Forum

Hallo,
ich habe folgende Schaltung nachgebaut:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_led-blitzer.htm

und mit einer 9V-Blockbatterie betrieben.
Leider hat sie nur 5 Monate geblitzt.
Allerdings habe ich die C-Typen verwendet (BC557C und BC 547C) und der Kondensator ist für 63V ausgelegt.

2 Fragen:

1. Warum hat die Schaltung bei mir nur 5 Monate gehalten? Liegt es an den Transistoren?

2. Die Batterie ist völlig leer. Trotzdem messe ich mit einem analogen Multimeter noch 4 V, mit einem digitalen Multimeter noch 5V. Ich würde gern verstehen, warum eine leere Batterie noch eine so hohe Spannung anzeigt.

--
Gruß
Rudi, der oszilose Lochrasterbastler

Hallo Rudi,

» ich habe folgende Schaltung nachgebaut:
» http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_led-blitzer.htm
»
» und mit einer 9V-Blockbatterie betrieben.
» Leider hat sie nur 5 Monate geblitzt.
» Allerdings habe ich die C-Typen verwendet (BC557C und BC 547C) und der
» Kondensator ist für 63V ausgelegt.

16V-Typen genügen ausreichend für 9 VDC.

» 2 Fragen:
»
» 1. Warum hat die Schaltung bei mir nur 5 Monate gehalten? Liegt es an den
» Transistoren?

Die Energie die der LED-Blitz sehr kurzzeitig abgibt, entsteht zuvor im Elko C1 durch die Ladung über R2 = 6.8 k-Ohm .

An R2 ändert sich die Spannung durch den periodischen Lade/Entlade-Vorgang ständig. Diese Spannung ändert sich in der Exponentialfunktion und macht die Berechnung des mittleren Stromes durch R2 nicht ganz einfach.

Für den vorliegenden Zweck machen wir es uns einfach, weil es ausreicht. Über R2 ändert sich die Spannung zwischen etwa Ubat-2V und weniger als eine Diodenflussspannung von 0.7 V. Das Spannungsfenster beträgt also etwa 6 V. Sind wir grossenzügig und sagen die durchschnittliche mittlere Spannung über R2 liegt bei 3 V.

3V / 6.8 kOhm ergibt rund ein halbes Milliampere (0.5 mA).

Eine billige 9V-Blockbatterie hat eine Kapazität von etwa 500 mAh. Bei 0.5 mA ergibt dies eine Lebensdauer von 1000 Stunden und das sind nur 42 Tage.

Du schreibst aber von 5 Monaten. Dann ist das ein sehr guter Wert. Nur woher kommt das?

Wir kommen damit zur Frage 2:

» 2. Die Batterie ist völlig leer. Trotzdem messe ich mit einem analogen
» Multimeter noch 4 V, mit einem digitalen Multimeter noch 5V. Ich würde gern
» verstehen, warum eine leere Batterie noch eine so hohe Spannung anzeigt.

Eine leere Batterie (Primärzelle) wird bei einer Spannung von etwa 70% der Voll-Ladespannung definiert, wobei die Spannung mit einem Laststrom gemessen werden sollte, der etwa 1/10 der geladenen Batterie-Kapazität entspricht. Das wären also 50 mA.

Mach das mal und Du wirst sehen, dass die "leere" Batteriespannung deutlich niedriger ist und ein typisches Merkmal einer entladenen Batterie ist, dass man so gleich beobachten kann, wie die Spannung schön langsam oder auch schneller sinkt, - je nach Entladungszustand.

Die vorliegende Schaltung belastet aber die Batterie mit dem sehr niedrigeren mittleren (~0.5 mA), aber auch maximalen Strom (~1 mA) nicht nennenswert. Deshalb arbeitet diese Blinkschaltung wesentlich länger, als die definierte Entladespannung (unter Last wie oben beschrieben) eigentlich zulässt.

