Einfache Spannungsanzeige die wenig Strom verbraucht

Alex R. schrieb:
> Ich dachte an irgendwas mit TL431(den hab ich noch hier).
> Wenn der geeignet ist,

Ist er nicht.


Um was für eine Batterie gehts denn?

Sind Deine exakten Anforderungen hochgeheim?

Was fehlt sind die Spannungen an der Batterie, die Schaltschwelle, der 
maximale Strom für die Schaltung und die Farbe der Leuchtdiode.
Darf die LED auch blinken?

Am einfachsten bekommt man so eine Anzeige sparsam, indem man sie nur 
per Tastendruck aktiviert.

Ich würde die Schaltung ganz primitiv halten:

1

      ___

2

+ o---o o---[===]---|<|---|>|---| GND

3

4

   Taster   100Ω  Zener   LED

5

                  Diode   grün

6

                  2,5V

So kann man an der Helligkeit grob den Ladezustand der Batterie ablesen. 
Die LED wird ungefähr ab 4,3V leuchten. Falls dir das nicht gefällt, 
verwende eine andere Zenerdiode.

Falls du eine harte Schwelle zwischen an und aus haben willst, verwende 
einen TL-431 nach dieser Anleitung: 
http://electronicshub.blogspot.com/2007/06/tl431-battery-voltage-monitor.html

Alex R. schrieb:

> es geht um 4 AAA Zellen, und die LED soll bei ca. 4,5V anfangen zu
> leuchten, evtl auch etwas früher oder später, wär gut wenn man da noch
> etwas variieren könnte.

Der kleinste ATtiny, der eine ADC besitzt. Und als Anzeige keine LED, 
sondern ein "naked" LCD, irgendwo ausgeschlachtet. Davon benutzt du 
genau nur ein Segment. Idealerweise ist es natürlich ein LCD, das 
irgendwo ein Batteriesymbol enthält. Zur Not geht aber auch nur einfach 
irgendein Segment eines Siebensegment-Displays. Malt man halt ein 
Batteriesymbol daneben, um klarzustellen, worauf das Blinken sich 
bezieht.

Schaltungsaufwand außer Tiny und LCD: ein 100nF-Kondensator. 
Stromverbrauch (sehr deutlich) unter 100µA.

Der Rest ist Software.

Dazu Dimensioniere die Schaltung des ewigen Blinkers um.
Durch geeignete Wahl von Dual LED & ZD wechselt die Farbe von gruen 
ueber gelb nach rot.

Eine blitzende LED hat auch einen Strombedarf von
> (sehr deutlich) unter 100µA

und faellt deutlich besser auf.

Alex R. schrieb:
> welche bauteile bräuchte ich da?

Den IC, Widerstände, deine LED und zwei Kondensatoren, einen für die 
Blitzfrequenz, den anderen zum Abblocken der Versorgungsspannung. 
Dimensionierung im Datenblatt.

Cool wäre natürlich, die Blitzfrequenz mit weiter sinkender Spannung zu 
steigern. Leider ergibt sich beim einfachen (Schmitt-)Oszillator (mit 
1.3V Referenz) genau das Gegenteil.

Hallo,

Mit 10 uA schafft man auch eine 2stellige Spannungsanzeige:
siehe: Batteriewächter

Ich verstehe immer nicht daß man eine LED einschalten will wenn die 
Batterie leer ist. Ich würde eher die Einschaltdauer mit fallender 
Spannung verkürzen oder die Blitzperiodendauer vergrößern.

Gruß Anja

> ICL7665 frisst 3uA.

Mit Beschaltung etwas mehr und leider ist der Kumpel recht teuer.

