LM317T als Stromversorgung an einer analogen DCF77 Funkwanduhr

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19.03.2016, 21:44
forsbert

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LM317T als Stromversorgung an einer analogen DCF77 Funkwanduhr

Hallo

Ich habe an zwei analogen Funkuhren jeweils eine Stromversorgung gemacht mit einem Steckernetzteil ( Trafo – Brückengleichrichter – ELKO ) welches ca. 30Volt Leerlaufspannung hat und als Beleuchtung noch LED`s speist. An diesen 30 Volt habe ich jeweils ein LM317T angeschaltet welches eine Ausgangsspannung von 1,5 Volt liefert, die anstelle einer AA Batterie die Funkuhr versorgen soll.

Funktioniert soweit gut, bis auf die Tatsache, dass an beiden Uhren ein ähnliches Flackern der LED-Helligkeit besteht im Takte des Sekundenzeigers.

Mittels zusätzlichen Elkos habe ich versucht das Flackern weg zu bekommen, jedoch ohne Erfolg.

Als Anlage füge ich die Schaltung bei, der Stromversorgung von 30V auf 1,5V

Wer hat schon mal ein ähnliches Problem gehabt?
ODER
Wer hat einen Tipp woran es liegen kann.

Gruß Bert
19.03.2016, 23:39
Peter(TOO)

Hallo Bert,

Wenn deine Uhr mit einer 1.5V AA-Batterie läuft, fliesst da ein recht kleiner Strom.
Laut Datenblatt braucht der LM317 einen minimalen Laststrom von 12mA um richtig zu funktionieren.
Also hänge da mal 100 Ohm als zusätzliche Last an den Ausgang.

Bau mal die 2'200µF aus.
Ein zu grosser Elko am Ausgang verschlechtert das Regelverhalten des LM317.
Ein Elko puffert die Spannung, wenn also der LM317 regeln will, tut sich wegen dem Elko erst mal nichts am Pin ...

MfG Peter(TOO)
20.03.2016, 09:14
PICture

Hallo!

Wenn Funkempfang beim Batteriebetrieb gestört ist, muss man zuerst den störenden "Funksender" per Ein- und Ausschalten finden. Dass könnten die Steckernetzteile sein. Dann sollte ein 0,1 µF (100 nF) Vielschicht-Kondensator parallel zu jeder Gleichrichterdione in beiden Steckernetzteilen (gesamt 2 * 4 = 8 Stück bei Brückengleichrichtung) helfen.
20.03.2016, 13:32
forsbert

Hallo Peter,
2200µF habe ich entfernt keine sichtbare Änderung am Flackern, dann einen 100 Ohm widerstand als Last zusätzlich am 1,5 Voltausgang geschaltet. Außer das mehr Strom fließt und die Gesamtspannung etwas runter geht ändert sich nichts!

Hallo PICture,
ich hatte in meiner Beschreibung geschrieben, das soweit alles funktioniert bis auf das Flackern der LED-Beleuchtung.
Nochmal in aller Deutlichkeit: Der Empfang ist einwandfrei!
Im Steckernetzteil ist, was ich nicht geschrieben habe ein MKT 100nF am Ausgang geschaltet und in meiner LM315T-Schaltung ist sogar ein Tantal 100nF im Eingang!

Nicht destotrotz, ich komme nicht weiter.
Mir ist nicht klar, ob große Stromimpulse gezogen wegen vom Uhrenwerk oder das der Innenwiderstand der Stromversorgung zu hoch ist.
Evtl. versuche ich mal einen CAP 0,2F direkt im Batteriefach der Uhr anzulöten. Ich weiß nur nicht ob ich in der Zuleitung einen Widerstand einlöten muss, damit beim Aufladen des Caps, der Strom anfangs nicht zu hoch ist.

Hat noch Jemand andere IDEEN?

Gruß Bert
20.03.2016, 13:59
Peter(TOO)

Hallo Bert,

Zitat:

Zitat von forsbert

Hallo Peter,
2200µF habe ich entfernt keine sichtbare Änderung am Flackern, dann einen 100 Ohm widerstand als Last zusätzlich am 1,5 Voltausgang geschaltet. Außer das mehr Strom fließt und die Gesamtspannung etwas runter geht ändert sich nichts!

Im Steckernetzteil ist, was ich nicht geschrieben habe ein MKT 100nF am Ausgang geschaltet und in meiner LM315T-Schaltung ist sogar ein Tantal 100nF im Eingang!