Wenn Du quasi ein ewiges Blinklicht haben willst, dann gäbe da eine Superpower-9V-Batterie:
http://www.weidezaun-experten.de/Gallagher_9_V_Batterien/Gallagher_PowerPack_9V_Alkaline_Batterien/520090040.html

Studiere dabei aber unbedingt das Datenblatt. Es ist nämlich sehr leicht möglich, dass der Selbstentladungsstrom grösser und die Lagerfähigkeit niedriger ist, als die Blinkschaltung, bezogen auf die sehr hohe Batteriekapazität, blinken kann.

So, ich hoffe, dass dies Dir weiterhilft.

--
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

» Hallo Rudi,
»
» » ich habe folgende Schaltung nachgebaut:
» » http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_led-blitzer.htm
» »
» » und mit einer 9V-Blockbatterie betrieben.
» » Leider hat sie nur 5 Monate geblitzt.
» » Allerdings habe ich die C-Typen verwendet (BC557C und BC 547C) und der
» » Kondensator ist für 63V ausgelegt.
»
» 16V-Typen genügen ausreichend für 9 VDC.
»
» » 2 Fragen:
» »
» » 1. Warum hat die Schaltung bei mir nur 5 Monate gehalten? Liegt es an
» den
» » Transistoren?
»
» Die Energie die der LED-Blitz sehr kurzzeitig abgibt, entsteht zuvor im
» Elko C1 durch die Ladung über R2 = 6.8 k-Ohm .
»
» An R2 ändert sich die Spannung durch den periodischen Lade/Entlade-Vorgang
» ständig. Diese Spannung ändert sich in der Exponentialfunktion und macht
» die Berechnung des mittleren Stromes durch R2 nicht ganz einfach.
»
» Für den vorliegenden Zweck machen wir es uns einfach, weil es ausreicht.
» Über R2 ändert sich die Spannung zwischen etwa Ubat-2V und weniger als
» eine Diodenflussspannung von 0.7 V. Das Spannungsfenster beträgt also etwa
» 6 V. Sind wir grossenzügig und sagen die durchschnittliche mittlere
» Spannung über R2 liegt bei 3 V.
»
» 3V / 6.8 kOhm ergibt rund ein halbes Milliampere (0.5 mA).
»
» Eine billige 9V-Blockbatterie hat eine Kapazität von etwa 500 mAh. Bei 0.5 A
mA !
» ergibt dies eine Lebensdauer von 1000 Stunden und das sind nur 42 Tage.
»
» Du schreibst aber von 5 Monaten. Dann ist das ein sehr guter Wert. Nur
» woher kommt das?
»
» Wir kommen damit zur Frage 2:
»
» » 2. Die Batterie ist völlig leer. Trotzdem messe ich mit einem analogen
» » Multimeter noch 4 V, mit einem digitalen Multimeter noch 5V. Ich würde
» gern
» » verstehen, warum eine leere Batterie noch eine so hohe Spannung anzeigt.
»
» Eine leere Batterie (Primärzelle) wird bei einer Spannung von etwa 70% der
» Voll-Ladespannung definiert, wobei die Spannung mit einem Laststrom
» gemessen werden sollte, der etwa 1/10 der geladenen Batterie-Kapazität
» entspricht. Das wären also 50 mA.
»
» Mach das mal und Du wirst sehen, dass die "leere" Batteriespannung deutlich
» niedriger ist und ein typisches Merkmal einer entladenen Batterie ist, dass
» man so gleich beobachten kann, wie die Spannung schön langsam oder auch
» schneller sinkt, - je nach Entladungszustand.
»
» Die vorliegende Schaltung belastet aber die Batterie mit dem sehr
» niedrigeren mittleren (~0.5 mA), aber auch maximalen Strom (~1 mA) nicht
» nennenswert. Deshalb arbeitet diese Blinkschaltung wesentlich länger, als
» die definierte Entladespannung (unter Last wie oben beschrieben) eigentlich
» zulässt.
»
» Wenn Du quasi ein ewiges Blinklicht haben willst, dann gäbe da eine
» Superpower-9V-Batterie:
» http://www.weidezaun-experten.de/Gallagher_9_V_Batterien/Gallagher_PowerPack_9V_Alkaline_Batterien/520090040.html
»
»
» Studiere dabei aber unbedingt das Datenblatt. Es ist nämlich sehr leicht
» möglich, dass der Selbstentladungsstrom grösser und die Lagerfähigkeit
» niedriger ist, als die Blinkschaltung, bezogen auf die sehr hohe
» Batteriekapazität, blinken kann.
»
» So, ich hoffe, dass dies Dir weiterhilft.