Sowas in der Art habe ich letztes Jahr gemacht, das auf 4,5V anzupassen 
und auf den Pieper zu verzichten, sollte kein Problem sein:

Beitrag "Bastelaktion: Akkuüberwachung mit ICL7665"

Matthias S. schrieb:
> Eine sehr genaue Spannungsanzeige kann man auch analog machen,

Früher gab es runde Drehspulinstrumente um 10..15 mm als 
Batterieanzeiger, einfach nur grün-rot skaliert. Will heute scheinbar 
niemand mehr fertigen, seit Elektronik billiger als Fenmechanik geworden 
ist.

Manfred schrieb:
> Früher gab es runde Drehspulinstrumente um 10..15 mm als
> Batterieanzeiger

Wollte ich auch gerade empfehlen. Da kommt man mit ca. 50µA aus.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Früher gab es runde Drehspulinstrumente
> Wollte ich auch gerade empfehlen.

Wo bekommst Du sowas aktuell gekauft?

Manfred schrieb:
> Wo bekommst Du sowas aktuell gekauft?

Pollin hat manchmal welche. Momentan leider wohl nicht.

Alex R. schrieb:
> möglichst wenig Strom benötigt.

Ja, ja

https://www.youtube.com/watch?v=vgv6XI_LBwM

LCD-Anzeigen gibts seit über 50 Jahren ~1968.  Das geht sogar ohne 
Batterie elektrostatisch mit Händereiben aber nur ohne Schweiss.

Teo D. schrieb:
>> Wo bekommst Du sowas aktuell gekauft?
>
> 
https://www.reichelt.de/Messwerke-Drehspul-analog-/2/index.html?ACTION=2&LA=514&GROUPID=5870&nbc=1

Nicht gelesen und verstanden - setzen, sechs!
Eine analoge Anzeige über große Instrumente hat Matthias S. schon um 
21:13 dargestellt.

Manfred schrieb:
> Früher gab es runde Drehspulinstrumente um 10..15 mm
> als Batterieanzeiger

- rund und 10..15mm sehe ich bei Reichelt nicht.

Manfred schrieb:
> Will heute scheinbar niemand mehr fertigen, seit Elektronik billiger als
> Fenmechanik geworden ist.

Will heute vor allem niemand mehr bezahlen, würde wohl so 20 EUR kosten 
und die armen Kinder jammern schon über den Preis eines 7665.

Ein LCD mit Spannungsanzeige aus China kostet keine 5 EUR.
https://www.ebay.de/itm/LCD-Batterie-Kapazitaetsanzeige-Digital-Voltmeter-Voltage-Meter-Moni-Tester-Q0V8-/293424988807?nav=SEARCH
Dummerweise wegen Hinterbeleuchtung ein Stromfresser, müsste man 
unbeleuchtet bauen und lebt dass wie eine LCD Uhr 10 Jahre aus einer 
Knopfzelle.

Ein Reset-Baustein. Und die LED halt so herum, dass sie im Reset 
leuchtet.

die gibt es mit wenige µA und genau (falls Du so einen irgendwo hasst 
oder drankommst)

Welche Salamischeibe kommt nun noch?
Dann nimm einen Piezo, der da Krach macht. Braucht auch wenig Strom.

Tubus schrieb:
> LCD-Anzeigen gibts seit über 50 Jahren ~1968.  Das geht sogar ohne
> Batterie elektrostatisch mit Händereiben aber nur ohne Schweiss.

Die gehen aber langfristig kaputt, wenn sie mit Gleichspannung 
angesteuert werden. Will sagen: Sie sind nicht so einfach anzusteuern, 
die LEDs und Drehspul-Messwerke.

Alex R. schrieb:
> gute idee mit dem taster, aber eine led müsste dauerhaft leuchten wenn
> die spannung kritisch wird, weil mans sonst übersehen könnte.

Das kannst du mit einem TL-431 und einem Transistor erreichen: 
https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/386970

Aber ist das wirklich eine gute Idee? Das Ding nimmt möglichst wenig 
Strom auf, aber wenn die Batterie schwach wird, steigt die Stromaufnahme 
auf ein Vielfaches, wodurch die Batterie noch schneller entladen wird.

michael_ schrieb:
> ann nimm einen Piezo, der da Krach macht. Braucht auch wenig Strom.

