13.postimg.org/9k5zad85z/74ahc.png hier noch vollständigkeitshalber die Charakteristik von 74AHC... scheint also doch normal zu sein, daß im Zwischenbereich am Eingang so viel Strom gezogen wird :( Also werde ich es nun mit einem OPamp versuchen... viele Grüße
Hi also zumindest laut LTSpice würde eine ähnliche Schaltung funktionieren: https://s14.postimg.org/qkw1j60m9/solmos.png R5 ist nur zur Messung da, R7 wäre die Last (ESP8266), ist hier als 1M eingetragen wegen Darstellung (Skala). Die Mosfet wären noch anzupassen (gegen erhältliche Typen), LTC6085 wäre in der Praxis ein 1.7V 1µA Typ (etwas aus der Liste oben). Wäre diese Schaltung in der Praxis stabil? Es geht nur darum ab einer Schwelle stabil einzuschalten und eingeschaltet halten (die untere OFF Schwelle ist in der Praxis egal, da entweder die Energie reicht, um das Programm abzuspulen und der µC schaltet sich selber aus, oder sie reicht eben nicht, dann bringt mir eine Schmitt-Schwelle auch nichts). Ich vermute daß sich der Stromverbrauch in dem "linearen" Bereich (bis zur ON schwelle) auf 10µA oder weniger begrenzen läßt durch die Auswahl entsprechender Komponenten. Es wäre für mich jedenfalls ein Fortschritt im Vergleich zu den bis zu 1.5mA eines 74HC14.... Any comments? thx
Hallo, mir ist da noch was eingefallen. Hier steht ein, von mit gebauter, LED Blitzer, schon seit Jahrzehnten in Betrieb, angetrieben von einem, aus Solarzellenbruch zusammengebrutzelten, Solarmodul (ca. 20 mA bei voller Sonne und Ausrichtung auf die Sonne, momentan liegt es in der Nähe das Fensters flach auf dem Regal), Energiespeicher sind 3 Elkos, ein, aus Transistoren aufgebauter, Schmitt Trigger steuert die LED. Auch bei trübem Wetter blitzt das so vor sich hin, dann halt nur ein Blitz pro 90 Sekunden. Das ist eigentlich fast was Du suchst, nur viel kleiner. Schaltplan müsste ich suchen, das Ding ist enstanden, lange bevor ich einen Computer hatte, da ging das noch mit Papier und Bleistift. Für die Platine wurden die Leiterzüge, vor dem Ätzen, mit Asphaltlack aufs Basismaterial gepinselt. An das, recht simple, Funktionsprinzip kann ich mich aber noch gut erinnern. Auf dieser Basis habe ich mal was gezeichnet, angepasst an deine 200 mA, Dimensionierung ist eher Pi x Daumen, und nicht getestet. R4 muß klein genug sein, um Q3 den nötigen Basisstrom zu liefern. Bei R5 muß man etwas probieren, ist er zu hoch, fließt immer ein kleiner Strom durch Q3, ist er zu niedrig, kippt die Schaltung erst, wenn schon ein nennenswerter Strom durch Q2 und R4 fließt. Bei kleinen Ladeströmen könnte die Schaltung dann in diesem Zustand 'hängenbleiben'. Auch bei dieser Schaltung steigt die Stromaufnahme in der Nähe der Schaltschwelle an, sollte aber deutlich besser sein als der 74HC14. Bei den anderen Widerständen ist durchaus noch Spielraum nach oben, aber das Ganze wird halt empfindlich, was Einkopplungen anbelangt. (Hand in der Nähe kann da schon Fehlfunktionen verursachen.) Ein Problem könnte der Eingangselko des ESP8266-Moduls sein. Übrigens: Bei kleinen Spannungen sind LEDs, von der stabilisierenden Wirkung her, meist besser als Z-Dioden für die gleiche Spannung. Mit freundlichen Grüßen - Martin
