Ich bin noch ein Anfänger in Sachen Elektronik aber lerne gerne. Ich
möchte gerne eine Schaltung aufbauen, die mir in zwei Stufen die
Spannung von meinem Akku anzeigt. Ich möchte dafür einen Komparator
nutzen und eine solche Duo Led.
https://www.reichelt.de/duo-led-10-mm-bedrahtet-3-pin-rt-gn-90-mcd-50-led-10-rg-3-p10240.html?&trstct=pos_5
An die Komparatoreingänge kommt über einen Spannungsteiler die zu
messende Spannung und eine Spannungsreferenz. Das ist soweit klar.
Unsicher bin ich mir über die Schaltung am Komparatorausgang. Geht das,
dass ich mit nur einem Komparator die LED zum Beispiel bei 10V und
niedriger rot leuchten lasse und alles über 10V grün? Geht das eventuell
wenn ich an den Ausgang jeweils einen npn und eine pnp Transistor
schalte und damit je eine Anode der LED ansteuere?
Grüße
Wenn der Ausgang des Komparator einen Low Pegel liefert, geht der
Transistor an.
Einfacher ist es eventuell, einen doppelten Komparator zu benutzen und
beim zweiten die beiden Eingänge +/- zu vertauschen. Dann hast du zwei
Ausgänge für die beiden LEDs.
Oder noch anders mit einer DUO-LED die nur zwei Anschlüsse hat. Falls
dein Komparator eine einfache unsymmetrische Stromversorgung hast:
Libbie schrieb:> Geht das, dass ich mit nur einem Komparator die LED zum Beispiel bei 10V> und niedriger rot leuchten lasse und alles über 10V grün?
Ja, man kann auch in einem Bereich beide leuchtennlassen was dann gelb
erscheint.
Libbie schrieb:> Ich möchte dafür einen Komparator nutzen und eine solche Duo Led.
Also 3-beinig mit gemeinsamer Kathode.
Bloss welchen Komparator ? LM393 ist ungünstig, weil der nur Strom nach
Masse ableitet. Man würde die beiden LED also dauernd leuchten lassen
über einen Vorwiderstand an der Batterie, und dann die LED
kurzschliessen die nicht leuchten soll, Strom verbraucht das dann aber
trotzden, will man am Akku eher nicht haben.
Strom abschalten erfordert beim LM393 einen zusätzlichen Transistor pro
LED, will man auch nicht.
Also schlauerweise einen Komparator mit push pull Ausgang benutzen wie
TLC3702, da kommt dann die rote LED über ihren Vorwiderstand an einen
Ausgang und die grüne LED über ihren eigenen Vorwiderstand an den
anderen Ausgang und die Kathode an Masse.
Fehlt noch eine Vergleichsspannung aus einer Referensspannungsquelle.
Hier wäre der ICL7665 elegant, hat 2 Komparatoten und 1
Vergleichsspannung, mag aber auch nur common anode duo LEDs.
Es sei denn, es soll immer eine leuchten (also immer Strom verbraucht
werden), dann geht:
[pre[
Akku--+----------+
| |
R1 +-------(----------+
| | | |
| | +---------+ |
+--(--|in2 hyst2|--R--+--|>|--+
| | | ICL7665 | grün |
| +--|in1 hyst1|--R-----|>|--+
| +---------+ rot |
| | |
+---R2-----+------------------+--GND
Danke für eure Hilfe.
> Hier wäre der ICL7665 elegant
Interessant. Aber fällt glaube ich leider aus, da ich zwei Bleiakkus in
Reihe habe also 24V. Sorry das hatte ich vergessen zu erwähnen.
> Bloss welchen Komparator ? LM393 ist ungünstig, weil der nur Strom nach> Masse ableitet.
Schade den hatte ich überlegt zu nehmen. Dachte dass wäre das
Standardbauzteile für eine solche Aufgabe. Habe ich zumindest an vielen
Stellen gesehen.
an Stefanus:
Ich hab die Schaltung in LTspice rekonstruiert. LED mit zwei Anschlüssen
wäre auch okay. Aber irgendwie sehen die Ergebnisse nicht so aus wie sie
sollten. Im Anhang die Bilder mit jeweils der Komparatorausgangsspannung
und dem Strom über den LEDs. Besonders bei Version 2 fließt über der
oberen LED nur ein Strom von wenigen Mikroampere. Bei Version 2 bleibt
eine LED durchgehend an. Liegt das an dem Komparator? Hab leider kein
Modell vom LM393 in LTspice deswegen habe ich den LT1017 genommen. Wenn
ich da komplett was falsch gemacht habe bitte verzeiht mir. Wie gesagt
ich bin Anfänger. Ich denke die Widerstände sind auch zu klein für 24V?!
