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Hallo liebe Elektroniker,

ich habe da ein Problem bei dem mir meine Eltern und mein Lehrer nicht helfen konnte. Es ist bestimmt ganz einfach aber ich komme nicht drauf . Also ich will so einen ELKO Kondensator nicht immer über die Dioden voll laden sondern der soll im Spannungsbereich von 5 Volt keinen Strom mehr bekommen und bei rund 3 Volt wieder an das Netzteil zugeschalten werden. Die Schaltung soll ganz einfach sein und selbst keinen Strom großartig brauchen. Der Sinn soll ein Schulprojekt über Lade- und Entladezyklen von Elkos und Goldkaps sein.

Das sieht ungefähr so aus: Links kommt der Strom von einem Netzteil rein und rechts ist nur der Kondensator der beobachtet werden soll.


Ich hatte mir auf dieser Internetseite auch schon das mit den MOS Transistoren angesehen. Bestimmt funktionieren die selbstleitenden Verarmungstypen irgendwie zusammen mit einer Z-Diode. Wer kann da helfen?

Danke an alle Leute hier

» Hallo liebe Elektroniker,
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» ich habe da ein Problem bei dem mir meine Eltern und mein Lehrer nicht
» helfen konnte. Es ist bestimmt ganz einfach aber ich komme nicht drauf
» . Also ich will so einen ELKO Kondensator nicht immer über die Dioden voll
» laden sondern der soll im Spannungsbereich von 5 Volt keinen Strom mehr
» bekommen und bei rund 3 Volt wieder an das Netzteil zugeschalten werden.
» Die Schaltung soll ganz einfach sein und selbst keinen Strom großartig
» brauchen. Der Sinn soll ein Schulprojekt über Lade- und Entladezyklen von
» Elkos und Goldkaps sein.
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» Das sieht ungefähr so aus: Links kommt der Strom von einem Netzteil rein
» und rechts ist nur der Kondensator der beobachtet werden soll.
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» Ich hatte mir auf dieser Internetseite auch schon das mit den MOS
» Transistoren angesehen. Bestimmt funktionieren die selbstleitenden
» Verarmungstypen irgendwie zusammen mit einer Z-Diode. Wer kann da helfen?
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» Danke an alle Leute hier

Ein Komparator misst die Spannung am Elko. Bei 3 VDC am Elko schaltet dieser Komparator ausgangsseitig z.B. auf logisch HIGH (positive Spannung) und bei 5 VDC am Elko schaltet dieser Komparator ausgangsseitig z.B. auf logisch LOW (GND-Pegel).

Dieses Ausgangsignal steuert ein elektronischer Schalter so, dass bei 3 VDC die Ladung aktiviert und bei 5 VDC deativiert wird.

Mehr Details sind wegen fehlenden Eckdaten nicht möglich. Aber ich denke, Du kannst mit diesem Startinfo bereits einiges, zusammen mit Deinen Schulkamaraden, in Bewegung setzen...

Noch ein kleiner wichtiger Tipp: Ob Du für den elektronischen Schalter ein bipolarer Transistor oder ein MOSFET (Anreicherungstyp) einsetzt, Du musst mit einer zusätzlichen Diode verhindern, damit beim Abschalten des elektronischen Schalters kein Entladerückstrom durch ihn fliessen kann.

So, aber jetzt los an die Arbeit.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» . Also ich will so einen ELKO Kondensator nicht immer über die Dioden voll
» laden

Welche Dioden? Die in der Gleichrichterbrücke, die den Ladeelko aufladen?
Der soll nicht immer voll geladen werden, um die Verluste am folgenden Längsregler zu verkleinern?


» sondern der soll im Spannungsbereich von 5 Volt keinen Strom mehr
» bekommen und bei rund 3 Volt wieder an das Netzteil zugeschalten werden.

Also bei 5V und höher Ladestrom abschalten und erst bei 3,3V wieder ein?
Was ist der Hintergrund dieser Maßnahme? (Vorregelung / Verlustminimierung wären z.B. zwei)
Prinzipiell geht es mit Thomas Schaltung. Bei nicht zu kleinen Zeiten ginge es auch mit einem kleinen Relais - kommt immer auf die Anforderungen und Hintergründe an.