Keine Ahnung, warum du dafür einen -1 bekommen hast. Offenbar ist das 
eine praktikable Lösung, da jeder gewöhnliche Rauchmelder so 
funktioniert.

Man könnte einen fertigen Piezo Summer mit einem CD4060 als 
Intervalltimer ansteuern, damit er piep.......piep.......piep macht.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Keine Ahnung, warum du dafür einen -1 bekommen hast. Offenbar ist das
> eine praktikable Lösung, da jeder gewöhnliche Rauchmelder so
> funktioniert.

Manche Handy machen das auch.
Da piept es aller paar Minuten.

Oder man dreht die Logik der Anzeige um.

Wenn genug Spannung, da leuchtet/blinkt es.
Wenn zu wenig, nichts mehr.

Ablic S-808xxC, ist in TO-92. In SMD gibts noch viel mehr Auswahl.

Blinkerergaenzung zu George:
https://www.petervis.com/GCSE_Design_and_Technology_Electronic_Products/led-blinker-flasher-using-bc547-bc557/led-flasher-blinker.html
Hier LED ist es eine mit integriertem Vorwiderstand.
http://www.elsniwiki.de/index.php/Main/EwigerBlinker

Und noch ein Piezo parallel, dann knackt es hoerbar zusaetzlich.

Alex R. schrieb:
> hättest du ein schaltungsbeispiel mit led

Hast du dir den Link auf die Seite von TI angeschaut? 
(https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/386970)

Diese Bauteile sind leicht erhältlich und billig. Da kannst du auch 
gerne eine blinkende LED einsetzen, wenn du willst. Ich würde eher eine 
weiße LED nehmen, die sind auch bei relativ wenig Strom schön hell. 
Berechne den Spannungsteiler (R1/R2) wie im Datenblatt des TL-431 
beschrieben.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Hast du dir den Link auf die Seite von TI angeschaut?

Warum sollte er ?

Der TL431 zieht erheblich Strom (Mindeststrom laut Datenblatt 1mA damit 
die 2.5V geregelt werden) und ist daher zur Akkuüberwachung eher 
ungeeignet.

MaWin schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Hast du dir den Link auf die Seite von TI angeschaut?
>
> Warum sollte er ?
>
> Der TL431 zieht erheblich Strom (Mindeststrom laut Datenblatt 1mA damit
> die 2.5V geregelt werden) und ist daher zur Akkuüberwachung eher
> ungeeignet.

Im selben Artikel wird eine Variante von dem Chip genannt, die weniger 
Strom aufnimmt.

Alex R. schrieb:

> programmieren kann ich diesen chip leider nicht

Keine Arme -> keine Kekse.

> und eine LCD ist leider auch ungeeignet, da ich die batteriewarnung auch
> im dunkeln wahrnehmen sollte.

Wenn das so ist, dann hättest du diese Anforderung spezifizieren müssen.

Eine gegenüber einer LED immer noch stromsparende Alternative wäre dann 
die (ggf. zusätzliche) Signalisierung über Audio. Sprich: ein 
Piezo-Piepser.

Mit einem Tiny wäre es auch kein Problem, beim (oder ab) Eintreten des 
Signalisierungsfalls zu prüfen, ob genug Licht für die stromsparende 
Meldung via LCD verfügbar ist, oder ob auf die weniger stromsparende 
Audio-Meldung ausgewichen werden muss. Man könnte das auch kombinieren. 
Alles reine Software (abgesehen natürlich vom zusätzlich nötigen Sensor 
für das Umgebungslicht).

