Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trigger für Solardiscokugel


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von batman (Gast)


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Hallihallo hallöchen,
was gibts denn noch für diskrete Schmitttriggerschaltungen für UB um 
1.3V, aber mit großer Hysterese und kleinem Ruhestrom?

Idee:
Meine Discokugel soll mittels 0.5V/20mA Getriebemotor und 
NiMH-Mignonzelle gedreht werden, wenn die Akkuspannung durch die 
parallel geklemmte Solarzelle über ca. 1.4V gestiegen ist. Dann soll der 
Motor laufen, bis die Spannung unter ca. 1.2V abgesunken ist (Werte 
verhandelbar).

Geht das mit Standardbausteinen aus der Kiste? Den 
NPN-NPN-Standardschmitttrigger kann man bei den Anforderungen vergessen?

von THOR (Gast)


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batman schrieb:
> Hallihallo hallöchen,
> was gibts denn noch für diskrete Schmitttriggerschaltungen für UB um
> 1.3V, aber mit großer Hysterese und kleinem Ruhestrom?

Warum diskret?

> Idee:
> Meine Discokugel soll mittels 0.5V/20mA Getriebemotor und
> NiMH-Mignonzelle gedreht werden, wenn die Akkuspannung durch die
> parallel geklemmte Solarzelle über ca. 1.4V gestiegen ist. Dann soll der
> Motor laufen, bis die Spannung unter ca. 1.2V abgesunken ist (Werte
> verhandelbar).

1. Eine Solarzelle reicht da nicht, muss schon ein Modul mit 3 oder mehr 
Zellen sein.
2. Motorspannung 0,5V, Akkuspannung 1-1,5V? Spannungswandler hast du 
schon vorgesehen, oder?

> Geht das mit Standardbausteinen aus der Kiste? Den
> NPN-NPN-Standardschmitttrigger kann man bei den Anforderungen vergessen?

Nen LM358 mit Rück- und Mitkopplung beschalten?

von batman (Gast)


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Ja stimmt, das ist ein Solarmodul von einer Gartensolarlampe mit 1 
Zelle.

Der Motor darf 0.4V bis 5.9V, soll aber möglichst langsam drehen.

Mal sehen was der LM358 mit 1.3V macht. Lt. Datenblatt will er min. 3V.

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


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Hmm, wenn die minimale Versorgungsspannung eines 74HC14 nicht 2V wäre, 
du also 2 Solarzellen (und 2 Akkus) verwendest, wäre das die Ein-Chip 
Lösung, denn alle Gatter zusammen könnten etwa 100mA liefern (Ein 
Triggergatter und 5 parallele Booster). Da die CMOS Ausgänge auch nahezu 
die Betriebsspannungsgrenzen erreichen, gäbs da keine weiteren Verluste.

: Bearbeitet durch User
von Martin S. (led_martin)


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Vorsicht mit dem 74HC14, liegt die Eingangsspannung in der Nähe der 
Schaltschwelle, bracht Der deutlich mehr Strom, als man es bei einem 
CMOS-Schaltkreis vermuten würde.

In diesem Thread wurde schon darüber diskutiert:

Beitrag "Supercap mit Solarzelle laden / ab Schwelle einschalten"

Da hatte ich diese Schaltung vorgeschlagen, sie ist abgeleitet von einem 
LED-Blitzer, den ich mal gebaut hatte:

Beitrag "Re: Supercap mit Solarzelle laden / ab Schwelle einschalten"

Vielleicht lässt sich das ja für diese Anwendung anpassen.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von THOR (Gast)


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batman schrieb:
> Mal sehen was der LM358 mit 1.3V macht. Lt. Datenblatt will er min. 3V.

Das stimmt, den kannst du so ohne weiteres nicht verwenden.

batman schrieb:
> Ja stimmt, das ist ein Solarmodul von einer Gartensolarlampe mit 1
> Zelle.

Die Gartensolarlampen haben meistens mehr als eine Zelle. Bei 0,5V 
leuchtet keine LED.

> Der Motor darf 0.4V bis 5.9V, soll aber möglichst langsam drehen.

Dann brauchst du entweder nen Step-Down auf 0,5V (schwer, da meistens 
1,25V Feedbackspannung), nen Linearregler (der dir dann über die Hälfte 
des Solarstroms verbrät) oder nen Motor der bei 1,2V langsam genug dreht 
(Getriebe).

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


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THOR schrieb:
> Die Gartensolarlampen haben meistens mehr als eine Zelle. Bei 0,5V
> leuchtet keine LED.

Doch klar. In jeder dieser Gartenlampen ist ein Joule Thief, der mit den 
1,2V des Akkus auch die 3V erzeugt, um eine weisse LED zum Leuchten zu 
bringen. Geht meistens bis zu etwa 0,7V Minimum.