» Der Sinn soll ein Schulprojekt über Lade- und Entladezyklen von
» Elkos und Goldkaps sein.

Zeit messen, wielange der Kondensator zum entladen von 5 auf 3V benötigt? Und wielange, um wieder von 3 auf 5V zu laden??

hws

Danke für Ihre Mühen. Also mit den Dioden habe ich wirklich die Gleichrichterschaltung gemeint. Mit den Verlusten am Längsregler kann ich noch nichts anfangen. Ich verstehe das noch nicht.

Die Zeit zum Laden ist nicht wichtig. Wir wollen nur über einen längere Zeitraum (ein Schuljahr lang soll das laufen) nachweisen das die Selbstentladezeiten sich verändern. Vielleicht bleiben diese aber auch gleich?

Ein relais ist bestimmt auch denkbar weil die Schaltzeiten wirklich ziemlich lange sind.

Danke vielmals für Ihre Zeilen.

Eine kleine Frage noch: Welchen Komperator würden Sie nehmen wenn dieser so wenig wie möglich Energiebedarf haben sollte? Unser Lehrer ist nähmlich so ein echter Energieverrückter aber der hat mit seiner Meinung bestimmt Recht.

» Danke vielmals für Ihre Zeilen.
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» Eine kleine Frage noch: Welchen Komperator würden Sie nehmen wenn dieser
» so wenig wie möglich Energiebedarf haben sollte?

Das kann ich jetzt auch nicht aus dem Ärmel schütteln. Such mal in GOOGLE nach ''lowpower comparator". Da es sich hier um einen langsamen Vorgang handelt, kann man auch einen Opamp benutzen und da gibt es auch Lowpower-Versionen.

--
Gruss
Thomas

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» Ein relais ist bestimmt auch denkbar weil die Schaltzeiten wirklich
» ziemlich lange sind.

Das vereinfacht den Versuch wesentlich. Wobei, darauf achten, dass die Kontakte den (Nach-)Ladestrom aushalten. Vielleicht noch ein kleiner Seriewiderstand einbauen zur Peakstrombegrenzung.

Comparatorversion. Augang ueber eine Transistorschalstufe das Relais steuern und Freilaufdiode nicht vergessen.

Wobei, das mit dem Relais widerspricht dem Energiesparwahn des Lehrers. Aaaaaaalso aufpassen!

--
Gruss
Thomas

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Hallo

bistabiles Relais verwenden, welche keine Ruheleistung benötigt !

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

» Ein relais ist bestimmt auch denkbar weil die Schaltzeiten wirklich
» ziemlich lange sind.

Die Ausschaltzeiten schon, aber die Ladezeiten? Je nach Vorwiderstand / Innenwiderstand könnte die Afallzeit des Relais zu lang sein.

Stell doch mal dein vorgesehenes Schaltbild ein.

Der Kondensator soll also auf 5V aufgeladen werden und sich über Selbstentladung auf 3V entladen? Die Zeit soll gemesssen werden bzw die Anzahl der Zyklen innerhalb einer bestimmten Zeit? Wie gemessen?

Und die Spannungsmessung am Kondensator muss sehr hochohmig sein, um die Kondensatorentladung nicht zu beeinflussen. Ein OP mit 10k Widerstand belastet den Kondensator schon mit ~0,5mA.

Ähnliches hab ich mal gemacht, um die Laufzeit eines mit Goldcap betriebenen Gerätes zu messen (10..30Stunden kamen raus.)

hws

Wenn keine allzu hohe Präzision gefordert ist, sollte diese Schaltung ausreichen.

Zeichnung gelöscht!

PS
Ich sehe ein, das dass Murks ist!
Erst jetzt verstehe ich, dass ihr die Selbstentladung beobachten wollt.

Dass der Lehrer auf 5 und 3V besteht, ist bestimmt der Grund, dass ihr einen Präzisions-Schmitttrigger selber bauen sollt.
Pin 4 muss natürlich an +9V.
Und Pin 8 benötigt einen Stützkondensator von 100nF.

Einfacher geht es nicht!

