Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltungs-Hilfe ``Simples`` DIY Projekt


von Fabian S. (fabitryelektronik)


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Hi moin,

Ich bin neu hier und mache mir aktuell die Hoffnung, dass mir hier 
jemand weiter helfen kann.

Generell zu mir, ich habe einen Metall Beruf erlernt weswegen ich 
Elektronisch etwas Unterstützung brauche...

Ich plane aktuell ein kleines DIY Projekt. Dieses mal wollte ich mich 
auch an einen kleinen Elektrischen Teil wagen...

Das Projekt ist simpel. Ziel ist es einen Schlüssel Anhänger mit 
Graviertem Plexiglas Namen zum leuchten zu bringen. Dabei würde ich die 
Sache gerne so gestallten.
Nach dem druck eines Tasters soll der Name ein paar Sekunden von einer 
LED erleuchtet werden und diese sollte dann wieder erlischt.
Soweit der Plan.

Ich habe mich natürlich die letzte Zeit etwas mit dem Thema beschäftigt 
und Recherchiert jedoch bin ich nur Teils schlauer geworden.

Als Energie quelle würde ich gerne die:
2 in Reihe x Rayovac Hearing Aid Batteries 312 Bli Knopfzelle ZA 312 
Zink-Luft 180 mAh 1.4 V 6 St.
Conrad: 
https://www.conrad.de/de/p/rayovac-hearing-aid-batteries-312-bli-knopfzelle-za-312-zink-luft-180-mah-1-4-v-6-st-253312.html

2x in Reihe um auf meine Betriebsspannung der LED zu kommen welche mit 
2,6-3,3V angegeben ist also mit 2,8 ausreichend i think.

1x Als LED hätte ich die Nichia NHSL157BT SMD-LED Sonderform Warmweiß 
2400 mcd 120 ° 20 mA 3 V gewählt.
Conrad: 
https://www.conrad.de/de/p/nichia-nhsl157bt-smd-led-sonderform-warmweiss-2400-mcd-120-20-ma-3-v-405635.html

Warum die Batterien 1. wegen der Baugröße 2. wegen der Kapazität von 
180mAh was meines Wissens ~9h sein sollten wenn die LED permanent 
betrieben werden sollte.

Für die Schaltung habe ich mir eine Monostabile Kippstufe überlegt. 
Diese habe ich bei meiner suche in YT gefunden. Anbei habe ich einen 
leicht veränderten Screenshot Angehängt in welchem der Schaltplan 
zusehen ist.

Monostabile Kippstufe
https://www.youtube.com/watch?v=a7noNHxX6_A
Im Video ist die Haltung der LED nur sehr kurzweilig gewesen. Ich dachte 
anstatt einem 15yF könnte ich einen 220yF Kondensator verbauen...
Nach meiner Rechnung
t=RV1xCB1x0,7
t=56kΩx220yFx0,7
t=~8600ms=8,6sek

Dabei dachte ich an diesen Kondensator Yageo S5006M0220BZF-0605 
Elektrolyt-Kondensator radial bedrahtet 2.5 mm 220 µF 6.3 V 20 % (Ø x H) 
6 mm x 5 mm.
https://www.conrad.de/de/p/yageo-s5006m0220bzf-0605-elektrolyt-kondensator-radial-bedrahtet-2-5-mm-220-f-6-3-v-20-x-h-6-mm-x-5-mm-1-st-445507.html

Generell falls ich mir kompletten Schwachsinn zusammengereimt habe könnt 
ihr mir dass gerne mitteilen... Wie gesagt ich hab generell nur sehr 
wenig Ahnung von der Materie, finde es aber sehr interessant.

Also,
Könnte mir jemand verraten ob die Schaltung so funktioniert ?
Darf ich die Schaltung mit ~3v betreiben oder müsste ich die 
Wiederstände anpassen da die Original Schaltung mit 5V läuft?
Kommt es zu einem Unnötig hohem verbrauch? Da ich auf der Linken Seite 
der Schaltung die LED aus der Beispiel Schaltung entfernt habe?
bzw.
Mit welcher Laufzeit kann ich Rechnen bis die Batterien leer sind ohne 
dass die LED laufen? Da wie ich es verstanden habe hier ja immer ein 
gewisser Strom läuft um den Transistor zu Laden.

Falls jemand eine andere Umsetzung Idee hat, bin ich dafür natürlich 
offen. Sonst freue ich mich natürlich über Verbesserungsvorschläge. 
Wichtig ist nur dass mein Platz sehr begrenzt ist siehe 3D Zeichnung 
Anhänger. Der Anhänger ist auf 80x25mm geplant wobei der Stromteil nur 
in einer Box von 25x20x10mm Platz hat ;D. (Sind nicht feste Maße / 
könnten also noch verändert werden)

Ich freue mich über jegliche Beteiligung.

von Udo S. (urschmitt)


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Fabian S. schrieb:
> Warum die Batterien 1. wegen der Baugröße 2. wegen der Kapazität von
> 180mAh was meines Wissens ~9h sein sollten wenn die LED permanent
> betrieben werden sollte.