Also 200 nF als Ladeelko einer Gleichrichterschaltung ist etwas wenig!

Das dürfen schon einige 100 bis 1'000 µF sein.

Der Gleichrichter liefert nur Impulse, entweder mit 50Hz (Einweggleichrichter) oder 100Hz (Brückengleichrichter). Zwischen den Impulsen muss der Elko die Spannung liefern!

http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Gleichrichter

MfG Peter(TOO)
20.03.2016, 14:50
forsbert

Hallo Peter,
es ist so, das im Steckernetzteil zwei Kondensatoren sind,
100nF + 470µF. Ich habe noch mal nen 1000µF drüber geschaltet und siehe da, es klappt!
Davon ausgehend das bei 0,23A die aus dem Stecker-Netzteil gezogen werden, war ich mir recht sicher, das die Siebung ausreichend war. Aber was durch die Anschaltung des LM317T und Funkuhr passierte, habe ich mir keine Gedanken gemacht, weil der Strom sehr niedrieg ist. Ehrlich gesagt, an dieser Stelle hätte ich nicht noch mal nachgesucht.
Danke Peter für den Hinweis.
Was ich im Leben gelernt habe ist, das man auf Andere noch mal hören sollte, derweil man ansonsten ggf. in einer Sackgasse steckt, mit den kleinen Brettchen die einem die Sicht eingrenzen!!

Fehler ist ERFOLGREICH gefunden! DANKE

Gruß Norbert
20.03.2016, 15:42
Peter(TOO)

Hallo Norbert,

Zitat:

Zitat von forsbert

es ist so, das im Steckernetzteil zwei Kondensatoren sind,
100nF + 470µF. Ich habe noch mal nen 1000µF drüber geschaltet und siehe da, es klappt!
Davon ausgehend das bei 0,23A die aus dem Stecker-Netzteil gezogen werden, war ich mir recht sicher, das die Siebung ausreichend war. Aber was durch die Anschaltung des LM317T und Funkuhr passierte, habe ich mir keine Gedanken gemacht, weil der Strom sehr niedrieg ist. Ehrlich gesagt, an dieser Stelle hätte ich nicht noch mal nachgesucht.
Danke Peter für den Hinweis.
Was ich im Leben gelernt habe ist, das man auf Andere noch mal hören sollte, derweil man ansonsten ggf. in einer Sackgasse steckt, mit den kleinen Brettchen die einem die Sicht eingrenzen!!

Jetzt solltest du noch lernen, von Anfang an ALLE Infos auf den Tisch zu legen :-)

Mit z.B. dem Strom kommst du erst jetzt raus.
Wenn man den Strom, die Art der Gleichrichtung, die Spannung und die Elkos hat, kann man recht einfach berechnen, was die Spannung so macht (Brummspannung).

Zu viel Info ist kein Problem, das unwichtige kann man weglassen, wenn man es richtig einsortieren kann.
Aber wenn was fehlt, muss man raten und nachfragen.
Dann dauert es länger, bis man die Lösung gefunden hat.

Bei einer Funkuhr mit AA Zelle rechne ich mit ein paar µA als mittlerer Strom, mehr gibt die Batterie nicht her, wenn sie so etwa 1 Jahr laufen soll.
Bei Quarzwerken mit mit Zeigern, sind es ein paar mA Impulslast, so für ein paar ms.
Und die LED hatte ich mit 20mA eingeschätzt, scheinen aber mehrere zu sein!

MfG Peter(TOO)
20.03.2016, 17:38
forsbert

Hallo Peter,
da ich doch schon einige Jahre das Ohmsche Gesetz kenne nehme ich selbstverständlich auch einige Dinge vorweg als gegeben richtig dahin.
Bei dem Steckernetzteil ist ein Trafo drin mit Brückengleichrichter und einen Elko und ein kleiner 100nF. Leerlaufspannung 30,15Volt.
Von dort aus geht es auf die LED Strip die ich entsprechend der Spannung mit 48 LED`s und nochmal 12 separaten zusätzlichen Led`s geschaltet habe so das ein Strom fließt von 0,204A bei knapp 28Volt.
Hier würde nach der Fastformel 200µF passen. Es sind aber 470µF drin!
Nun kommt noch die Schaltung mit dem LM317T die gute 25mA mit angeschalteter Funkuhr zieht. Also jetziger Gesamtstrom aus den Steckernetzteil 230mA. Hier sollte nun 230µF als Glättung ausreichen. 470µF sind drin also das doppelte. Mit samt Tolleranzen sollte es klappen!!! Warum nicht ist mir bis jetzt nicht klar.
Jedoch der VERSUCH auf Grund deines Ratschlages nochmal einen ELKO dabei zu legen brachte den ERFOLG.

