Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu Spannungsanzeige


von Jürgen (Gast)


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Hallo Profis
Habe mir einen Solarregler mit dem IC7665 gebaut. Der auch gut 
funktioniert.
Jetzt habe ich in dem Solarkreis eine China Spannungs/Ampereanzeige 
eingebaut.(Genauigkeit spiel nicht so eine Rolle).
Leider ist es jetzt so das diese Anzeie bei schlechten 
Lichtverhältnissen wo das Pannel nicht genügend Spannung liefert 
flackert. Schaltet also die Anzeige ein so wird sie durch den 
Eigenstromverbrauch der Anzeige gleich wieder ausgeschaltet.
Kann mir einer sagen wie ich die Anzeige erst bei ca. 6 Volt einschalten 
lassen kann? Die Anzeige soll nur vom Panel versorgt werden.
Anzeige:
http://www.amazon.de/DROK-Voltanzeige-Spannungsmessung-Amp%C3%A8remeter-Autobatterie/dp/B00H28X140/ref=pd_sim_60_17?ie=UTF8&dpID=41o3n59AfXL&dpSrc=sims&preST=_AC_UL160_SR160%2C160_&refRID=1A61MSHQ6EAHAYY2ATYQ

von Stefan F. (Gast)


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Man kann das zum Beispiel mit einem TL-431 realisieren.
1
 
2
                                  TL431      
3
                                  ________
4
            Relais               |        |
5
+ 6V o---+---xxxxx---------------|A     K |------| GND
6
         |                       |        |
7
         |           +-----------|Vref    |   
8
         |           |           |________|
9
         |           |
10
         |           |
11
         +---[===]---+---[===]-------------------| GND
12
              R1           R2

Im Datenblatt des TL431 findest du Informationen, wie R1 und R2 
berechnet werden müssen. Der Chip schaltet das Relais an, wenn die 6V 
erreicht sind. Mit dem Schaltkontakt des Relais kannst due die Zuleitung 
zur Spannungsanzeige unterbrechen.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Stefan U. schrieb:
> mit einem TL-431

…oder mit etwas mit Lichtbogen und Quecksilberdampfgleichrichter samt 
Hilfsgenerator…es ging eher um eine Solar-kompatible Lösung, d.h. 
minimaler Stromverbrauch.

Es gibt Komparatoren (bspw. MAX931) mit eingebauter Referenz, die wenige 
µA brauchen. Ein solcher schaltet einen P-Kanal-MOSFET erst ein, wenn 
die Schwelle erreicht ist (Threshold-Schaltung). Der P-Kanal-MOSFET 
kommt dann geschickterweise in die Zuleitung zur Anzeige und zwar nicht 
in die Messzuleitung, sondern die Spannungsversorgung. Dann kannst du 
nur noch hoffen, dass die dauerhaft angeschlossene Messleitung der 
Anzeige nicht zuviel Strom zieht, auch wenn das Panel selbst aus ist. 
(Manche Eingangsschutzbeschaltungen mit einer Diode gegen VCC treiben so 
eigentlich abgeschaltete Bauteile.)

von Jürgen (Gast)


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Vielen Dank für die schnelle Antwort
Würde gerne einen Mosfet statt des Relais nehmen. Geht das?
Mit dem Tl431 mus ich mal sehen ob ich mit dem berechnen zurecht komme!
Bin leider Laie.

von Jürgen (Gast)


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@Boris Ohnsorg
war gerade eine Überschneidung

von Joe F. (easylife)


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Was genau macht denn der IC7665 in deiner Anlage?
Das ist doch schon ein Voltage-Supervisor.

Poste doch mal den Schaltplan deines Solarreglers.

von Jürgen (Gast)


Angehängte Dateien:

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Widerstandswerte sind nur Beispiele.

von Joe F. (easylife)


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Ich denke, es ist alles vorhanden was du brauchst.
Stelle die Undervoltage Threshold auf 6V ein.

Dann wird der Verbraucher erst ab 6V zugeschaltet.
Die Stromversorgung deiner Anzeige hängst du ebenfalls auf die 
Verbraucherseite (also hinter den "Mosfet P-Kanal").

Fertig.

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


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Jürgen schrieb:
> Jetzt habe ich in dem Solarkreis eine China Spannungs/Ampereanzeige
> eingebaut.

Versorgungsspannung und Messspannung des Moduls hat die gleiche Masse?
Kann das Modul das oder machst du damit einen Kurzsachluss?

