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FKS-Modellbau Gerd Gehrmann

THEMA: Innenbeleuchtung vs. Goldcap .... Probleme

THEMA: Innenbeleuchtung vs. Goldcap .... Probleme
Startbeitrag
DRG-ler - 26.01.09 10:31
Hallo Leute, habe mal ne kleine Frage an euch.....

Als erstes.....Ich bin H0-Bahner, und habe diesbezüglich n bissl mehr Platz zur Verfügung.

Und zwar arbeite ich an einer Innenbeleuchtung nach diesem Prinzip.

http://www.1zu160.net/elektrik/innenbeleuchtung.php#a6

Allerdings in abgewandelter Form. Die Digital-Spannung wird bei mir über zwei Schottky-Doppeldioden (Als Brückengleichrichter geschaltet) gleichgerichtet, und mittels Spannungsregler auf 5 Volt reduziert.
Mit der Spannung lade ich nen Goldcap (0.22F) auf, über die ALTERNATIVE Ladeschaltung, welche ebenfalls mit einer Schottky-Doppeldiode [BAT45C] ausgestattet ist, und leite den Strom dann an die LEDs weiter, welche mit einer Konstantstromquelle (FET) betrieben werden. Derzeit sind so etwa 18-22 LEDs im Wagen verbaut, und die Gesamtstromaufnahme im Betrieb liegt bei rund 50 mA.

Mein Problem ist jetzt, das die LEDs TROTZ Goldcap flackern. Es ist richtig, das der Goldi ne Weile braucht, bis er "voll" ist, aber selbst dann ist trotz alternativer Ladeschaltung eine deutliche Lichteinbuße bei Kontaktproblemen zu erkennen. Die Helligkeit wird (grob gesagt) Halbiert, so leuchtet das Ganze aber dann bestimmt noch 60-90 Sek. weiter.

Warum ist da dann der sofortige Heligkeitsverlust?

MFG Andy

Überprüfe ob der GoldCap überhaupt die nötigen 50mA liefern kann. Also aufladen, Voltmeter an den Kondensator. Da sollten dann ~5V anliegen. Dann Spannung unterbrechen und ablesen. Es könnte gut sein, daß der GoldCap so hochohmig ist, daß gar nur noch 1-3V raus kommen. Dann wär' die Sache geklärt.

Es gibt auch niederohmigere GoldCaps. Da tut sich derzeit sehr viel am Bauteilsektor. Ich habe hier Samples 15F die einige 100A liefern können. Die explodieren sofort wenn man sie kurzschliest. Einen LGB Motor kann man damit 15 Minuten lang laufen lassen. Also es gibt große Unterschiede bei GoldCaps!
So, hab mal nen Test gemacht. Cap rund eine Minute geladen. Ladeschlussspannung 4,93V. Spannung sinkt dann auf rund 4,7V ab. Eigentlich nicht soooooooooooooooo viel. *find*
Hallo Andy,

die Ladespannung sinkt prinzipbedingt beim Kondensator am Anfang sehr schnell, dann immer langsamer ab (Lade-/Entladekennlinie), und 50 mA sind für 0,22F schon eine Menge Holz. Ich denke, daß der Kondensator für so viele LEDs schlicht zu knapp bemessen ist.

Alternativ solltest Du prüfen, wievie an Spannung "unterwegs" zu den LEDs durch Gleichrichter etc. verlorengeht. Weiße LEDs brauchen ca. 3,5 V, da bleiben bis zu den 4,9V, die zur Verfügung stehen, nach Abzug der Spannungsverluste ggf. ca. 0,5V übrig, die der Goldcap "abfangen" kann.
Alternativ könntest Du es mit gelben LEDs versuchen, deren Durchlaßspannung deutlich niedriger liegt.

LG Jürgen
Hallo Jürgen....

Frage, gibts irgendwo ne Grafik/Diagramm das die max. zu entnehmende Energie im Verhältniss zur Zeit angibt? Oder kann man das irgendwie errechnen? Weil im Datenblatt des Caps steht nix drin.
Dann könnt man nämlich die Größe des Caps auch mal berechnen!!

Was die verloren gehende Spannung angeht, habe ich aus diesem Grunde extra auf Schottky-Halbleiter zurückgegriffen, da diese ja nur den max. halben Spannungsverlust haben, wie normale SI-Halbleiter.

Und nach dem Spannungsregler habe ich an Halbleitern nurnoch die Doppeldiode am Ausgang des Caps, nen SMD-Transistor zum schalten der warmweißen LEDs, sowie den Fet als Konstantstromquelle.


Hab eben mal am Patienten gemessen....

Ladespannung des Caps liegt bei 4,77V, durch die Diode dann auf 4,53V abgesenkt. Wenn Ub abgeschaltet wird, sinken die 4,53V sofort auf 3V ab!!!

Bei eingeschalteter Ub hab ich allerdings am Ausgang des Transistors auch nur noch 3,42V. Der Frisst also 1,11 V!!!! Warum? Abgesehn davon, das er die auch frisst, wenn der Strom nur aus dem Goldcap kommt....
Hallo,

Elektrotechnik, elektrische Kapazität:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Kapazit%C3%A4t

Grüße, Peter W.
Frage,

welchen Wert haben die Vorwiderstände für die LED´s ?

Günter
Funktioniert die Konstantstromquelle richtig?
Sorry,
Konstantstromquelle, habe ich übersehen!

Aber Konstant-I mit 50mA und 5V, diskret aufgebaut ......

Nun denn,
Günter
OK sehen wir uns das einmal von der Theorie her an:
5V am Kondensator 0,22F bei 50mA und 5V. Am Anfang ätten wir eine Last durch die Dioden von umgerechnet 100Ohm (5V/0,05A). Daher ist Tau=R*C also 100*0,22 somit 22 Sekunden bis die Spannung auf 62% abgefallen ist. OK da sind viele falsche Vereinfachungen aber 0,2F haben schon einiges an Energie...

Also nach 22 Sekunden hätten wir in diesem theoretischen Fall 3.1V im Kondensator. Gut die LED Beschaltung mit Vorwiderstand oder Stromquelle braucht auch ein wenig Spannung somit werden Die LEDs vermutlich schon bei etwas über 4V im Kondensator verlöschen, die sind recht schnell erreicht.

Abhilfe das ganze auf 2 Kondensatoren basieren lassen, hintereinander schalten, so läuft das ganze dann mit 10V ab und man hat mehr Zeit.

da der UP aber schreibt es flackert, meine ich es gibt da ein Grundsätzlicheres Problem und da tippe ich auf GoldCaps mit zu großem Innenwiderstand. Zumindest kenn ich das so von den eher kleinen Bauarten.
Bemerkung:
zwei Kondensatoren gleichen Wertes in Reihe bedeuten aber nur noch halbe Kapazität gesamt !

Gruß,
Günter
Hallo,

das Thema mit der Beleuchtung habe ich auch schon durch. Mit einer, wie oben bereits genannten, ca doppelten "Eingangsspannung" sieht die Sache besser aus.
Wenn man einen LED nimmt, kann man auch am Netzteil schön beobachten, sieht man dass ein LED einen doch recht "kurzen" Arbeitsbereich hat.
Ist die Spannung bereits nur ein wenig zu hoch, steigt sofort der Strom. Umgekehrt, wenn man die Spannung unterhalb des Limits der Spezifikationen hat, wird der LED rapide dunkel, Prinzip bedingt viel schneller als man es von einer Glühlampe kennt.
In dem konkreten Fall oben, fällt an dem Transistor eine Spannung bereits ab, die elektrische Energie im Cap nimmt aber ebenfalls sofort ab -> Spannungsabfall.
Dieser Abfall wäre nicht so tragisch an sich auf den ersten Blick, nur die Konstantstromquelle
braucht auch einen gewissen Überschuss um korrekt "arbeiten" zu können.
Leider ist es bei geringen Eingangsspannungen dann so, dass die LED's im "Versorgungsfall" die 5V des Caps sofort runter ziehen.
Die LED's laufen dann also irgendwo am untersten Rand nur noch, der Strom der Dioden geht dann aber auch ein wenig zurück, bei einer grösseren Anzahl LED's macht das aber schon was aus.
Der "Rückgang" des Stroms begünstigt aber auch dass die LED's dann weniger elektrisch gespeicherte Energie verbraten, und somit eben noch mit geringerer Leuchtstärke eine Zeit lang leuchten.

