Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lichtabhängige Einschaltverzögerung


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von Luca (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe eine Aufgabenstellung bekommen, und dass ist leider gar nicht 
mein Bereich.

Wenn eine LED erlischt, dann soll 50 Sekunden später ein Magnet betätigt 
werden. Daher die LED auch mal flackert muß das Flackern abgefangen 
werden.

Meine Idee war, eine Schaltung aus 3 Stufen aufzubauen.
1. eine Dunkelschaltung
2. eine Einschaltverzögerung mit 3 Sekunden damit das Flackern 
eliminiert wird
3. eine Einschaltverzögerung mit 47 Sekunden

Zu meinen beiden Fragen:
Bin ich damit auf dem richtigen Weg oder liege ich total daneben?
Wer kann mir bei der Auswahl der Bauteile helfen?

Ich bedanke mich schon mal für eure Unterstützung.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die Aufgabenstellung ist noch unvollständig. Was soll passieren, wenn 
das Licht innerhalb der 50 Sekunden wieder an geht? Wie lange soll der 
Magnet betätigt werden?

Müssen es genau 50 Sekunden sein, oder darf es +/-10% 
abweichen/schwanken?

von Werner H. (werner45)


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Einfacher ist ein nachtriggerbares Monoflop mit 50s. Das fängt das 
Flackern ab, weil es bei Licht immer neu startet.

Gruß   -   Werner

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die Aufgabenstellung ist noch unvollständig. Was soll passieren, wenn 
das Licht innerhalb der 50 Sekunden wieder an geht? Wie lange soll der 
Magnet betätigt werden? Müssen es genau 50 Sekunden sein, oder darf es 
+/-10% abweichen/schwanken?

> Bin ich damit auf dem richtigen Weg

Ich denke: ja, dein Entwurf könnte klappen. Es sei denn, die noch nicht 
genannten Anforderungen verlangen etwas anderes.

> Wer kann mir bei der Auswahl der Bauteile helfen?

Für den NE555 gibt es Webseiten, die Dir passende Bauteile berechnen. 
Für die Bauteile um den Fotowiderstand würde ich experimentieren, da die 
Fotowiderstände sehr unterschiedlich sind und der den man schon kennt 
meisten nicht mehr verkauft wird. Außerdem hängt es sehr vom Licht ab.

Auf jeden Fall würde mir die Relais zwischen den Stufen einsparen 
wollen.

Mir fällt dazu dies ein: Zuerst das Signal zum Entstören vom 
Fotowiderstand durch einen Tiefpass leiten, und dann damit das Monoflop 
triggern. Dann brauchst du sogar nur einen NE555.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Retriggerbares Monoflop wurde schon genannt. Das löst die Aufgabe 
dahingehend, daß ohne 50 Sekunden Dauerlicht nichts passiert.

Kurzzeitiges Flackern könnte auch auch ignorieren, wenn man den 
Reset-Eingang dieses Monoflops träger macht (falls gewünscht).

Die Funktion ähnelt sehr stark einer Schaltung für lichtgetriggerte 
Badlüfter. Vielleicht findet man dazu auch eine komplette Schaltung.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Statt einen Haufen NE555 könntest du auch einen CD4584B (6x Schmitt 
Trigger) verwenden.
1
                     Poti
2
          LDR        100k   
3
9V + o---[===]---+---[===]---| GND             (Sensor)
4
                 |
5
                 |   330kΩ       10µF
6
                 +---[===]---+---||-----|      (Entstörung)
7
                             |    ____
8
                             |   |    |   
9
                             +---| ST |o---+
10
                  1N4148         |____|    |
11
                                           |
12
                 +---|>|-------------------+
13
                 |
14
9V + o---[===]---+---||---| GND                (Monoflop)
15
         470kΩ   |  100µF               
16
                 |    ____       
17
                 |   |    |     
18
                 +---| ST |o---+
19
                     |____|    |       
20
                               |        
21
+------------------------------+ 
22
|           + 9V                             
23
|             o
24
|             |
25
|             |
26
|   4,7kΩ   |/<                               (Ausgangstreiber)
27
+---[===]---|    BC327-40                                  
28
            |\                             
29
              |    1N4148                       
30
              +-----|<|----+-----| GND  
31
              |            |
32
              +----XXXXX---+
33
                 Relais

Jetzt hast du noch 4 Schmitt Trigger übrig. Eventuell magst du anstelle 
des kleinen Transistors einen P-MOS verwenden, der den Magneten direkt 
ansteuert.