@Martin: jetzt das ganze noch mit MOSFETs :)
Piter K. schrieb: > Wenn > der Eingang im "erlaubten" Bereich liegt, geht die Aufnahme deutlich > zurück (ca 200µA). > > Ist das normal bei 74HC oder ist der faul? Faul! Der maximale Strom hängt zwar von der Betriebsspannung ab, aber 2mA sind definitiv zuviel und 200µA wahrscheinlich auch. Die entsprechenden Diagramme für Betriebsspannungen von 2V, 4,5V und 6V findest du in diesem Dokument auf Seite 9: http://cache.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT14.pdf
@Martin ich habe das mal spaßeshalber in Spice eingegeben: https://s18.postimg.org/efom9mf09/solmos2.png Der Schwachpunkt ist der Strom durch R4, wenn die Schaltung an ist, aber sonst sieht es relativ gut aus, danke! Ich habe Q3 versuchsweise durch MOSFET ersetzt, funktioniert (je nach Mosfet eben). Der Ursprung des Spikes an der Schaltschwelle ist mir nicht ganz klar: Umladestrom des Gates? Artefakt von Spice (Umschalten so schnell daß der Strom rechnerisch beliebig hoch wird?)?
Schönes Simulationsergebnis! Bei dem Spike hast Du vermutlich Recht, der MOSFET wird ja auch zügig eingeschaltet, Q2 wirkt da als Gate-Treiber. Beim Ausschalten gehts ja wesendlich ruhiger zu. Ja, das wäre auch mein Gedanke gewesen, Q3 durch einen P-MOSFET zu ersetzen, sollte halt ein Typ sein, der für 2,5V UGS (genaugenommen -2,5V da P-Kanal) spezifiziert ist, Solche habe ich bei Reichelt schon mal gekauft. R7 (In deiner Simulation) könnte man vermutlich weglassen. Q2 brauchst Du wohl auch nicht, in der Ursprungsschaltung war er nötig, um genügend Basisstrom für Q3 zu haben. Q1 würde ich als Bipolartransistor belassen, einerseits ist die BE-Schwellspannung quasi die Referenz für die Schaltschwelle, und MOSFETs haben bei der Gate-Schwellspannung eine recht große Exemplarstreuung. Andererseits sollte ein kleiner Spannungshub an diesem Punkt schon für einen großen Spannungshub am Ausgang sorgen, für ein gutes Kipp-Verhalten. Man sollte darauf hin optimieren, das der Einschalt-Kipppunkt möglichst weit 'vorne' liegt, damit der Aufbau nicht im Stromanstieg vorm Kippen 'hängenbleibt'. Das Verhältnis von R4 zu R5+R6 (In deiner Simulation) könnte man auch noch optimieren, sprich R4 größer machen, das 'Hyterese-Poti' ist ja schon weit aufgedreht. Bei der LED könnte man wohl eine mit höherer Flußspannung wählen, dann lässt sich die Schaltschwelle vielleicht besser einstellen. Mit freundlichem Gruß - Martin
Hp M. schrieb: > Es gibt spezielle Shunt-Regler, wie den TL431, die eine sehr stabile > Spannungreferenz ergeben, Klar, wenn man täglich Batterien nachlegt, der will mindestens 100uA sehen, eher 1mA. Auch TLV431 bringt nicht wirklich Linderung wenn es Spannungsreferenzen gibt die mit unter 1uA auskommen.
@Martin: also ohne Q2 will das Ding nicht so richtig...