Wenn es aber NUR an den Caps liegen sollte, müsste eine Besserung eintreten wenn man mal versuchsweise 2 der Caps parallel schaltet.
Durch den Umstand, dass der "Innenwiderstand" der Caps dann aus Verbrauchersicht halbiert wird, kann man zumindest schon mal raus finden ob es am zu hohen Innenwiderstand der Cap's liegt, oder nicht.
Durch die grössere Menge an gespeicherter Energie, wird aber auch die Spannung langsamer abfallen...

MfG
Tobias

Sorry, das ich mich erst jetzt melde, musste vom Bekannten den Rechner "retten".

So, also hier erstmal nen Schaltplan.

http://www.drg-ler.de/Bilder/Elektronik/DCC1.GIF

Sorry, aber mehr kann ich vom Schaltplan nicht veröffentlichen, das das (c) nicht bei mir liegt. Der Decoder verträgt leider nur 5V, deshalb will ich ne Spannungsverdopplung möglichst ausschließen.

@ Arnold, wie kommstn du auf die 100 Ohm? Damit ich mal mitrechnen kann...
Die 3,3 V habe ich übrigens schon direkt nach 2 Sec. abschalteter Ub am Cap! Keine 22 Sec.!!!
Erste Sec. von 4,6V runter auf 3,5V, in der 2ten Sec. runter auf 3,3V!!!

Nach ca. 30 Sec. ist die Spannung dann auf ca. 2,5V abgesunken, wo dann die LEDs endgültig verlöschen.

Eine Parallelschaltung von zwei gleich großen Caps brachte auch keinen Erfolg!
Wo ist der Widerstand,
mit dem die Höhe des Konstantstroms bestimmt wird?

fragt
Günter
Hallo DRG-ler,

Was hast du für FET genommen im Orginalschema wird ja ein Biplolartransistor verwendet, für den FET musst du also das Schema anpassen. Vielleicht kannst du ein Schema mit den verwendeten Bauteilen ins Forum Stellen. Ich denke der Fehler liegt nicht nur beim Goldcap sondern bei der Konstantstromquelle, offensichtlich ist ja der Strom nicht Konstant sondern ändert sich je nach dem von wo gespiesen wird. Bei Betrieb ab Goldcap müsst eigentlich weniger spannung am Transistor abfallen un dnach dem Transistor müsste die Spannung bei beiden Fällen gleich hoch sein. Übrigens kannst du ein FET auch als Diode benützen, so kannst du z.B.  Gleichrichter mit dehr gerigem Spannungsabfall bauen.Die Diode beim Goldcap durch ein FET ersetz ergibt auch wieder einige Zentelvolt.  Der Goldcap wird ja nur bis Uout - Diodenspannung geladen.

Gruss,
Matthias
Der Fet wird im "Kurzschluss" betrieben, und verzichtet daher vollkommen auf diesen.

Siehe Bild 1

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/anasw1.htm

Der BF510 / 511 / 512 / 513 ist nur die elektrisch gleiche SMD-Version des sonst bedrahteten BF245 A / B / C

Schaltbild kannst net ganz so genau nehmen, da ich die Symbole verwendet habe, die im Programm vorhanden waren. Und da die Bauteilbibliothek sehr klein ist, musste ich das nehmen, was da war...

EDITH schreibt: Die Diode am Goldcap ist ne Schottky-Diode. Ich denke nicht, das eine Verwendung eines Fets an stelle der Diode zu einem besseren Ergebniss führt. Ich würde grob behaupten, mit der Schottky bin ich besser beraten...

Der BF513 hat aber nur max 30mA Ausgangstrom. Und wenn du den im Kurzschluss betreibst hast du auch keine Konstantstromquelle..

P.S Noch was zur Schaltung. Wenn du damit leben kannst das das Licht nicht sofort da ist sondern erst nachdem der Goldcap geladen ist kannst du die Diode beim Goldcap kurzschliessen und die Verbindung die den Goldcap umgeht unterbrechen. Der Strom fliesst dann immer über den 50 Ohm Widerstand. Die Spannung sollte dann beim Ausschalten der Versorgung nicht so stark zusammenssacken.

Gruss,
Matthias
Hi Matthias....

Was den BF513 angeht.... den nutze ich gar nicht. Ich nutze den Bf511 mit knapp 7mA, welche gemessene 4-5mA sind. Im Kurzschluss wird der Strom auf den Leckstrom des Fets reduziert. Im Datenblatt als Idss angegeben.
Dieser beträgt bei 510 = 3mA, 511 = 7mA usw.

Und da bekommt bei mir jede LED ihren eigenen FET. Also nicht nur einer, für die gesammte Schaltung, sondern bei 22 LEDs eben auch 22 Fets. Siehe MEINEM Schaltplan weiter oben.
Sorry ich habe zuerst deine Schaltung übersehen. so wie du die Schaltung gezeichnet hast kannst du die BF511 gleich weglassen. Wenn der FET Kurzgeschlossen ist kann er gar nicht als Konstantstromquellle wirken und zum Schalten hast du ja die BC 847. Den LED Strom kannst du auch an der Basisi des Bipolartransistors begrenzen. Welchen Digitaldecoder verwendest du? Viele Digitaldecoder haben einen Opencollector Ausgang da würde deine Schaltung auch nicht funktionieren.

Gruss,
Matthias
Nur mal als Tip .
Bitte nach unten blättern... zu
Der FET-Konstantstromzweipol

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/curr2pol.htm

Gruß Frank

Zitat

Sorry ich habe zuerst deine Schaltung übersehen. so wie du die Schaltung gezeichnet hast kannst du die BF511 gleich weglassen.



Hm, also das Messgerät behauptet anderes!!! Ohne BF liegt der Strom bei 5Volt PRO LED bei 130 mA. Tot aller LEDs! Mit BF liegt er bei rund 4,3 mA pro LED. Irgendwas muss also doch funktionieren.

PS: Google mal nach BF245 und Konstantstromquelle. Du wirst einige Webseiten finden, die diese Schaltung beschreiben. Im Kurzschluss betreiben heißt hier auch nicht überbrücken, sondern nur, das Source mit auf Drain gelegt wird, und das ganze in Reihe mit der LED betrieben wird.

Glaub mir, das funzt schon....Probier es aus!

Digidecoder ist ein Atmel-Chip. Am Ausgang liegen +5V an. Um die 3-5 mA glaube ich. Also zum Schalten des Transistors reicht es. Für eine Low-current viell. auch noch.

Ich sage mal so, die Schaltung an sich hab ich ja schon im Betrieb. Funzen tut sie einwandfrei....abgesehen von der Flackerei.
Aus Deinem Link

Wir betrachten hier ebenfalls Bild 1 und vergleichen die Diagramme von Figure 4, 6 und 8 des Datenblattes. Dies gibt Antwort auf die Frage Lesers, warum in Teilbild 1.1 kein Drainwiderstand zur Begrenzung des Stromes eingefügt ist. Ganz einfach, es gibt für jede negative Gate-Source-Spannung, und ebenso wenn diese 0 VDC beträgt, einen Sättigungsstrom. Beim BF245A beträgt dieser 4 mA, vorausgesetzt die


Drain-Source-Spannung ist gösser als etwa 6 VDC . !!!