Die billigen Mess-Module brauchen oft eine eigene potentialgetrennte 
Versorgung.
Versuche das mal mit einer 9V Blockbatterie.

von Jürgen (Gast)


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@Joe F.
Die Untervoltage habe ich so eingestellt das die Verbraucher bei 12 Volt 
abgeschalten und bei 12,5 Volt wieder eingeschalten werden. 
(Tiefenentladung)
Da kann/will ich nichts ändern. Außerdem würde das Display ein ewiger 
Verbraucher sein. Es soll nur an sein wenn das Solarpanel Spannung/Strom 
liefert.

@ Der Andere (Gast)
Das Modul funktioniert ja nur benötigt es eben ca. 4,5 Volt und wenn das 
Panel gerade bei dieser Spannung ist wird die Anzeige immer ein und 
wieder ausgeschalten. Die LED der Anzeige benötigen ca. 20mA Strom.

von Stefan F. (Gast)


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> Würde gerne einen Mosfet statt des Relais nehmen. Geht das?

Nein. Denn der Chip enthält keinen Schmitt-Trigger. Das Relais sorgt 
dafür, dass sauber sprunghaft zwischen an und aus umgeschaltet wird.

Berücksichtigt man die Stromaufnahme der Spannungsanzeige, denke ich, 
dass ein paar mA mehr wegen dem Relais auch egal sind. Oder irre ich 
mich?

von Joe F. (easylife)


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Jürgen schrieb:
> Die Untervoltage habe ich so eingestellt das die Verbraucher bei 12 Volt
> abgeschalten und bei 12,5 Volt wieder eingeschalten werden.
> (Tiefenentladung)
> Da kann/will ich nichts ändern. Außerdem würde das Display ein ewiger
> Verbraucher sein. Es soll nur an sein wenn das Solarpanel Spannung/Strom
> liefert.

OK. Dann baue dir die gleiche Schaltung ein zweites Mal auf, und hänge 
sie parallel zum Laderegler an das Panel.
Also vor die Diode des Ladereglers.

Die 2. Schaltung benötigt dann natürlich keinen Akku.
Als "Verbraucher" der 2. Schaltung hängst du dein Anzeigegerät ran.
Die Over-Voltage Schwelle stellst du auf unter 30V ein (soweit ich es 
verstanden habe, darf das Anzeigegerät nur mit max. 30V betrieben 
werden), und die Undervoltage-Schwelle auf die besagten 6V.

Stefan U. schrieb:
>> Würde gerne einen Mosfet statt des Relais nehmen. Geht das?
>
> Nein. Denn der Chip enthält keinen Schmitt-Trigger. Das Relais sorgt
> dafür, dass sauber sprunghaft zwischen an und aus umgeschaltet wird.

Auch mit MosFETs kann man sauber schalten.
Es kommt auf die Ansteuerung an, und für die passende Ansteuerung ist 
der ICL6775 da.
Das schöne an MosFETs ist, sie benötigen im Vergleich zu einem Relais so 
gut wie keine Energie.

: Bearbeitet durch User
von Jürgen (Gast)


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OK
Danke
Leider habe ich keinen IC7665 mehr da und wegen einem IC bei Reichelt 6€ 
Versand abdrücken ist mir zu viel. Ich werde mal einen versuch mit dem 
LM358 machen den habe ich noch da. Da wird aber die Hysterese das 
Problem sein. Keine Ahnung wie ich das Realisieren kann.
Den TL431 habe ich auch da und ein Relais wird sich auch finden.
Mal sehen was ich gebacken bekomme.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Ein TL431 braucht 1mA Strom, ein Relais braucht 10mal mehr um wenigstens 
zu halten, ganz zu schweigen vom Anziehen. Ich finde es schräg, dann 
einen Mikroampere-Komparator einzusetzen.

von Joe F. (easylife)


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Jürgen schrieb:
> 6€ Versand abdrücken ist mir zu viel.

Zu diesem Thema äussere ich mich nicht mehr ;-)

LM358 ist schon mal nicht schlecht, wie man eine Hysterese hinbekommt 
findet man leicht im Netz heraus.
Allerdings musst du auch den LM358 vor Überspannung schützen, und du 
benötigst eine Spannungsreferenz (Zenerdiode sollte ausreichen, braucht 
aber mehr Strom als eine gute Spannungsreferenz).