Im v1 Bild ist die Anode von D3 falsch angeschlossen.
Die Simulation V2 funktioniert nicht, weil du der Komparator keinen
Push/Pull Ausgang hat. Er kann keinen High Pegel ausgeben (nur weniger
als 100µA). Mach das mal mit einem TLC3702 oder notfalls mit einem
TL071.
In V3 hast du einen zusätzlichen Transistor, der den schwachen
Ausgangsstrom bei High Pegel verstärkt. Kann man so machen - mir
persönlich sind das aber zu viele Bauteile.
> Im v1 Bild ist die Anode von D3 falsch angeschlossen.
Ich seh keinen Unterschied zu der von dir gezeigten Schaltung?!
> Mach das mal mit einem TLC3702 oder notfalls mit einem> TL071.
Können soweit ich das richtig sehe beide keine 24V ab. Ich hab auch in
LTspice leider nur die Standardbauteile.
Libbie schrieb:>> Im v1 Bild ist die Anode von D3 falsch angeschlossen.>> Ich seh keinen Unterschied zu der von dir gezeigten Schaltung?!
Die Anode der LED gehört an den Ausgang des Komparators, nicht "hinter"
den 2,2kΩ Widerstand.
> Können soweit ich das richtig sehe beide keine 24V ab.
Wie wäre es, die Anforderungen gleich im Eröffnungspost zu schreiben?
Suche Dir einen Komparator, der deine Anforderungen und die der
Schaltung erfüllt.
Mit 24V kannst du die Variante V2 vergessen, weil die Sperrspannung an
den Dioden überschritten wird.
Eine trickreiche alternative Schaltung (mit einer anderen LED und LM393)
ist diese:
1
_____ rot
2
GND |----+----- ------|<|----+---[===]---o +24V
3
| | 2,2kΩ
4
+--------------|<|----+
5
grün
Anstelle des Schalters platzierst du den Ausgang des Komparators. Im
Ruhezustand leuchtet die grüne LED. Sie hat eine Betriebsspannung von
ca. 2,1 Volt.
Wenn der Kontakt geschlossen wird (also der Ausgangs-Transistor des
Komparators), dann wird die rote LED eingeschaltet. Ihre
Betriebsspannung ist nur etwa 1,8 Volt. Jetzt bleibt für die grüne LED
nicht mehr genug Spannung übrig, so dass sie erlischt.
Das funktioniert aber nur mit Komparatoren, die einen Open-Kollektor
Ausgang haben.
>Eine trickreiche alternative Schaltung (mit einer anderen LED und LM393)>ist diese:> ___ rot>GND |----+----- ------|<|----+---[===]---o +24V> | | 2,2kΩ> +--------------|<|----+> grün>Anstelle des Schalters platzierst du den Ausgang des Komparators. Im>Ruhezustand leuchtet die grüne LED. Sie hat eine Betriebsspannung von>ca. 2,1 Volt.>Wenn der Kontakt geschlossen wird (also der Ausgangs-Transistor des>Komparators), dann wird die rote LED eingeschaltet. Ihre>Betriebsspannung ist nur etwa 1,8 Volt. Jetzt bleibt für die grüne LED>nicht mehr genug Spannung übrig, so dass sie erlischt.
Da würde ich noch eine normale Diode in Reihe zur grünen LED machen,
denn zur Uf=1,8V der roten LED gesellt sich noch Uce_sat des
Ausgangstransistors des Comparators, so daß durchaus die Chance besteht,
daß die grüne LED je nach Parameterstreuungen der LEDs und Comparator
weiterleuchtet.
Stefanus F. schrieb:> Jetzt bleibt für die grüne LED nicht mehr genug Spannung übrig, so dass> sie erlischt.