Die Zeiten der beiden R/C Glieder sind ganz simpel: t=R∙C

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Sind die 9V zwingend? Ist die Stromversorgung eine 9V-Block-Batterie?
Wenn ja: lange kannst du mit dem ein Relais nicht angezogen lassen und, 
wie in deinem Ausgangspost, drei Relais erst recht nicht.

Ich plädiere bei langen Zeiten immer für eine µC-Lösung. Ein kleiner 
Tiny kann das platzssparend lösen. Den mit drei AA zu versorgen (wenn 
Batteriebetrieb) hält deutlich länger. Und wenn der Schaltkontakt keine 
Netzspannung schaltet bzw. nicht potentialgetrennt sein muss, dann würde 
ich einen MOSFET als Schalter bevorzugen.

BTW: wie genau müssen die genannten Zeiten eingehalten werden?

von Luca (Gast)


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Hallo Stefanus,

Danke für die schnelle Antwort.

Das Licht kann nicht mehr angehen. Wenn es länger wie 1,5 Sek aus ist, 
ist das Gerät definitiv aus und soll nach 50 Sekunden wieder 
eingeschaltet werden.

Ich denke nicht das es Entscheidend ist ob es nun 50 Sekunden oder 52 
Sekunden ist, aber falls doch dann hätte ich da einen Poti eingebaut.
In deiner Schaltung (die mir im übrigen viel besser gefällt) würde ich 
dann den 470k gegen ein Poti tauschen um die Zeit einstellbar zu machen?

Es soll ein Hubmagnet geschaltet werden mit 5,3 W und 6 VDC wenn das ein 
P-Mos kann dann wäre das bestimmt die elegantere Lösung.

Wie schon erwähnt, das ist definitiv nicht mein Fachgebiet.

von Luca (Gast)


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Hallo Hilde,

ja das sollte eine Batterie sein.
Daher der Hubmagnet schon 6V hat, dachte ich das eine 9V-Blockbatterie 
an der Stelle nicht verkehrt ist.
Die 50 Sekunden müssen nicht exakt sein, es sollten aber auch keine 55 
Sekunden sein.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Ersetze bitte den LDR (Cadmium) gegen einen Fototransistor. Der ist zwar 
ein wenig teuerer, reagiert aber bei deutlich weniger Licht. Du hast 
zudem die Möglichkeit, den Ruhestrom in weiten Bereichen einstellen zu 
können. Es genügt irgendein SFH oder BPW-Typ, solange sie nicht 
ausschließlich auf Infrarot reagieren (schwarzes/ dunkelblaues Gehäuse).

Wenn du etwas mehr Herausforderung suchst, nimmst du eine Leuchtdiode 
als Fotodetektor. Das geht besonders gut mit grünen LEDs (die Gegenseite 
sollte ebenfalls eine Grüne sein) in Kombination mit den schon 
angeführten CMOS-Gattern. Die steuern zwar Motoren an und erkennen eine 
Richtung, das Prinzip bleibt aber dasselbe: 
http://solarbotics.net/library/circuits/bot_popper_14.html

von HildeK (Gast)


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Luca schrieb:
> Hallo Hilde,
HildeK!

> ja das sollte eine Batterie sein.
> Daher der Hubmagnet schon 6V hat, dachte ich das eine 9V-Blockbatterie
> an der Stelle nicht verkehrt ist.
Du schreibst oben 6V/5,3W. Das ist knapp 1A. Das kann keine 
9V-Blockbatterie liefern! Damit wird die Schaltung nicht funktionieren.
6V Motorradakku, LiPo-Zellen oder auch Monozellen könnten das für eine 
Weile. Bei solchen Lastströmen ist aber eher ein Netzteil angesagt.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Luca schrieb:
> In deiner Schaltung (die mir im übrigen viel besser gefällt) würde ich
> dann den 470k gegen ein Poti tauschen um die Zeit einstellbar zu machen?

Nimm einen 220kΩ Festwiderstand und ein 470kΩ Poti in Reihenschaltung.

> Es soll ein Hubmagnet geschaltet werden mit 5,3 W und 6 VDC
> wenn das ein P-Mos kann dann wäre das bestimmt die elegantere Lösung.

