Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladestrom mit LED anzeigen?


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von Tom B. (tom2003)


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Hallo,

ich möchte mir den Ladevorgang meines Handys mit einer LED anzeigen 
lassen. Die Schaltung soll zwischen Ladegerät und Handy.

Gemessen habe ich den Ladestrom am Anfang mit knapp 400mA und wenn die 
Ladung fertig ist, fließen noch 15mA.


Die Schaltung im Anhang habe ich mir ausgedacht, aber sie funktioniert 
nicht gut.

Die LED wird viel zu zeitig dunkel.

Die LED sollte konstant leuchten und bei 15mA ausschalten.

Beim googeln habe ich gesehen, dass man das mit OPV machen kann, finde 
aber keine für mich geeignete Schaltung.

Kann mir bitte Jemand helfen?


Vielen Dank.


Tom

von Uhu U. (uhu)


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Das funktioniert leider nicht, weil das Auge eine logatrithmische 
Charakteristik hat, während die Helligkeit der LED in deiner Schaltung 
linear mit dem Strom ansteigt.

Eine brauchbare Lösung wäre, wenn du aus dem Strom eine Impulsfrequenz 
ableitest und damit die LED blinken läßt.

von Thomas M. (Firma: https://img.favpng.com/23/21/3) (thomasmopunkt)


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oder Du drehst das Handy einfach so, das Du die kontrolleuchte des 
Handys sehen kanns,t..die sind meißt so konzipiert das sie bei LAdung 
leuchten und wenn fertig entweder die Farbe wechseln oder ausgehen .-)

von Olaf (Gast)


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> Kann mir bitte Jemand helfen?

Das geht so garnicht weil dein Handy seinen Ladestrom auf Basis des 
Kabelwiderstandes einstellt.

Du braeuchtest also:

1. Einen OP der mit 0.1Ohm in der Zuleitung arbeiten kann.
2. Einen Logarithmierer um deine Augenempfindlichkeit rauszurechnen.
3. Einen Umgebungslichtsensor der die Helligkeit an die Umgebung anpasst 
weil das die Blende im Auge auch macht.
4. Einen Stromausgang fuer die LED.

Du koenntest einen Microcontroller nehmen und den Strom im Morsecode 
ausgeben. Das ist einfacher. :)

Olaf

von Der Andere (Gast)


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Die Handys die ich kenne zeigebn das alle von sich aus an.
Insofern verstehe ich den "use case" nicht so ganz.

von HP (Gast)


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Wenn ich das richtig verstehe geht es nur darum dass die LED während des 
Ladevorgangs leuchtet. Nicht darum dass sie die Helligkeit ändert.
In dem Fall ist das Stichwort Schmitt-Trigger. Da gibt es verschiedene 
Schaltungen. Auch mit OPV.
Einfach mal eine Suchmaschine der Wahl anschmeißen. Das gehört zu den 
Elektrotechnik-Grundlagen.

von Uhu U. (uhu)


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Olaf schrieb:
> 2. Einen Logarithmierer um deine Augenempfindlichkeit rauszurechnen.

Andersrum wird ein Schuh draus: man muss die Umkehrfunktion des 
Lograrithmus anwenden, also die Exponentialfunktion. Und damit ist schon 
klar, dass das nix wird...

von Uhu U. (uhu)


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Tom B. schrieb:
> Die LED wird viel zu zeitig dunkel.

Die BE-Diode des Transistors hat eine Schwellspannung von ~0,6 V. Wenn 
die BE-Spannung - also die Spannung über dem 4 R - kleiner ist, als die 
Schwellspannung, dann macht der Transistor zu und die LED geht aus.

von HP (Gast)


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Ach ja. 4 Ohm als Messwiderstand sind wirklich zu viel. So aus dem Bauch 
heraus würde ich ein gutes Stück unter 1 Ohm bleiben.
Als Tipp: Rechne mal den Worst Case, also maximal möglicher Strom, mit 
dem gewünschten Widerstand und gleich das mit der USB-Norm ab.
Den Spannungsfall brauchst du ja aber ohnehin zur Schaltungsauslegung

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Es gibt dedizierte Strommessverstärker, die auch mit 10mOhm 
zurechtkommen. Deren Datenblätter sind voll mit Schaltungsbeispielen. 
Dahinter ist nur noch ein Schwellwertschalter notwendig. Vielleicht 
malst du dir ein paar Kästchen mit den Komponenten, suchst dann in einem 
Elektronik-Lehrbuch nach Schaltungsbeispielen und fügst das dann 
zusammen.

von Tom B. (tom2003)


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Danke für Eure Antworte.