Gruß Frank

P.S: da du 4,3 mA gemessen hast gehe ich vom A Type aus
Hallo,

wenn Du die Möglichkeit hast, die Ausgänge des Atmel per Programm oder Konfigurationseinstellung LOW aktiv zu bekommen, kannst Du den ganzen Bipolarfriedhof samt Vorwiderstände sparen. Der Atmel kann bis 40 mA *) per Pin Sink oder Source direkt treiben, max. 200 mA total an Vcc oder GND.

Falls Du das Verhalten der I/Os nicht ändern kannst, drehe die Schaltung um. Vcc wird zur positiven Masse, der Gold Cap mittels 79x05 Regler auf -5 V aufgeladen, die LEDs und FETs umgepolt. Byebye Bipolargeraffel.

Grüße, Peter W.

*) unfreiwillge Eigentests haben ergeben, dass ein Atmel Output bei V(OL) = 0,7 V ca. +80 mA dauerhaft unbeschadet liefert, wobei der Chip dann gehörig heizt, aber nicht abraucht.
Hallo Andy,

du verwendest als Spannungsregler den 7805, der die spezifizierten 5,5V des Goldcaps nicht voll ausnutzt. Durch eine zusätzliche Diode vom GND-Pin des 7805 zum GND des Digitaldekoders kannst du eine leichte Verbesserung der Spannungsreverse erzielen.

Warum bei Einsetzen der Entladung ein Spannungsabfall stattfindet, habe ich auch schon per Simulation mittels PSpice festgestellt, mir aber noch nicht erklären können. (Vielleicht komme ich heute Abend zu weiteren Erkenntnissen...) Auf jeden Fall aber sollte dies die von den Stromreglern bestimmten Ströme durch die LED nicht beeinflussen.

Gruß
Burkhard
Zitat

du verwendest als Spannungsregler den 7805, der die spezifizierten 5,5V des Goldcaps nicht voll ausnutzt. Durch eine zusätzliche Diode vom GND-Pin des 7805 zum GND des Digitaldekoders kannst du eine leichte Verbesserung der Spannungsreverse erzielen.



In wie fern? Normal erreiche ich doch durch die Diode nur einen weiteren Spannungsabfall um 0,3-0,7 Volt.

Zitat

Warum bei Einsetzen der Entladung ein Spannungsabfall stattfindet, habe ich auch schon per Simulation mittels PSpice festgestellt, mir aber noch nicht erklären können. (Vielleicht komme ich heute Abend zu weiteren Erkenntnissen...)



Das wäre super!!! Was mich schon mal extrem stört, ist z.B. der Spannungsabfall von 1,11 Volt am Transistor BC847. Den hab ich ja auch im Betrieb aus dem Cap, und gerade da stört der Spannungsabfall extrem.
Du erreichst dadurch nicht einen Spannungsabfall, sonder eine Erhöhung um 0,7V.
Die Diode soll ja auch gegen GND geschalten werden, somit ist der Bezugspunkt für den Spannungsregler nicht mehr "0", sonder eben um die Durchlaßspannung höher, also 5,7V.
Hallo,

Burhard meint, durch Einbau einer Diode in die GND Leitung des Reglers die Ausgangsspannung auf 5V5 anzuheben.

Wenn Du die BC847 durch N-MOSFET ersetzt, reduziert sich der Spannungsabfall massiv. Zudem sparst Du die Vorwiderstände.

Grüße, Peter W.
Hab ich das jetzt richtig verstanden? Die Diode soll zwischen Spannungregler GND-Pin und GND geschaltet werden? Leuchtet so erstmal ein. Frage wäre dann wieder, wie der Atmel mit der "Überspannung" zurecht kommt....Obwohl...im Datenblatt steht max 5,5V. Die restlichen 0,2V würd ich mal als Bauteiltolleranz bezeichnen.

@ Peter....hast du für den n-Fet ggf. ne Typenbezeichnung? Was man da verwenden könnte? Optimal wäre von eine sehr kleine SMD-Version, und eine bedrahtete Version für den Testaufbau.
Andy,

versuche doch bitte mal folgendes:


Die 5V Leitung zum Decoder führe bitte nicht über die Dioden BAT54C,
klemme die Decoderzuleitung direkt am Ausgang des 7805 an!
.
Dein GC muss ja nun nicht auch noch die Last vom Decoder versorgen.

Desweiteren ist da noch ein Problem in der Schaltung.
Die waagerecht gezeichnete Diode BAT54C entfällt!
Setze bitte eine Schottky-Diode (BAT85) in Reihe mit dem Ladewiderstand für den GC (in Durchlassrichtung!).

Rein rechnerisch dürfte die Stromänderung bei einem Kontaktproblem von 1 Sekunde Dauer nur  ca. -250µA betragen.
Bei einem Ausfall von 10 Sekunden liegt die Stromänderung der LED bei ca. -2mA.
Da wird´s dann schon dunkler.

Ich habe jetzt noch keine Zeichnung gemacht.
Aber wenn benötigt, mache ich das noch.

Gruß,
Günter

Nachtrag: als FET für die Konstantstromquelle habe ich die Datenblätter vom U309 genutzt.




Hi Günter, Danke erstmal für deine Antwort, allerdings sage ich....So wie du dir das vorstellst, geht das nicht! Zumindest nicht nach meinem Wissensstand...

Zitat

Setze bitte eine Schottky-Diode (BAT85) in Reihe mit dem Ladewiderstand für den GC (in Durchlassrichtung!)



Soll welchen Zweck erfüllen? Würde ich das machen, könnte ich den GC zwar laden, aber nicht entladen, weil dann ja in Sperrrichtung. Anderseits, bei umgedrehter Diode, würde ich zwar Strom rausbekommen, aber keinen rein laden können. Irgendwie fehlt mir da das Verständniss, was du bezwecken willst, oder wie du das meinst!

Zitat

Die waagerecht gezeichnete Diode BAT54C entfällt!


Auch das wäre ein fataler Fehler, wenn man anderen Aussagen trauen kann. Diese Diode ist dazu da, den Spannungsregler vor "Rückstrom" zu stützen. Den mögen diese nämlich überhaupt nicht, und Quittieren ihren Dienst, sowie die Spannung am Ausgang höher als am Eingang des Spannungsregler ist. So zumindest die Aussagen vieler tausend Elektroniker....

Man könnte das Problem umgehen, indem man eine Diode antiparallel zum Spannungsregler schaltet. Bringt mir aber effektiv auch nichts, weil ich die Energie aus dem GC nur für die Wagenbeleuchtung nutzen will, und nicht um den Rest der Anlage zu betreiben.

Zitat

Dein GC muss ja nun nicht auch noch die Last vom Decoder versorgen.


Das ist Sinn und Zweck der Schaltung! Und der Stromverbrauch der reinen Decoderschaltung ist zu "Vernachlässigen". Der liegt im µA-Bereich.

MFG Andy
Nö Andy,
die Diode in Reihe mit dem Ladewiderstand verhindert nur die Entladung des GC´s über vorhergehende Schaltungsteile. Die Entladung soll ja schließlich nur durch die Konstant-I-Quellen erfolgen. + LED´s erfolgen.

Da die Waagerecht gezeichnete Diode entfällt, bzw. an anderer Stelle eingestzt wird, ist die Gefahr eines Rückstromes nicht vorhanden. Ich schrieb: Ladewiderstand + Diode  in Flussrichtung!
Für Rückströme daher in Sperrichtung.
Und ja, die Aussagen vieler tausend Elektroniker sind richtig, aber woher sollen die Rückströme kommen? Auf jeden Fall sind alle relevanten Dioden (LED, Ladediode) in Sperrrichung geschaltet.
Fürchte dich also nicht!


Zum Decoder: Wenn der Eigenbedarf nur im µA-Bereich liegt. ist das natürlich zu vernachlässigen. Da hast du Wahr!

