Frage an die Elektroniker unter uns, Dämmerungsschalter

[arcobär]

Hallo Bernd,

das mit der Schaltung können wir machen. Ich werde mal eine Schaltung zum Dimensionieren nächste Woche schnell mal zusammenlöten. Du hast sicher kein Oszilloskop, ohne macht sich das schlecht.
Der Stromverbrauch bei C-MOS (4093) ist sehr gering, du brauchst dir deshalb keine Sorgen machen.

Gruß Uli

[jb79]

@Bernd: Hab bei Conrad einen LDR mit recht hohen Widerstand bei Tag (27-94kOhm) und noch höherem bei Nacht (500kOhm-1,5MOhm) gefunden. Wenn man das mit nem 1MOhm Poti kombiniert, so hat man mind. 1MOhm (egal was der LDR macht) und damit bei 10V einen Strom von 10µA, ich glaube die Selbstentladung des Akkus wird höher sein. Würde sagen der C-Mos Baustein operiert auch in dem Bereich
Datenblatt Conrad Nummer: 145475.

[Bernd]

Hallo Jürgen und Uli, vielen Dank erstmal für eure bisherige Unterstützung. Ich habe Lust
eure Schaltungen mal auszuprobieren.

@ Uli
Uli ich wäre dir sehr dankbar wenn du mir das zuvor soweit austesten könntest, weil ich tatsächlich
kein Oszilloskop habe. Man ich war mal so fit in Elektronik, aber das ist 30 Jahre her. Seit dem habe
ich nur am Rande Befassung mit solchen Themen.

@JB79
Uli hat schon Recht, eine gepulste LED "gauckelt" dem Auge vor das diese immer mit der gleichen
Helligkeit leuchtet, dabei geht sie tatsächlich zwischenzeitlich immer wieder aus um nach einer Pause
wieder mit der vollen Helligkeit zu starten. Es ist eine optische Täuschung mit deren Hilfe man, bis
zu eine gewissen Grenze, unser Auge täuschen kann. Diese Technik verwendete schon meine über
30 Jahre alte Rolleiflex Kamera um Energie für die LED-Anzeige innerhalb des Suchers zu sparen.
Auch bei den ersten Taschenrechnern mit LED- Siebensegment Anzeige und vielen anderen Geräten kam
und kommt das bis heute zum Einsatz.

Grüsse

Bernd

[jb79]

So, hab mal ne Messung mit nem 4093-er gemacht, der zieht bei 11,3V (konnte grade kein Netzteil finden, deshalb hat der Lipo herhalten müssen) maximal 0,9mA (knapp vor dem Umschalten).
Je näher die Spannung am Eingang des IC zu 0 oder zur Betriebsspannung kommt, desto geringer wird der Strom und bei Spannungen >9,71 und <1,5V (also ca. die ober und unteren 15%) fällt der Strom unter die Meßbarkeitsgrenze (ca. 1µA). Habs allerdings ohne Poti und ohne Last (LED) gemessen. Zur Messung hab ich nen 100 Ohm Widerstand in die + Leitung des IC geschalten und die Spannung gemessen.

Was noch bemerkenswert ist: Der Umschaltstrom im Zeitpunkt des Umschaltens (ca. 0,9mA) fällt nach dem Umschalten sofort auf ca. 0,3mA zurück. In der anderen Richtung schaltet das Ganze bei ca. 0,5mA, auch hier fällt der Stromverbrauch anschließend gleich wieder (ca. 0,15mA). Das liegt wohl an der internen Beschaltung für die Hysterese. Ich gehe also von einem mittleren Stromverbrauch (wenn es nicht grade hell oder dunkel wird) von ca. 0,2-0,3mA aus.
Denke, man k

Ganz wichtig: die nicht benötigten Eingänge des IC (5,6,8,9,12,13) müssen einen definierten Pegel erhalten, sonst scheinen die restlichen Gatter unkontrolliert zu schwingen und das braucht jede Menge Strom (2mA). Nach meiner Messung macht es aber keinen Unterschied, ob die nicht benötigten Eingänge an Masse oder Plus hängen.

