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Thema: Schmitt Trigger für Solarzelle

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Schmitt Trigger für Solarzelle

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    Grüße,

    ihc zergrübel mir gerade den Kopf. Ich hab ne Solarzelle und die soll eine kleine Pumpe antreiben, aber die Zelle schafft natürlich den Anlaufstrom nicht.

    Mein Gedanke war daher einen Kondensator zu ladne und wenn der die Notwendige Spannung aufgebaut hat den Motor damit zu starten (klappt per Hand wunderbar).

    Jetzt brauch ich aber eine (nach möglichkeit justierbare) Schmitttrigger Schaltung (dachte an einen 555) die ohne Referenzspannung auskommt.

    Ich denke mit einer Z-Diode und einem Poti sollte das leicht zu schaffen sein, aber mir erschließt sich einfach nicht die Funktionsweise des 555 XD


    Hat jemand mal eine helfende Hand für mich bitte?
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    nicht.

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Welche Spannungen hast du? Warum willst du einen 555 nehmen? Du könntest einfach einen Komparator nehmen. Eine weitere Möglichkeit wäre ein Reset IC (wie die Brownout Erkennung bei uC) oder gleich einen kleinen uC verwenden. Als Beispiel gibt es den Attiny45. Der hat Brownout (1,8V, 2,7V, 4,3V), interne Spannungsreferenz (1,1 und 2,56V), Single ended und differentielle (mit einfacher oder 20 facher Verstärkung) ADCs. Damit könntest du z.b. auch Sonderfunktionen wie Strombegrenzung, eventuell mit PWM,... einbauen. Den Attiny45 gibt es im Dip8 Gehäuse und ist per ISP programmierbar.

    MfG Hannes

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    ne, das ist mit spatzen auf kanonen

    einen 555 weil ich welche da habe im gegensatz zu komparatoren

    ich hab gerade sonne und gemessen, so ab ca. 22V sollte der 555 zum motor durchschalten ... das bricht dann schnell auf 6-7V ein und sobal es unter 5V geht (weil wegen 5V eingestellter ausgangsspannung von buck/boost) bricht er natürlich sofort zusammen und soll dann erst wieder einschalten wenn die spannung über 22V ist .. ich hätte aber gerrn noch eine marge zum regilieren, so ca. +/-3V

    PS ich habe 5V hinter dem buck/boost aber die sind nicht wirklich stabil, vor allem wenn der motor anläuft, der tiny würde da wahrscheinlich nicht mitmachen

    Ich glaube ich hab eine Lösung, ich stelle mit einer Z-Diode eine Referenz an (tr) und (th) von 6V ein und wenn Vin > 19V wird schaltet der 555 durch und bei ca. 9V wieder ab
    Geändert von Ceos (08.04.2017 um 15:01 Uhr)
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von BMS
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    Hallo,
    der NE555 ist nicht unbedingt dafür geeignet.
    Einerseits kann man ihn nur mit max. 16V betreiben,
    andererseits liegen die Schaltschwellen wegen dem inneren Aufbau bei 1/3 und 2/3 der Versorgungsspannung
    Einen Microcontroller dafür einzusetzen halte ich für übertrieben.

    Mit einem Komparator/Operationsverstärker und wenigen Zusatzbauteilen sollte das machbar sein.
    So ungefähr könnte die Schaltung aussehen:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	komparator-schmitt-trigger.jpg
Hits:	11
Größe:	30,4 KB
ID:	32536
    Zusammen kosten die Bauteile keine 50 Cent.