Das die Solarzellen es nicht schaffen, den Akku richtig zu laden, ist 
aber bekannt.

von THOR (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> THOR schrieb:
>> Die Gartensolarlampen haben meistens mehr als eine Zelle. Bei 0,5V
>> leuchtet keine LED.
>
> Doch klar. In jeder dieser Gartenlampen ist ein Joule Thief, der mit den
> 1,2V des Akkus auch die 3V erzeugt, um eine weisse LED zum Leuchten zu
> bringen. Geht meistens bis zu etwa 0,7V Minimum.
>
> Das die Solarzellen es nicht schaffen, den Akku richtig zu laden, ist
> aber bekannt.

Es ging um die Zahl der Zellen, die meistens 3 beträgt. Zwischen 
Solarzelle und Akku hab ich noch nie nen Spannungswandler sehen können.

von R. M. (Gast)


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Martin S. schrieb:
https://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/4781167

So in etwa, hätte ich das auch vorgeschlagen, wobei man den mittleren 
Transistor noch einsparen könnte, bzw hier wohl sogar müsste. Die 
Sättigungsspannung des Ausgangstransistors von etwa 0,2-0,3V sollte auch 
nicht sooo weh tun. Die LED als Referenzelement müsste natürlich auch 
raus, Referenz ist dann nur die (etwas temperaturabhängige) Ube des 
linken Transistors. Da Du hier aber die Schwellwerte und Hysterese dann 
recht feinfühlig einstellen kannst, wird es dir wahrscheinlich auch 
nicht wehtun, das es die Solarzellen(n) wohl nicht ganz schaffen wird, 
den Akku auf 1,4V zu bringen - zummindest nicht um diese Jahreszeit - 
brrr ;-)

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


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THOR schrieb:
> Es ging um die Zahl der Zellen, die meistens 3 beträgt.

Du hast vermutlich lange keine Solarlampe dieser Klasse mehr demontiert. 
3 Zellen gibt es schon lange nicht mehr, es sind nur noch die mit einer 
Zelle üblich.

von Martin S. (led_martin)


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Matthias S. schrieb:
> Du hast vermutlich lange keine Solarlampe dieser Klasse mehr demontiert.
> 3 Zellen gibt es schon lange nicht mehr ...

Hier hat es wohl ein Missverständnis gegeben. THOR meinte nicht die Zahl 
der Akku-Zellen, sondern die Anzahl der in Reihe geschalteten 
Solar-Zellen, die das Solarmodul bilden. 3 ist da noch knapp, 4 sind 
es mindestens, es muß ja noch eine Entladeschutzdiode dazwischen. Für 
Begriffsverwirrung sorgt, daß solche kleinen Solarmodule oft unter dem 
Begriff Solarzelle verkauft werden, z.B. bei eBay, aber auch schon bei 
Conrad so gesehen.

z.B.: 
Ebay-Artikel Nr. 152231703667

@R. M. (restmuell): Ja so in der Art hätte ich das auch gemacht. Der 
mittlere Transistor ist nur nötig, wenn man größere Ströme schalten 
will, wie in dem Ursprungsthread.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von batman (Gast)


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Danke sehr gut, genau sowas habe ich gesucht. Bei Diskreten lernt man 
doch viel mehr.

(Min.) 2 Sachen habe ich in der Schaltung von Martin nicht verstanden 
und deshalb abgeändert:

1) Wozu dient genau der mittlere Transistor? Klar, er verstärkt Strom 
aber wäre das nicht eher am Ausgang nützlicher? Hab ich entsprechend 
umgestellt.

2) Warum ist die Rückkopplung mit 6,6M so extrem schwach 
(störungsanfällig)? Habe ich geändert.

Der angehängte Emitterfolger Q3 verstärkt den Strom für den durch R1 
repräsentierten Motor und reduziert nebenbei die Spannung (Drehzahl), 
was hier auch erwünscht ist. Naja, Hauptsache dreht sich. :)

von batman (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hier ist noch zugehörige LT-Spice Datei.

von Martin S. (led_martin)


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Hallo batman

Zu 1):
Im ursprünglichen Thread wurde, im Gegensatz zu hier, gefordert, daß die 
Last möglichst viel Spannung bekommt, und es war auch ein gewisser 
Laststrom gefordert, da ist die zusätzliche Stromverstärkung 
erforderlich.

Zu 2):
Ein grosser Teil des Widerstandsnetzwerks führt auch schon unterhalb der 
Schaltschwelle Strom, wenn nun gefordert ist, im AUS-Zustand möglichst 
wenig Stromaufnahme zu haben, sollte man diese Widerstände halt so 
hochohmig machen, wie es die, ausreichend stabile, Funktion erlaubt. 
(Auf die Empfindlichkeit der Schaltung habe ich dort auch hingewiesen, 
man könnte natürlich eine Abschirmung drum herum bauen.) Die 
Aufgabenstellung im ursprünglichen Thread war halt auch etwas anders, da 
wurde ein Supercap mit einem kleinen Strom geladen, deutlich kleiner als 
der Strom bei aktiver Schaltung, und wenn die Spannung hoch genug ist 
soll die Last zugeschaltet werden, die dann aber nur kurz läuft, bis die 
Schaltschwelle unterschritten wird, und der Zyklus beginnt von vorne.

Mit freundlichem Gruß - Martin

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