Dioden: 1N4148

Spannung am Elko gemessen mit: "PEAK MAX MIN 1ms"

» Einfacher geht es nicht!
» Dioden: 1N4148
»

---
Oder doch nicht???

Also bei mir gehen deine beiden Schaltungen etwas anders.

Kann sein, dass statt Prüfling Prüflink steht,
oder,
dass der Resetpin nicht auf Plus ist

Aber dann doch so gehen, wie deine Zeichnungen, wennnnn....

Der ResetPin auf Plus gelegt wird, zumindest ists meiner Meinung sicherer.
Für den CMOS-Timer zumindest.

-- Zumindest kann man ja auch damit was extra anfangen, wenn man will. Ideen, Ideen...

Beim Power Einschalten, wird der Ausgang sofort auf High geschaltet.
Daher ist, meiner Meinung nach, ein "Elko-Test" erst mit der zweiten Periode gültig.

Auch die Dioden_Serienschaltung ist interessant:
-> Damit wird die Auschaltschwelle (das Aufladen des Elko's) um eine
Dioden_Vorwärtspannung reduziert, von ca 5,6V auf ca 5,2V. (ist in meiner Simu so mit 1N4148).
Die Einschaltschwelle ist ziemlich gut
genau auf 3,0V; in beiden Fällen (1 Diode oder 2 in Serie).

Nicht schlecht diese deine Spielerei.

Grße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

»
» Also bei mir gehen deine beiden Schaltungen etwas anders.
»
» Kann sein, dass statt Prüfling Prüflink steht,
» oder,
» dass der Resetpin nicht auf Plus ist
Pin 4 muss natürlich an +9V.
Hatte ich schon längst korrigiert! Passiert immer wieder.

»
» Beim Power Einschalten, wird der Ausgang sofort auf High geschaltet.
» Daher ist, meiner Meinung nach, ein "Elko-Test" erst mit der zweiten
» Periode gültig.
Unfug! Es soll ja die Selbstentladung beobachtet werden. Dazu muss der Elko erst einmal aufgeladen werden!
»
» Auch die Dioden_Serienschaltung ist interessant:
» -> Damit wird die Auschaltschwelle (das Aufladen des Elko's) um eine
» Dioden_Vorwärtspannung reduziert, von ca 5,6V auf ca 5,2V. (ist in meiner
» Simu so mit 1N4148).
Es müssen schon zwei Dioden seien, da der Ladestrom am Ende sehr gering ist und die Flussspannung dann nur noch rund 0,5V beträgt. (6V - 2*0,5V = 5V)
Spannung am Elko gemessen mit: "PEAK MAX MIN 1ms"

» Die Einschaltschwelle ist ziemlich gut
» genau auf 3,0V; in beiden Fällen (1 Diode oder 2 in Serie).
Die Einschaltschwelle ist von den Dioden völlig unabhängig!
»
» Nicht schlecht diese deine Spielerei.
Und die einfachste Lösung!
»
Dioden: 1N4148

Spannung am Elko gemessen mit: "PEAK MAX MIN 1ms"

» so wenig wie möglich Energiebedarf haben sollte?

Da geht es nicht um Energieverschwendung, sondern darum, dass der Komparator den Kondensator nicht belastet. Das würde ihn schneller leeren und einen systematischen Meßfehler erzeugen.

Irgendwas mit FET-Eingängen? Bei den langsamen Frequenzen würde auch ein OP als Komparator geschaltet funktionieren - nur eben möglichst geringe Eingangsströme.

» Unser Lehrer ist nähmlich so ein echter Energieverrückter ..

Kann natürlich sein, dass man dann Meßfehler reinbekommt

hws

Bessere Werte erzielt man, wenn man eine Infrarot LED, anstatt der beiden 1N4158 einsetzt!
Bei 100k Ohm Ladewiderstand ergaben sich 3V und 5V
Diese LED muss abgedunkelt sein, um nicht durch Fremdstrahlung beeinflusst zu werden.
Im Experiment verwendete ich eine LED eines Optokopplers.




An hand der Diodenkennlinien sieht man, dass die Schaltung nur mit einem Ladewiderstand von 100kOhm die vorgegebene Spannung von 5V annähernd einhält.