Da könnte man auf den Komparator verzichten und nur die UBE eines
Transistors als Referenzspannung und Schaltschwelle nutzen:
1
+24V --+-10k-+--|>|--|>|--+
2
| | rot 1N4148|
3
158k +--|>|--+ |
4
| grün | BC |
5
+------------|< 547|
6
10k |E |
7
GND ---+-------------+----
Dann ist halt der Übergang zwischen rot und grün nicht abrupt sondern
erfolgt langsam über gelb.
Die Schaltung ließe sich verwenden, um wenig Strom zu verbrauchen indem
die LED nur aufblitzen, wenn diese zum kurzeitigen Einschalten einer
Gesamtschaltung verwendet würde:
http://www.elektronik-labor.de/Notizen/NPNkipp.html
MaWin (Gast) schrieb:
>Da könnte man auf den Komparator verzichten und nur die UBE eines>Transistors als Referenzspannung und Schaltschwelle nutzen:
Wenn man von Genauigkeit und Stabilität nicht viel hält, dann nur zu.
Habs gerade mal ausprobiert. Also entweder ich bin zu blöd aber in
LTspice passiert da nicht das angedachte. Oder doch? Bild zeigt die
Ströme über den zwei LEDs.
Libbie schrieb:> Also entweder ich bin zu blöd aber in> LTspice passiert da nicht das angedachte
Hier geht es ganz gut.
Aber richtig: Die 1N914 sollte eine LED sein, dann geht es besser.
Wenn ich bei der Spannungsquelle "PULSE" nehme dann bekomme ich auch das
Ergebnis. Bei "PWL" nicht. Wo ist der Unterschied? Die Schaltung lässt
sich aber nicht mit einer Duo LED umsetzen oder?
Dein Datenblatt zur LED sagt, so verschaltet:
1 ---|>|----x---|<|-----3
2
Also alles umdrehen und Komplementärtransistor nehmen, BC557. Bekommst
Du das selbst hin? Vor dem Bau empfehle ich Dir das aber hier zu posten
um es nochmal überprüfen zu lassen.
> Bekommst Du das selbst hin?
Ich probiere es mal :)
Erstmal noch eine generelle Frage:
So wie Schaltung jetzt ist (V5.2) funktioniert sie meiner Meinung nach
nur, wenn die Spannung bis auf 0 V absinkt. Der Übergang zwischen den
zwei LEDs findet viel zu spät statt. So weit wird die Akkuspannung ja
nie absinken. Ändere Ich den Puls, dass er nur bis auf 20V absinkt
passiert wie in V5.1 zu sehen erstmal nix. Seh ich das richtig, dass ich
R2 dafür anpassen muss? Im Wert erhöhen?
Libbie schrieb:> So weit wird die Akkuspannung ja nie absinken
Es sind deine 10V die du im Eingangsposting erwähnt hast.
Beklage dich also über dich selber.
R2 wirst Du später duch eine Serienschaltung eines Widerstandes und
eines Trimmers ersetzen.
Welchen Umgebungstemperaturen ist die Schaltung ausgesetzt?
Bei zu großen Schwankungen wird die Temperaturdrift der Schaltung ohne
weitere Maßnahmen vermutlich zu groß werden.
Für einen Niederohmigen Spannungsteiler gilt:
Ungefähr 0,1V beträgt der Übergangsbereich am Spannungsteiler.
Wenn die Grüne LED ca. 2V benötigt, am Spannungsteiler ungefär 2,5V
anliegen (zum einfacher rechnen) unter 12,5V die Farbe sich ändern
solle, hätte der Teiler einen Faktor von 5 und somit wäre der
Übergangsbereich ungefähr 0,5V, das wäre 12.5 grün, 12,0 rot.
Wird der Spannungsteiler hochohmiger, dann wird der Übergangsbereich
ebenfalls breiter. Wird der Spannungsteiler zu hochohmig, wird der
Bereich zu breit, oder der Transistor wird nicht mehr ausreichend
durchgesteuert.
Mit einem zusätzlichen Widerstand zwischen Basis und dem Spannungsteile
(nicht im Bild eingezeichnet) kann der Übergangsbereich von grün nach
rot auch verbreitert werden, falls die Methode mittels Spannungsteiler
nicht ausreichen sollte.
> Es sind deine 10V die du im Eingangsposting erwähnt hast.> Beklage dich also über dich selber.
Ja dafür hab ich mich doch schon entschuldigt und gesagt, dass es mein
Fehler war.
__
Danke für die Hilfe.