Im Übrigen betrachte ich nur deine Konstant-I.
Ansonsten gilt immer noch:

"
Neue Gedanken
Öffnen die Schranken
"
(D. Drahtlos)


Gruß,
Günter

Mach mir mal wirklich n Bild. Ich steh grad absolut aufn Schlauch, wie du das meinst....

THX.
Andy,

aber erst Morgen.

Gruß zur Bettzeit,

Günter

@24

Hallo Andy,

ich habe meine Schaltung noch einmal analysiert, die Spannungsreduktion hält sich in Grenzen, eine Verdunkelung ist auch nicht erkennbar. Allerdings basiert meine Schaltung auf einer Elko-Lösung mit entsprechend höheren Spannungsreserven. Deine Schaltung ist auf die Schnelle nicht zu simulieren aufgrund fehlender PSpice-Modelle für 78M05 und BF511.

Deine Aussage hinsichtlich des Spannungsabfalls von 1,1V am BC847 verblüfft mich allerdings.
Der BF511 arbeitet als veränderlicher Widerstand (also als Stromquelle) und der BC847 lässt den Strom in Emitterschaltung nur durch. Da dürfte der Spannungsabfall 0,1-0,2 V betragen, zumal der Basisstrom groß genug ist, um den BC847 voll durch zu schalten.

Dumme Frage: ist der SMD-BC847 richtig beschaltet ?

Gruß
Burkhard

Burkhard,
die Schaltung lässt sich schon simulieren. Aber  das Problem ist in der Tat der zu geringe Spannungshub der Konstantstromquelle, der durch den Einsatz der Bipolaren noch wesentlich verschlechtert wird.
Folgender Gedankengang:

1. Erhöhung der Spannung für die Konstant-I auf 10 Volt (oder auf "volle Pulle Digitalspannung")
1a.) da der Decoder sowieso im OC-Betrieb arbeitet ist im die Digitalspannung als Schaltnormal egal.
2. Ersetzen der Bipolaren durch HEF 4066
3. Überarbeiten der GC-Ladeschaltung und austesten

sollte so funzen!

Gruß denn,
Günter

Hallo,

Zitat

@ Peter....hast du für den n-Fet ggf. ne Typenbezeichnung?


Du brauchst einen N-Kanals MOSFET Anreicherungstyp (enhancement mode).
Sehr klein in SMD z.B.

Vishay Si1900DL im SC-70 Gehäuse - der Typ ist leider abgekündigt, bitte bei www.vishay.com einen Ersatztyp ermitteln
Zetex - ZVN3306F im SOT-23
Infineon (Siemens) - BSS138N im SOT-23

Leider habe ich keine bedrahteten Typen von N-MOSFET parat, bei THT FETs kenne ich mich nicht so gut aus.

Alternativ kannst Du auch einen Bustreiber der 74HC Reihe einsetzen, die sind auch sehr niederohmig. Z.B. 74HC126 (Input auf GND und mit /OE aufsteuern), die gibt es im PDIP-14 und SO-14, sowie von einigen Herstellern auch als Einzelgates 74HC1G126 im SC-70 Gehäuse.

Zitat

Auch das wäre ein fataler Fehler, wenn man anderen Aussagen trauen kann. Diese Diode ist dazu da, den Spannungsregler vor "Rückstrom" zu stützen


Jep. 78x05 schalten ab, wenn Vout > Vin. Ist Vout >= 35 V > Vin, kann ein Transistor im Regler drauf gehen. Steht im Datenblatt.

Grüße, Peter W.
Hallo Andy,

zu den elektronischen Feuinheiten hgalte ich mich raus, da ist mein wissen zu begrenzt, aber du kannst auch ein mechanisches Problem haben, da s hatte ich bei Roco  4- Achsern.

Ich habe Fertig Beleuchtungen von
http://www.ts-kabeltechnik.de/Kunden-Information
verwendet, mit Goldcap - reihelt - bestückt und eingebaut. Ich hatte immer ein Flackern bei Fahren der Anhänger. nach dem tausshen der original Achsen gegen welche von Bernd Thomschke
http://www.das-service.de/modellbahn-radsatz/index.php
hat sich das Problem gelöst, auch das Flackern im Anfangsbereich des Losfahrens hat sich deutlich minimiert.

Vielleicht hilft das auch ein wenig - wenn die Elektronic ausgereift ist und es immer noch eine "Lichtorgel" ist.

Gruß Detlef
Hallo Detlef, das mit der schlechten Stromabnahme kann ich so nicht bestätigen. Die Brawa-Wagen, wo diese Schaltung derzeit verbaut ist, haben volle Acht Stromabnahmepunkte. Eine bessere Stromabnahme kann man sich eigentlich nicht wünschen!

@ Burkhard

Zitat

Deine Schaltung ist auf die Schnelle nicht zu simulieren aufgrund fehlender PSpice-Modelle für 78M05 und BF511.

Gibts im Programm viell. den Baugleichen BF245?

Zitat

Dumme Frage: ist der SMD-BC847 richtig beschaltet ?

Ich fürchte schon. Zumindest halte ich mich noch für imstande, E,B und C auseinander zu halten. *spaß* Ne, also den Fehler würde ich ausschließen wollen.

@ Günter

Zitat

1a.) da der Decoder sowieso im OC-Betrieb arbeitet ist im die Digitalspannung als Schaltnormal egal.


Da verlässt mich mein Wissen. Was meinst mit OC-Betrieb? Fakt ist, der Decoder selbst verträgt NICHT mehr als 5,5 Volt. Deshalb kann ich den nicht mit 10V betreiben. (Das ist hier kein zusätzlich verbauter Digitaldecoder vom Hersteller X! Der Decoder ist wesentlicher Bestandteil der Schaltung. Es gäbe sicherlich die Möglichkeit, die LEDs mittels eines zweiten Spannungsreglers mit 10 Volt zu betreiben. Allerdings würde ich diesen Weg aus Wirtschaftlichkeitsgründen sowie wegen dem doch erhöhtem Platzverbrauch umgehen wollen. Weiterhin habe ich nicht bei jedem Waggon soviel Platz, um zwei GC´s in Reihe geschaltet zu verbauen.

Zitat

2. Ersetzen der Bipolaren durch HEF 4066



Zitat

Du brauchst einen N-Kanals MOSFET Anreicherungstyp (enhancement mode).
Sehr klein in SMD z.B.

Vishay Si1900DL im SC-70 Gehäuse - der Typ ist leider abgekündigt, bitte bei www.vishay.com einen Ersatztyp ermitteln
Zetex - ZVN3306F im SOT-23
Infineon (Siemens) - BSS138N im SOT-23



Danke euch beiden, da werd ich mich mal einlesen, durch die Datenblätter. Mal sehen, ob ich da schlauer werden. THX erstmal.

Nen Bustreiber im 74er würde ich erstmal vermeiden wollen. Die Mosfet´s kann ich bei Bedarf schön auf der Platine verteilen. Da bin ich nicht so an gegebene Gehäuse gezwungen.

So, das wars erstmal heute von mir. Das Arbeitsleben hat mich wieder. Ab 18:00 Uhr bin ich dann wieder da....

MFG Andy
@37

Hallo Andy,

ich meine ja nur, weil die SMD-Transistoren anders belegt sind als die Standard-Typen (dort wo man die Basis vermuten würde befindet sich der Kollektor) und ohne Berücksichtigung dieses Umstands wird der Transistor in Basisschaltung betrieben und zeigt ähnliche Symptome wie die von dir beschriebenen (höheren Spannungsabfall).

Offizielle (d.h. vom Hersteller des Bauteils oder Distributor der Simulations-Software) (P-)Spice-Modelle für den BF245 habe ich nicht gefunden, nur unter http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?postid=316323 eher private Versuche, aus den Datenblättern ein Modell zu entwickeln. Allerdings gibt es, da mehrere Experten, natürlich auch mehrere Meinungen...

