Sonnenstärke Anzeiger

[hacker]

Hallo PICture,

danke für deine Mühe Das ist echt nett von dir.

Geh ich richtig in der Anahme, dass man bei der ersten Schaltung die Blinkfrequenz unabhängig vom Strom der Solarzelle und der verwendeten Kondensatoren einstellen kann? Bei der zweiten skizzierten Schaltung wäre dies "nur" über den Kondensator bzw. Widerstand möglich.

Ich bin an beiden Schaltungsbeispielen interessiert. Es wäre sehr nett, wenn du mir die Funktionsweise einmal grob erklären könntest. Vor allem die Transistoren/Dioden Kombination leuchtet mir momentan noch nicht so ein.

Vielen Dank!


Grüße,
hacker

[PICture]

Hallo hacker!

Ich freue mich sehr, dass du die einfache Version bevorzugst. Ich möchte zuerst die einfachere, untere Schaltung beschreiben, da sie durch Vereinfachung der oberen entstanden ist. Ich hoffe, dass wenn man Funktionsweise der unterer Schaltung versteht, wird die obere Schaltung auch klar. Der R1 stellt eine Belastung der Solarzelle dar und ermöglichst einstellen des Verlaufs der Spannung in Abhängigkeit von Lichtstärke.

Das "Herz" der beiden Schaltungen bildet ein "Diac" aus zwei Transistoren. Die Transistoren sind so verbunden, dass es positive Rückkopplung herrscht und wenn der p-n-p fängt zu leiten, sein Kollektorstrom steuert die Basis vom n-p-n und der Kollektorstrom vom n-p-n die Basis vom p-n-p. Dank dessen sofort nach dem der p-n-p fängt zu leiten sind die beide Transistoren gesättigt und praktisch ein Kurzschluß zwischen dem Kollektor des p-n-p und Emitter des n-p-n entsteht. Die Spannung bei dem der p-n-p fängt zu leiten ist selbstverständlich gleich seiner Ube Strecke + alles was noch in serie hängt. Die beiden Transistorren sperren wieder, wenn kein Strom mehr durch sie fliesst.

Als Ausgangspunkt nehme ich an, dass die Spannung der Solarzelle (S) gleich Null ist und wächst. Durch den R2 wird der C (exponentiell) geladen und wenn der T2 fängt zu zuleiten an, wird er durch R3 und die LED teilweise entladen bis die Transistoren sperren.

Der T1 fängt zu leiten an, wenn die Spannung am C den Wert Uc = Ube + Uf + Ud erreicht hat, wobei:

Ube = Basis - Emitter Spannung des T1, bei der er fängt zu leiten an ( ca. 0,7 V)
Uf = Spannung, bei der die LED fängt zu leiten an (Farbeabhängig)
Ud = Spannung, bei der die Diode D fängt zu leiten an (ca. 0,7 V).

Danach wird der C durch R2 und LED so lange entladen, bis die Spannung auf ca. Uf sinkt. Die Differenz zwischen den Spannungen Ube + Ud (Hysterese) ist immer gleich und legt die Blinkfrequenz der LED für bestimmte Spannung der Solarzelle fest. Ab einem Wert der Spannung wird die Frequenz so hoch, dass sie durch ein Auge des Betrachters als permanent leuchtend wahrgenommen wird. Aus diesem Grund wurde nur eine LED verwendet, da die zweite nichts anderes tun würde und ihre Farbe ist eigentlich egal.

Der R3 begrenzt der Strom durch die LED beim Entladen des C und die Dauer des Leuchtimpulses wird mit der Entladungszeit des C festgelegt. Der R2 bestimmt die Blinkfrequenz (Ladezeit des C).

Bei der oberer Schaltung wird im C1 durch D eine Energie gespeichert, die noch einege Zeit das Blinken ermöglichst, wenn die Spannung der Sollarzelle unter festgelegten durch P Pegel sinkt. Die Spannung auf der Basis vom T1 kann durch P geändert werden. Der R4 überbrückt die nicht leitende LED + R3 und ermöglichst das Laden des C2 bei niedrigeren Spannungen als in der unterer Schaltung (Uc = Ube + Up), wobei Up ist auf dem TL431 durch P eingestellte Spannung.

Die Schaltungen sind nicht dimensioniert, weil die gewünschte Werte sicher schneller individuell ermittelt werden können.

Sollte noch etwas unklar sein, bitte, fragen!

MfG

[hacker]

Danke für die ausführliche Beschreibung deiner Schaltung.

Ich hab sie mal auf einem Steckbrett aufgebaut um auch flexibel sein zu können bei der Dimensionierung der Bauteilgrößen.

