Praktische Schaltungen

Spannungsteiler

Ältere Transistorportables benötigen oft eine geteilte Speisespannung. 2 x 4,5V oder 2 x 3V sind die gängigsten Werte. Bei der Reparatur oder Betrieb sind diese Batterien meist nicht verfügbar. Diese kleine Zusatzschaltung kann an jede Stromquelle angeschlossen werden und teilt die Ausgangsspannung exakt in die Hälfte, oder in 2 Teilspannungen die am Pot P1 eingestellt werden. Die Transistoren T1 und T2 sind je nach benötigter Leistung zu wählen. Die Betriebsspannung darf 35V nicht überschreiten. Printgrösse 35 x 25mm.



Spannungswächter

Der Spannungswächter hat die Aufgabe eine Spannung zu überwachen und bei Unterschreitung eines einstellbaren Spannungwert mit P1 durch ein Lichtsignal zu warnen.

Funktionsbeschreibung: Aus der angelegten Spannung wird mittels Widerstand R2 und LED2 eine konstante Referenzspannung erzeugt. Diese LED2 leuchtet dauernd. Der pnp Transistor T2 vergleicht die Referenzspannung mit der an P1 eingestellten Spannung. Sinkt diese Spannung unter die Referenzspannung wird T2 durchgesteuert und damit auch der npn Transistor T1. Dieser steuert die LED1 „Warnung“ über den Widerstand R1. Der 1MOhm-Widerstand bildet eine Mitkopplung um eventuelles Flackern der LED zu verhindern.
Wird der 100nF-Kondensator eingefügt, beginnt die Warn-LED zu blinken und bei weiterer Unterschreitung dauernd zu leuchten.

g. heigl 12.05.2021
Universal-Spannungswächter 622



Kurzzeitschalter

Eine einfache Schaltung um ein Gerät zeitbegrenzt einzuschalten. Funktion: Nach drücken des Tasters Ta wird durch den Ladestrom von C1 die Transistoren BC548 und BC251 durchgesteuert. Sobald C1 geladen ist und kein Strom mehr fliesst werden beide Transistoren gesperrt, die Last ist wieder stromlos. Die Diode entlädt C1 über die Last, sodass immer eine konstante Einschaltzeit gegeben ist. Die Dauer der Einschaltzeit kann durch P1 und der Kapazität von C1 geändert werden. Die angegebenen Werte in der Schaltung ergeben eine Einschaltdauer von ca. 1 Minute. Bei grösseren Werten von C1 besteht die Gefahr, dass durch den Leckstrom von C1 nicht mehr abgeschaltet wird, Abhilfe ein geeigneter Widerstand R1 parallel zum 0,1µ-Kondensator. Sollten grössere Lasten geschaltet werden, kann der BC251 durch einen geeigneten Power-FET ersetzt werden. Die Schaltung funktioniert in einem Spannungsbereich von 3 bis 30V. Die Schaltzeit ändert sich nicht wesentlich. Als Transistoren können auch andere npn- und pnp-Typen verwendet werden. Die 2. Schaltung zeigt die Variante mit Sensortaster. Der 0,1µF-Kondensator verhindert ungewollte Schaltvorgänge.

g. heigl 19. 6. 2015

Kontrolllicht

Die Kontrolllampe kann meistens im Unterputzschalter eingebaut werden. Die einfachste Schaltung ist ein geeignetes Lämpchen (La2) in Serie mit dem Leuchtmittel (La1) zu schalten (Bild 1). Bei den modernen Leuchtmitteln kann es aber vorkommen, dass beim Einschalten ein hoher Stromstoss entsteht der dem Lämpchen den Garaus bereitet. Auch eine LED (Bild 2) ist gefährdet. Eine sehr zuverlässige Schaltung (Bild 3 und 4) kann mit einer Überspannungs-Schutzdiode (Transildiode) verwirklicht werden. Kurze Stromstösse werden wirkungsvoll unterdrückt. Diese Diode verträgt auch einen grösseren Leistungsbereich. Statt der Transildiode kann auch eine Zenerdiode 5W verwendet werden. Die Tabellen gelten nur für 6,8V Dioden. Der Elko parallel zur LED unterdrückt das 50Hz- Flimmern und bewirkt auch einen Sanftanlauf.
Achtung Netzspannung!

g.heigl 21. 5. 2015

Praktische Module aus China
Die Chinesen sind sehr fleissig im erzeugen von diversen Modulen und Geräten. meistens preisgünstig und effizient. Nachteilig ist die mangelhafte technische Beschreibung in oft unverständlichem Deutsch.