Sehe ich da was falsch? Welcher Strom fließt denn im durchgeschalteten Zustand über die Referenzdiode und die LED? Der wird doch nur durch den Innenwiderstand der Spannungsquelle begrenzt.

» Hallo,
» ich habe folgende Schaltung nachgebaut:
» http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_led-blitzer.htm
»
» und mit einer 9V-Blockbatterie betrieben.
» Leider hat sie nur 5 Monate geblitzt.
» Allerdings habe ich die C-Typen verwendet (BC557C und BC 547C) und der
» Kondensator ist für 63V ausgelegt.
»
» 2 Fragen:
»
» 1. Warum hat die Schaltung bei mir nur 5 Monate gehalten? Liegt es an den
» Transistoren?
»
» 2. Die Batterie ist völlig leer. Trotzdem messe ich mit einem analogen
» Multimeter noch 4 V, mit einem digitalen Multimeter noch 5V. Ich würde gern
» verstehen, warum eine leere Batterie noch eine so hohe Spannung anzeigt.

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Hi,

Diese Schaltung frißt leider zuviel Strom,
als dass du länger als ein Jahr auskommst.


http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_led-blitzer.htm



// die Bezeichnung der Ströme sind mal meine Worte,
andere nennen diese Ströme eventuell anders //

Der Referenzstrom fließt dauernd, solange die Batt. kann.
Dessen Referenzspannung ändert sich dann am Lebensende der Batt. recht rasch.
Die Referenzspannung ist für den T2, Erhöhung um 0,7V (T2 schaltet ja bei 0,7V.
Damit kann er, wenn die Ladespannung des Elko entsprechend
hoch geworden ist, den T1 durchsteuern. "zünden", wie ein Thyristor.
- Das, die Schaltung, ist eine Thyristor-Nachbildung mit zwei Transis.
Der Emitter des T2 macht hier das Th-Gate.

Diese Steuerströme richten sich nach den Verhältnissen des Ladestroms,
exponentiell ändernd (Kondi-Kurve, Dioden-Kurve im Transi)
und dem Steuerstrom zum T2 von der Referenz.

Im geschalteten Zustand hast dann den Laststrom, der hier lediglich begrenzt
wird durch R_Batt. und den Widerständen der Halbleiter.
Dieser ist recht hoch.

Zu allen Fällen musst immer auch den Innenwiderstand der Batt. mit einrechnen,
der jedesmal beim Einschalten ein anderer ist; bei dem jeweils momentan geladenen Zustand.

-> Es gibt auch andere Schaltungen, die blitzen, jedoch
im "Ruhezustand" viel weniger Strom brauchen, als diese.
"Ruhezustand" - wann die LED nicht leuchtet, wenn die Kondiladung gerade beginnt, bis zum Zünden.

Es gibt auch 1200mA 9V Batt's; oder was ganz großes, oder eine andere Schaltung.

Grüße
Gerald
---

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

Hi,

Bitte nicht zu vergessen die Dauerströme, "Tröpfelströme",
addieren sich ja dazu.
Das ist es, was die Lebensdauer massiv beeinflusst.

