Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsanzeige mit grünen und roten LEDs


von Markus V. (mark_v)


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Hallo zusammen,

ich bräuchte eure Hilfe bei folgendem Problem.

Ich möchte eine Spannung von 0-30VDC mittels grünen und roten LEDs 
anzeigen lassen.
Grün sollte von ca.2V bis ca.15V leuchten, über ca.15V-30V sollten nur 
die roten LEDs leuchten. Zum Einsatz kommen mindestens 2 Superhelle LEDs 
in der jeweiligen Farbe. Die LEDs sollten immer nur abwechselnd leuchten 
und nie gleichzeitig. Ideal wäre wenn man die Spannung der roten LEDs 
über ein Poti einstellen könnte. Habe zwar schon eine kleine Schaltung 
mit einer Z-Diode, einem Transistor und ein paar Widerständen zusammen 
gebaut (siehe Anhang), aber die Funktioniert leider nicht so ganz, wie 
ich es gerne hätte. Das Hauptproblem ist, dass beim erreichen der 
Z-Spannung beide LEDs dunkel sind bzw. beide ganz schwach leuchten, erst 
wenn die Spannung höher steigt, leuchtet nur noch die rote LED.

Würde mich freuen, wenn jemand eine Idee hätte, wie man so eine 
Schaltung aufbauen könnte.

Mfg Markus

von Jörg R. (solar77)


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a) Komparator z.B. LM339
b) LM3914

von Karl B. (gustav)


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Hi,
Stichwort: Fensterdiskriminator.
Der TCA965 ist leider obsolet.
http://sites.prenninger.com/tca965/

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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Karl B. schrieb:
> Hi,
> Stichwort: Fensterdiskriminator.
> Der TCA965 ist leider obsolet.

Ich habe noch einige:-)

Das Problem kann der TO aber auch anders lösen.

von Thomas K. (ek13)


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Markus V. schrieb:
> Ich möchte eine Spannung von 0-30VDC mittels grünen und roten LEDs
> anzeigen lassen.

Hast du eine Hilfsspannung zur Verfügung?

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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R1 und R3 können um den Faktor 10 vergrößert werden (1k5 und 2k2). Dann 
noch einen 4k7 Widerstand parallel zur roten LED, damit sie auch 
wirklich unter 15V dunkel bleibt und der Transistor vernünftig sperrt.

von MaWin (Gast)


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Markus V. schrieb:
> Grün sollte von ca.2V bis ca.15V leuchten, über ca.15V-30V sollten nur
> die roten LEDs leuchten.

Das funktioniert so nicht, denn wie du selber erkennst, schwankt die 
Helligkeit bei einer Strombegrenzung über einen Vorwiderstand zu stark.

Und die üblichen Methoden, wie Konstantstromdioden, JFETs oder BCR405 
Konstantstromtreiber funktionieren nicht, weil deine Schaltung ab 2V 
funktionieren soll, und die Dinger mindestens 4V brauchen um eine grüne 
LED leuchten zu lassen.

Man kann sich mit idiotischen Anforderungen auch selbst ins Knie 
schiessen.

Also muss VIEL mehr Aufwand getrieben werden.

Eine einfache Lösung mit einem 2-36Vin buck/boost Schaltwandler, der nur 
noch 3 Widerstände und 1 Transistor bräuchte, scheitert weil der 
MAX17230/MAX17231 VIEL zu komplex und leistungsstark ist und einen 
kleinen einfacheren kenne ich nicht.

Um an 2V eine 2.1V grüne LED mit Stromregelung zu betreiben, braucht 
man einen step up boost Stromschaltregler. Wenn man den oberhalb 15V 
abschaltet, kann ein Transistor die rote LED über einen Vorwiderstand 
oder eine Konstantstromdiode einschalten. Da die einfachen boost Regler 
aber keine Eingangsspannung oberhalb der Ausgangsspannung mögen, muss 
man gleich auf 15V hochwandeln lassen.

Deine ganzen "Anforderungen" sind also eine Scheiss-Kombination.

von Markus V. (mark_v)


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MaWin schrieb:
> Das funktioniert so nicht, denn wie du selber erkennst, schwankt die
> Helligkeit bei einer Strombegrenzung über einen Vorwiderstand zu stark.
>
> Und die üblichen Methoden, wie Konstantstromdioden, JFETs oder BCR405
> Konstantstromtreiber funktionieren nicht, weil deine Schaltung ab 2V
> funktionieren soll, und die Dinger mindestens 4V brauchen um eine grüne
> LED leuchten zu lassen.
> Also muss VIEL mehr Aufwand getrieben werden.


Hallo MaWin,

erstmal danke für deine Antwort. Das mit den 2V, ab wann die Schaltung 
funktionieren soll, ist nicht so ernst zu nehmen, deshalb auch ca.2V, 
können auch 3-4V sein. Bei meiner Schaltung beginnt die grüne LED mit 
dem 1.5K Vorwiderstand bei 2,8V zu leuchten, zwar noch nicht sonderlich 
hell, aber sie leuchtet. Das die Helligkeit mit steigender Spannung 
steigt ist kein Nachtteil sondern eigentlich so gewollt. Wie schon am 
Anfang gesagt ist das Problem beim Umschalten der Farben. Hier sollte 
direkt von grün auf rot geschalten werden

Mfg Markus

von Markus V. (mark_v)


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Thomas K. schrieb:
> Markus V. schrieb:
>> Ich möchte eine Spannung von 0-30VDC mittels grünen und roten LEDs
>> anzeigen lassen.
>
> Hast du eine Hilfsspannung zur Verfügung?