    Viele Grüße,
    Bernhard
    "Im Leben geht es nicht darum, gute Karten zu haben, sondern auch mit einem schlechten Blatt gut zu spielen." R.L. Stevenson

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Danke, das mit dem max. 16V hat mir auch gerade gedämmert ... muss ich zusehgen wo ich kurzfristig noch n komparator her bekomme aber okay

    - - - Aktualisiert - - -

    Kommando zurück, deine Schaltung funktioniert nicht, ich brauche mehr Spannung auf dem OP-Amp als ich vergleichen will damit der auch Schmitt-triggert

    erneut Kommando zurück ich habe bei der Simulation vergessen dass der Opa aus der gleichen Quelle versorgt werden muss wie der Eingang, dann passt das auch (will sagen ich hab erst gedacht dass ich mehr Spannung brauche und al ich Spannung drauf geben wollte merkte ich dass ich schon Spannung drauf hatte ....)
    Geändert von Ceos (08.04.2017 um 16:05 Uhr)
    Es gibt 10 Sorten von Menschen: Die einen können binär zählen, die anderen
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  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von BMS
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    Als günstigen Operationsverstärker würde ich den LM358 vorschlagen.
    Den gibt es auch über ein bekanntes Online-Auktionshaus, bei Kleinmengen ist es dort oft günstiger im Versand
    Grüße, Bernhard
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Es geht theoretisch auch mit dem Ne555, Versorgung natürlich begrenzen. Mit Trigger einschalten und Treshhold aus, Signal noch invertieren. Die beiden Signale legst du mit Spannungsteiler an die Versorgung. Habe es nicht getestet, nur simuliert.

    MfG Hannes

  8. #8
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    Zitat Zitat von 021aet04 Beitrag anzeigen
    Welche Spannungen hast du? Warum willst du einen 555 nehmen? Du könntest einfach einen Komparator nehmen. Eine weitere Möglichkeit wäre ein Reset IC (wie die Brownout Erkennung bei uC) oder gleich einen kleinen uC verwenden. Als Beispiel gibt es den Attiny45. Der hat Brownout (1,8V, 2,7V, 4,3V), interne Spannungsreferenz (1,1 und 2,56V), Single ended und differentielle (mit einfacher oder 20 facher Verstärkung) ADCs. Damit könntest du z.b. auch Sonderfunktionen wie Strombegrenzung, eventuell mit PWM,... einbauen. Den Attiny45 gibt es im Dip8 Gehäuse und ist per ISP programmierbar.
    Zitat Zitat von Ceos Beitrag anzeigen
    ne, das ist mit spatzen auf kanonen
    Ich kann da keine Kanone erkennen. Ob ich ein Stück Silizium mit 8 Pins und dem Namen 555, oder ein Stück Silizium mit 8 Pins, das ein µC ist, einsetze nimmt sich eigentlich nichts. Wobei das Stück Silizium, das ein µC ist, heute wahrscheinlich kleiner ist, als der antiquierte 555. Mit dem µC kann ich alles realisieren, was der 555 kann und noch viel, viel mehr. Und das Ganze ohne viele zusätzliche Bauteile.

    Hier geht es darum, in Abhängigkeit von einer Spannung, der am Kondensator, einen Verbraucher zu schalten. Sollte diese Spannung nicht im zulässigen Bereich des µCs sein, braucht man einen Spannungsteiler. Zum Ansteuern der Last tut es ein kleinerer Logic-Level FET. Meine µCs sind typisch PICs, hier wäre das ein PIC12f1840. Der verträgt als Versorgung 2,3V bis 5,5V. Soll er aus dem Kondensator versorgt werden und dessen Spannung ist größer als 5,5V, braucht man noch eine Z-Diode und einen Widerstand, also etwa so:

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	Undervoltage.jpg
Hits:	9
Größe:	37,5 KB
ID:	32537

    Ich bin sicher, auch mit einem Atmel sieht die Schaltung kaum anders aus.

    Die Dimensionierung hängt von der Spannung des Kondensators ab, ist aber nicht kritisch. Die Schaltschwellen setzt die SW, man ist also flexibel. Der Transistor ist ein Logiclevel FET im SOT223 Gehäuse, ich verwende ihn bis 1 oder 1,5A. Die Teile hab ich alle vorrätig, müßte nicht mal etwas bestellen. Und die Funktion ist flexibel, da kann man zusätzlich zur Hysterese auch noch Delays programmieren, wenn etwas zu hektisch reagiert. Auch eine PWM für die Pumpe ist free. Es steht auch noch ein weiterer Port zur Verfügung, den man nutzen kann ohne auf den Debugger zu verzichten. Der Appetit kommt beim Essen.