Der Erfolg zählt, obwohl es mir nicht logisch ist warum das so ist! Dies nachzugehen ist mir zu mühseelig da es an vielen Dingen liegen kann, die mit Sicherheit nun den Trafo bzw.und / oder Brückengleichrichter, der noch nicht mal eine Bezeichnung hat liegen kann. Wieviel Kapazität der 470µF Elko hat, weiß ich allerdings auch nicht, da ich vom Gefühl her davon ausging, das es ausreicht. Aber das sind eben die Dinge wo man sich schnell festfährt!

Peter nochmal Danke und alles Gute.
Gruß Norbert
20.03.2016, 19:20
Peter(TOO)

Hallo Norbert,

Ich denke du hast da etwas einmal falsch verstanden.

Der Elko bestimmt die Höhe der Brummspannung. Natürlich ist dies abhängig vom Laststrom und er Frequenz.
U_BR = I_L/(2*C*f)

Wenn es ganz genau sein soll, müsste man noch diverse Innenwiderstände, z.B. vom Trafo und den Dioden, berücksichtigen, aber egal.

Nun musste mal einer eine ganze Reihe Netzteile berechnen, unterschiedliche Spannungen und Ströme, aber ihm reichten 10% Brummspannung völlig aus.
Der war ein kluges Kerlchen und merket schnell, dass da immer xxµF/A raus kommen.
Von da an, rechne er nur noch mit seiner Faustformel :-)

Wenn du jetzt auch mit dieser Faustformel rechnest, aber 5% Brummspannung haben muss, ist dein Elko um den Faktor 2 zu klein.
Auch Einweg und Vollwellen-Gleichrichter macht einen Faktor 2 beim Elko!

Eigentlich darf man Faustformeln nur verwenden, wenn man die Grundformel verstanden hat und somit weiss, in welchem Bereich die Faustformel anwendbar ist ;-)

MfG Peter(TOO)
21.03.2016, 15:47
forsbert

Hallo Peter,
Danke für deine Info.

Falsch verstanden habe ich das ohmsche Gesetz und die sich hierauf aufbauenden Formeln der Gleich- und Wechselspannung bestimmt nicht. Sonst wäre das alles was ich in dieser Richtung gelernt hätte, umsonst gewesen. Abgesehen davon, das man auch mal etwas nicht direkt präsent haben muss, nach 64 Jahren des Studiums erlaube ich mir so etwas gerne mal. Brötchen muss ich mit meinem Wissen nicht mehr verdienen! Abgesehen davon sollten wir uns hier im Forum gegenseitig helfen, wenn ich die Regeln richtig verstanden habe ohne uns gegenseitig ein Zwinkerchen zu zuschreiben. Peter, das musste ich nun mal los werden.

Zurück zu kommen auf das Thema:
In dem beschriebenen Bastelkram benötige ich nicht absoluten sauberen Gleichstrom ohne Brummspannung! Deine Ausführungen waren hierbei nur rein technisch gesehen richtig, nicht bezogen aufs Objekt, da einige Punkte nicht betrachtet wurden!
Abgesehen davon, dass ich ja auch nur Wissen wollte, woran die das 1Hz Flackern der LED`s liegen könnte, um es zu beseitigen!

Zum Betreiben der LED reicht meine 100Hz Brummspannung allemal aus. Die Brummspannung lässt die Helligkeitsschwankungen 100 Hz gut flackern, jedoch können fast alle Menschen dies mit ihren Augen nicht bemerken!
Aber das Problem war ja, dass die parallelgeschaltete LM317 mit daran versorgter Uhr im Sekundentakt schwankend Strom benötigt. Hier haben wir dann eine Frequenz 1 s−1, die unser Auge wieder gut merkt! Das Flackern wollte ich weg bekommen.

