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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnisfrage Schaltplan ...


Autor: Neugierig (Gast)
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Hi,
beim stöbern durch's Netz bin ich über Umwege hier gelandet:
http://www.personalarms.com/schematics.htm
Da wird mit einem NE555 ein Trafo via Batterie beschickt -> StunGun ;)
Wäre ja auch was für Tesla-Coils u.ä. ;)
Nun zu meiner Frage:
Warum werden alle Schaltpläne mit NE555 via Transistor und zusätzlicher 
Diode an die Trafos angeschlossen ?
Aus dem NE555 kommt doch schon die Versorgungsspannung heraus ?
Danke.

Autor: Karl heinz Buchegger (kbucheg)
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> Aus dem NE555 kommt doch schon die Versorgungsspannung heraus ?

Spannung ist nicht alles.
Der Ausgang muss auch den Strom liefern können!

Aus einem Strohhalm kommt auch Wasser mit der richtigen
Geschwindigkeit heraus und trotzdem kannst du
damit keine Turbine in einem Kraftwerk antreiben.
Wenn der Strohhalm aber zu einem Rohr mit 2m Duchmesser
wird und entsprechend viel Wasser mit der gleichen
Geschwindigkeit wie beim Strohhalm da herausschiesst,
dreht sich das Ding plötzlich :-)

Um bei dem Vergleich zu bleiben:
  Rohr              <==>        elektr. Leiter
  Wasser            <==>        Elektronen
  Geschwindigkeit   <==>        Spannung
  Wassermenge/Zeit  <==>        Strom
  Wasserrad         <==>        Verbaucher


Die Diode dient nur dazu, den beim Abschalten des Stromes
entstehenden Induktionsstrom kurz zu schliessen. Ohne
sie würde der Transistor abrauchen, da kurzzeitig von
der Spule eine Strom generiert wird, der dem Erregerstrom
entgegengesetzt ist und realtiv hohe Werte aufweist.

Autor: romanua (Gast)
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@Karl heinz Buchegger

Wird beim Abschalten der Collector nicht "sehr" positiv dem Emitter 
gegenueber? Mir scheint es so. Wenn es auch so tatsächlich ist, leitet 
die Diode nicht. Wo liege ich falsch?

Autor: Schlumpf (Gast)
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Schön erklärt, aber  tausch doch bitte in deinem letzten Absatz den 
Begriff "Strom" mit "Spannung"

An einer Spule kann der Strom nicht "springen", daher wird bei einer 
plötzlichen Unterbrechung die Spule selbst zur Quelle und "versucht", 
den Strom weiterhin in genau der Stärke und Richtung weiterfliessen zu 
lassen.
Dazu muss sich die Spannung umkehren, und diese wird dann theoretisch 
beliebig groß, bis der Stromkreis wieder über einen Lichtbogen 
geschlossen wird (was natürlich in der Praxis so nicht eintritt)
Spannung an der Spule: U = L di/dt

Die Es treten also beim Abschalten keine größeren Ströme auf, lediglich 
die Spannung steigt rapide an und wird durch die Diode, die dann in 
Durchlassrichtung ist, begrenzt.

Sorry, dass ich das so genau nehme...

Autor: Karl heinz Buchegger (kbucheg)
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Das Prinzip ist Folgendes:

Du hast eine Spule


     ----------------------**
                           **
                           **
                           **
                           **
     ----------------------**

an diese Spule schliesst du eine Spannung an:

   + ----------------------**
                           **
                           **
                           **
                           **
   - ----------------------**

Dadurch baut sich in der Spule ein Magentfeld auf.

Klemmst du jetzt die Strom wieder ab, so erzeugt
das in der Spule immer noch vorhandene Magnetfeld
eine Gegenspannung, die umgekehrte Polarität wie die
angelegte Spannung hat

     ----------------------**   -
                           **
                           **
                           **
                           **
     ----------------------**   +

und diese Spannung gilt es jetzt mit einer
Diode kurzzuschliessen, damit sie keinen Schaden
in der Ansteuerelektronik der Spule anrichten
kann:

     -----------------+----**   -
                      |    **
                     ---   **
                     / \   **
                     ---   **
                      |    **
     -----------------+----**   +



Autor: romanua (Gast)
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@Karl heinz Buchegger

Danke, so sehe ich das auch, aber im Schaltplan des Guns passiert 
folgendes beim Abschalten (meiner Meinung nach):



+   --------
          **
          **
          **
++  --------
           |
          ---
          / \
          ---
           |
-   --------

Siehst Du es auch so?