Fakt ist: selbst wenn man nur Audio macht und den Stromverbrauch dadurch 
in Kauf nimmt, ist es immer noch energetisch billiger als eine LED. Denn 
die muss einigermaßen hell leuchten, um auch beim Gegenteil von 
Dunkelheit noch wahrnehmbar zu sein. Die blöde Sonne kann nämlich mal 
eben mit 100000 lux in's Zimmer leuchten. Um dagegen anzustinken, muss 
eine LED ordentlich Strom verheizen...

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Im selben Artikel wird eine Variante von dem Chip genannt, die weniger
> Strom aufnimmt

Ja, ein TLV431 käme mit 30uA aus  aber wenn man sowieso einen Chip 
kaufen muss, warum nicht gleich einen nehmen dem 3uA reichen, der 
blinkt, und mit weniger Bauteilen auskommt

MaWin schrieb:
> warum nicht gleich einen nehmen dem 3uA reichen

Er hatte ja Schwierigkeiten bei der Beschaffung gemeldet.

Ich finde, dass dieses Projekt ein guter Anlass ist, Programmieren zu 
lernen.

TLV431 über drei RC-Glieder als Phasenschieberoszilator rückgekoppelt 
gibt auch einen Blinker

Eine Variante für den TO aus Standardbauteilen wäre aber auch wiederum 
nicht besonders kompakt:

1) Diese Schaltung nehmen:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_spannungswaechter.htm

2) Statt der Diode den TL431 verwenden, oder was besseres.

Das ganze nimmt natürlich zu viel Strom auf.

3) Mit der Blitzschaltung gemäß Posts 08.02.2020 10:24 diese nur für 
kurze Flashes unter Strom setzen.

Wenn alle 1s ein Impuls mit 5mA 10ms Dauer erzeugt würde, wäre der 
Durchschnittsverbrauch bei ca. 5mA*0.01s/1s rund 50µA.

Alex R. schrieb:
>> Beitrag "Bastelaktion: Akkuüberwachung mit ICL7665"
>
> deine schaltung hat aber recht viele bauteile.

Deine Shift-Taste ist kaputt!

Meine Schaltung ist als Anregung zu verstehen, die man für den 
gewünschten Zweck abspecken könnte. Ich habe zwei Stufen gebaut: 
Unterhalb xx Volt Blinken, noch weiter runter zusätzlich Piepen.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Man könnte einen fertigen Piezo Summer mit einem CD4060 als
> Intervalltimer ansteuern, damit er piep.......piep.......piep macht.

Anstatt dieses Exoten habe ich das mit einem 4093 gemacht. Hat den außer 
RCA überhaupt jemand den 4060 gefertigt?

Alex R. schrieb:
> die leds brauchen schon viel strom, aber wenn sie binkt,
> dann wärs nicht so wild.

Aus genau diesem Grund habe ich meine LED in Reihe mit einem Kondensator 
geschaltet: Sie startet relativ hell und klingt dann langsam aus, das 
kann ich sehr gut sehen und habe dennoch einen erträglichen Verbrauch.

Der Vorschlag von Michael B. (laberkopp) sieht sehr interessant aus, 
sollte man sich mal real angucken!

Dieter schrieb:
> 3) Mit der Blitzschaltung gemäß Posts 08.02.2020 10:24 diese nur für
> kurze Flashes unter Strom setzen.

Suche bitte noch exotischere Bauelemente, die kaum jemand kennt und für 
den Bastler unbeschaffbar sind. Das Blitzen (Buzzword Flashen) einer LED 
kann man mit üblicheren Teilen erreichen.

-----

Wenn ich das richtig einschätze, suchst Du eine fertig direkt 
nachbaubare Schaltung, das wird schwierig und ich glaube kaum, dass die 
hier geboten werden wird.

Manfred schrieb:
> Suche bitte noch exotischere Bauelemente,

Au weia, BC547 und BC557 sind exotisch. Naja, zugegebenermaßen sind das 
keine modernen Mosfets.

Dieter schrieb:
> Au weia, BC547 und BC557 sind exotisch.
Nein.