Ich müsste dann noch wissen, welcher Typ dem BF511 entspricht, ist es der BF245B ?

Gruß
Burkhard

Hab heute "Schwein" gehabt. Mein AG hat Gnade walten lassen, und mich heut früher "rausgeschmissen". Heut war noch nicht soooooooooooo viel Arbeit. :D

Zum BF245 <> 511:

------------ =  0,7-3mA = BF510
BF245A =  2-6,5mA = BF511 (  2,5-7mA)
BF245B =  6-15 mA = BF512 (  6-12 mA)
BF245C = 12-25mA = BF513 (10-18mA)

Die Werte in Klammer sind die Realwertangaben der SMD-Teile.

Wäre also in meinem Fall eher der BF245A.

Zitat

Ich meine ja nur, weil die SMD-Transistoren anders belegt sind als die Standard-Typen (dort wo man die Basis vermuten würde befindet sich der Kollektor)



Jetzt hast mir richtig Angst gemacht. Musste doch noch einmal Sicherheitshalber nachschauen. Aber....Pin1 ist die Basis, Pin2 (Emitter) geht in meinen Fall direkt an Masse, und Pin3 (Collector) geht zum Fet, und weiter zur Kathode der LED. Sollte meines Wissens richtig sein, oder?

Hätt mich jetzt ganz erlich auch gewundert, wenns anders gewesen wäre, da ich das Macro zum Layouten selbst erstellen musste, und das Datenblatt dazu herangezogen hatte. Aber hast ja nicht Unrecht. Lieber 3 mal mehr kontrollieren....

MFG Andy
Moin Andy,
hier nun mal eine Schaltung so wie ich meinte. Den Konstanter habe ich mal fliegend aufgebaut und er funzt.
Problem ist tatsächlich der Innenwiderstand des GC´s, je niedriger, je besser!

OC heißt übrigends "open collector" .

Bei Fragen denn mal fragen wobeii auch Tips und Hiinweise auf Merkwürdigkeiten willkommen sind.

Gruß,
Günter

(Ups, pdf. geht wohl nicht, schade. Dann als jpg)

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THX Günter.....

Zitat

OC heißt übrigends "open collector" .



Wieder n Stück schlauer geworden...

Hab mir das Bild mal angesehn......

Zitat @37
Zitat

Es gäbe sicherlich die Möglichkeit, die LEDs mittels eines zweiten Spannungsreglers mit 10 Volt zu betreiben. Allerdings würde ich diesen Weg aus Wirtschaftlichkeitsgründen sowie wegen dem doch erhöhtem Platzverbrauch umgehen wollen.



Wie schon geschrieben...Das wollte ich möglichst umgehen.
Nächste Problem wäre der Decoder an sich. Der bräuchte auch nen GC, da er sonst seine Befehle vergisst. Wäre somit der 3te im Wagen.
D5 gefällt mir dadurch auch nicht, da ich damit zwar nich den Rest der Anlage, wohl aber den Spannungsregler der Beleuchtung befeuern würde. Da müsste dann also auch wieder ne BAT54C rein.
Das sind schon 3-4cm² Platz, durch doppelt verwendete Bauteile.

Zitat Peter @ 26
Zitat

Wenn Du die BC847 durch N-MOSFET ersetzt, reduziert sich der Spannungsabfall massiv. Zudem sparst Du die Vorwiderstände.



Bei dir seh ich nen 10K-Widerstand.
Was stimmt nun?

Nimms mir nicht übel Günter, ich will bei weitem nicht Besserwisserisch klingen oder so..., ich will nur mit geringstmöglichen Materialaufwand (Und vor allem dadurch auch Platzbedarf.) die Schaltung optimieren.
Von da her würde ich ggf. erstmal mit anderen GC´s testen wollen, wenn du sagst, es läge am Innenwiderstand. Weiterhin würde ich den BC847 ersetzen wollen, um erstmal dieses Probleme mit den 1,11V Verlust zu beseitigen.
Thema Innenwiderstand des GC´s messen....wie gehts? Einfach Multimeter ran, und gut? Voller oder leerer GC? Welche Produkte könntet Ihr empfehlen? Bisher hab ich die "Billigteile" von Reichelt hier...(Die zu 1,50€ oder so...)

MFG Andy
Hallo Andy,

die Schaltung funktioniert wunderbar - zumindest in der Simulation. Ich habe das unter #38 angegebene Modell verwendet und der Einfachheit halber den 78M05 inklusive nachgeschaltetem Kondensator durch eine ideale Spannungsquelle ersetzt  - mehr läßt meine PSpice-Testversion nicht zu. Ach ja, den Mikroprozessor habe ich auch vernachlässigt

Die angehängten Ergebnisse zeigen die Schaltung, den Strom durch jede LED und die Spannung am Goldcap. Der kleine Spannungsabfall macht sich so gut wie nicht bemerkbar und auch die Kollektor-Emitter-Spannung des BC547 beträgt gerade einmal 20mV.

Gruß
Burkhard

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Hm... Was heist das jetzt? Alles schön, müsste eigentlich passen?

Hab eben nochmal nachgemessen, und nen neues "Kuriosum" gefunden. Hab die Spannung dieses mal direkt über den Transistor gemessen. Zwischen E und C, und bin bei 0,37 Volt Spannungsabfall raufgekommen, wenn an dem Transitor nur eine LED nebst BF511 hängt.

An dem Transistor mit den 10 LEDs hab ich nen Spannungsabfall von 1,08V messen können.....*wiederextremverwirrtsei*

Könntest du das in deiner Simulation mal nochmal durchspielen? 10 LED mit je einem BF in Reihe an einem Transitor?

Ich sag mal, wenn ich das Datenblatt des BC847 ansehe...

Zitat

Collector Current IC 100 mA
Peak Collector Current ICM 200 mA



10 LEDs a 3-4mA, da bin ich bei max. 40mA. Das sollte den gar nicht jucken...


THX
Hallo nochmal,

dazu bedarf es eigentlich keiner Simulation, der Fall ist für mich klar: der Transistor befindet sich außerhalb des Sättigungsbereichs, dadurch steigt die Spannung C-E an. Da solltest du ihm mehr Basisstrom gönnen, reduziere den 10kOhm-Widerstand einmal auf Werte von 1-4 kOhm.

Gruß
Burkhard
OK, werd ich testen. Ich hoffe, ich komme morgen dazu.

Heute werd ichs packen. "Schnauze" voll heute. Schön Dank nochmal, und dann bis Moin.
Moin Andy,
erstemal ist es natürlich schade, das der Decoder sehr vergesslich ist. Hast du denn genaue Angaben über den Verbrauch des Decoders?

Zitat

Zitat Peter @ 26
Zitat

Wenn Du die BC847 durch N-MOSFET ersetzt, reduziert sich der Spannungsabfall massiv. Zudem sparst Du die Vorwiderstände.


Bei dir seh ich nen 10K-Widerstand.
Was stimmt nun?



Der Spannungsabfall über den FET liegt im Bereich 4 -10mV je nach Typ!

Messung des Innenwiderstandes ist nicht ganz ohne, wenn es um Kapazitäten geht. Hier ist man als Amateur in der Regel auf die Herstellerangaben angewiesen.
Bei Gleichspannung ist es einfacher:
Nimm eine Batterie als Beispiel, die hat 9V.
Wenn du jetzt einen variablen Lastwiderstand anschließt und den so lange änderst, bis die Spannung die Hälfte der Batterie-Spannung erreicht wird, kannst due abbrechen und den Widerstand messen. Der Wert zeigt dir den Innenwiderstand der Spannungsquelle.

