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Reaktives Licht auf CMOS-Basis

Basteleien analog und digital mit Strom und Spannung.

Moderator: radioscout

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gomerffm
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Reaktives Licht auf CMOS-Basis

Beitrag von gomerffm » Mo 9. Jan 2006, 19:05

Nachdem nun soviel über reaktive und sonstige "Lichtchen" auf ATtiny-Basis und ganz stromsparend, geschrieben wurde, wollte ich mal eine herkömmliche Alternative vorstellen.
ATtiny finde ich gut, habe auch so die eine oder andere Idee, was man damit machen könnte, aber Hand aufs Herz, um eine LED lichtgesteuert mal eben einfach an oder abzuschalten, finde ich den zu betreibenden Aufwand (Steckboard, Drukerportadapter, Software incl. Programmierkenntnissen)
doch erheblich. Insbesonders wenn man sich damit nur gelegentlich befasst, bzw. den o.g. Kram erst beischaffen muss. Das beschriebene Lichtchen auf CMOS-Basis ist ein nettes Projekt für einen!!! Samstagnachmittag mit durchaus gängigen Bauelementen. Habe das von vor längerer Zeit von mir gepostete reaktive Licht von "Nachts am Gondelteteich" (GCHB9Q) gegen diese deutlich stromsparendere Variante ausgetauscht, die ich der Community nicht vorenthalten möchte.

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Fällt bei Dunkelheit Licht auf den LDR, schaltet der Ausgang des Inverters Pin 13/12 auf Minus. Dieses wird durch C1 (100nF) an den nächsten Inverter Pin 11/10 impulsmässig "durchtelefoniert", der über D1 C2 (1,8nF) aufläd. Solange der Inverter Pin 9 als "High" erkennt, legt er Minus an die Kathode der LED, die von der anderen Seite -Pin 1-6 sind als Taktgeber geschaltet- dauernd "angepulst" wird. Die LED blinkt so lange bis C2 entladen ist. Klaro, die Blinkdauer wird mit sich erschöpfenden Batterien immer kürzer.
Ein flüchtiger Blick auf das Datenblatt des CD4069 verrät, dass er nur dazu gedacht ist, irgenwelche IC-Eingänge im TTL -Bereich mit Strom zu versorgen, so daß ich mit gutem Gewissen auf einen Vorwiderstand der verwendten superhellen 3mm LED verzichtet habe. Der Strom durch die LED beträgt ca. 2,5 mA. Die Stromaufnahme dieser Schaltung in Ruhe wurde bei 4,5V mit ca. 60µA gemessen (ohne die Diode D2). Das Lichtchen lässt sich mit einer Mag 3D über ca. 100m antriggern. Ich speise die Schaltung aus 3 Mignonzellen.
Wenn man auf das nervöse Blinken verzichten kann und sich mit einem einfachen singulären Aufleuchten der LED begnügt, lässt sich die Stromaufnahme sogar noch weiter senken.
Einfach auf R1 (1M) und C3 (150 nF) verzichten, Pin 2, 4 und 6 in der Luft hängen lassen und Pin 1, 3, 5 sowie die Anode der LED mit Plus verbinden. Jetzt beträgt die Ruhestromaufnahme bei 4,5 V nur noch 10 µA und 2,5 mA wenns dann mal leuchtet.

Nachtrag: Die Diode D2 von Pin 1 zu Pin 8 wurde erst nachträglich nach einem Verbesserungsvorschlag von radioscout hinzugefügt. In meiner im Wald hängenden Schaltung befindet Sie sich nicht. Sie bewirkt, dass der Oszilator bei Inaktivität angehalten wird. Dadurch sinkt die Ruhestromaufnahme von 60 auf 14µA bei 4,5V und die Blinkfunktion bleibt trotzdem erhalten.

Vielen Dank radioscout :idea: :idea: :idea:
Zuletzt geändert von gomerffm am Mo 9. Jan 2006, 20:27, insgesamt 1-mal geändert.

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Beitrag von radioscout » Mo 9. Jan 2006, 19:23

Geniale Schaltung.
Wenn Du den Oszillator stoppst wenn die LED nicht blinken soll, sinkt die Ruhestromaufnahme ebenfalls und die LED kann trotzdem blinken.
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Beitrag von gomerffm » Mo 9. Jan 2006, 19:32

radioscout hat geschrieben:Geniale Schaltung.
Wenn Du den Oszillator stoppst wenn die LED nicht blinken soll, sinkt die Ruhestromaufnahme ebenfalls und die LED kann trotzdem blinken.
Danke für die Blumen..
??? Wie meinst Du das denn jetzt? :shock: :?: Mit dem "Nichtblinken" und "Trotzdemblinken"?

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Beitrag von radioscout » Mo 9. Jan 2006, 19:49

Dein Oszillator ist ständig aktiv. der 150 nF-C wird ständig umgeladen. Das dürfte einen großen Teil Deiner Ruhestromaufnahme ausmachen.
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Beitrag von gomerffm » Mo 9. Jan 2006, 20:16

radioscout hat geschrieben:Dein Oszillator ist ständig aktiv. der 150 nF-C wird ständig umgeladen. Das dürfte einen großen Teil Deiner Ruhestromaufnahme ausmachen.
Danke für den Tip. Klaro, da hätte ich auch selbst drauf kommen können... :oops:

Hab gerade mal auf dem Steckboard mit einer Diode Pin 1 (Anode) und Pin 8 (Kathode) verbunden. Blinkfunktion bleibt erhalten und die Ruhestromaufnahme beträgt gerade mal 14µA bei 4,5V in Ruhe.