Ja, dann verwendet den P-MOS. Hämge ihn direkt ohne Vorwiderstand an den 
Ausgang des Schmitt Trigger, der begrenzt schon von sich aus den Strom.

Du kannst die ganze Schaltung mit 6V betreiben.

>  dachte ich das eine 9V-Blockbatterie an der Stelle nicht verkehrt ist.

Die kann keine 5,3 W liefern. Diese Blockbatterien sind nur für ganz 
kleine Stromstärken gemacht - nur ein Zehntel von dem was du brauchst. 
Für deinen Fall wäre ein Bleiakku oder eine der größeren 
Smartphone-Powerbanken eher angebracht - falls der Magnet mit 5V 
zufrieden ist.

> Die 50 Sekunden müssen nicht exakt sein, es sollten
> aber auch keine 55 Sekunden sein.

Das Probem ist, dass diese einfachen Timerschaltungen von der 
Temperatur, Versorgungsspannung und Alterung der Kondensatoren abhängig 
sind. Du wirst die Zeit ab und zu neu einstellen müssen.

Wenn es genauer sein muss, kannst du einen Mikrocontroller (z.B. 
ATtiny25) verwenden, der hat einen Spannungs- und 
Temperatur-kompensierten R/C Oszillator. Soll es noch genauer sein, 
kannst du einen Quarz dran hängen.

Ohne Mikrocontroller erfordern genaue uns stabile Timer einen grossen 
Wust von Bauteilen, die viel Platz brauchen und teuer sind. Das macht 
heute niemand mehr.

von Luca (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Luca schrieb:
>> In deiner Schaltung (die mir im übrigen viel besser gefällt) würde ich
>> dann den 470k gegen ein Poti tauschen um die Zeit einstellbar zu machen?
>
> Nimm einen 220kΩ Festwiderstand und ein 470kΩ Poti in Reihenschaltung.
>
>> Es soll ein Hubmagnet geschaltet werden mit 5,3 W und 6 VDC
>> wenn das ein P-Mos kann dann wäre das bestimmt die elegantere Lösung.
>
> Ja, dann verwendet den P-MOS. Hämge ihn direkt ohne Vorwiderstand an den
> Ausgang des Schmitt Trigger, der begrenzt schon von sich aus den Strom.
>
> Du kannst die ganze Schaltung mit 6V betreiben.
>
>>  dachte ich das eine 9V-Blockbatterie an der Stelle nicht verkehrt ist.
>
> Die kann keine 5,3 W liefern. Diese Blockbatterien sind nur für ganz
> kleine Stromstärken gemacht - nur ein Zehntel von dem was du brauchst.
> Für deinen Fall wäre ein Bleiakku oder eine der größeren
> Smartphone-Powerbanken eher angebracht - falls der Magnet mit 5V
> zufrieden ist.

Ich hatte die Stromstärke gar nicht bedacht. Ich hantiere normalerweise 
nicht mit so kleinen Spannungen und Strömen.
Aber ja, das wird dann wohl ohne Netzteil nicht zu machen sein. Also ein 
6V Netzteil mit 2A so wie das hier:
https://www.amazon.de/CUGLB-Universal-Netzteil-Reiseadapter-Ladeger%C3%A4t/dp/B0776NWM4K/ref=sr_1_2_sspa?ie=UTF8&qid=1545385603&sr=8-2-spons&keywords=netzteil+6v+2000ma&psc=1

von Luca (Gast)


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HildeK schrieb:
> Luca schrieb:
>> Hallo Hilde,
> HildeK!

Ich wollte dir nicht zu nahe treten HildeK
>
>> ja das sollte eine Batterie sein.
>> Daher der Hubmagnet schon 6V hat, dachte ich das eine 9V-Blockbatterie
>> an der Stelle nicht verkehrt ist.
> Du schreibst oben 6V/5,3W. Das ist knapp 1A. Das kann keine
> 9V-Blockbatterie liefern! Damit wird die Schaltung nicht funktionieren.
> 6V Motorradakku, LiPo-Zellen oder auch Monozellen könnten das für eine
> Weile. Bei solchen Lastströmen ist aber eher ein Netzteil angesagt.

von Harald W. (wilhelms)


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Stefanus F. schrieb:

> Für den NE555 gibt es Webseiten, die Dir passende Bauteile berechnen.

Für die Aufgabenstellung wird normalerweise ein nachtriggerbares
Monoflop benötigt. Der 555 ist aber nicht nachtriggerbar.

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