    Und last but not least, der Prozessor kost genau wie ein 555 oder ein Komparator eigentlich nichts. Ob ich einen Prozessor oder einen 555 bestelle, kost mich die gleiche Zeit. Und selbst wenn ich nur den Mindestlohn und nicht den Wert der Freizeit ansetze, kost die Zeit (und das Porto) mehr als die Ware. Also bestelle ich doch lieber 10 (oder eine Stange) Prozessoren als je nach Problem mal dies oder das.

    Das wäre so meine Lösung

    MfG Klebwax

    PS. Ich hatte auch mal ein ähnliches Problem. Da musste ein Motor in eine bestimmte Position gebracht werden, wenn die Versorgung weg war. Ich hab einen Supercap mit einigen Farad eingesetzt und dann mit Komparatoren und RC-Gliedern losgelegt, hab es aber nicht stabil zum Funktionieren bekommen. Mit dem µC gings ganz einfach und die Schaltung war viel simpler. Da die Spannung insgesamt nie höher als 5V wurde, brauchte ich nicht mal einen Eingang, um die Spannung zu messen. Das kann der PIC intern erledigen. Die Versorgung konnte direkt erfolgen. Wenn du das erreichen kannst (Spannung am Kondensator bleibt unter 5V), reduziert sich die Schaltung auf den PIC und den FET mit seinem Pulldown.

    PPS. Die 555 in meinem Lager haben schon ganz schwarze Beine. Ich hab bestimmt schon seit einem Jahrzehnt keinen mehr eingelötet. Ich sollte sie entsorgen.
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  9. #9
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    @Klebwax

    ich feure jetzt mal mit einer Atomrakete auf meinen Spatz

    Hab nen ATSAML21E17B im QFN auf eine kleine Platine gebannt, nen LM17irgendwas dran gehangen, die notwendigen Cs und Rs angeklemmt, mir einen Spannungsteiler 25V auf 3.3V mit Sicherheits Z-Diode und einen kleinen Darlington Transistor dran gebaut

    Stromverbrauch 2.5mA bei 32Mhz XD Egal hat was mit der Arbeit zu tun, so hab ich mal n Grund mit dem Ding rum zu experimentieren .... SPOILER: Der DMA ist scheiße! Alle Cortex DMAs sind kacke ... zu lahm für kritische Anwendungen
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  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    So, Kanonen auf Spatzen, fertig!
    Hab einen Tiny und einen Low Power LDO verwendet, Stromaufnahme 1.5mA und 4mA wenn der Transistor durchgeschaltet ist.

    Erster Versuch, etwas improvisiert:
    https://puu.sh/vn1OL/2c739a3bff.jpg
    https://puu.sh/vn1OA/a096b19587.jpg

    Zweiter Versuch, aufgeräumt, Referenzlast fehlt noch:
    https://puu.sh/vn1Oo/1ca8ab502f.jpg
    https://puu.sh/vn1O6/3a09d5ff7f.jpg

    Misst über einen Spannungteiler mit Z-Diode zum Schutz die Spannung vom Kondensator, schaltet bei erreichen der unteren Schwelle die Referenzlast ein, fällt die Spannung, schaltet er die Last wieder ab.
    Erreicht die Spannung den oberen Schwellwert, schaltet er die Referenzlast ab, wartet 2 Sekunden und schaltet die eigentliche Last zu.
    Schaltet die Last wieder aus, wenn die Spannung unter den unteren Schwellwert fällt.

    Und ich habe gemerkt wie notwendig doch die Investition in eine vernünftige Lötstation ist. Das 20€ Ding tut zwar seinen Dienst, aber ex verzundert ständig, die Temperaturregelung ist grottig und die Spitze einfach zu dick. Da lob ich mir die 500€ Station auf Arbeit ... und für zu Hause besorge ich mir lieber die Lite Version ohne automatische Abschaltung im Halter und zugehörigem Halter für 120€, bau mir den Halter von der 20€ Station ab und besorg mir noch so ein Messing Nest, denn der nasse Schwann tut sein übriges für das Verzundern.
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