Nun stellt sich die Frage, wie berechnet man den Sieb-Elko direkt hinter dem Brückengleichrichter mit davor geschaltetem Netz-Trafo, um die Stromimpulsbelastung von einem Herz der LM317 Schaltung + Uhr, nicht mehr zu bemerken an der Helligkeit der LED`s?
Faustformeln wären für mich absolut ausreichend! Der Grund liegt darin, da die techn. Daten des Trafos und den Gleichrichterdioden nicht bekannt sind! ( Wie meistens, wenn es darum geht, etwas zu basteln ohne Hochwissenschaftlich heran zu gehen!!!

Gruß Norbert
21.03.2016, 21:10
Peter(TOO)

Hallo Norbert,

Zitat:

Zitat von forsbert

Falsch verstanden habe ich das ohmsche Gesetz und die sich hierauf aufbauenden Formeln der Gleich- und Wechselspannung bestimmt nicht. Sonst wäre das alles was ich in dieser Richtung gelernt hätte, umsonst gewesen. Abgesehen davon, das man auch mal etwas nicht direkt präsent haben muss, nach 64 Jahren des Studiums erlaube ich mir so etwas gerne mal. Brötchen muss ich mit meinem Wissen nicht mehr verdienen! Abgesehen davon sollten wir uns hier im Forum gegenseitig helfen, wenn ich die Regeln richtig verstanden habe ohne uns gegenseitig ein Zwinkerchen zu zuschreiben. Peter, das musste ich nun mal los werden.

Ich bezog mich auf die Faustformel für die Kapazität.
Zudem muss ich mir meine Brötchen auch nicht mehr mit Elektronik verdienen, aus diesem Prozess bin ich auch raus..

Zitat:

Zitat von forsbert

In dem beschriebenen Bastelkram benötige ich nicht absoluten sauberen Gleichstrom ohne Brummspannung! Deine Ausführungen waren hierbei nur rein technisch gesehen richtig, nicht bezogen aufs Objekt, da einige Punkte nicht betrachtet wurden!

Tja, nur lief es nicht richtig mit deiner Taktik.

Zitat:

Zitat von forsbert

Abgesehen davon, dass ich ja auch nur Wissen wollte, woran die das 1Hz Flackern der LED`s liegen könnte, um es zu beseitigen!

Zum Betreiben der LED reicht meine 100Hz Brummspannung allemal aus. Die Brummspannung lässt die Helligkeitsschwankungen 100 Hz gut flackern, jedoch können fast alle Menschen dies mit ihren Augen nicht bemerken!
Aber das Problem war ja, dass die parallelgeschaltete LM317 mit daran versorgter Uhr im Sekundentakt schwankend Strom benötigt. Hier haben wir dann eine Frequenz 1 s−1, die unser Auge wieder gut merkt! Das Flackern wollte ich weg bekommen.

Nun stellt sich die Frage, wie berechnet man den Sieb-Elko direkt hinter dem Brückengleichrichter mit davor geschaltetem Netz-Trafo, um die Stromimpulsbelastung von einem Herz der LM317 Schaltung + Uhr, nicht mehr zu bemerken an der Helligkeit der LED`s?
Faustformeln wären für mich absolut ausreichend! Der Grund liegt darin, da die techn. Daten des Trafos und den Gleichrichterdioden nicht bekannt sind! ( Wie meistens, wenn es darum geht, etwas zu basteln ohne Hochwissenschaftlich heran zu gehen!!!

Tja, da gibt es keine Faustformel, für den konkreten Fall.
Damit der LM317 richtig arbeiten kann, darf die Spannung einen bestimmten Wert (Datenblatt) am Eingang nicht unterschreiten.
Wenn man keine Daten hat, hilft halt nur messen.

Den Innenwiderstand eine Trafos, kann man recht einfach messen.
Leerlaufspannung und die Wechselspannung bei einer bestimmten Last, den Rest hat Herr Ohm beschrieben.

Bei der Auslegung von Trafos ist man sehr frei, zumindest wenn man diese selber wickeln lässt, da gibt es keinen Standard.
z.B. kann man den Strombegrenzungswiderstand (Stossstrom) für die Dioden in die Trafowicklung verlegen.
Bei Trafos ab 3 Sekundärwicklungen wird die Kerngrösse meistens durch den Platz für die Wicklungen bestimmt und nicht durch die Leistung.
Mit obigem Trick, kann man dann oft einen kleineren Kern wählen.

Kurz, es ist unmöglich zu schätzen, welche Daten dein Trafo hat, aber man kann es mit 2 Spannungsmessungen bestimmen!

Zudem braucht man auch die einzelströme, also LEDs Ein/Aus.

MfG Peter(TOO)