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Beitrag von fulbrich » Mi 1. Feb 2006, 10:27

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Hallo,
ich habe mir mal die Mühe gemacht und eine Beispielbestellung zusammengeschrieben. (Conrad-Elektronic http://www.conrad.de)
Könntet Ihr mal bitte schauen, ob die Werte richtig umgesetzt sind ?

Ich habe noch eine Lochrasterplatine und eine superhelle LED dazugeschrieben, wss die Sache natürlich etwas teuer macht.

Wie lange blinkt eigentlich die Schaltung, wenn diese durch einen Lichtstrahl angetriggert wurde ?
Zuletzt geändert von fulbrich am Do 2. Feb 2006, 23:09, insgesamt 2-mal geändert.
Gruß Frank
DNF König
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byebye Grüne Hölle, wie hast Du Dich verändert ....

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Beitrag von gomerffm » Mi 1. Feb 2006, 20:34

fulbrich hat geschrieben:Könntet Ihr mal bitte schauen, ob die Werte richtig umgesetzt sind ?
Mit den von Dir rausgesuchten Werten, wird die Schaltung nicht funktionieren.
Widerstand R2 hat 470 kOhm und nicht wie von Dir rausgesucht 470 Ohm!!!
Und C2 sollte schon 1,8 nF ggf. auch 2,2 nF haben, sonst blinkts halt sehr kurz.
fulbrich hat geschrieben:Wie lange blinkt eigentlich die Schaltung, wenn diese durch einen Lichtstrahl angetriggert wurde ?
Mit dem 1,8 nF Kondensator C2 blinkt das Teil so etwa 3 Sekunden.

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Beitrag von Tafelspitz » Do 9. Feb 2006, 10:15

Hallo gomerffm

Besten Dank für die geniale Schaltung! Das ist genau das, was ich für ein geplantes Nachtcache brauchen kann.
Ich habe mir mal alle Teile bestellt und auf dem Steckbrett nachzubauen versucht. Es war schon etwas spät und ich habe sicherlich irgendwo einen oder mehrere Fehler gemacht, jedenfalls funktionierte es so auf die Schnelle nicht :oops: .
Das bekomme ich aber schon noch hin.

Bin leider mehr der Praktiker (mit der Lizenz zum Löten :lol: ) und habe nicht so viel Ahnung von der Theorie. Somit hätte ich noch zwei Fragen zu der Schaltung, um sie etwas besser zu verstehen:

1. Was macht die Schaltung am Tag, wenn es hell ist?

2. Braucht die Schaltung eine gewisse "Aufwärmzeit", d.h. wenn ich die Schaltung bei Licht zusammenbaue und dann abdunkle, ist sie sofort betriebsbereit, oder muss man ein paar Minuten warten?

Testeshalber kann ich doch den Fotowiderstand durch einen Taster ersetzen, oder?

Vielen Dank und liebe Grüsse,
Tafelspitz

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Beitrag von gomerffm » Do 9. Feb 2006, 15:07

Tafelspitz hat geschrieben: 1. Was macht die Schaltung am Tag, wenn es hell ist?

2. Braucht die Schaltung eine gewisse "Aufwärmzeit", d.h. wenn ich die Schaltung bei Licht zusammenbaue und dann abdunkle, ist sie sofort betriebsbereit, oder muss man ein paar Minuten warten?

Testeshalber kann ich doch den Fotowiderstand durch einen Taster ersetzen, oder?
Zu 1.:
Nix!!! Pin 12 geht in der Morgendämmerung so langsam auf "Low" dass Pin 11 das gar nicht mitbekommt. Das Teil hat eine Ruhestromaufnahme von ca. 14 µA, wenn Du die Diode D2 einbaust, ohne D2 sind es so knapp 60µA bei 4,5V.

Zu 2.:
Die Schaltung ist im Prinzip sofort einsatzklar. Es muss aber richtig dunkel sein, damit das Teil funktioniert. Bei heller Strassenbeleuchtung ist es schon zu hell... Im Wald wo ich das Licht plaziert habe, funktioniert es mit den angegebenen Werten einwandfrei...Abhilfe könnte eine Verkleinerung von R2 von 470 k Ohm auf 390 k Ohm oder 330 k Ohm bringen...

Zum Testen solltest du den LDR ganz weglassen, und mit einem Taster direkt "+" auf Pin13 / 470 k Ohm geben...

... und natürlich nicht vergessen die Versorgungsspannung "+" auf Pin 14 und "-" auf Pin 7 anzuschliessen.... :idea:

Hoffe ich konnte helfen...

Tafelspitz
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Beitrag von Tafelspitz » Do 9. Feb 2006, 16:48

Vielen Dank für die Erläuterungen! Jetzt ist mir einiges klarer. Bin eben nur Hobbyelektroniker.
... und natürlich nicht vergessen die Versorgungsspannung "+" auf Pin 14 und "-" auf Pin 7 anzuschliessen....
:shock: Ahso.... ja, das muss man natürlich wissen :oops:

Jetzt weiss ich auch, was ich falsch gemacht habe :mrgreen:
Besten Dank! Werde ich heute Abend gleich nochmals zusammenbauen. Werde dann morgen nochmals von meinen Ergebnissen berichten.

Liebe Grüsse,
Tafelspitz

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