Grüße
Gerald
---

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

--
»
» Sehe ich da was falsch? Welcher Strom fließt denn im durchgeschalteten
» Zustand über die Referenzdiode und die LED? Der wird doch nur durch den
» Innenwiderstand der Spannungsquelle begrenzt.

---
Ne, siehst schon richtig, fast, die Halbleiterwiderstände sind auch noch mit von der Party.
Das reicht, in der Rechnung mit Einschaltzeit mal Strom.
Die LED wird gerade....denk,,denk..... "nicht 'zu stark' belastet".

---

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

» Hi,
»
» Bitte nicht zu vergessen die Dauerströme, "Tröpfelströme",
» addieren sich ja dazu.
» Das ist es, was die Lebensdauer massiv beeinflusst.

Das ist ja das was ich schrieb mit dem mittleren Dauerstrom durch R2.

--
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

» » Hi,
» »
» » Bitte nicht zu vergessen die Dauerströme, "Tröpfelströme",
» » addieren sich ja dazu.
» » Das ist es, was die Lebensdauer massiv beeinflusst.
»
» Das ist ja das was ich schrieb mit dem mittleren Dauerstrom durch R2.

---
Ja, und es gibt noch einen zweiten Dauerstrom; wenn ich das richtig sehe:
der durch D1 und R1 von rund 27µA; mit den vollen 9V gerechnet.
Pi-Daumen 9V/330k...Ri_D und Ri_Batt habe ich mal gelassen.

---

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

» Sehe ich da was falsch? Welcher Strom fließt denn im durchgeschalteten
» Zustand über die Referenzdiode und die LED? Der wird doch nur durch den
» Innenwiderstand der Spannungsquelle begrenzt.

Gerald hat Dir dazu bereits geantwortet.

Ich denke, es gibt da noch einen regeltechnischen Aspekt, der verhindert, dass während des Lawineneffektes (Blitz) ein signifikanter Strom von +Ubat über D1, T1_ce nach GND fliessen kann. Nennen wir diesen Strom I_D1/T1.

Wenn I_D1/T1 ansteigt, veringert dies den T2-Basisstrom, wodurch der T2-Kollektor-, T1-Basis-, T1-Kollektor und LED-Strom reduziert.

Weil dieser Vorgang in einem geschlossenen Regelkreis stattfindet, stabilisiert sich der Zustand innerhalb des Ablaufes des Lawineneffektes. Ich vermute zunächst, dass dadurch der I_D1/T1-Stromanteil eher gering ist.

Diese Problematik gibt es nicht, wenn man es macht wie dieses Bild zeigt. Siehe "Batteriebetriebsanzeige":



Diese LMC555-Schaltung braucht aber mehr Dauerstrom als die einfache Transistorschaltung. Sie erfüllt hier allerdings auch einen ganz andern Zweck. Genauere Informationen dazu findet man hier, falls sich jemand dafür interessieren sollte:

"555-CMOS: Sparsame Batteriebetriebsanzeige mit Lowbatt-Funktion"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/blk555.htm

--
Gruss
Thomas

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» » » Hi,
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» » » Bitte nicht zu vergessen die Dauerströme, "Tröpfelströme",
» » » addieren sich ja dazu.
» » » Das ist es, was die Lebensdauer massiv beeinflusst.
» »
» » Das ist ja das was ich schrieb mit dem mittleren Dauerstrom durch R2.
»
» ---
» Ja, und es gibt noch einen zweiten Dauerstrom; wenn ich das richtig sehe:
» der durch D1 und R1 von rund 27µA; mit den vollen 9V gerechnet.
» Pi-Daumen 9V/330k...Ri_D und Ri_Batt habe ich mal gelassen.

Absolut recht hast Du. Aus praktischen Überlegungen habe ich diesen Strom weggelassen, da der mittlere R2-Strom etwa 20 mal grösser ist.