Am 08.02.2020 10:24 sehe ich den:
H. H. schrieb:
> Ablic S-808xxC, ist in TO-92. In SMD gibts noch viel mehr Auswahl.

Geht es noch exotischer?

Manfred schrieb:
> Am 08.02.2020 10:24 sehe ich den:

Jetzt sehe ich das auch. Da sind zwei Posts mit dem gleichen 
Zeitstempel. Stimmt, einer der Posts verwendet Spezialbauteile.

Der TO meint nicht entwerfen zu koennen. Bist Du in der Lage aus einem 
Schaltplan das Layout fuer die Platine abzuleiten?

Versuche mit der Formel im Datenblatt die Widerstaende fuer die Schwelle 
4.5V auszurechnen. Ob Dein Ergebnis passt, wird Dir hier sicherlich 
beantwortet werden.

Manfred schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Au weia, BC547 und BC557 sind exotisch.
> Nein.
>
> Am 08.02.2020 10:24 sehe ich den:
> H. H. schrieb:
>> Ablic S-808xxC, ist in TO-92. In SMD gibts noch viel mehr Auswahl.
>
> Geht es noch exotischer?

Weils den beim Bastel-Wastel nicht zu kaufen gibt?

Manfred schrieb:
> Am 08.02.2020 10:24 sehe ich den:
> H. H. schrieb:
>> Ablic S-808xxC, ist in TO-92. In SMD gibts noch viel mehr Auswahl.
>
> Geht es noch exotischer?

Gibts bei Mouser. Zusammen mit dem Mitbestellservice hier im Forum also 
lösbar ;-)

Manfred schrieb:
> Anstatt dieses Exoten

Den kann man wirklich überall kaufen.

Hell blitzende LEDs gibt es übrigens fertig als Zweibeiner: 
https://www.led-tech.de/de/Flashing-LED-gelb-588

Alex, offenbar möchtest oder kannst du keine Schaltungen anhand von 
Schaltplänen aufbauen. In diesem Fall muss ich Dir leider sagen, dass du 
hier falsch bist, denn du brauchst ein fertiges Produkt. Solche Dinge 
findet man am ehesten bei Aliepress. Und wenn nicht - Pech gehabt. Dann 
musst du eben jemanden bezahlen, der das für dich baut.

Bei den Blitz LED gibt es Unterschiede, die beim Experimentkaesten ein 
paar Versuche vereiteln. Interne Bypassdioden stoeren den 
Stromspareffekt zum Beispiel.

Alex R. schrieb:
> kann man bei dieser nicht einfach an einen ausgang eine led mit
> vorwiderstand geben und v+ und Vin miteinander verbinden

Ja, LED vom Ausgang nach Plus, blinkt dann halt nicht.

Berechnung der Widerstandswerte steht drin, Grundschulmathematik.

Dieter schrieb:
> Bei den Blitz LED gibt es Unterschiede, die beim Experimentkaesten ein
> paar Versuche vereiteln.

Kenn' ich. Deswegen landete vor ein paar Jahren eine ganze Charge 
Baubücher von Franzis im Restpostenprogramm von Pollin. Dort wurden 
Blink-LEDs als Taktgeber missbraucht. Pollin hatte den Mangel leider 
nicht angegeben. Mit Ersatzteilen von Conrad klappte es dann aber.

Soweit ich den Alex verstanden habe, ist die Stromaufnahme beim Blinken 
aber nur noch sekundär wichtig. Im Zweifelsfall kann man eine Blitz-LED 
auswählen, wo der Händler ein zufriedenstellendes Datenblatt bereit 
stellt.

Zum Experimentieren haette ich da eine Idee fuer Alex. Schaue Dir bei 
ELV die Prototypen-Adapter linear PAD2 an.

