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Elektronik-Fibel

Die Elektronik-Fibel, das Elektronik-Buch

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Bausatz: LED-Blitzer / LED-Blinker

Beschreibung

Der LED-Blitzer oder auch LED-Blinker ist eine Schaltung mit zwei Transistoren, einer Leuchtdiode und ein kleinwenig Beschaltung drumherum.
Ziel dieser Schaltung ist es mit möglichst wenig Strom und Spannung eine Leuchtdiode kurz zum Aufblitzen zu bringen.
Wird die Schaltung mit einer Batterie oder einem Akku betrieben funktioniert sie sehr lange. Daher wird diese Schaltung auch Lebenslicht genannt, weil sein ein Leben lang brennt. Bei einer Spannung zwischen 3 und 12 V kann auch eine leere Batterie noch genug Strom liefern um die Leuchtdiode dauerhaft zum Blitzen zu bringen. Optimal funktioniert die Schaltung zwischen 3 und 5 V. Hier sind die Blinkfrequenz und die Blinkintensität am Besten eingestellt (subjektives Empfinden).

Funktionsbeschreibung

Eine vergleichbare Schaltung wäre sicherlich auch mit einem NE555/LMC555/TLC555 möglich gewesen. Die Besonderheit dieser diskret aufgebauten Schaltung ist die Zusammenschaltung von Transistor T1 und T2. T1 ist ein NPN-Transistor. T2 ist ein PNP-Transistor. Beide sind so angeordnet, dass ein Thyristor entsteht. Für das Blitzen der Leuchtdiode macht man sich den Thyristor-Effekt zu nutze.
Ü ber den Widerstand R2 wird der Kondensator C1 aufgeladen. Anfänglich ist der Spannungsabfall über Widerstand R2 sehr groß.
Die Diode D1 und der Widerstand R1 bilden den Basisspannungsteiler für den Transistor T2, wobei D1 als niederohmige Referenzspannungsquelle mit der typischen Durchflussspannung von etwa 0,7 V dient. Wenn der Spannungsabfall am Widerstand R2 geringer ist als die Differenz aus Basis-Emitter-Spannung von T2 und der Flussspannung von Diode D1, also der Kondensator C1 fast aufgeladen ist, dann steuert der Widerstand R1 den Transistor T2 durch. Der Kollektorstrom steuert wiederum den Transistor T1 durch. Es entsteht ein gegenseitiges aufschaukeln beider Transistoren. Man nennt das den Lawinen-Effekt oder in diesem Fall den Thyristor-Effekt.
An einem bestimmten Punkt wird der Kondensator C1 über die Leuchtdiode entladen. Ein kurzer Stromfluss führt zum Lichtblitz. Ist die Ladung des Kondensators zusammengebrochen sperren die Transistoren wieder und der beschriebene Ablauf beginnt von neuem.
Wird der Akku oder die Batterie älter verringert sich die Spannung und der Innenwiderstand der Stromquelle wird größer. Dieser Innenwiderstand addiert sich zum Widerstand R2. Die Blinkfrequenz zieht sich dadurch auseinander. Die geringere Spannung verkürzt wiederum die Blinkfrequenz. Die Folge ist, dass auch alte Flach- und Blockbatterien und Akkus aufgebraucht werden können, bis sie vollständig platt sind.
Die Intensität des Lichtblitzes wird von der Betriebsspannung und dem Kondensator C1 beeinflusst. Die Blinkfrequenz wird durch den Widerstand R2 und dem Kondensator C1 bestimmt. Bei einer höheren Kapazität des Kondensator wird die Blitzfrequenz langsamer aber intensiver. Bei einer niedrigeren Kapazität schneller und weniger intensiv.
Wichtig: Hat der der Kondensator eine hohe Kapazität und die Schaltung wird unter Spannung gesetzt, dann dauert es einige Augenblicke, bis die Leuchtdiode blitzt, denn der Kondensator muss erst aufgeladen werden.

Schaltung

LED-Blitzer / LED-Blinker

Zeichen Bauteil Wert / Typ
R1 Widerstand 330 kOhm
R2 Widerstand 6,8 kOhm
T1 Transistor BC 547 B
T2 Transistor BC 557 B
D1 Diode 1N4148
D2 Leuchtdiode Standard, 5 mm, rot
C1 Elektrolytkondensator 47 µF oder 100 µF / 16V

Sicherheitshinweise

Bitte bauen Sie die Schaltung mit viel Sorgfalt auf. Unsachgemäße Behandlung der Bauteile kann zur Zerstörung führen. Berücksichtigen Sie auch, dass die Bauteile für diese Schaltung ausgewählt wurden und eventuell für eine andere Anwendung nicht geeignet sind.
Der Nachbau und Betrieb geschieht auf eigene Gefahr! Jegliche Haftung für Schäden wird ausgeschlossen!

Schwierigkeitsgrad

Der Sinn hinter dieser Schaltung ist nicht besonders groß. Allerdings lässt sich damit gut experimentieren. So sind z. B. Der Widerstand R2 und der Kondensator C1 austauschbar. In Zusammenhang mit der Betriebsspannung lassen sich unterschiedliche Blinkfrequenzen und Blinkintensitäten erreichen.
Wenn es nach dem Aufbau einfach nicht Blitzen sollte, dann einfach mal überprüfen, ob Kollektor und Emitter der Transistoren vertauscht sind.

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