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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kondensator Entladung Abschaltung


Autor: maddin (Gast)
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Hi,

ist Zustand:

Es werden 5 parallel geschaltete Kondensatoren mit einer Kapazität von 
5000uF/63V auf 35V aus dem netz aufgeladen. Nachdem der Ladeteil vom 
Netz getrennt wird, schaltet die Elektronik die Kondensatoren auf 2, 
über eine Konstantstromquelle (LM317) betriebene LED um.

Das Problem:
nachdem die Kondensatoren auf/unter 3,3V entladen wurden, leuchten die 
LED noch recht lange mit einer relativ schwachen Intensität nach.


Ich bräuchte eine Schaltung mit sehr geringer Stromaufnahme, die die LED 
bei erreichen von <3,3V einfach ab schaltet.
Im einfachsten Fall kann das sicher ein Transistor sein, mein Ansatz 
war: eventuell die Spannungen vor und nach dem LM317 zu vergleichen, 
oder über einen kleinen "Shunt" eine Spannung zu erzeugen, welche das 
Gate eines kleinen FET (BS170), den die LED im Massekreis beinhaltet, 
durchschaltet solage das Spannungsminimum von 3,3V am Kondensator noch 
nicht erreicht wurde.

Eventuell hat jemend von Euch einen konkreteren Vorschlag.

Gruß,
m.

Autor: maddin (Gast)
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...das sit der Stand der Schaltung...

gruß,
m.

Autor: maddin (Gast)
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...ach ja, die Schaltung des LED steuerteils ist nach dem hier 
publizierten Prinzip aufgebaut...

http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

m.

Autor: maddin (Gast)
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..hier der link zu dem Netzteil, ist aber nicht das wichtig für die 
Lösung des Problems...

http://www.grosse-elektronik.de/das-elko/trlosestr...

m.

Autor: Roland Z. (r-zimmermann)
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@maddin,

nimm einen OP als Komparator (LM358) und eine referenzspannungsquelle 
(TL421) und das Thema sollte erledigt sein.
Was ich auf deinem Bild sehe ist daß du außer der Stromzuführung noch 
eine andere Printklemme hast an der Leistungen wegführen. Vorsicht, du 
verwendest ein Kondensatornetzteil du hast keine galvanische Trennung, 
auch an der damit  erzeugten vermeintlicher "Kleinspannung" kann es dir 
ziemlich übel eine Braten.
Den Komparator und die Referenzspannungsquelle solltest du in jedem 
Elektronikladen bekommen. Falls der TL doch nicht zu haben ist, nimm 
einer Z-Diode, das geht aber auf die Genauigkeit. Der TL ist über ein 
einfaches Trimmpoti einstellbar und hat fast keinen Drift der Spannung. 
Schaltung dafür findest du im Datenblatt, Stichwort "Shunt Regulator".

Roland

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ maddin (Gast)

>nachdem die Kondensatoren auf/unter 3,3V entladen wurden, leuchten die
>LED noch recht lange mit einer relativ schwachen Intensität nach.


>Ich bräuchte eine Schaltung mit sehr geringer Stromaufnahme, die die LED
>bei erreichen von <3,3V einfach ab schaltet.

Nicht leichter als das. Nimm einen Komparator mit Open Collector 
Ausgang. Über ein Spannungsteiler kannst du entsprechend feststellen, 
wann die Spannung unter 3,3V gesunken ist. Dann schaltet der Komparator 
den Ausgang und schliesst die LED kurz, sprich der Konsantstrom fliesst 
nicht über die LEDs sondern den Komparatorausgang gegen Masse. Voiala.