Ich habe die Schaltung jetzt auf PNP umgebaut und die Widerstandswerte
so angepasst, dass der Übergang bei ca. 21V stattfindet. So kann jetzt
eine Duo-LED mit gemeinsamer Kathode verwendet werden. V6.1 zeigt wie
vorher den Abfall bis 0 V und V6.2 wenn die Spannung nur bis 20 V
abfällt. Ich frag mich ob die LED bei dem geringen Strom leuchten wird.
Zum Temperaturdrift. Die Schaltung soll in einem Wohnwagen genutzt
werden. Als "normale" Raumtemperaturschwankungen. Ist das zu viel?
Ich habe sowieso noch einen freien Komparatorausgang (LM393) also könnte
ich auch eine der anderen vorgeschlagenen Schaltungen verwenden.
Ich denke, dass der Übergang möglichst steilflankig sein sollte. Dann
kannst du bei der oberen Schaltung bleiben, solltest aber den 158k
Widerstand durch eine Reihenschaltung aus 10k und 10V Z-Diode ersetzen.
Dann ist die Schaltung nicht nur steilflankig sondern auch noch
temperaturstabil und du kannst deine Duo LED mit gemeinsamer Anode
weiterhin verwenden.
Nachteil ist dann, dass sich der Übergangsbereich nur noch mit der Z
Spannung einstellen lässt und nicht mehr stufenlos!
Bei Dieters Schaltung ist der Übergangsbereich zwar immer noch breit,
aber seine Schaltung ist schon mal etwas temperaturstabiler und der
Übergangsbereich lässt sich auch noch stufenlos einstellen.
Mit Zenerdiode (hab eine mit 20 V genommen Bild V7,1) sieht das auch
vielversprechend aus. Aber schon schade wenn die Schaltung damit nicht
mehr anpassbar ist. Ich könnte im Layout R4 als Poti vorsehen und statt
der Zenerdiode einen Festwert einlöten. So könnte man zwischen den zwei
Varianten wechseln.
> Eine trickreiche alternative Schaltung (mit einer anderen LED und LM393)> ist diese:>>
1
> _____ rot
2
> GND |----+----- ------|<|----+---[===]---o +24V
3
> | | 2,2kΩ
4
> +--------------|<|----+
5
> grün
6
>
>
Die Schaltung finde ich nach wie vor interessant, da ich den
Komparatorausgang sowieso zur Verfügung habe. Aber die lässt sich
tatsächlich nur mit einer Duo-LED mit gemeinsamer Anode umsetzen oder?
Hab ich. Aber ohne den Transistor komme ich ja nicht hin. Der stellt ja
quasi den Schalter dar. Kann ja nicht anstatt des Transistors den
Komparatorausgang verwenden?!
Libbie schrieb:> Aber die lässt sich> tatsächlich nur mit einer Duo-LED mit gemeinsamer Anode umsetzen oder?
Wenn du einen PNP-Transistor dahinter schaltest geht auch eine Duo-LED
mit gemeinsamer Kathode.
Libbie schrieb:> Aber die lässt sich> tatsächlich nur mit einer Duo-LED mit gemeinsamer Anode umsetzen oder?
Ja, es sei denn du findest einen Komparator mit einem Open-Collector PNP
Ausgang. So etwas habe ich aber noch nie gesehen.
Du könntest den Ausgang des Komparator mit einem zusätzlichen PNP
Transistor "umbauen".
Dieter schrieb:> Dann werfe mal einen Blick auf die Schaltung: Datum: 20.06.2019> 10:50> Beitrag "Re: Spannungsanzeige mit Duo LED"
Diese Schaltung erfüllt gleich drei Wünsche auf einmal:
- Duo-LED mit gemeinsamer Kathode
- Einstellbarkeit
- einigermaßen temperaturstabil
Nur die Schokolade fehlt jetzt noch :)
Stefanu's Schaltung ist natürlich kompromisslos. Es kommen glasklare
Signale raus. Den Transistor hättest du sowieso benötigt und der LM393
steht auch noch ungenutzt zur Verfügung.
Am Eingang kann zur Beruhigung des Signals noch ein 100uF Elko eingebaut
werden, und durch eine kleine Mitkopplung kann noch eine Minihysterese
von etwa 0,2 Volt realisiert werden.