Das MT3608 ist ein Aufwärtswandler mit den Abmessungen LBH: 37 x 13 x 6mm.
Eingangsspannung 2 bis 24V, Ausgangsspannung 4 bis 28V
Die Ausgangsspannung lässt sich mit dem Trimmpot stufenlos einstellen und ist stabilisiert, auch bei unterschiedlicher Eingangsspannung.
Die Ausgangsspannung darf nie tiefer als die Eingangsspannung eingestellt werden weil dann der Eingangsstrom stark ansteigt und das Modul beschädigen könnte.
Der Ruhestrom ist sehr gering und lässt auf einen guten Wirkungsgrad schliessen.
Laut Hersteller ist ein maximaler Strom (Eingangsstrom ? Ausgangsstrom ?) von 2A möglich, was ich jedoch bezweifle.

Preis ca. 1,20€

Das TP4056 ist ein Lademodul mit den Abmessungen LBH: 30 x 27 x 4mm.
Eingangsspannung 5V über die Mini-USB-Buchse.
Der Ladestrom für Li-Io-Akkus beträgt maximal 1A. Eine oder mehrere Zellen im Parallelbetrieb möglich. Mehrere Zellen verlängern die Ladezeit.
Die Ladung wird bei einer Spannung von 4,2V beendet.
Der Ladevorgang wird durch eine rote LED angezeigt.
Nach Beendigung der Ladung leuchtet eine blaue oder grüne LED.

Preis ca. 1,20€

Digitales Miniaturvoltmeter LED 0,28'' in rot, grün, blau, gelb mit den Abmessungen LHT: 23 (33) x 10 x 11mm. Lochabstand 27mm.
Betriebsspannung 4 - 30Vdc, 20mA, 2-Drahtausführung rot und schwarz.
Messspannung 0 - 100V 3-Drahtausführung gelb gegen schwarz, oder gelb mit rot verbunden. Innenwiderstand ca. 100kOhm.
Betriebsspannung (rot - schwarz) 4 - 30V. Das 3-Draht-DVM kann als Amperemeter umgebaut werden, Anzeige 0 - 100mA oder 100A
Preis ca. 3,90€

Eine etwas grössere Ausführung 0,36'' in den Farben rot, grün, blau und gelb ist ebenfalls erhältlich.

Für diesen Preis darf man kein Präzisionsinstrument erwarten. Die Auflösung ist gering daher wird nicht jede Kommastelle angezeigt.

g.heigl 29. 4. 2019


Ein kleines Oszilloskop DSO138 mit den Abmessungen LBH: 130 x 90 x 30mm und einen Frequenzbereich bis maximal 200kHz, eher 100kHz und einer Betriebsspannung 9V/120mA,
geeignet für NF-Anwendungen. Diverse Werte des Signals werden am Diplay angezeigt. Ein 1kHz-Signal zum Abgleich ist vorhanden. Der Print ist betriebsfertig aufgebaut, das Acrylglasgehäuse muss zusammen gebaut werden. Hilfe für den Zusammenbau findet man im Internet.

Preis: ca. 32€

Zusätzlich habe ich einen Versorgungsteil mit 3 Lithiumakkus 18650 + Print Unterspannungswarnung (LED), Schalter und einen Spannungsregler LM7809 an der Gehäuseunterseite angebracht.

Sehr hilfreich: Betriebsanleitung pdf


aktualisiert am 25.05.2019









Beschreibung DSN-UC288


















aktualisiert am 6.12.2023









Beschreibung DSO-TC3















aktualisiert am 12.12.2023

Einfache PWM-Steuerung
Eine sehr einfache Schaltung zur Pulsweitenmodulation (PWM) allerdings mit dem Nachteil dass sie nicht unter 12V Betriebsspannung verwendet werden kann.
Funktion: mit dem invers betriebenen T1 wird in Zusammenarbeit von 0,1µF-Kondensator und Vorwiderstand 47k ein Sägezahnsignal mit ca. 200Hz erzeugt. Dies funktioniert aber nur wenn die Spannung grösser als 10V ist. Mit dem Poti P2 kann die Pulsweite zwischen 0 (Aus) und 100% (Ein) geregelt werden. Die Zenerdiode ZD12 sorgt für stabile Betriebsverhältnisse bei unterschiedlichen Betriebsspannungen. Der Transistor T2 liefert die nötige Power am Ausgang und kann bei grösseren Lasten durch einen geeigneten Power-MOSFET ersetzt werden. Der Widerstand Rv ist zum Betrieb von LED's unbedingt erforderlich. LED2 dient als Kontrolle und kann auch entfallen.
Durch ändern des 0,1µ Kondensator und oder des 47k Widerstand kann die Frequenz beliebig geändert werden. Bei hohen Frequenzen steigen die Schaltverluste im Transistor T2.
Anwendung: Verlustarmes Regeln von Beleuchtung und Gleichstrommotoren.