MFG
Falk

Autor: maddin (Gast)
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@ falk, auch eine schöne idee

@roland, natürlich ist eine galvanische trennung vorhanden (relais!? - 
genau lesen), eine refenerenzspannungsquelle kann ich nicht verwenden, 
da ich sie kaum versorgen kann, oder? zudem ist mir das eigentlich zu 
aufwändig...

ich habe nicht sehr viel platz auf der platine....einen lm393 habe ich 
hier noch rumfliegen, nur einen kleinen fet zu verwenden, und das gate 
irgentwie vor zu spannen ist schlecht, was!?zumal ich nur die 
kondensatorspannung zur versorgung der schaltung habe, und diese fällt 
ja durch die entladung langsam ab, da wirds schlecht den op damit zu 
versorgen oder?

m.

Autor: maddin (Gast)
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...zur besseren Übersicht habe ich noch eine kleine skizze...

m.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ maddin (Gast)

>ich habe nicht sehr viel platz auf der platine....einen lm393 habe ich
>hier noch rumfliegen,

Ist doch super. Aber LESEN! auch das DATENBLATT! Der LM393 ha bereits 
einen Open Kollekro Ausgang, der bis zu 16mA schlucken kann. Wenn es 
mehr sein muss, brauchst du einen exteren Transistor.

> nur einen kleinen fet zu verwenden, und das gate
>irgentwie vor zu spannen ist schlecht, was!?

Warum? Das frisst keinen Strom.

>zumal ich nur die kondensatorspannung zur versorgung der schaltung habe, und 
diese fällt
>ja durch die entladung langsam ab, da wirds schlecht den op damit zu
>versorgen oder?

Warum? Deine LED hat ca. 2V Flussspannung, die Stromquelle mit LM317 
braucht auch noch ca. 3,5V, macht 5,5V. Dann schaltet der OPV ab. Der 
LM393 läuft mit 2..36V und braucht dabei ca. 1mA. Als Referenz kann man 
Quick & Dirty eine normale Diode nehmen, die mit ca. 100uA gespeist 
wird. Ein Widerstand von 47KOhm sollte funktionieren.

>Dateianhang: 074_TK_LED_konstanstromquelle.JPG (16,3 KB, 3 Downloads)

Bildformate]!!!

MFG
Falk

Autor: maddin (Gast)
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@ falk:

..mir ist noch nicht ganz klar wie du mit einer normalen diode die 
referenz herstellen willst...

ich habe hier mal die zeichnung begonnen...

naja, sie ist auch als jpeg erkennbar...

m.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ maddin (Gast)

>..mir ist noch nicht ganz klar wie du mit einer normalen diode die
>referenz herstellen willst...

Einfach in Flussrichtung schalten?

>ich habe hier mal die zeichnung begonnen...
>naja, sie ist auch als jpeg erkennbar...

Ist es soooo schwer, die als PNG zu speichern oder ggf. per IrfanView & 
Co vom BMP auf PNG zu wandeln?

Wie gross ist denn der Konstantstrom?

MFG
Falk

Autor: maddin (Gast)
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>>Ist es soooo schwer, die als PNG zu speichern oder ggf. per IrfanView &
Co vom BMP auf PNG zu wandeln?<<

nein, ich fragte mich nur nach dem sinn... PNG und TIF sind verlustfreie 
packverfahren, für die verlustfreiheit muss man dann ein paar bytes mehr 
hin nehmen. wenn ich jetzt spontan und schnell abwäge, und ich davon 
ausgehe das die zeichnungen auch als jpg sehr gut lesbar sind, dann gibt 
es doch kaum einen grund dieses vorgehen zu ändern....oder?


>>Einfach in Flussrichtung schalten?<<

dann habe ich ca 0,6 bis 0,7v spannungsabfall..

hmm.. der Strom ist in meiner Schaltung hier von 1 bis 20mA einstellbar. 
Dem 56Ohm Widerstand ist noch ein 1K Poti nachgeschaltet... so kann man 
die Leuchtzeit/Intensität etwas einstellen.

Gruß,
m.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ maddin (Gast)

>nein, ich fragte mich nur nach dem sinn... PNG und TIF sind verlustfreie
>packverfahren, für die verlustfreiheit muss man dann ein paar bytes mehr
>hin nehmen.