--
Gruss
Thomas

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Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
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Hallo Thomas,
vielen Dank für die umfassende Erklärung. Das bringt mich einen Schritt weiter, nämlich den, dass ich mich nach einer anderen Schaltung umsehen muss, die mit einer 9V-Blockbatterie wenigstens ein Jahr hält. Ich hatte im Artikel was von 'Lebenslicht' gelesen, und da ich es selbst nicht rechnerisch ermitteln konnte, musste ich diese Schaltung testen.

Zur 1.Frage
Also ich geh' mal davon aus, dass es keine Rolle spielt, ob die Transistoren B- oder C-Typen sind.

Zur 2.Frage
'hab ich durch deine gute Erklärung auch verstanden. 'Ist Quatsch, einfach mit einem Voltmeter den Zustand der Batterie ermitteln zu wollen.
Auf der Batterie steht "Super Heavy Duty Power PLUS". und dann noch Made in China. Vielleicht hat sie deshalb so lange gehalten. Aber egal. Die Schaltung kann man nicht mehr verbessern!? Also muss ich was suchen, was länger blitzt.

» Wenn Du quasi ein ewiges Blinklicht haben willst, dann gäbe da eine
» Superpower-9V-Batterie:
» http://www.weidezaun-experten.de/Gallagher_9_V_Batterien/Gallagher_PowerPack_9V_Alkaline_Batterien/520090040.html
»
»
auch

--
Gruß
Rudi, der oszilose Lochrasterbastler

Hallo Gerald,
danke dir für deine Erklärung. Dann werd' ich mich mal nach einer Schaltung umsehen, die etwas länger blinkt, so ein Jahr - damit wäre ich zufrieden - bei 1 bis 0,5 Hertz.

--
Gruß
Rudi, der oszilose Lochrasterbastler

» Zur 1.Frage
» Also ich geh' mal davon aus, dass es keine Rolle spielt, ob die
» Transistoren B- oder C-Typen sind.

Nein, das spielt keine Rolle, weil die Transistoren voll durchgesteuert (gesättigt) werden. Die höhere Stromverstärkung bei den B- und C-Typen kommen nur dann zur Wirkung, wenn Uce bei einigen Volt liegt, also z.B. in den analogen Verstärkerschaltungen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Hallo Gerald,
» danke dir für deine Erklärung. Dann werd' ich mich mal nach einer Schaltung
» umsehen, die etwas länger blinkt, so ein Jahr - damit wäre ich zufrieden -
» bei 1 bis 0,5 Hertz.

Muss es denn unbedingt mit einer 9V-Batterie sein? Geht nicht eine einzelne 1,5V-Zelle?

Hier hat jemand so etwas aufgebaut:
http://www.chrysophylax.de/prj/W003/W003.htm

Dann gab es da früher mal so ein IC, irgendwas mit LMxxxx, weiß ich nicht mehr. Wird nicht mehr gefertigt, aber vll. hat noch ein Händler Restbestände. Das ging auch recht sparsam mit der Batterie um. Fand man vor einigen Jahren oft als Werbeaufsteller im Kassenbereich von Tankstellen oder Supermärkten.

Gruß Andi

» Dann werd' ich mich mal nach einer Schaltung
» umsehen, die etwas länger blinkt, so ein Jahr - damit wäre ich zufrieden -
» bei 1 bis 0,5 Hertz.

http://www.b-kainka.de/bastel59.htm

» » Dann werd' ich mich mal nach einer Schaltung
» » umsehen, die etwas länger blinkt, so ein Jahr - damit wäre ich zufrieden
» -
» » bei 1 bis 0,5 Hertz.
»
» http://www.b-kainka.de/bastel59.htm

Ist doch die selbe Schaltung, die ich acht Minuten vorher auch schon gepostet habe, bis auf zwei oder drei Bauteilwerte. Ist die von Burkhard jetzt besser? Das nächste Mal lege ich noch'n MonCherie mit bei, vielleicht komme ich, bzw. mein Link, dann besser an. Seufz...!

Gruß Andi