Nein es ist keine Hilfsspannung verfügbar.

von Elliot (Gast)


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Markus V. schrieb:
> Wie schon am
> Anfang gesagt ist das Problem beim Umschalten der Farben. Hier sollte
> direkt von grün auf rot geschalten werden

Naja, das finde ich nicht so gut. Mit einem gewissen Übergangsbereich 
sieht man viel besser wo man sich befindet.

Eine Schaltung, die alle sonstigen Wünsche erfüllt, findest du im 
Anhang. Die Übergangsspannung lässt sich am Poti einstellen.

von Markus V. (mark_v)


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Elliot schrieb:
> Naja, das finde ich nicht so gut. Mit einem gewissen Übergangsbereich
> sieht man viel besser wo man sich befindet.
>
> Eine Schaltung, die alle sonstigen Wünsche erfüllt, findest du im
> Anhang. Die Übergangsspannung lässt sich am Poti einstellen.

Hallo Elliot,
vielen Dank für deine Schaltung, hat mir schon mal weitergeholfen.
Der Übergang von grün auf rot ist ja leider auch nicht perfekt, deshalb 
habe ich jetzt mal was mit einem LM339 probiert.(siehe Anhang)

Jörg R. schrieb:
> a) Komparator z.B. LM339
> b) LM3914
Danke Jörg für den Tipp

Also in der Theorie scheint die Schaltung zu funktionieren, muss nur 
noch die passenden Bauteile besorgen und die Schaltung aufbauen, um zu 
sehen ob das ganze in der Praxis auch funktioniert?

Mfg Markus

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Markus V. schrieb:
> (siehe Anhang)

Kleiner Hinweis für später Nachlesende:
Im Schaltplan ist Q2 falsch herum eingezeichnet.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Markus V. schrieb:
> Der Übergang von grün auf rot ist ja leider auch nicht perfekt, deshalb
> habe ich jetzt mal was mit einem LM339 probiert

Das schlagartige Umschalten zwischen grüner und roter LED, geht auch mit 
nur zwei PNP Transistoren.
R1 erzeugt sinnvoller Weise eine kleine Hysterese von etwa 0,4 Volt. 
Durch verändern von R1 kann man sich die gewünschte Hysterese 
einstellen. D1 dient nur zur künstlichen Erhöhung der Flussspannung von 
der grünen LED, die muss jetzt nämlich größer sein, als die 
Flussspannung der roten LED.

von So gefällt's mir (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> 20210103_141754.jpg

Das ist aber eine schöööne Schaltung.

von MaWin (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Das schlagartige Umschalten

Bloss dass die LEDs mit steigender Spannung deutlich heller wrtden.

Eine Konstantstrom(diode, JFET, IC) sollte man schon dazu bauen.

Markus V. schrieb:
> deshalb habe ich jetzt mal was mit einem LM339 probiert.

Auch hier voll vergurkt  die Helligkeit geht mit der Spannung mit.
Wie kommt man auf R9/R12, und wie kommt man darauf, dass man LEDs direkt 
parallelschalten kann ?

von Stefan F. (Gast)


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Markus V. schrieb:
> Also in der Theorie scheint die Schaltung zu funktionieren, muss nur
> noch die passenden Bauteile besorgen und die Schaltung aufbauen, um zu
> sehen ob das ganze in der Praxis auch funktioniert?

Wenn die LED's nicht exakt die gleiche Betriebsspannung haben, werden 
sie ungleichmäßig hell leuchten. Lies dazu 
http://stefanfrings.de/LED/index.html#parallelschaltung

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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MaWin schrieb:
> die Helligkeit geht mit der Spannung mit.

Kann aber verbessert werden, wenn der LED-Vorwiderstand aufgeteilt würde 
und ein JFET (BF256 oder J300) in den Pfad mit eingeschleift würde.

von Mike ... (Gast)


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liest hier eigentlich auch ?!
" mit
dem 1.5K Vorwiderstand bei 2,8V zu leuchten, zwar noch nicht sonderlich
hell, aber sie leuchtet. Das die Helligkeit mit steigender Spannung
steigt ist kein Nachtteil sondern eigentlich so gewollt. W"

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Mike ... schrieb:
> Das die Helligkeit mit steigender Spannung
> steigt ist kein Nachtteil sondern eigentlich so gewollt.

Natürlich wird mitgelesen. Der JFET wäre optional, dass es noch leicht 
zu ändern wäre.
Außerdem, kann er dadurch noch etwas seinen Wunsch nach 
Helligkeitsunterschieden mit den je zwei LEDs recht einfach aufpeppen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Das Rad läßt sich natürlich häufiger erfinden. Wie wäre es mit folgender 
Schaltung:
https://homediyelectronics.com/projects/led_bar_graph_with_transistors/ledbargraphcircuit

Damit kannst Du Deine 4 LED als Bargraphanzeige verwenden.

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