HP hat Recht, beim Anstecken des Handys soll einfach nur eine LED 
leuchten, und bei Ladungsende ausgehen. Mehr nicht.

Mein Handy steckt in einer Hülle, das sehe ich keine Kontrolleuchte.



Tom

von A. S. (achs)


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Falls Du die bisherige Schaltung pimpen willst Und 4,2V zur Ladung 
ausreichen:

Die 20mA der LED sind zu groß. Also effiziente nehmen und mit ~ 1mA 
betreiben, oder 1k statt 150R

Die 4Ohm sind zu klein. Wenn Du bei 30mA Ladestrom etwa 0,6V haben 
willst, wären 0,6/0,03 --> 20 Ohm notwendig.

der 1k ist zu groß. Da kannst du auch 50 Ohm nehmen.

Um den Spannungsabfall am Shunt zu begrenzen, brauchst Du zusätzlich 
eine Diode zwischen 5V und Last, 0,7V. Dann kannst Du den orignalen 4Ohm 
Widerstand als Basisvorwiderstand nehmen (also statt 1k bzw. 50 Ohm´).

Also:
statt 4R: 20R+parallele Diode
statt 1k: 4R
statt 150R: 1k
statt originale uralt-LED eine für 20Cent oder 30Cent.

von Olaf (Gast)


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> statt 4R: 20R+parallele Diode

Wenn das Handy einen Spannungsabfall von 250mV erkannt hat dann geht es 
davon aus das es zuviel Strom zieht und regelt seinen Ladestrom runter.

Olaf

von batman (Gast)


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Nur mal angenommen, wir wollen mit 5V eine 3,5V Batterie laden und 
setzen einen 20 Ohm Shunt dazwischen. Dann benommen wir maximal 
(5-3,5)/20=75mA Ladestrom. Ob das hübsche Lämpchen das Warten wert ist?

Im Ernst, so kleine Meßspannungen mußt du wohl verstärken, dann geht 
auch ein vernünftiger Shunt.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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1
                     R1
2
+5V In o---+--------[===]-----+----------------------o +5V Out
3
           |                  |              
4
           |                  +--------|>|-------+  D1
5
           +--------------+   |                  |
6
           |              |   +--[===]---[===]---+  P1
7
           |              |       R5       ^     |
8
          |~|             >\|              |     |
9
     R3   |_|         T1    |--------------+     |
10
           |               /|                    |
11
    LED1   +--|>|---+     |                      |
12
                    |    |~|  R2                 |
13
                    |    |_|                    |~|  R4
14
                     \|   |                     |_|
15
                 T2   |---+                      |
16
                    </|                          |
17
                    |                            |
18
                    |                            |
19
                    |                            |
20
GND o---------------+----------------------------+---o GND

R1 = 0,1 Ω
R2 = 4,7 kΩ
R3 = 270 Ω
R4 = 2,7 kΩ
R5 = 1,2 kΩ
P1 = Trimmpoti 1 kΩ linear
T1 = BC327-40  (irgendein kleiner PNP)
T2 = BC337-40  (irgendein kleiner NPN)
LED1 = irgendeine Leuchtdiode

R4 lässt einen Strom durch D1 fließen, so dass an ihr ständig 0,7V 
abfallen. Mit dem Poti P1 greift man einen Teil dieser Spannung (0,4 bis 
0,7V) ab, um die Basis von T1 vorzuspannen.

Beim Laden addiert sich der Spannungsabfall an R1 zu dieser Vorspannung, 
so dass der Transistor T1 leitet. Dessen Ausgang steuert Basis von T2 
an, der die LED einschaltet.

Mit P2 stellt man die Einschaltschwelle ungefähr im Bereich 0 bis 3A 
ein.

: Bearbeitet durch User
von A. S. (achs)


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batman schrieb:
> Nur mal angenommen, wir wollen mit 5V eine 3,5V Batterie laden und
> setzen einen 20 Ohm Shunt dazwischen. Dann benommen wir maximal
> (5-3,5)/20=75mA Ladestrom.

warum sollte man das tun??