Piter K. schrieb: > also ohne Q2 will das Ding nicht so richtig... MOSFET mit recht hoher Gate-Kapazität? Für die 200 mA Ausgangsstrom braucht man keinen 50A-Prügel, versuche mal z.B. den IRLML6302, oder den IRLML2246. Sind kleine P-MOSFETs im SOT-23 Gehäuse. Mit freundlichem Gruß - Martin
Martin S. schrieb: > IRLML2246. Sind kleine P-MOSFETs im SOT-23 Gehäuse. Ja im SOT23 finde ich jede Menge, ist aber schlecht von Hand zu löten, bräuchte etwas mit TO92 oder HVMDIP (oder ähnlich), gibt's leider nicht so viel Auswahl. Ich wollte die Schaltung eigentlich auf Lochraster zusammenschustern (keine geätzte Platine).
SOT-23 lässt sich recht gut auf Lochraster verbauen, habe schon deutlich über 100 Stück verbaut, die passen gut auf 3 benachbarte Lötaugen, sogar so, daß noch Drähte in die Bohrungen dieser Lötaugen passen. Habe mich damit angefreundet, als ich gemerkt habe, daß es TO-92 (Bei Bastler-Shops) nur wenig gibt, und dann nur so 25 mA MOSFETs, und alles Größere halt solche zig A Brummer sind. Vielleicht geht ja auch SO-8, bei Denen sind alle 4 Anschlüsse, auf einer Seite Drain, auf der anderen Seite ist, in der Ecke, ein Pin Gate, und die restlichen 3 sind Source. Die können auch gut auf Lochraster gelötet werden, man muß halt nur darauf achten, daß das Gate seine eigene Lötinsel hat. Mit freundlichem Gruß - Martin
@Martin: ich würde die Schaltung gerne "spiegeln", also Q1 PNP, Q2 NPN, Q3 n-mosfet... dann hätte ich wesentlich bessere Auswahl für Q3!
Das sollte problemlos gehen, nicht vergessen die LED umzudrehen. Du trennst dann halt die Masse, ist aber kein Problem, wenn die Masse mit nichts Anderem verbunden ist. Mit freundlichem Gruß - Martin
Wenn ich alle Polaritäten umdrehe (V1, D1, Q1-Q3) dann müßte die Schaltung doch genauso funktionieren? Oder muss ich auch noch die Spannungsteiler "drehen"? Bin gerade nicht ganz sicher...
also so richtig will es nicht klappen mit dem "umdrehen"
Dann hast Du zu viel, oder zu wenig umgedreht. Bipolar-Transistoren: NPN gegen PNP, und umgekehrt, tauschen, B bleibt B, E bleibt E, C bleibt C. MOSFET: P-Kanal gegen N-Kanal tauschen, G bleibt G, S bleibt S, D bleibt D. LED: Umdrehen. Versorgungsspannung umpolen, Eingangsspannung ist nun negativ gegen GND. Alle anderen Bauteile (Widerstände, Trimmer) bleiben an ihrem Platz. Mit freundlichem Gruß - Martin
Ok, glaub der FET war falsch herum. sieht jetzt so aus: https://s16.postimg.org/gj8tkzuud/solmos3.png die Last wäre dann R11 (hier als 1M zwecks "Eigenverbrauchsmessung" der Schaltung), die gegen Masse gezogen wird richtig? Der Si4980 wäre IMO vergleichbar mit IRLD024 oder IRLD120, von denen ich wohl was herumliegen hatte (eignet sich gut fürs Protoboard...). Wenn ich den noch finde, dann kann ich es morgen testen :) viele Grüße
Ja, das sieht gut aus! Mit freundlichem Gruß - Martin
Martin S. schrieb: > Auch wenn ich sicher nicht das gleiche mache, habe ich hier mehrere > Aufbauten, bei denen Goldcaps solar geladen werden, mit einem Atmel > Mikrocontroller, der davon versorgt wird, und wenn genug 'Saft' da ist, > ein paar LEDs ansteuert. > > Die Versorgung habe ich aber anders gemacht. Der Mikrocontroller hängt > immer an dem Goldcap, und ist die meiste Zeit im Sleep-Mode. interessant - welches Solarpanel und Goldcap benutzt du in deiner Schaltung?
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