Autor: Schlumpf (Gast)
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beim Abschalten passiert folgendes:

 ----------------
 |              |
 |              |
 |              #   neg
 |              #
 |              #   pos
 |              |
 |             ---
 |             / \
 |             ---
 |              |
 |              |
 |             ---   neg
 |            -----  pos
 |              |
 |              |
 ----------------

Laut Maschenregel addieren sich alle Spannungen im Ring und müssen in 
der Summe Null ergeben:
UDiode = UBatterie + UInd




Autor: romanua (Gast)
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  ---------------
  |             |
 ---            |
 \ /            |
 ---            |
  |             |
  |             |
  |            ---   neg
  |           -----  pos
  |             |
  |             |
  |             |
  |             #   neg
  |             #
  |             #   pos
  |             |
  ---------------

Genau:

Udiode=9(battery)+200(~inductive kickback)=209

Ich sehe hier keine Begrenzung, da die Diode nicht leitet.
Die Leitet doch nicht, oder?

Autor: Schlumpf (Gast)
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Mist, wo ist hier der Fehler????

Autor: Schlumpf (Gast)
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Ich denk, dass da im Schaltplan ein Fehler drin ist. Die Diode muss über 
die Spule und nicht über den Transistor....
oder hab ich da was übersehen?

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Die Diode muß antiprallel zur Spule.
Die Masche besteht dann nur aus Diode und Spule.

Autor: romanua (Gast)
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>Diode muss über
die Spule und nicht über den Transistor....
+
>Die Masche besteht dann nur aus Diode und Spule.

Das glaube ich nicht, weil die Sekunderspannung dann niedrig bleibt. Wir 
wollen doch 30kv/8=~3kv auf der Sekindaerseite und mit einer Diode 
antiparallel zur Spule wird sich der Strom nur sehr langsam aendern.



Kann es sein, dass die Diode gegen die induzierte Spannung hilft die 
sekundaer->primaer beim Entladen des Guns ensteht, wenn da ueberhaupt 
welche Entsteht? Wie rum wird die Kanone entladen?

Autor: romanua (Gast)
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30kv/10=3kv musste heissen

Autor: Neugierig (Gast)
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Aha,
also würde folgendes einen NE555 kaputtmachn ?

 VCC
  |
+-------+ Rechteck    Trafo
| NE555 |--------------**-----------------o Out
|       |              **
+-------+              **
   |                   **
   |                   **
  GND------------------**------------------o Out


Und hier käme hinten nix heraus ?

 VCC
  |
+-------+ Rechteck    Trafo
| NE555 |--------+------**-----------------o Out
|       |        |      **
+-------+        -      **
   |            / \     **
   |            ---     **
   |             |      **
  GND------------+------**------------------o Out


Hab' ich das richtig verstanden ?
Wenn ich so einen Taktgeber baue, muß ich dann einen dicken 
Leistungstransistor nehmen oder gingen auch Standard NPN BC irgendwas ?
Kann ich aus den Daten des Trafos erkennen, wie stark die Rückspannung 
sein wird, um die Diode zu berechnen ?
Weil ich würde mir gerne eine kleine Tesla-Coil bauen, die mit Batterie 
betrieben werden kann :P
Ginge das überhaupt ?
Ich meine mit z.B. einer 9V Blockbatterie eine Tesla-Coil mit so einem 
NE555 Taktgeber zu betreiben ?
Danke.

Autor: Henrik J. (henrikj)
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Ich kann mir den oben angebenen Schalktplan leider nicht anschauen.

Doch ich behaupte, dass das letzte Bild völlig i.O ist?!

 VCC
  |
+-------+ Rechteck    Trafo
| NE555 |--------+------**-----------------o Out
|       |        |      **
+-------+        -      **
   |            / \     **
   |            ---     **
   |             |      **
  GND------------+------**------------------o Out

Ist der Timer auf 'high', hast du oben eine positivere Spannung als 
unten. Die Diode ist somit wirkungslos. Soll sie auch sein. Im 
ausgeschalteten Zustand passiert auch nichts. Denn du hast oben und 
unten gleiches Potential.

Nur beim  Abschalten, wenn vom Trafo der negative Peak kommt, ist die 
Diode wirksam und schützt deinen NE555 vor negativen Spikes.

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Wenn man dem Ding noch eine Diode vom Ausgang zu Vcc spendiert, dürfte 
der NE555 den Spaß auch überleben....

Autor: romanua (Gast)
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@Neugierig

wenn Du wirklich nicht vor hast 2 Tage zu warten, bis deine Kanone 
aufgeladen ist, sollst Du Dir das Buffern des 555-Ausgangs  durch einen 
Transistor ueberlegen. Karl heinz Buchegger hat Dir eine lange 
Erklaerung dazu gepostet.

Guck mal hier rein.
http://www.kpsec.freeuk.com/555timer.htm

Autor: Neugierig (Gast)
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@ inoffizieller WM-Rahul :
Wozu noch eine extra Diode ?
Wenn ich's richtig verstanden habe bleibt beim ausschalten nur folgende 
Masche übrig:

    Trafo
 +------**-----------------o Out
 |      **
 -      **
/ \     **
---     **
 |      **
 +------**------------------o Out

Und am NE555 liegt keinerlei Potential an, oder ist da ein Denkfehler 
bei mir ?

