UPDATE: Master-Slave-Netzschalter mit Elektronik und Relais

Dieser Elektronik-Minikurs besteht seit Juni 2003. Die Schaltung damals war eine andere. Im April 2010 erneuerte ich sie mit zwei Versionen. Die eine Version ermöglicht den Einsatz eines Relais mit einer Spulen-Nennspannung von 48 VDC, die andere mit einer Spulen-Nennspannung von 220 VAC. Beide Relais werden verlustarm, direkt mit der 230VAC-Netzspannung, betrieben. Für die 230VAC-Version realisierte ich für meinen Bedarf ein Printlayout mit dem Programm SPRINT von Abacom. Mehr Infos zur Reproduktion des Printlayout liest man im Minikurs.

Das aktuelle Update wurde angeregt durch einen Leser, der die Schaltung nachbauen will, wobei der Standbystrom des Mastergerätes mit etwa 100 mA recht gross sein kann. Man beachte das Titelbild. R1 ist der Messwiderstand des Stromsensor. Dieser wird bei diesem hohen Standbystrom so niederohmig, dass im eingeschalteten Zustand des Mastergerätes die Verlustleistung an R1 mit 1.1 W so gross wird, dass der Widerstand ein 2-Watt-Typ sein sollte. Dies wäre noch kein Problem.

Es gibt allerdings dann ein Problem, wenn die Schaltschwelle variabel einstellbar sein soll, – auch ein Wunsch des Lesers. Mit einem Kleinleistungs-Potmeter geht das. Will man diese Möglichkeit haben mit einem kleinen Trimmpotmeter, liegt der maximale Standbystrom bei 45 mA. Da genügt ein Trimmpotmeter mit einer zulässigen Leistung von maximal 1/2 W. Alle Details dazu liest man in dieser Update-Version im Untertitel „VERLUSTLEISTUNG VON R1 BEI HÖHEREM STANDBY-STROM“.

Gruss und viel Spass
Euer ELKO-Thomas


Update: Bluetooth

Bluetooth ist eine standardisierte, universelle und lizenzfreie Funktechnik zum Übertragen von Sprache und Daten. In der ursprünglichen Form diente Bluetooth überwiegend der Anbindung von Headsets, Kopfhörern, Lautsprechern und Autoradios. Durch Bluetooth Low Energy wurden die Funktionen zur verbindungslosen Kommunikation auf geringsten Stromverbrauch optimiert und finden sich somit auch in Wearables, wie Fitness-Armbänder und Smartwatches wieder.


Update: IMT-2020 / 5G-Mobilfunk

„5G“ ist als Überbegriff zu verstehen, das verschiedene Netze, Technologien und Anwendungen umfasst. Neben den 3GPP-Standards wird es alternative Standards von anderen Hersteller und Organisationen gebe. Zum Beispiel Sensornetzbetreiber, die Automobilwirtschaft und Smart-City-Architekten.

Weitere Inhalte:

  • Anforderungen an ein 5G-Mobilfunknetz
  • anwendungsbezogene Anforderungsprofile
  • Anwendungen
  • Netzarchitektur
  • Übertragungstechnik
  • Frequenzen

UPDATE: Opamp/Komparator oder 555er-CMOS: Toggle-Flipflop und Prellfrei-Schaltung

Ursprünglicher Auslöser zu diesem Elektronik-Minikurs, zum Thema mit einem CMOS-555-Timer-IC ein Toggle-Flipflop mit prellfreiem Tasten zu realisieren, war eine Diskussion im ELKO-Forum mit dem Titel „Problem mit FlipFlop“ vom 19.06.2012 von Erhard. Diesen Thread findet man leicht mit der Eingabe dieses Titel im Suchfenster in irgend einer Seite im Elektronik-Kompendium (das ELKO). Olit, ein fleissiges und aktives Forum-Mitglied, hatte eine prima Idee, die ich im Versuch mit einem Steckboard testete. Danach folgten in drei Bildern einige Erweiterungen und eine genaue Beschreibung der Funktionsweise. Dieses Olit’sche 555-Toggle-Flipfop ist natürlich auch zu sehen.

Dazu kam eine weitere Möglichkeit, mit einem Opamp oder Komparator ebenfalls ein Toggle-Flipflop zu realisieren. Sinn macht so etwas dann, wenn in einem analogen Schaltteil, auf einem PCB-Board, ein einzelner Opamp eines Dual- oder Quad-Opamp nicht benötigt wird und dieser gerade für ein Toggle-Flipflop nützlich sein kann, dessen Ausgang z.B. für den digitalen Teil der Schaltung benötigt wird.

UPDATE: Neu dazu gekommen sind Prellfrei-Schaltungen, also Schaltungen die das Prellen von mechanischen Kontakten unterdrücken. Dazu gibt es bekanntlich unterschiedliche Methoden. Hier wird gezeigt wie das mit einem Komparator (oder Opamp) funktioniert und worauf es ankommt, wenn damit schnelle digitale Logik-ICs getaktet werden sollen. Das selbe wird gezeigt mit einem CMOS-555-Timer-IC LMC555 oder TLC555. Das Titelbild hier illustriert diese Thematik. Die drei Bilder erklären im Prinzip schon alles. Die genaue Beschreibung liest man im Minikurs.

Viel Spass und Gruss
Euer ELKO-Thomas


Update: NE555 als monostabile Kippstufe

Das Monoflop oder die monostabile Kippstufe ist eine der beliebtesten Anwendungen mit dem Timer-IC NE555. Mit wenigen externen Bauteilen kann man schon interessante Effekte erzielen.
Der Name kommt daher, weil diese Kippstufe nur einmal einen Impuls am Ausgang (A) abgibt, wenn ein kurzzeitiger Impuls von etwa 0 V am Eingang E (Pin 2) anliegt.

Ergänzt wurden Ansteuerungsvorschläge für Pin 2.


Update: Akkus

Akkus für den täglichen Gebrauch bestehen in der Regel aus Nickel-Metallhydrid (für Haushaltsgeräte und Spielzeug). Die leistungsfähigsten Akkus sind Lithium-Ionen-Akkus und Lithium-Polymer-Akkus (Wearables, Smartphones, Notebooks). Wegen dem Anstieg der geforderten Energiemenge werden an noch leistungsfähigeren Akkus geforscht, wobei es hier nur kleine Entwicklungsschritte gibt.
Es heißt, Brennstoffzellen sind die Energiequellen der Zukunft. Doch der Gewinnungsprozess von Wasserstoff als Brennstoff ist aufwendig und alles andere als umweltschonend.


Update: Physikalische Grundlagen

In der Elektronik spielen Widerstände eine sehr große Rolle. Neben den klassischen Widerständen hat jedes andere Bauteil einen Widerstandswert, der Einfluss auf Spannungen und Ströme in Schaltungen nimmt.
Die elektrische Spannung U gibt an, wie viel Energie notwendig ist, um diesen Unterschied der Elektronenmenge zu erreichen.
Mathematisch gesehen ist die elektrische Leistung das Produkt aus Spannung und Strom.