Gruß,
Günter
Hallo,

ad FETs: MOS-FET braucht keinen Vorwiderstand, das ist Bauteilverschwendung. Das Gate ist hinreichend isoliert, da fließen nur Microampere.

adi Bipolartransistoren: Bitte die Stromverstärkung h(fe) für den jeweiligen Typ und Selektionsklasse beachten! Der Spannungsabfall V(CE) bei einem gewissen Kollektorstrom I(C) hängt vom Basisstrom I(B) ab. In einer Schaltanwendung trachtet man danach, einen Transistor in die Sättigung zu treiben damit V(CE) so klein wie möglich wird.

Zitat

10 LED mit je einem BF in Reihe an einem Transitor?



Ich gehe davon aus, Du meinst nicht in Reihe sondern PARALLEL.

Der Kollektorstrom des Schalttransistors beträgt also das 10fache gegenüber den anderen. Um die gleiche Sättigung zu erreichen, müsste auch der Basisstrom auf das 10fache angehoben werden. Von nix kommt nix!

Diese Probleme sparst Du Dir alle wenn Du MOSFET oder Logik Treiber verwendest, oder direkt die I/O Treiber des Atmel, das sind ja auch MOSFETs am Chip..

Grüße, Peter W.
Sorry, heute nur n kurzes Statement von mir. Muss nochmal weg, deshalb komm ich heute nicht zum testen. Aber nach dem was ich hier lese, denke ich, werden sich meine Testergebnisse morgen mit dem hier geschriebenen decken....

@ Günter, der Stromverbrauch des Decoders beträgt laut Werksangabe max. 300µA.

@ Peter

Zitat

10 LED mit je einem BF in Reihe an einem Transitor?



Zitat

Ich gehe davon aus, Du meinst nicht in Reihe sondern PARALLEL.



Das "in Reihe" bezog sich auf die LED und dem BF511. Diese Kombination dann natürlich 10 mal parallel.
Moin auch Peter,
Moin Andy,

ich habe heute während meiner Werktätigkeit unserem Lehrjungen zwecks Bewustseins- und Wissenserweiterung noch etwas über das Verhalten von FET´s , in diesem Falle das Benehmen von dem Q2 ( in diesem Falle des von mir vorgeschlagenen BSS145) zu erlernen.

Ergebnis:
Je schneller der Decoder einen Vorgang schaltet ( ein oder aus ) um so höher wird der Umladestrom des Gates vom FET !!
Beispiel: Bei einem Anstieg 1mS 0-5V liegt der Gateumladepuls bei ca 90µA.
Wenn das Gleiche im Bereich 1µS vonstatten geht, fließen Pulsströme bis zu 10mA während der Ladung bzw. -4mA während der Entladung.
Da unser Oszilloskop im Bereich der nanosekunden nun an die Grenzen gerät, weitere Werte nur unter Vorbehalt :
Ladung = 200mA
Entladung des Gates ca. -300mA.
Nochmals zur Info: die letzten Werte sind nicht unbedingt 100%ig korrekt.
Aber die Tendenz ist stimmig.

Ein Widerstand im Gate ist also so nicht verkehrt und richtet keinen Schaden an!.

Schade, das keine genauen Daten über den Decoder vorhanden sind bezüglich der Ausgangsschaltstufen alldieweil der mit seinen Ausgangswiderständen entscheidend im Gesamtverhaltens des Gebildes wichtig ist.

Nachträglich ist noch zu sagen: wenn der Decoder mit seinem Verhalten tatsächlich vergesslich ist und sein Verbrauch im unteren µA Bereich liegt, spricht nichts gegen eine Klemmung an die GC.

Gruß,
Günter

So, heut melde ich mich mal wieder zu Worte. Musste auf Arbeit zwischen durch mal wieder die "Welt" retten, daher war wenig Zeit.

Zitat

Der Kollektorstrom des Schalttransistors beträgt also das 10fache gegenüber den anderen. Um die gleiche Sättigung zu erreichen, müsste auch der Basisstrom auf das 10fache angehoben werden. Von nix kommt nix!



Hab jetzt zum Test mal nen 2ten Widerstand parallel geschaltet, weil der halbe Wert grad nicht auf Lager war. Ergebniss: Spannungsabfall nurnoch 0,9 Volt. 10:10 würde ja heißen, 10 KOhm gegen 1 KOhm tauschen? Bin da lieber n bissl  vorsichtig, den soweit steck ich in der Materie nicht drin. Muss da immer sicherheitshalber 3 mal fragen...

Hab jetzt übrigends nochmal genau nachgemessen. Und zwar direkt am Ausgang des Spannungsreglers. Die Stromaufnahme der gesamten Schaltung (18 LEDs parallel + Decoder) liegt nach dem Laden des Caps bei 82 mA.

OT: Kann mir mal kurz jmd. erklären, wieviel Verlustleistung der 78m05 verträgt?
http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/700/44548_DS.pdf

Weil er derzeit 0,82 Watt verbraten muss, und mir doch verdächtig warm erscheint...

Hallo,

lies doch mal die Datenblätter genau. Das steht alles drin.

Ad BC847 - Für Bipolartransistoren gilt im Arbeitsbereich näherungsweise: I(C) = h(fe) * I(B)

Ad LM78M05 - Steht doch schwarz auf weiß im Datenblatt: Power Dissipation @ Pa = 25 °C -> 1 W (Pa = ambient temperature, also Umgebungstemperatur). Natürlich wird der Regler warm. Die vernichtete Energie muss irgendwo hin. Der M Typ ist dafür konzipiert, dass der Kühlblechstutzen auf die Leiterplatte aufgelötet wird und die Wärme in die GND Plane abgeben kann.

Grüße, Peter W.
Zitat

Ad LM78M05 - Steht doch schwarz auf weiß im Datenblatt: Power Dissipation @ Pa = 25 °C -> 1 W (Pa = ambient temperature, also Umgebungstemperatur).



Das ist es, was mich irritiert hat. Die Tc-Angabe mit 10 Watt?!?! Deshalb die Frage hier.

Zitat

Natürlich wird der Regler warm. Die vernichtete Energie muss irgendwo hin. Der M Typ ist dafür konzipiert, dass der Kühlblechstutzen auf die Leiterplatte aufgelötet wird und die Wärme in die GND Plane abgeben kann.



Hab ja mein Layout auch so konzipiert. Hab sogar über Durchkontaktierungen der gegenüber liegende Kupferfläche zur Wärmeanleitung herangezogen. Sehe ich das also richtig, das ich mit den 0,82 Watt dich an der Leistungsgrenze des Regler arbeite?!?!

Tc ist die Temparatur am Kühlkörper. Nachdem Deine Leiterplatte nun auch als Kühlkörper funktioniert ist der thermische Widerstand der gesamten Einheit jedenfalls besser als Rth(j-a), nämlich:
( Rth(j-c) + Rth(Cu) ) < Rth(j-a).

Der Rtj(j-a) beträgt 125 °C, daher bei 0,82 W ca. 100 °C + Tamb. Die Erhöhung der Reglerspannung auf 5,7 V um die Kondensatorspannung auf 5,5 V zu bringen inkl. Kompensation des Spannungsabfalls an der Schottky-Diode, bringt 5 °C:
(15 - 5,7) * 0,082 * 125 = 95,3.
Die Kupferfläche bringt Dir auch noch ein paar Grad. Allerdings ist die Temperatur in einem Bereich, wo es nach Einbau in einen Waggon doch Probleme mit dem Kunststoff geben könnte.

Ich habe im Netz eine Faustformel für die Berechnung der Kühlfläche gefunden: 1 dm² pro 6...8 W. 100 cm² / 8 = 12,5 cm².
@50

Schau dir mal das Diagramm des Ausgangskennlinienfeldes des BC 847 (Figure 15) unter http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/BC846BPDW1T1-D.PDF an. Für 10 LEDs kommt die Kennlinie mit 50mA am besten hin. Dein Basisstrom beträgt ca. 0,2 mA, der Betriebspunkt befindet sich somit im steil abfallenden Bereich der Kurve. Die Spannung U_(CE) geht erst runter auf 0,2V, wenn der Basisstrom ca. 0,6 mA beträgt. Somit ist es erforderlich, den Vorwiderstand zumindest auf 2,2 oder 3,3 kOhm zu reduzieren.