Wie gesagt möchte ich so eine Schaltung für einen Mini-Tesla-Coil 
verwenden ;)
Die soll grob so aussehen:


Taktgeber (NE555 als Vibrator einige kHz):

 VCC
  |
+-------+ Rechteck    Trafo(6V auf 230V)
| NE555 |--------+------**-----------------o OutA1
|       |        |      **
+-------+        -      **
   |            / \     **
   |            ---     **
   |             |      **
  GND------------+------**------------------o OutA2


Tesla-Trafo auf Ferritkern selbstgewickelt (muß ich noch ausrechnen):

            #######
              |*|
              |*|
              |*|
              |*|
              |*|
              |*|
OutA1 o------*|*|*
             *|*|*
             *|*|*
             *|*|*
OutA2 o------*|*|*


So wie ich das verstanden habe muß ich zwischen dem selbstgewickelten 
Tesla-Trafo und meiner Versorgungsspannung aus dem Taktgeber noch einen 
Kondensator und Funkenstrecke haben.
Wie könnte ich sowas für ein tragbares batteriebetreibenes Gerät lösen ?
Sollte möglichst sicher sein, aber trotzdem ordentlich Blitzen ;)
Gibt's da irgendwo gute Bauanleitungen ?
Wie gesagt im Idealfalle sollte eine 9V Block-Batterie ausreichen, um 
einen ordentlichen Blitz zu ziehen ;)
Danke für jedwede Info ;)

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Wenn du es richtig machen willst, hast du an jedem der Trafo-Pins eine 
Push-Pull-Endstufe und kannst die Stromrichtung in der Spule auch 
umkehren.

Autor: Neugierig (Gast)
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@romanua:
OK,
ich glaube ich hab's endlich kapiert ;)
Der Tansistor wird vom NE555 angesteuert und schaltet den Strom passend 
durch, während aus dem NE555 nicht genügend Saft kommt, stimmt's ?
Gut dann müßte ich meinen Taktgeber so abändern, wobei ich dann noch 
wissen müßte was für einen Transistor ich benötige ?

Taktgeber (NE555 als Vibrator einige kHz):

 VCC
  +------------------------+
  |                        |
  |                        +----+
+-------+ Rechteck       |/     |     Trafo(6V auf 230V)
| NE555 |----------[R]---|      +------**-----------------o OutA1
|       |                |\     |      **
|       |                  |    |      **
+-------+                  |    -      **
   |                       |   / \     **
   |                       |   ---     **
   |                       |    |      **
  GND----------------------+----+------**------------------o OutA2

Also NE555 schaltet den Transistor und erzeugt so eine alternierende 
Spannung am Trafo.
Brauche ich da noch einen Widerstand außer am Gate des Transistors ?
Danke für Eure Hilfe,
ist alles doch komplizierter als es erstmal so aussieht ;)

Autor: romanua (Gast)
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VCC
  +----------------------------+---**-----------------o OutA1
  |                            |   **
  |                           ---  **
+-------+ Rechteck            / \  **   Trafo(6V auf 230V)
| NE555 |----------[R]-+      ---  **
|       |              |       |   **
|       |              | |/----+---**------------------o OutA2
+-------+              +-|
   |                     |\
   |                       |
   |                       |
  GND----------------------+

>Der Tansistor wird vom NE555 angesteuert und schaltet den Strom passend
>durch, während aus dem NE555 nicht genügend Saft kommt, stimmt's ?

Genau, deine Shaltung wuerde aber nur so gehen.
Ein Ausgang-Pin eines 555s ist ein Totem Pole. Der kann den Strom 
liefern und "absorbieren". Wenn du einen Transistor davor schaltest, 
aendert sich die Lagen, weil ein Transistor den Strom nur in eine 
Richtung lassen kann.

In der Schaltung, wenn Transistor leitet, vom groesseren Potential geht 
der Strom durch die primaere Wicklung, durch Transitor zum niedrigeren 
Potential, von 9V auf 0V. Wenn der Transistor gesperrt ist, fliesst der 
Stom nicht.

In der Schaltung , die Du angegeben hast, fliesst der Strom durch die 
primaere Wicklung ungeachtet davon, in welchem Zustand der Transistor 
ist.


Ich weiss, nicht was die anderen dazu meinen aber, obwohl die Schaltung 
Dir nicht um die Ohren fliegt, finde ich sie nicht zielfuehrend, gerade 
wegen der Fleilaufdiode. Die macht, meiner Meinung nach, den Sinn des 
DC-DC Wandlers kaputt. Die Schaltung sollte als ein Boost bzw. Flyback 
Wandler funktionieren. Die Freilaufdiode ist da fehl am Platze. Die 
Diode verhindert das schnelle Kolabieren des Magnetfelds beim 
abschalten, daher wird nur eine niedrige Spannung in der sekundaeren 
Wicklung induziert.


http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/a...

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