g.heigl 31. 5. 2015


Vorschaltgerät für Leuchtstoffröhren

Dieses Vorschaltgerät benötigt weder Drossel noch Starter. Die Zündspannung wird durch eine Kaskade erzeugt. Die Strombegrenzung erfolgt durch den Kondensator Cv. Dieser muss unbedingt für die Netzspannung ausgelegt sein.
Funktion: Nach dem Einschalten baut sich an der Röhre die Zündspannung ca. 1240V auf, sobald die Röhre gezündet hat bricht die Spannung auf die Brennspannung zusammen. Der benötigte Strom wird nun vom 1. Gleichrichter über die Diode 1N4007 geliefert. Die Brennspannung beträgt je nach Röhrenlänge und Leistung ca. 40 bis 110V. Die Röhre wird mit pulsierendem Gleichstrom betrieben. Da die Röhre nicht geheizt werden muss, können auch Röhren mit defekter Heizwendel betrieben werden. Aus Ermangelung höherwattiger Röhren konnte deren Zündverhalten nicht getestet werden. Es ist möglich, dass diese Röhren zur Zündung noch eine zusätzliche Stufe in der Kaskade benötigen. Die Zündspannung beträgt dann über 1500V! Die alten dicken Röhren zünden leichter als die neuen dünnen.
Printgrösse: 100 x 31mm.                        Achtung Hochspannung!

g.heigl 9. 6. 2015


Ein-Aus-Taster

Schaltung 1: Die Schaltung ist nur für rein ohmsche Last anwendbar. Mit P1 und R3 wird die einwandfreie Schalt-Funktion eingestellt.
Schaltung 2: Wenn im Verbraucher (Last) Elkos (C) eingebaut sind, muss die Schaltung etwas geändert werden. P1 muss so justiert werden dass eine einwandfreie Schalt-Funktion gegeben ist. R2 bildet eine Last damit die Umschaltung Ein Aus funktioniert. Die Diode D1 verhindert den Einfluss von C auf die Umschaltfunktion.
Die Schaltung besitzt sogar ein "Gedächtnis" - sie merkt sich bei Spannungsausfall für kurze Zeit die letzte Schaltstellung.

g.heigl 20. 6. 2015


Ein-Aus-Taster mit Unterspannungsabschaltung

Durch Einfügen einer Zenerdiode ZD wird eine automatische Abschaltung bei Unterspannung erreicht. Dies ist z.B. bei Verwendung von Lithiumakkus als Stromquelle sehr wichtig, weil diese Akkus bei Tiefentladung geschädigt oder unbrauchbar werden.
Sollten grössere Lasten (max. 300mA) geschaltet werden, muss R1 auf 1k verkleinert werden. Für grössere Ströme kann ein geeigneter Power FET statt T1 verwendet werden.

g.heigl 21. 6. 2015


Elektronischer Würfel EW715

Der Würfel wurde mit 2 IC's aufgebaut: 6-fach Inverter 4069 und Dezimalzähler 4017. Als Leuchtdioden werden blaue oder weisse LED empfohlen weil sie bei geringem Strombedarf hell leuchten.
Funktion: Die oberen 3 Inverter bilden ein Zeitglied mit ca. 5 sec. Einschaltzeit. Die unteren 3 Inverter erzeugen eine Frequenz mit ca. 1,5 kHz, damit wird der Zähler angesteuert. Dieser wird nach der "5" zurückgesetzt, so dass er nur von 0 bis 5 zählen kann (6 Zahlen). Wird der Taster Ta kurz gedrückt stoppt der Frequenzgenerator für ca. 5 sec. und die LED's zeigen eine zufällige Zahl zwischen 1 bis 6. Durch die hohe Zählfrequenz entsteht immer ein Zufallsergebnis. Die Stromaufnahme liegt bei ca.10mA, der Würfel kann mit dem 9V-Block betrieben werden.

g.heigl 15. 7. 2015
Elektronischer Würfel EW815

Variante mit automatischer Abschaltung. Wenn Taster Ta gedrückt wird, schaltet T1 die Versorgungsspannung ein. Gleichzeitig erzeugt IC1 Zählimpulse, nach loslassen des Tasters wird der Impulsgeber gesperrt und die zufällige Augenzahl wird ca. 5 Sekunden angezeigt. Danach schaltet T1 wieder ab.