Gruß
Burkhard

Moin ,

wenn der Transistor im Schalterbetrieb laufen soll, kalkuliert man einen " Übersteuerungsfaktor " ein. Dieser liegt in der Regel bei 10*Ib.
Es reicht dafür ein Parallelkondensator zum Basiswiderstand von 100nF.

Andy, was fasziniert dich eigentlich so an diesen scheddrigen BC xxx ?
Das ist ja noch nicht mal ein Transistor für Schalteranwendungen !!
Was hast du gegen FET´s ?

Du hast mittlerweile soooo viele Tipps bekommen. Und dann ist die Anwendung auch noch für H0, somit Platz ohne Ende

Eine Frage sei mir aber noch gestattet:
Ab welcher Spannung verliert eigentlich dein Decoder sein Gedächtnis?

Gruß,
Günter

@ Günter

Zitat

Andy, was fasziniert dich eigentlich so an diesen scheddrigen BC xxx ?
Das ist ja noch nicht mal ein Transistor für Schalteranwendungen !!
Was hast du gegen FET´s ?



Eigentlich nix, nur hab ich derzeit 10 Platinen, die jeweils mit mind. 10 dieser Dinger bestückt sind. Und da ich eine dieser Platinen zum Testen herangezogen habe, versuche ich erstmal mit dem Material zu arbeiten, was ich habe. Weiteres Problem ist, das mein Elektronikhändler am anderen Ende von Berlin ansässig ist, und ich wegen "ein paar" Fet´s nicht 40-50 KM durch Berlin fahre. Da bin ich 2 STD unterwegs. Wer den Berliner Verkehr kennt, wird mich verstehen. Da ich aber in absehbarer Zeit dort in der Nähe arbeiten werde, versuche ich, eine Fahrt dahin noch hinaus zu zögern. Die Fet´s werde ich mir definitiv holen. Nur eben erst dann, wenn es sich anbietet. Und ob ich die 100 Transistoren gegen Fets tausche, muss ich auch erst sehen. Wahrscheinlich werde ich auf den 10 "fertigen" Platinen nur den Basiswiderstand ändern. Da leidet die Platine nicht so drunter, (Ständiges auf und ablöten) und vor allem die Kasse. 100 Transitoren "um sonst" gekauft ist auch bei Cent-Artikeln ärgerlich. Von da her ist es doch schon interessant für mich.

Zitat

Ab welcher Spannung verliert eigentlich dein Decoder sein Gedächtnis?



Wenn ich das richtig in Erinnerung habe, waren das 2,3 Volt Abschaltspannung des Decoders. Ob er da auch sein Gedächtnis verliegt, steht wieder woanders.

Zitat

Allerdings ist die Temperatur in einem Bereich, wo es nach Einbau in einen Waggon doch Probleme mit dem Kunststoff geben könnte.

Ich habe im Netz eine Faustformel für die Berechnung der Kühlfläche gefunden: 1 dm² pro 6...8 W. 100 cm² / 8 = 12,5 cm².



@ Peter, danke für die Erleuchtung. 12,5 cm² gelten jetzt für eine Abkühlung auf Zimmertemp. von 25° ? Weil 12,5 cm² ist bei teilweise nur 1cm breiter Platine schon n hartes Stück. Eigentlich schon nicht mögl., durch den Abstand der einzelnen LEDs. Da würde ich max. 3cm² zur Kühlung heran ziehen können. Gibts alternative Kühlkörper zum "aufkleben"? Wärmeleitklebe(r)/-pads gibts ja....

@ Burkhard, ich finde es super, das du mir die Werte nennst, für mich wichtiger wäre aber, das mir jmd. erklärt, wie du zum Ergebnis gekommen bist. Für einen, der das Prinzip der Basiswiderstandsberechnung noch nicht verinnerlicht hat, wäre das viel interessanter, damit man später nicht wieder fragen muss. Wäre also für mich besser, gaaaaaaaaaaaaaanz vorn anzufangen. Sorry!! Ich hab mich zwar schon n bissl reingelesen, hab mir dazu diese Anleitung genommen....
http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand
Allerdings besteht für mich schon das Problem, den "Verstärkungsfaktor in Sättigung" zu erfahren/berechnen. Viell. kann sich ja mal wer Zeit nehmen, und das am Beispiel dieses Transistors http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/BC846BPDW1T1-D.PDF mit mir durchgehen?

Erstes Problem sind die zwei hfe-Werte. Welcher steht für was? Da seh ich nicht durch. Ic wollte ich mit 46mA annehmen. (Last der 10 LEDs)

Zitat

Zitat Anleitung Beispiel 1: hFE ist 100 (Datenblatt), gerechnet wird jedoch mit einer Stromverstärkung in Sättigung von 30


In "meinem/unseren Datenbaltt" irgendwas zwischen 150 und 520, wo mir die Berechnugsgrundlage (Wissen) für den genauen Wert fehlt.
Nächste Frage:
Zitat

...gerechnet wird jedoch mit einer Stromverstärkung in Sättigung von 30

Wieso wird das so "pauschalisiert"? Wie kommt er da auf die 30?
Andy,
Beispiel:
Stromverstärkung eines Transistors = 200 (aus Datenblatt, ß[beta], hfe)
Collectorstrom = 50mA

daraus folgt

Basisstrom = Collectorstrom / ß

nunmehr dann der Übersteuerungsfaktor (Sättigung)

Basisstrom * Sättigung


Das war´s dann. Aber es geht auch der Trick mit dem Kondensator parallel zum Basiswiderstand.


Gruß,
Günter
@56 Andy,

der Verstärkungsfaktor ist von etlichen Faktoren abhängig, nämlich der Kollektor-Emitter-Spannung, dem Kollektorstrom, der Aussteuerung (bei Kleinsignalverstärkung), der Mondphase (ok, letzteres ist natürlich ein Witz).

Das erklärt die Werte zwischen 30 und 500. Für den von dir gewählten Betriebspunkt (Ic=50 mA) entnehme ich aus der Tabelle den erforderlichen Basisstrom von mindestens 0,6 mA. Das ergibt einen Stromverstärkungsfaktor von unter 100. (Wenn man Ib bei gleichem Ic weiter erhöht, reduziert sich der Verstärkungsfaktor weiter. Dabei sinkt die störende Kollektor-Emitter-Spannung nur noch leicht ab. Die Werte eines FETs werden von einem bipolaren Transistor niemals erreicht werden. Aber Uce=0,2 V ist ja auch schon viel besser als 1-2 V. -;)

Der Vorwiderstand berechnet sich nach dem Ohmschen Gesetz. Nun muss  man nur wissen, mit welche Spannung am Mikroprozessor-Ausgang anliegt. Sicherlich nicht mehr als die  Betriebsspannung, die in deinem Fall 5 V - 0,8 V = 4,2 V beträgt. Zudem muss noch der Spannungsabfall der Treiber des Mikroprozessors abgezogen werden.

Auch hier schaut man am besten ins Datenblatt. Für einen Atmel AVR ATtiny26 nennt http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1477.pdf auf Seite 128 als "Output High Voltage" Werte von ca. 4,2 V (für 5 V Betriebsspannung, deine hat aber weniger). Also überschlagen wir für deine Schaltung die Ausgangsspannung des Mikroprozessors auf 3,4 V gegenüber GND.

