Polwechselnden Impuls mit Transistoren verstärken

#8083113
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Moin zusammen!

Ich versuche eine eigentlich ganz einfache Schaltung zu entwickeln aber bin leider an einem Punkt (und einer Uhrzeit^^) bei der ich nicht mehr weiterkomme. Auch eine Recherche hier im Forum und sowieso ist bisher leider ergebnislos geblieben, darum mein Eintrag. Wenn einer schon vorhanden sein sollte, bitte gerne verlinken.

Folgendes ist gegeben: • Schaltung soll mit Transistoren aufgebaut werden (Bipolar/Mosfet) • Schaltung soll polwechselnde Impulse von 24V verstärken und damit Relais ansteuern • Hintergrund: Die polwechselnden Kontakte einer Hauptuhr sind schon rund 90 Jahre alt (Siemens HU9 aus den 1920ern) und schalten den vorhandenen Schwinganker zum Aufzug der Uhr nicht mehr zuverlässig • Ziel: polwechselnde Impulse mit möglichst geringem Strom erzeugen

Also habe ich eine Schaltung ausgetüftelt. Als Informationsgrundlage dient mir dieser Artikel: https://de.elv.com/elvjournal/transistor-als-schalter/ Von dort habe ich die Bezeichnungen für die Widerstände entnommen.

Bitte schaut in den angehängten Schaltplan. Das ist mein derzeitiger Stand, aber ich bin mir nicht sicher, ob er funktionieren wird. R1 und R2 sind die oben im Link bezeichneten Vorwiderstände RB. Mein Verständnis ist, dass über RB eine Spannung abfällt, wenn die Diode sperrt. Lege ich an Pin 2 des Anschlusses J1 die positive Spannung an und auf Pin 1 die negative, dann fließt der Strom durch R1 durch, da D1 sperrt. D2 lässt den Strom ungehindert passieren und über R2 fällt keine Spannung ab. Verwende ich statt RB einfach die Relaisspulen, funktioniert die Schaltung. Jeweils ein Relais zieht an, wenn ich eine Spannung anlege. Das andere Relais schaltet, wenn ich die Polarität wechsele. So etwas habe ich bereits erfolgreich gebaut.

Mein Ziel ist nun, einen Transistor einzuschleifen, um den Schaltstrom zu minimieren. Die Relais benötigen ca. 20mA, in einer empfindlichen Version 8mA. Der Transistor benötigt aber noch weniger Strom als dis Relais und schont damit meine Kontakte/macht die Uhr wieder gangbar. Bei meiner ausgedachten Schaltung soll über RB ein Strom abfließen, der den Transistor leitend macht. RBE dient dazu, ein definiertes Potential zu erzeugen. Er ist sehr hochohmig, wie im obigen Link zu lesen. Bei unseren Betrachtungen sollte er eigentlich keine Rolle spielen.

Ich bin mir aber nicht sicher, ob das so funktioniert. Lege ich auf Pin 2 des J1 24V an, fließt ein Strom über R1 und D2 zum Pin 1 meines Anschlusses J1. Gleichzeitig wird Q1 leitend gemacht. Ein Strom fließt über Basis und Emitter ab. Das Relais K1 zieht somit an, wenn der Stromfluss durch Q1 ausreichend ist. Da der Strom durch D2 läuft, wird auch Q2 angeregt. Das Relais K2 zieht ebenso an, was nicht erwünscht ist.

Nun meine Frage: Wie kann ich die Schaltung aufbauen, damit es funktioniert? Kann ich zwischen RB und RBE noch einen RB2 einbauen, sodass für den Strom kaum Anreiz besteht Q2 auch leitend zu machen? Da RB+RB2 von Q1 > als RB2 Q2 … aber das würde die Logik auch wieder umkehren und am Ende nix bewirken … ?!

Vielleicht ist die Lösung einfach und ich stehe gerade nur auf dem Schlauch. Oder es ist komplexer … Für weitere Fragen bin ich offen, für Vorschläge wie man diese Schaltung aufbauen könnte ebenso ;)

Vielen Dank! Arno/Orgelnator

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#8083116
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Mir kam noch eine Idee: Was ist, wenn ich aus jedem RB zwei Widerstände (Wert jeweils ½*RB) mache und zwischen diesen Q1 bzw. Q2 anschließe. Dann fällt Strom über die beiden RB des Q1 ab, schaltet den Transistor, fließt dann weiter durch die Diode, die in freier Richtung liegt. Es sollte dann kein Strom über RB des Q2 abfallen.

Ergibt das Sinn? Die Tage fertige ich ggf. eine neue Zeichnung an.

#8083119
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Deine Schaltung ergibt keinen Sinn!

Warum nicht die Impulse jeweils über einen Basisvorwiderstand an jeweils einen Transistor geben?

D1,D2,R1,R2 brauchst Du nicht, Basisvorwiderstand 10K, die Widerstände R3,R4 sind auch nicht notwendig bei Bipolar...

