Hallo, Ich versuche mich an einer Schaltung für einen kleinen Motor, der mit Solarenergie betrieben werden soll. Die Idee ist, dass die Solarzelle eine Kondensator auflädt, der sich, sobald er "voll" ist (also eine Schwellenspannung erreicht) stoßweise über einen Motor entlädt und diesen kurz antreibt. Ein Name dafür scheint "Miller Solar Engine" zu sein, und deren übliche Version läuft mit einem schlecht erhältlichen "1381 voltage trigger". (Siehe auch Beitrag "blinkschaltung, solar", Beitrag "Mini-Robot und 1381 voltage trigger") Ich möchte das aus didaktischen Gründen gerne als diskrete Schaltung mit Transistoren aufbauen (aber ohne OPV). Sowas wie ein Schmitt-Trigger soll's sein, der bei einer oberen Schwelle anschaltet und bei einer unteren abschaltet. Das Signal, auf das getriggert werden soll, ist hier jedoch die Versorgungsspannung selbst. Ich habe mir folgende Schaltung ausgedacht, die jedoch nicht funktioniert: +--+--+-----------------+ | | | | | | R2 +---R4--PNP | | | | | | | | +----|---R3---+ SZ C1 | | | | | | +---+---NPN | | | | | (M) | | R1 | | | | | | | +--+--+--------+--------+ Der Spannungsteiler R1/R2 aktiviert den NPN-Transistor, wenn die Versorgungsspannung hoch genug ist, das wiederum aktiviert den PNP und den Motor. Für Mitkopplung sorgt R3. C1=4700µF, R1=22k, R2=100k, R3=100k, R4=2k2; SZ:4V-Solarzelle Der Kondensator lädt sich bis auf etwa 3V auf, es fließt ein Strom durch den Motor, Hysterese ist nicht erkennbar. Kann es sein, dass die Abnahme der Versorgungsspannung zu stark gegenkoppelt? Was kann ich dagegen tun? Ich hätte auch kein Problem damit, wenn der Kondensator sich ganz entlüde (d.h. untere Schwelle sehr tief), beispielsweise mit einer Thyristorschaltung - Hab's probiert, doch der Thyristor schaltet nicht wieder ab; die Versorgungsspannung sinkt auf 0.7V, der Strom der Solarzelle hält den Thyristor aktiv (ich habe den Thyristor aus pnp- und npn-Tranistor zusammengesetzt); erst einige Sekunden Dunkelheit setzen ihn zurück. +---+---+---+ | | | | | | R2 (M) | | | | SZ C1 +--Thyristor | | | | | | R1 | | | | | +---+---+---+ Kann ich da irgendwas machen?
Hallo Lehrer, > Ich möchte das aus didaktischen Gründen gerne als diskrete Schaltung mit > Transistoren aufbauen (aber ohne OPV). Ist unter http://www.elektroniktutor.de/analog/schmitt.html ganz gut erklärt und würde ich erst durcharbeiten denn wenn das Schaltbild ein Trigger ist, ist der sehr komisch.
Lehrer schrieb: > deren übliche Version läuft mit einem schlecht erhältlichen > "1381 voltage trigger". > Ich möchte das aus didaktischen Gründen gerne als diskrete Schaltung mit > Transistoren aufbauen (aber ohne OPV). Sowas wie ein Schmitt-Trigger > soll's sein, der bei einer oberen Schwelle anschaltet und bei einer > unteren abschaltet. Ich würde gerade aus dikatischen Gründen einen Komparator als IC verwenden. Der lässt sich mit Spannungsteilerformeln leicht berechnen und arbeitet dann auch zuverlässig. Kein Mensch käme heut noch auf die Idee, einen Komparator aus Einzelbauelementen aufzubauen und auch in der Didaktik sollte man sich an den Stand der Technik anpassen.. Gruss Harald
chris: Es gibt da mehr Schmitt-Trigger-Varianten als nur den Emitter-gekoppelten. Die gezeigte Schaltung verhält sich wie ein Schmitt-Trigger, wenn die Versorgungsspannung konstant bleibt und ich R1/R2 mittels eines Potentiometers realisiere. Schönes Schaltverhalten, wie es sein soll. Harald Wilhelms: Ja, im Prinzip schon, aber Komparatoren liegen etwas über dem Niveau des Kurses; Elektronik ist da nur ein Rand-Thema. Ich fänd's gut, wenn sich das mit dem Thyristor regeln ließe, der ist schon angesprochen worden.
Lehrer schrieb: > Harald Wilhelms: Ja, im Prinzip schon, aber Komparatoren liegen etwas > über dem Niveau des Kurses; Elektronik ist da nur ein Rand-Thema. Gerade weil sich ein Komparator in IC-Form wesentlich einfacher berechnen lässt als Deine Schaltvorschläge solltest Du Ihn bevorzugen. Für die Schüler wäre das IC ein schwarzer Kasten, von dem man nur weiss, das es am Ausgang etwas bestimmtes tut, wenn man am Eingang bestimmte Signale anlegt. Gruss Harald
Prinzipiell geht die Schaltung schon für den Zweck. Gehen kann die Schaltung aber nur dann, wenn die Solarzelle weniger Strom liefert als der Motor braucht, sonst stellt sich ein Gleichgewicht ein. Außerdem bin ich mir über die Wirkung der Gegen-EMK des Motors unsicher - das trägt sicher nicht zur besseren Funktion bei. Als erstes würde ich mal den Motor durch einen Widerstand ersetzten und noch eine npn-Treiberstufe für den Motor an den Kollektor des pnp-Transistors anschließen. Damit wären zumindest die aus meiner Sicht unklaren Einflüsse des Motors auf die Mitkopplung reduziert. Dann solltest du noch ein wenig an dem Mitkopplungswiderstand spielen und auch an der Lichtmenge für die Zelle. Eine Diode in Sperrrichtung parallel zum Motor sollte auch nicht fehlen.
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