Gemäß Datenblatt des BC847 beträgt  die Basis-Emitter-Spannung ebenfalls ca. 0,9 V (bei 50 mA in der Sättigung gemäß Figure 14), somit liegen am Vorwiderstand  3,4 V - 0,9 V = 2,5 V an. Damit fließen Ib = 2,5 V / Rv. Ein Rv von 10 kOhm führt also zu einem Basisstrom von 0,25 A - etwas mehr als ich aus dem Datenblatt abgeschätzt habe. (Serienstreuung, Lötstelle, etc.)

Änderst du Rv - wie vorgeschlagen - auf 3,3 kOhm, so fließt Ib = 2,5V / 3,3 kOhm = 0,76 mA und der Transistor befindet sich im gewünschten Sättgigungsbereich.

Gruß
Burkhard
Zitat

In "meinem/unseren Datenbaltt" irgendwas zwischen 150 und 520



Das ist die Streuung. Der Hersteller liefert entweder unselektierte, oder in bestimmten Grenzen selektierte Bauteile. Diese Selektionsklassen werden entweder mit Buchstaben, also A, B, C usw. oder mit Ziffernangaben (meist die ungefähre Verstärkung geteilt durch 10) angegeben, also -16, -25, -40. Im Falle des BC847 gibt es je nach Hersteller, die Typen  BC846A, BC846B, BC846C, BC847A, BC847B, BC847C, BC848A, BC848B, BC848C.
OnSemi (ex Motorola) liefert laut Datenblatt offenbar nur mehr die Typen BC846B, BC847B, BC847C und BC848C (jeweils bleihaltig oder bleifrei verzinnt, inzwischen fast nur mehr bleifrei = Rohs konform erhältlich). Diese Standardtransistoren gibt es aber auch z.B. von Infineon (ex Siemens) und NXP (ex Philips).
Die Beschriftung (Klartext bei THT und Code-Markierung bei SMT) gibt Aufschluss über den genauen Typ und den Verstärkungs-Streubereich. Beim BC847C ist hfe = 420...800. Für das Design von Schaltanwendungen ist mit dem Minimalwert zu rechnen.

Weiters sind die Kurven 1 bis 3 aus dem Datenblatt sehr interessant:
Figur 1 sagt, dass die Verstärkung bis I(C) = 13 mA linear mit dem Strom ansteigt, darüber sackt sie herunter. Die untere Kurve in Figur 2 zeigt die maximale erreichbare Sättigung, bei einem Kollektor-zu-Basisstrom-Verhältnis von 10. Figur 3 zeigt die V(CE) bei einem I(C) und I(B).

Grüße, Peter W.
Sooooooooo, ich melde mich mal wieder zum Thema. Grund ist, das meine Platinenlieferung gekommen ist, ich einige Fehler bemerkt habe, und somit ettliche nochmal fertigen lassen kann. :( Ein Wagen wird erst die Tage ausgeliefert, dessen Layout soll noch mit rauf. Bis dahin sollen aber die Probleme möglichst gelöst sein.

Ich hab mich mal wieder ran gesetzt, und bin mal alles nochmal gedanklich durchgegangen, und hab den Schaltplan aktualisiert.

http://www.drg-ler.de/Bilder/Elektronik/DCC2.GIF

Habe erstmal ne Diode in die GND-Leitung des Reglers gesetzt, um die paar Millivolt rauszukitzeln. OK so? 1N4148 is auch OK?

Dann bin ich mal die ganzen genannten Fet´s durchgegangen. Den einziegsten, den meine Quellen (Reichelt u. Segor) führen, wäre der BSS138. Bzw. ....isses wirklich der richtige? Weil das "F" fehlt.
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=A1...08c650109d6eb5b7350c (Reichelt-Nr. BSS 138 SMD)

Wie sieht es bei den Fet´s bezüglich Widerstand und "Sättigung" aus? Gibts da die gleichen "Probleme", wie beim normalen Transitor?

Dann noch ne Frage zu den BF511. Ich hab ja auch in anderen Foren geschrieben, und da machte man mich drauf aufmerksam, das ja die BF511 eigentlich "Sinnlos" wären, da eine Konstantregelung nicht benötigt wäre, da die "Betriebsspannung" der Last eh auf max. 5,5V begrenzt ist. Da der Regelbereich der BF511 dermaßen gering wäre, würde es reichen, auf normale Vorwiderstände zurück zu greifen. Wie seht Ihr das? Ich meine, abgesehen vom Beschaffungsproblem wären normale Widerstände ja auch günstiger. Bringt mir der BF511 nen wesentlichen Vorteil?

Wenn das nämlich geklärt ist, werde ich mir diese Woche nochmal nen "Sack" Bauteile besorgen, nen Probeaufbau machen, nochmal nen Satz andere GC´s versuchen. Und wenn dann alles funzt, gehen die Layouts in Fertigung.

MFG Andy

PS: Gibts hier irgendwo die Möglichkeit der Mailbenachrichtigung bei neuen Antworten? Hab bisher nix gefunden. :(
Up.
Hallo,

das sind aber jetzt viele Fehler.

- Die Diode beim Regler ist falsch herum, Strom fließt aus dem Reg Pin heraus !!!!!!!!!!!!!!!!!!
- BSS138 sind falsch herum gepolt. Source = GND !!!!!!!!!!!!!!!!!!
- Den 4u7 nach dem Regler kannst Du Dir sparen (ich würde da einen 100 nF einbauen um evtl. HF zu löschen)
- Vorwiderstände vor MOSFETs sind unnnötig, da wiederhole ich mich jetzt zum x-ten Male

Die Stromregelung der LEDs brauchst Du ja weil die LEDs sonst dünkler werden während sich der Gold Cap entlädt. Ob es mit dem BF511 geht vermag ich nicht zu sagen.

Grüße, Peter W.

Peter, jetzt verwirrst du mich. Der Strom kann nicht aus zwei Regleranschlüssen raus kommen. Zumal die Diode nicht im Reg-Anschluss sondern am GND-Pin hängt. Meiner Meinung nach ist sie korrekt eingezeichnet?!?! (Links = In, Mitte = GND, rechts = Out.) Was stimmt nun?

Zitat

BSS138 sind falsch herum gepolt. Source = GND !!!!!!!!!!!!!!!!!!
Den 4u7 nach dem Regler kannst Du Dir sparen



Ist notiert. :)
Hallo,

bist Du Betriebstheoretiker?

Zitat

Der Strom kann nicht aus zwei Regleranschlüssen raus kommen


Nicht DER Strom, sondern EIN gewisser Strom. Ich habe keinen Artikel vorgesetzt. Bewusst.

Der Regler verbraucht für sich selbst naturgemäß etwas Strom. Dieser fließt bei den LM78xx in den GND Pin - im Gegensatz zu den LM317, dort fließt der interne Betriebsstrom in die Last nach OUT. Aber zurück zum LM78xx.

Der GND Pin ist quasi der Regel-Referenzanschluss. Da hängt die Referenznungsreglers mit dran, dort fließt Strom gegen GND raus - natürlich nur ein kleiner Strom Iq. Hebt man das Potential an, steigt die Vout um exakt denselben Wert. Wenn es eine Z Diode wäre, dann wäre sie so richtig herum, die betreibt man ja in Sperrichtung. Eine normale Diode (und für ca. 0,5 V braucht man nicht mehr), muss man aber in Durchlassrichtung betreiben.

Guck mal in das gute alte Datenblatt zur LM78xx Serie von National Semiconductor:
http://www.national.com/ds/LM/LM7512C.pdf

Da siehst Du auch die interne Schaltung des Reglers: Mit R17/R18 wird die Vref eingestellt. Schaltet man da eine Diode gegen Masse drunter, ergibt das Vref + Vf(Diode).

Grüße, Peter W.

Zitat

bist Du Betriebstheoretiker? :D



Is das so offensichtlich??? *gggggggggg*

Also so richtig nachvollziehen kann ich das ganze noch nicht, werde es aber mal durchtesten....


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