Schaut gut aus. Ich schwanke zwischen der Schaltung mit Komparator und
PNP und der von dir, Dieter gezeigten. An der Letzteren gefällt mir der
Übergang mit Gelb, den man "umsonst" dazubekommt. Was ich allerdings
überlege, wenn beispielsweise Musik im Wohnwagen läuft, also eine nicht
konstante Last an den Akkus hängt, ob dann die Anzeige die ganze Zeit
fröhlich im Übergang die Farben wechselt. Mit der Komparator + PNP
Lösung könnte man das durch eine Hysterese unterbinden, dafür bekommt
man dort keinen Übergang mit Gelb, da die Signale sehr sauber schalten.
Hi,
wenn du einen exakten Übergang rot-gelb-grün willst, brauchst du ein
Fenster-Komparator. Die beiden BF245 dienen nur zur Stabilisierung des
LED Stroms.
Grüße
Libbie schrieb:> Was ich allerdings> überlege, wenn beispielsweise Musik im Wohnwagen läuft, also eine nicht> konstante Last an den Akkus hängt, ob dann die Anzeige die ganze Zeit> fröhlich im Übergang die Farben wechselt.
Gegen diesen Fall hilft ein Kondensator parallel zu R6 oder bei R1 gegen
Masse/Minus. Allerdings wäre das fröhliche Wechseln der Farbe ein
Hinweis, dass der Akku bald das zeitliche segnet auf Grund der Zunahme
des Innenwiderstandes. D.h. für den Kondensator zur Glättung würde ich
daher auch einen Schalter zum Trennen vorsehen.
> Gegen diesen Fall hilft ein Kondensator parallel zu R6 oder bei R1 gegen> Masse/Minus.
Das wäre dann quasi ein Tiefpass oder? (RC-Glied?) Eine Automatische
Trennung der Batterien bei Unterspannung habe ich bereits integriert.
> Du kannst solche Produkte sehr preisgünstig fertig kaufen
Ja ich weiß. Allerdings ist dabei der lern- und spaßfaktor sehr gering
bis gar nicht vorhanden. Zudem finde ich besonders die unauffällige
Variante mit nur einer LED sehr reizvoll und ausreichend.
> brauchst du ein Fenster-Komparator
Sieht gut aus. Sind mir aber zu viele Bauteile für die einfache Aufgabe.
Vielleicht dann in Version 2 wenn mir die erste nicht gefällt.
Ich denk ich werde die Variante mit Komparatorausgang und PNP-Transistor
wie im Anhang gezeigt wählen. Aufgrund der angesprochenen
Temperaturschwankungen. Vielen Dank für eure ganzen Tipps.
Libbie schrieb:> Ein Sache noch. Ist es richtig, dass der BC807 das SMD-Pendant zum BC547> ist, bzw. durch den ersetzt werden kann? Danke
max. mögliche Verlustleistung unterscheidet sich!
ansonsten sollte das hinkommen:
327 807
337 817
547 847
557 857
Libbie schrieb:> Ist es richtig, dass der BC807 das SMD-Pendant zum BC547> ist, bzw. durch den ersetzt werden kann?
Nein! Aber zumindest das hättest du selber leicht feststellen können:
- BC807 ist PNP
- BC547 ist NPN
Hi,
ich habe nochmal eine Frage zu der Schaltung. Ich habe sie aufgebaut wie
im Anhang. Leider funktioniert sie noch nicht so wie geplant.
Problem ist, dass die Rote LED also die, die vom Transistor geschaltet
wird durchgehend leuchtet und die grüne LED nie. Der Ausgang des
Komparators schaltet allerdingss wie geplant. Ich habe die
Spannungszustände für Komparator High (24V) und Komparator Low (18,8V)
mal in die Schaltung eingetragen. Erkennt jemand einen möglichen Fehler?
Dankeschön
> Füge einen Widerstand vm B und E des Transistors hinzu. Ca 5kΩ sollte> reichen.
Danke.
Du meinst von der Basis zum Emitter? Also nach dem 10k Basiswiderstand?
Der Ausgang des Operationsverstärkers kommt wohl nicht ganz an die 24V
heran - 23V hast du gemessen. Also 1V Differenz-
Der 10kΩ Widerstand bildet zusammen mit dem 5Ω Widerstand einen
Spannungsteiler. Er teilt die 1V auf ca. 0,3V herunter, das ist wenig
genug dass der Transistor nicht einschaltet.