In Deiner Kunstschaltung ist klar, dass über R1,R2 jeweils auch der andere Transistor angesteuert wird, die Dioden davor ergeben überhaupt keinen Sinn...

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#8083121
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Nimm doch einfach einen Dual-Optokoppler und schalte die beiden Eingangs-LEDs antiparallel. Dann ergibt sich wie von Geisterhand immer der richtige Impuls für die beiden Ausgangstransistoren, die dann je nach Polarität abwechselnd das richtige Relais schalten.

Für eine Mutteruhrsteuerung wäre aber eine H-Brücke, bestehend aus 4 Transistoren (2 Stück NPN und 2 Stück PNP Transistoren) die bessere Variante. Dadurch erspart man sich die Relais. Relais sind auf Dauer Verschleißteile.

#8083123
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Moin,

Hier gibt es Schaltpläne dafür:

https://telefonanleitungen.de/php/downloadbereich.php?objekt=Uhren/Telenorma%20%26%20Bosch/

Telenorma stellte solche Nebenuhr Treiber her. Da kannst Du an einigen Beispielen sehen, wie es gemacht werden könnte. (Der Anhang ist von dort)

Der T&N Impulsverstärker wird übrigens über Opto-Isolatoren angesteuert.

Beachte, daß Du Dich dort erst anmelden musst.

Auch bei clock.doc gibt es etliche Schaltpläne/Beispiele für solche Uhrensysteme.

https://clockdoc.org/new/

Gerhard

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Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #8083139
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Arno schrieb:

Schaltung soll polwechselnde Impulse von 24V verstärken

Das mal in einzelne Aspekte aufgedröselt:

  1. es kommen 2 Leitungen A und B an
  2. diese Leitungen sind normalerweise potentialfrei
  3. irgendwann kommt für eine Zeit X an A 24V und an B 0V
  4. zu einem anderen Zeitpunkt kommt für eine Zeit Y an A 0V und an B 24V an
  5. zwischen 3. und 4. ist mindestens die Zeit Z

Stimmen diese Annahmen (besonders auch 2.)? Was sind die Werte für X, Y und Z? Welcher Strom muss tatsächlich geschaltet werden?

Arno schrieb:

polwechselnde Impulse mit möglichst geringem Strom erzeugen

"Möglichst geringer Strom" bedeutet aber auch "maximale Störempfindlichkeit". Und vor allem: zu wenig Strom ist für Schaltkontakte wegen des Frittstroms auch schlecht, die oxidieren dann zügig und schalten gar nicht mehr (https://de.wikipedia.org/wiki/Frittspannung).

Unter Technikern ist es üblich, solche qualitativen Angaben wie "möglichst gering" mit Quantitäten wie "höchstens 20 mA" zu fixieren. Wenn du also 20 mA fließen lassen könntest, dann vergiss die Transistoren und puffere das Signal nur mit "low coil power" bzw "high sensitive" Relais wie z.B. Finder 40.62.7.024.0000 (20mA) oder Hongfa HFD16 (10mA)

: Bearbeitet durch Moderator
#8083141
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Arno schrieb:

Ich versuche eine eigentlich ganz einfache Schaltung zu entwickeln aber bin leider an einem Punkt (...) bei der ich nicht mehr weiterkomme.

Warum maßen sich oft genau diejenigen an, eine Schaltung als "eigentlich ganz einfache" zu klassifizieren, die genau an so einem "ganz einfachen" Problem scheitern?

Arno schrieb:

Folgendes ist gegeben: ...

Wenn du möchtest, dass deine Aufzählungspunkte vernünftig formatiert angezeigt wird, setze ein doppeltes Leerzeichen hinter jede Zeile.

z.B. Liste:
• Punkt 1<Leerzeichen><Leerzeichen>
• Punkt 2<Leerzeichen><Leerzeichen>
• ...

... polwechselnde Impulse mit möglichst geringem Strom erzeugen

Wie soll der Puls aussehen (Skizze) und wie groß sind die Zeiten (min/max)?

Wo soll der Strom "möglichst gering" sein, in der Ansteuerung oder im Laststromkreis?

p.s. ... ZU erzeugen

#8083150
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Mani W. schrieb:

Dem Elko dann aber so 470K parallel schalten, dass sich dieser auch wieder entladen kann...

Das ist in diesem Fall nicht nötig, weil der Elko beim nächsten Gegenimpuls sowieso wieder komplett umgeladen wird. Außerdem reichen 470k aus, um den Transistor immer noch knapp durchzusteuern. Das wäre also kontraproduktiv.

Falls die BE-Reversespannung Probleme bereiten sollte, könnte man den 33k Widerstand noch auf 39k erhöhen, dann entsteht eine Spannung von -4,9V zwischen B und E, das dürfte der Transistor noch so eben verkraften.

Ich glaube aber fast, dass so ein Elko gar nicht nötig ist, weil es eigentlich immer 59 Sekunden lange Pausen zwischen den 24V Impulsen geben müsste.

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