Aber irgendwie schaff ich es nicht, die LED zum blinken zu bringen. Sie leuchtet nur bei starker Beleuchtung ganz schwach vor sich hin.

Auch wenn ich dein Beispielszenario durchspiele (Spannung erhöhen mittels Netzgerät und bei bestimmter Spannung am Kondensator leuchtet die LED). Diesen "harten Punkt", bei dem umgeschaltet wird, gibt es bei mir leider nicht.

Müssen die beiden Transistoren bestimmt Vorraussetzungen erfüllen? Ich nehm momentan BC548 (npn) und BC558 (pnp)

Viele Grüße,
hacker

[PICture]

Hallo hacker!

Es tut mir sehr leid, aber ich die Schaltungen bisher nicht ausprobiert habe. Es könnte sein, dass ich einen Denkfehler drin habe und die nötige zum hellem Leuchten der LED Spannung zu niedrig und die Hysterese zu klein ist.

Bisher habe ich solchen eifachen U/F Wandler sehr oft benutzt, aber wie im Code skizziert.

Vielleicht muss man das mit dem Pegel wann der "Diac" leitend wird (Basis des T1) anstatt mit einer, mit mehr Dioden, zwei Widerständen (R3,R4) bzw. LT431, wie in der oberer Schaltung höher einstellen. Wenn du mit der Änderung zu keinem brauchbarem Ergebnis kommst, werde ich die Schaltungen selber aufbauen.

Viel Spaß und Erfolg!

MfG

     VCC
      +
      |
      +-------------------------+
      |                         |
      |  R1      R2            .-.
      |  ___     ___  LED1     | |R3
      +-|___|-+-|___|->|-+     | |
              |          |     '-'
              |           >|    |
              |         T1 |-+--+
              |+          /| |  |
             === C2      |   | .-.
             /-\         | |/  | |R4
              |          +-| T2| |
              |            |>  '-'
              |              |  |
              +--------------+--+

[hacker]

Hallo PICture,

ich hab es grad eben nochmal mit deiner vorgeschlagenen Änderung mit dem Spannungsteiler. Ich verwendete 2 Potis zum Einstellen. Jedoch blieb leider der Erfolg aus. Ich vermisse auch das Blinken der LED ansich.

Danke für deine hervorragende Hilfe!

[PICture]

Ich baue die letzte Schaltung um eventuelle Fehler auszuschliessen auf, weil mein Gedächtnis mit der Zeit leider immer schwächer wird.

Danach melde ich mich wieder.

MfG

[Besserwessi]

Bei den transistoren sollte jeweils noch ein Widerstand in der Größenordnung 10 KOhm von Bais zum Emitter, damit es einen definierten Abschaltstrom gibt. Sonst kann die Schaltung schon von den winzgen Leckströmen anfangen zu leiten, und wird nicht plötzlich ausschalten.

Den Spannungsteiler ganz rechts sollte man besser von Kondensator aus Speisen, denn das ist die Spannung die einen definierten Wert erreichen soll.

[hacker]

Mit Netzteilbetrieb gibt es ab knappe 10V ein Blinken. Allerdings nicht Aus/An, sondern schwach/stark.

[PICture]

Ich bin damit noch nicht ganz fertig geworden, aber man muss sicher die LED durch zusätzlichen Transistor steuern. Ich habe mir erinnert, das ich den U/F Wandler bisher immer ohne LED verwendet habe.

Ich habe schon hoffentlich die einfachste Lösung gefunden, aber noch nicht ausprobiert (siehe Code).

MfG

    VCC
     +
     |
     +---------------+-----------+---+
     |               |           |   |
    .-.             .-.         .-.  |
    | |R1           | |R3     R5| |  |
    | |100k         | |1k     1k| |  |
    '-'             '-'         '-'  |
     |  ___          |           |   |
     +-|___|-+       | C2 10µ    |   |
     | R2 1k |       |           |   |
     |        >|     | \]   ___  | |<
     |      T1 |-+---+-|]--|___|-+-| T3
     |+       /| |   | /]+ R6 10k  |\
    === C1   |   |  .-.              |
    /-\ 10µ  | |/   | |R4            |
     |       +-| T2 | |1k            V ->
     |         |>   '-'              -
     |           |   |          ___  |
     +-----------+---+---------|___|-+
     |                         R7 470
    ===
    GND

[hacker]

Hallo PICture,

ich war so neugierig, dass ich deine Schaltung einfach mal zusammen gesteckt habe. Leider blinkte die LED nicht. Ich werd mir das morgen noch mal genauer anschauen.

Jetzt geh ich ins Bett. Gute Nacht.