IRRTUM! Siehe Bildformate.

> wenn ich jetzt spontan und schnell abwäge, und ich davon
>ausgehe das die zeichnungen auch als jpg sehr gut lesbar sind, dann gibt
>es doch kaum einen grund dieses vorgehen zu ändern....oder?

Doch! Es geht ums Prinzip. Weil sich damit über kurz oder lang Murks 
einscheicht.

>dann habe ich ca 0,6 bis 0,7v spannungsabfall..

Das ist der Plan!

>hmm.. der Strom ist in meiner Schaltung hier von 1 bis 20mA einstellbar.

Na super, dann reicht der nackte LM393. Die 4mA mehr als im Datenblatt 
verkraftet der.

Siehe Anhang.

MFG
Falk

P.S. Für so eine Sache wäre aber eine Stromquelle mit Schaltregler die 
bessere Wahl. Damit kannman die Energie der Kondensatoren wesenlich 
besser nutzen bzw. viel kleinere verwenden. Bei 20mA reichen die 
5x5=25mF gerade mal 37s (bei Entladung von 35 auf 5V). Mit einem 
Schaltregler und lauseigen 80% Wirkungsgrad reichen sie 180s, das 4,8 
fache!

Autor: Falk Brunner (falk)
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Ach ja, deine Skizze ist als PNG gerade mal 1242 Byte gross, als JPG 
12551. Noch Fragen?

Autor: maddin (Gast)
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...nein dazu nicht :-)

..du hast also eine diodenspannung von 0,734375V angenommen 
((5V/320)*47).

ich werde mit diesem vorschlag mal herum experimentieren, ich denke den 
lm393 werde ich da noch zwischen bekommen...

vielen dank für die zeichnung...

was den schaltregler angeht, leider habe ich den nicht rumliegen, und 
diese kleine schaltung besteht aus teilen die ich so auf tasch hatte. 
ich habe auch schon einen dc dc converter in erwägung gezogen doch der 
ließ sich auch nicht mit dem plan vereinbaren. aach moment: mir fällt 
gerade ein:

den MC34063A müsste ich hier noch haben....

m.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Wenn du schon einen Lm393 verwendest baue doch mit der 2.Hälfte gleich 
einen Schaltregler und gut ist es.
MFG Uwe

Autor: Roland Z. (r-zimmermann)
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@maddin,

sorry, das Relais hatte ich irgendwie "übersehen" Ich habe nur im Bild 
den Dicken Kondensator gesehen und den Schaltplan nur überflogen da ich 
in der Firma in der Mittagspause ein wenig im Net gesurft bin und 
nebenher noch Essen muß (=Multitasking g)
Bitte Entschuldige das Versehen :)

Roland

Autor: maddin (Gast)
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@Uwe,

das ist auch eine gute Idee. Ich würde dann den OP zu einem schwingkreis 
Aufbauen, Transistor, Spule, Diode - fertig. Hast du einen Schaltplan 
für um dies zu verwirklichen, oder evtl weitere Infos!?so nach diesem 
motto...

http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/aww_smps.html

@Roland,

nein, kein Problem - aus dem Grund habe ich ja noch die Skizzs nach 
gefügt...:-)

gruß,
m.

Autor: Esko (Gast)
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Uwe:
>Wenn du schon einen Lm393 verwendest baue doch mit der 2.Hälfte gleich
>einen Schaltregler und gut ist es.

Uiuiui
Mit nur einem Komparator kann man einen Schaltregler bauen? Oder hängen 
da noch zwei Transistoren mit dabei?
Wenn das tatsächlich funktioniert hab ich Interesse an einem Schaltbild, 
damit ichs glauben kann ;)

mfg Esko

Autor: Durchblicker (Gast)
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Hm. Ich denke immer noch über die galvanische Trennung nach. Ich halte 
den Aufbau für, sagen wir gewagt.