Achim S. schrieb:
> statt 4R: 20R+parallele Diode

von MaWin (Gast)


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batman schrieb:
> Nur mal angenommen, wir wollen mit 5V eine 3,5V Batterie laden und
> setzen einen 20 Ohm Shunt dazwischen. Dann benommen wir maximal
> (5-3,5)/20=75mA Ladestrom. Ob das hübsche Lämpchen das Warten wert ist?
>
> Im Ernst, so kleine Meßspannungen mußt du wohl verstärken, dann geht
> auch ein vernünftiger Shunt.

Es gäbe noch die andere Lösung, vor der 5V Regelung den Strom zu messen:
1
                         +----+
2
  +-----+--|>|--+--R--+--|7805|--o
3
  |     |       |     |  +----+
4
  S  +--(--|>|--+     |     |
5
  S  |  |       |     |     |
6
  S  |  |     Elko  330nF   |   USB
7
  S  |  |       |     |     |
8
  S  |  +--|<|--+     |     |
9
  |  |          |     |     |
10
  +--+-----|<|--+-----+-----+----o
Bei dieser Schaltung darf der R 39 Ohm und grösser sein damit auch Toms 
Originalschaltung ab 20mA schon leuchtet, und nicht der Aufwand von 
Stefanus nötig ist. Bei Schaltnetzteilen muss der R dann vor den Abgriff 
an dem der TL431 die Ausgangsspannung misst.

von batman (Gast)


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Aua 39*0.4²= 6.24 Watt, das wäre eine gute Ladeanzeige für Blinde.

3 Teile: Shunt, Poti, Komparator.

Mit dem Poti teilt man sich eine Referenzspannung aus den geregelten 5V 
und vergleicht damit die Spannung hinterm Shunt mit dem Komp.

von Tom B. (tom2003)


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Guten Morgen und Danke für Eure Vorschläge.

Wie müsste die Schaltung von batman aussehen? Ich kenne mich mit 
Komperatoren noch gar nicht aus.


Brauche ich da nicht zwei Betriebsspannungen, also + Ub und -UB?



Tom

von W.A. (Gast)


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Uhu U. schrieb:
> Die BE-Diode des Transistors hat eine Schwellspannung von ~0,6 V

Der Begriff "Schwellspannung" für eine Diodenkennlinie entspringt nur 
einem beschränkten Horizont des Betrachters.

Die UI-Kennlinie verläuft exponentiell.
https://de.wikipedia.org/wiki/Diode#Ideale_Diode_.2F_Shockley-Gleichung

Und damit ist auch das nicht vorhandene Schaltverhalten der 
ursprünglichen Schaltung zu erklären.

von asdfgttt (Gast)


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Tom B. schrieb:
> Mein Handy steckt in einer Hülle, das sehe ich keine Kontrolleuchte.

Bohr ein Loch in die Huelle, wo die LED sitzt.

asdfgttt

von Harald W. (wilhelms)


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asdfgttt schrieb:

>> Mein Handy steckt in einer Hülle, das sehe ich keine Kontrolleuchte.
>
> Bohr ein Loch in die Huelle, wo die LED sitzt.

...aber Handy vorher rausnehmen. :-)

von Tom B. (tom2003)


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So ein Mist!

Hättet Ihr nicht gleich sagen können,dass ich das Handy vorher 
rausnehmen muss?



Tom

von (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)


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Mein Schlaufon leuchtet beim Laden eigentlich auch groen.
Aber es fliesst kein Ladestrom.

Aber die freundlichen Chinesen haben mir einen "Charger Doctor"
fuer wenige Eu hinterhergeworfen.
Seit dem hab ich das im Griff.

von batman (Gast)


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Im Prinzip so. Im Schaltplan simuliert I1 einen variablen 
Stromverbraucher (den Akku), V1 das 5V-Netzteil. Der Komparator ist der 
erstbeste aus der Liste gegriffen, ohne aufs Datenblatt zu gucken - also 
keine Ahnung ob er dabei raucht.

Die Grafik zeigt die LED-Spannung V(n003) und den Shuntstrom I(R4).

von Tom B. (tom2003)


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Ich danke Dir.



Tom

von Jobst M. (jobstens-de)


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Gibt es da keine Äpp ...?

... die das Handy laut " VOOOOLLL " sagen lässt!?


Gruß

Jobst

: Bearbeitet durch User

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