g.heigl 12. 8. 2015		     


LED-Blitzer / Blinker

Einfache und stromsparende Blinkschaltung. Das Gerät funktioniert in einem Spannungsbereich von 0,8V bis 1,5V. Bei sinkender Spannung wird die Blinkfrequenz und Helligkeit immer niedriger. Als LED kann jede Farbe verwendet werden. Sollte nur bei Dunkelheit geblinkt werden, muss der LDR eingefügt werden. Die Schaltung hat einen Ruhestromverbrauch (ohne Blinken) von ca. 0,08mA.

g.heigl 20. 7. 2015

Kondensator Tester
Kondensatoren testen wie es zu Beginn des Radiozeitalters gemacht wurde. Links die einfache Version mit der Glimmlampe. Die beiden Transistoren erzeugen die Schaltfrequenz für den Trafo. Mit P1 kann die gewünschte Ausgangsspannung Ua gewählt werden. Möglich sind maximal ca. 300V. Die Stromaufnahme ist bescheiden, ungefähr 10 - 20mA. Während des Tests darf die Glimmlampe nur kurz aufleuchten, auch ein geringstes Dauerleuchten deutet auf einen defekten Kondensator mit Isolationsfehler hin.
Rechts zeigt die Schaltung mit einer Leuchtdiode als Anzeige. Für die LED gilt das gleiche Verhalten wie bei der Glimmlampe. Die Betriebsspannung Ue kann zwischen 4,5V und 9V liegen. Bei 4,5V liegt die Ausgangsspannung Ua bei maximal 140V. Die Ausgangsspannung Ua kann nur mit einem hochohmigen DVM gemessen werden.

g.heigl 21. 8. 2015


Fensterdiskriminator Ersatz TCA965

Die Schaltung ersetzt den schwer erhältlichen TCA965 und wurde mit dem 2fach OPV TLC272 und einem Transistor aufgebaut.

Schaltungsbeschreibung: Die invertierenden Eingänge PIN 2 und 6 liegen an der Referenzspannung die mittels Widerstand und LED (rot bis blau) erzeugt wird. Die beiden Einstellregler PU = Grenze Unterspannung und PO = Grenze Überspannung können von einer beliebigen Fremdspannung (IN), eventuell mit Vorwiderstand bei höheren Spannungen, gespeist werden aber mit gemeinsamen GND der Speisespannung Ub. IN kann auch mit +Ub verbunden werden wenn die Speisespannung im Bereich von min. 6V bis max. 15V liegt. Mit den Einstellreglern HU = Hysterese Unterspannung und HO = Hysterese Überspannung kann eine beliebige Schalt-Hysterese eingestellt werden. Dies ist wichtig wenn die Schaltung als Spannungsüberwachung mit Abschaltung verwendet wird....



Ladeautomatik
Im Normalbetrieb ist das Ralais ohne Spannung (abgefallen) und die Akkuzellen sind in Serie geschaltet. Wenn die Zellen über die USB-Buchse geladen werden zieht das Relais an und die Zellen werden parallel geschaltet.
Als Relais sind Kammrelais mit jeweils 4 Umschalkontakte und Spulenspannung 5 - 6Vdc verwendbar. Als Lademodul kann das TP4056 (siehe oben) oder ähnliche verwendet werden.

Konstantstrom-Zweipol
 



Diese Schaltung liefert einen Konstantstrom unabhängig von der Höhe der Versorgungsspannung. Die beiden Widerstände R1 bestimmen den Konstantstrom. R2 kann erforderlich sein um die Schaltung zu starten (ca. 1Mohm). Transistoren BC546 + BC556 erlauben eine Spannung bis 50V.
 Wenn die Eingangsspannung stark schwankt, ist es möglich, dass bei steigender Spannung der Strom geringfügig ansteigt. Mit P1 kann dies kompensiert werden. Es ist sogar möglich mit P1 den Strom bei steigender Spannung zu verringern.
 Bei Verwendung von Hochspannungstransistoren kann die Eingangsspannung zwischen 4V und 300V schwanken. Der Strom bei dieser Dimensionierung R1 = 1Mohm beträgt ca. 2µA. Statt der LED's können auch Zenerdioden verwendet werden.
Eine einfache Konstantstromschaltung. R1 bestimmt den Konstantstrom. R2 kann in weitem Bereich variiert werden. Mit R3 können Abweichungen bei veränderlicher Spannung kompensiert werden.

Layoutvorschläge sind für fast alle hier gezeigten Schaltungen verfügbar.
G.Heigl, März 2011  aktualisiert am  16. 12. 2023