Das blöde an deiner Idee ist dass sich Zink Luft Batterien nach ihrer 
Entsiegelung innerhalb von Wochen selbst entladen. Deshalb ist ihre 
Benutzung auch hauptsächlich in Hörgeräten oder anderen Geräten, die 
häufig und lange in Betrieb sind und bei denen in recht kurzer Zeit die 
Batterien leer werden.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Fabian S. schrieb:
> Darf ich die Schaltung mit ~3v betreiben oder müsste ich die
> Wiederstände anpassen da die Original Schaltung mit 5V läuft?

Da in dem schaltenden Transistor etwas Spannung abfällt, wird es sehr 
knapp für die LED. So ein Transistor schluckt in Sättigung so etwa 0,2V 
- 0,3V.
Besser also mit einer LiIon Zelle speisen (3,6-4,2V) oder die Speisung 
auf 4,5V oder so erhöhen. Powerbank mit 5V geht natürlich auch.
In der unbenutzten Schaltstufe (stabiler Zustand) kannst du gerne den 
Arbeitswiderstand erhöhen.

Generell würde ich mir überlegen, ob du nicht ein Monoflop aus der CMOS 
Reihe benutzen solltest, wie das CD4098 oder das CD4528. Die verbrauchen 
in Ruhe fast nix, arbeiten von 3V bis 15V und sind sehr klein. Da sind 
immer 2 Monos in einem Gehäuse, vllt. kannste damit noch was anfangen.
Pro Mono braucht man einen Kondensator und einen Widerstand, so das die 
Anzahl der Bauteile klein ist.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Generell würde ich mir überlegen, ob du nicht ein Monoflop aus der CMOS
> Reihe benutzen solltest,

Da reicht doch ein MOSFET völlig, mit Kondensator und Entladewiderstand 
am Gate.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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H. H. schrieb:
> Da reicht doch ein MOSFET völlig, mit Kondensator und Entladewiderstand
> am Gate.

Wenn man den mit 3V durchsteuern kann, warum nicht? BS170 oder sowas?
Hier noch ein Musteraufbau mit 4098
https://de.f-alpha.net/elektronik/grundschaltungen/multivibrator/weiter-gehts/experiment-12-monoflop/

von H. H. (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> BS170 oder sowas?

Schon einer für niedrige Logikpegel, z.B. IRLML6246.

von MaWin (Gast)


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Fabian S. schrieb:
> 2x in Reihe um auf meine Betriebsspannung der LED zu kommen welche mit
> 2,6-3,3V angegeben ist also mit 2,8 ausreichend i think

Du unterliegst dem Irrtum, sass eine LED wie eine Glühbirne funktioniert 
und eine Spsnnung braucht.
Nein, sie braucht einen definierten Strom (20mA für volle Helligkeit, 
5mA reichen dir sicherlich) und sie sucht sich dann selber aus, welchen 
Spannungsbedarf sie hat, irgendwo zwischen 2.6 und 3.3V.

Und auch die Spannung einer Batterie ist mitnichten 1.4V, wobei 
Zink-Luft da noch ziemlich gut sind, die sacken nur auf 1.3V ab bevor 
Ende ist

https://www.powerstream.com/zinc-air-discharge-curves.htm

wenn man so geringen Strom wie 2mA verwendet.

Wenn man es wirklich richtig machen wollte, müsste man die 
Batteriespannung hochwandeln und dann den LED Strom regeln, wie es z.B. 
ein XC9116 tut. Dein Taster kommt da zwischen CE und plus, und ein 100nF 
Kondensator parallel mit einem 10MOhm Widerstand nach Masse. Wenn man 
auf die Stromregelung verzichtet und nur hoch wandelt so was wie ein 
PR4401.

Wenn man es nicht so genau haben will  nutzt man eine Lithium-Knopfzelle 
(aus den zu Zink-Luft geschilderten Gründen) wie CR2016 und schliesst 
die LED direkt an. Die CR2016 wirkt selbst strombegrenzend, aber die LED 
ist erst mal hell und wird im Laufe der Entladung immer dunkler.

Als Zeitschalter tut es da ein MOSFET  wie der von Hinz vorgeschlagene 
IRLML6264 in der Masseverbindung der LED dessen Gate über deinen Taster 
mit plus verbunden wird und von dem ein Kondensator parallel zu einem 
Widerstand nach Masse geht, so 100nF und 10MOhm.

Was ist das Problem der Lithiumzelle ? Sie bekommt nicht die volle 
Helligkeit aus der LED, eventuell bei weiss nur Schummerlicht selnbst 
wenn sie neu ist. Es hilft dann, eine gelbe (oder rot, orange, 
gelbgrüne) LED zu nutzen.

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