Maddin, würdest Du Dich trauen, die Anschlüsse der LEDs ständig zu 
berühren und gleichzeit den Netzstecker zu ziehen und zu stecken (beide 
möglichen "Polaritäten" des Netzsteckers?)

Ich würde abraten, da durch die Anzugs-/Abfallverzögerung des Relais 
letztlich doch eine Spannungsspitze bis zum Benutzer durchschlagen kann.

Überprüfen bitte nur mit dem Phasenprüfer, nicht mit dem Finger! Ich 
will hier keine Menschen zum Selbstmord anstiften.

Was passiert, wenn das Relais kaputt geht, brauchen wir eh nicht zu 
diskutieren.

Dass das Relais die notwendige Kriechstrecke nicht hinbekommt ist kein 
Argument, da so ein Aufbau, jetzt mal prinzipiell betrachtet, fernab 
jeglicher Zulässigkeit ist. Auch wenn der Aufbau liebevoll mit Gehäuse 
gemacht wurde.

Autor: maddin (Gast)
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@Durchblicker

nein für experimente in der richtung bin ich weniger zu haben. ich denke 
am besten wäre es wenn man mit kleinspannung überprüft ob ein puls 
entstehen kann, also eine verbindung der beiden schaltpole des 
umschalters im relais im umschaltmoment. ich denke aber das ein relais 
soetwas aufgrund seiner mechanischen konstruktion nicht zulässt, 
ausnahmen bestätigen die regel.

wenn das gehäuse zugeschraubt ist, sind alle teile isoliert, man kann 
keine spannungsführenden teile berühren, ausser das ding landet in der 
badewanne, aber an der stelle versagen dann auch viele original 
zugelassene teile, denn soweit ich weiß muss ja nicht jedes gerät 
wasserdicht sein:-)

@Esko

daran habe ich wie gesagt auch Interesse. Aber so wie es scheint, war 
die Tastatur dort schneller als eine konkrete darstellung - ich werd 
mich mal weiter umsehen, es wäre dann ja ein kleiner schaltregler:

eingang 5-37V
ausgang für eine led weiß, spannung zwischen 2,5 und 3,5Volt, oder strom 
von 1-20mA


gruß,
m.

Autor: Esko (Gast)
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Sowas in der Art des Joule Thief dürfte wohl die einfachste Möglichkeit 
für einen Schaltwandler sein, obwohl man da schon zweifeln kann ob das 
wirklich noch ein SchaltREGLER ist. Der Aufbau ist auf jeden Fall 
sehenswert
http://www.emanator.demon.co.uk/bigclive/joule.htm

Vom Kainka gibts auch was in der Richtung, was deutlich nachbausicherer 
sein dürfte. http://www.b-kainka.de/bastel36.htm

Autor: maddin (Gast)
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...ja, die beiden links habe ich hier auch schon parat gehabt... sind 
nette projekte...aber ich weiß nicht wie diese schaltungen mit einem 
großen eingansspannungsbereich klar kommen, und wie gut sie sich auf die 
spannung der led anpassen lassen....

ansonten könnte man so einem "schaltregler" ja noch eine stromquelle mit 
FET nachschalten, würde auch auf die platine passen, den lm317 runter, 
ist eh in einem viel zu großen gehäuse...

es gibt aber auch noch das hier: 152839 - LN bei C, aber damit ist man 
dann wieder an der stelle das einem die leistung verlohren geht, schätze 
ich mal...unter "LED driver" wird man ansonsten auch findig...

m.

Autor: maddin (Gast)
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@Falk Brunner :

so, die schaltung mit dem comperator ist implementiert, ich habe die 
widerstände mit 15K und 100K gewählt, hatte ich gerade zur hand.

bei ca 5V wird die LED durch den Op überbrückt, wunderbar.

vielen dank für deinen hinweis und den kleinen schaltplan.



maddin

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