Die Schaltschwellen des Schmitt-Triggers: fallende Spannung: ca. 3,7V, steigende Spannung: ca. 5,9V

[Bernd]

Danke Jürgen. Ich hab derzeit wenig Zeit aber sobald sich das mal wieder ändert werde ich
mir Teile besorgen. Evtl. hat Uli dann auch noch seinen PWM Zusatz durchgerechnet bzw.
ausprobiert, dann werde ich das mal alles testen. In welchem Spannungsbereich arbeitet
denn der 4093 ?

Grüsse

Bernd

[jb79]

Ein Standard-CMOS Baustein wie der 4093-er arbeitet normalerweise zwischen 3 und 15, manchmal auch 18V.
Mit einem 1k Vorwiderstand und einer 15V Z-Diode arbeitet die Spannung dann ab ca. 3,1V.

Eine gerade von mir durchgeführte Messung bei verschiedenen Versorgungsspannungen hat außerdem folgendes ergeben.
Meßkonditionen:
Stomversorgung des 4093 über einen 1k Widerstand (Z-Diode hab ich leider keine da).
1 Gatter des 4093-er als Schmitt Trigger, eines als Taktgenerator und eines als Puffer/Inverter, das 4. Gatter an Masse gelegt.

10,6V am Eingang erzeugen 0,4-0,5V Spannungsabfall, d.h. bei 1k Ohm nimmt der Schaltkreis 0,4-0,5mA auf.
4,1V am Eingang erzeugen ca. 0,06-0,08mA Spannungsabfall bei 1k Ohm, d.h. 0,06-0,08mA.

Ein letzter Versuch hat auch ergeben, daß die Schaltung selbst bei 2,5V noch funktioniert, allerdings schaltet der BUZ21 dann nicht mehr ein, die Diode leuchtet allerdings noch, wenn sie direkt am Gatterausgang hängt.

[jb79]

Im Anhang findet ihr die Bauteilliste (mit Conrad Bestellnummern) für den Dämmerungsschalter als .xls, mit Erweiterungsmöglichkeit auf gedimmte LED/Leuchte.
Für den Aufbau schlage ich eine Lochrasterprint vor, da kann man alle möglichen Schaltungen draufbauen und eine 100x160mm (Euroformat) Lochrasterprint reicht für einige dieser Dämmerungsschalter.
Der Schaltplan folgt in den nächsten Tagen, wills nochmals am Steckbrett testen.
Die Schaltung sollte ab 3V funktionieren, besser sind aber 5V da dann der FET voll durchschaltet. Maximalspannung (ohne Z-Diode und 1k Vorwiderstand): 15V, mit Z-Diode und Vorwiderstand (in der Liste enthalten) düfen's auch mehr sein, da würde ich so 30V als Maximum ansehen, sonst wird die Verlustleistung am Widerstand zu groß.

Achtung! Aktualisierte Version der Bauteilliste

[Bernd]

Danke Jürgen, ich hab mir die Liste gerade herunter geladen.
Jetzt bin ich noch gespannt auf die Ergebnisse deiner Tests und auf den Schaltplan.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Das wird noch etwas dauern, dieses Wochenende ist wieder recht verplant, bin erst gegen 8 heimgekommen weil wir beim Schwiegervater in Spe neue Balkontüren eingebaut haben. Morgen gehts dann auf eine Modellbaumesse.
Hab aber nächste Woche Nachtschicht, wenn da Zeit ist nehm ich mir das Steckbrett und ein Netzgerät mit, teste das Ganze und versuche nen Schaltplan zu zeichnen.

[Bernd]

Lass Dir Zeit Jürgen, es drängt nicht, ich weiss aus eigener Erfahrung wie schlimm Stress sein kann.
Also immer mit der Ruhe. :9

Grüsse

Bernd