Alex R. schrieb:
> wie würde die komplette schaltung für die spannungsüberwachung aussehen

1

Bat --+------+-----15M--------+

2

      |      |                |

3

    100k +-------+            |

4

      |  |   OUT1|--150k------+

5

      +--|HYST2  |            |

6

      |  |   SET1|------------+

7

     3M2 |ICL7665|           1uF

8

      |  |  HYST1|--2k2--|>|--+

9

      +--|SET2   |       LED  |

10

      |  |   OUT2|--1k--------+

11

     1M3 +-------+

12

      |      |

13

GND --+------+

Blitzt eine LED mit 1mA (Tastverhältnis 1%, durch 15M/150k) wenn die 
Spannung unter 4.5V sinkt und stoppt wenn die Spannung wieder über 4.6V 
steigt.

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/1540fb.pdf

Teo D. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Tastverhältnis 1%, durch 15M/150k
>
> Welche Kondensatortype soll er den nehmen? Mit ~4,5V/15MOhm ist man da
> ja schon nahe an Reststrom o. sogar darunter.

Folie ist angesagt.

Teo D. schrieb:
> Welche Kondensatortype soll er den nehmen

Ich habe es mit 1uF/63V Wima MKS2 ausprobiert.

Die LED wäre schön hell und breiter Abstrahlwinkel:

LED EL 5-7150WW, 4,2lm  50°

https://www.reichelt.de/led-5-mm-bedrahtet-warmweiss-7150-mcd-50-led-el-5-7150ww-p164207.html?&trstct=pol_3&nbc=1

Alex R. schrieb:
> wie schnell blitzt die led? kann ich das bei bedarf verändern? wenn ja
> wie?

Ca. 1 Sekunde.

1uF Kondensator, 15M und 150k Widerstand.

Dieter schrieb:
> Die LED wäre schön hell

Bei weisser oder blauer oder echtgrüner statt roter gelber grüner LED 
aus 2k2 eher 1k machen damit es bei 1mA bleibt (Average 10uA).

Alex R. schrieb:
> könntest du bei deiner steckbrett schaltung mal den strom messen

11.2uA im Schnitt und 3.2uA wenn die LED aus ist.

Alex R. schrieb:
> und wenn ich z.B. das verhältnis auf 150M und 1,5M ändere, wird die
> pulslänge dann 10x länger

Wahrscheinlich nicht, weil, wie die anderen schon bemerken, die 15M 
schon an der Grenze des Leckstroms vom Kondensator kratzen. Langsamer 
Blitzen also eher durch grösseren Kondensator.
Aber bei verkleinerung wirds schneller, passt schon. Bei ungünstigen 
Werten (vor allem der 1k (Hysterese) und 2k2 (Strom für Hysterese) 
bleibt es auch einfach mal stehen.

Es gibt high-brightness LEDs, welche schon bei 10uA sichtbar sind. Dazu 
ein sub-uA Komparator, zB MCP6541, welcher nur 600nA zieht.

weg mit dem Troll - subito schrieb:
> Es gibt high-brightness LEDs, welche schon bei 10uA sichtbar sind.

Ich hatte mitbekommen, dass die LED auch bei Tageslicht auffällig sein 
soll.

Alex R. schrieb:
> weil ich da bereits einige widerstände da hab, oder verbrauchen diese
> kleineren werte zuviel strom im ruhemodus

Das 13-fache, 13uA statt 1uA, in Summe also 24uA und 15.2uA.
Der LED Strom ändert sich durch schnelleres Blinken nicht, allerdings 
hängt das Blinktempo von der Hysterese und diese vom Strom durch die LED 
ab und der von der Spannung der LED. Bei nicht-gelben 2.1V LEDs muss man 
also ggf. den 2k2 anpassen, sonst bekommt man andere Blinkfrequenzen 
wenn sich der Kondensator nur um 0.2V statt 0.5V umladen muss.

Bedenke, dass Blinkfrequenzen schneller als 1Hz fuer Personen unangenehm 
ist, weil es nervoes macht, wenn diese sich in der Naehe im Sichtbereich 
des Blinkens, auch erhellte Waende, aufhalten.