Relais ist echt Unsinn.
Welchen P-Kanal Mosfet hast du denn bei deinem Laderegler im Einsatz?
Hast du davon noch einen? Den könnte man evtl. statt eines Relais 
nehmen.

von Jürgen (Gast)


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Eine Überspannung kann eigentlich nicht auftreten da das Panel bei 14,3 
Volt durch den N-Mosfet vor der Diode kurz geschlossen wird und erst bei 
13,8 Volt wieder sperrt. Der ICL 7665 verträgt ja auch max 16 Volt.
Der P-Kanal Mosfet ist ein IRF 4905. Ich habe aber auch noch BS208 da.
Einen TL431 habe ich auch noch. Fehlt also nur noch die Sache mit der 
Hysterese. Mal schauen ob ich was finde.
Danke für deine Bemühungen

von Stefan F. (Gast)


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> TL431 ...
> Ich finde es schräg, dann
> einen Mikroampere-Komparator einzusetzen.


Ja, die Schaltung ist schräg, funktioniert aber einwandfrei und ist 
schön einfach.

Jedes zweite Schaltnetzteil verwendet die gleiche Schaltung zur 
Spannungsregelung, allerdings mit Optokoppler statt Relais.

von Solarstromsparer (Gast)


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> Die LED der Anzeige benötigen ca. 20mA Strom.

Aha: dann ist etwas Haltestrom f. ein KLEINSTrelais aber schon zuviel 
des Guten, wa?

Offensichtlich geht es hier um ein Munzelpanel, wozu m.M.n. nur LCD 
Anzeigen gehören.
(bei aller Begeisterung f. LEDs...)

Sonst nenne ich sowas "Verhältnisblödsinn".

von Jürgen (Gast)


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@Stefan Us
Ich werde die Schaltung testen. Optokoppler habe ich auch da.

@Joe F
habe was gefunden:
http://de.f-alpha.net/elektronik/integrierte-schaltungen/komparator/los-gehts/experiment-7-rueckkopplung/
Habe die Schaltung auf dem Steckbrett aufgebaut mit LM358 und 
funktioniert.
Allerdings habe ich noch nicht den Mosfet drin nur LED.
Werde morgen mal auf FET-Suche gehen und dann berichten.

von Joe F. (easylife)


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Jürgen schrieb:
> habe was gefunden:

Naja, mit einer 9V Batterie mag das funktionieren, aber deine 
Eingangsspannung = Versorgungsspannung ist ja variabel.

Die Referenzspannung an Pin 2 soll ja immer gleich sein (6V), daher kann 
ein Spannungsteiler in deinem Fall nicht funktionieren.
Hier muss eine Zenerdiode oder Spannungsreferenz her.

Und die Referenzspannung muss auch möglichst tief liegen, damit die 
Schaltung auch bei niedrigen Spannungen zuverlässig arbeitet.
Von daher ist die Wahl eines LM311 denkbar schlecht (min. 5V supply 
voltage).

Edit: Eine sehr stromsparende Schaltung könnte man natürlich wiederum 
aus dem Akku versorgen...

: Bearbeitet durch User
von Jürgen (Gast)


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@Solarstromsparer
Zur Aufklärung:
Ich habe eine Reihengarage leider ohne Netzanschluß. Jetzt habe ich eine 
Monitor LED Hintergrundbeleuchtung an einer Autobatterie zur 
Beleuchtung. Die Batterie muss aber auch geladen werden und das 
schleppen ist lästig. Also habe ich ein 30 Watt Panel gekauft um die 
Batterie bei Laune zu halten.
Laderegler und Anzeig funktioniert auch. Nur wenn das Panel nur noch ca. 
4,5 Volt bringt flackert eben die Anzeige. (Schönheitsfehler) 
Also die genauigkeit und maximale Ausbeute spielt nich so eine große 
Rolle.

von Jürgen (Gast)


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Joe F
Mir ging es bei dem Link nur um die Hysteres (Rückkopplung)
Ich habe die Schaltung anders mit einem LM358 und einem TL431 aufgebaut.
Funktioniert gut. Nur den Mosfet habe ich noch nicht drin.

von Joe F. (easylife)


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Da hätte ich aber noch eine einfachere Idee:
Da dich 99.99% des Tages die Anzeige eh nicht interessiert, würde ich 
sie an die Batterie hängen, und einen Taster in die Stromversorgung der 
Anzeige einbauen.

Wenn du gucken willst, wie die Anlage arbeitet, drückst du den Taster, 
das geht dann auch nachts bei 0V und 0A.
Und sobald du den Taster loslässt verbraucht die Anzeige wieder 
sinnvolle 0.0mW...

von Jürgen (Gast)


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Ja das ist auch eine Möglichkeit!

von Solarstromsparer (Gast)


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Nachdem nun das Umfeld (Garagenbeleuchtung, wo man ziemlich wenig ist) 
und die Leistungsklasse (30V PV),
Bin ich 111% für den Ansatz von Joe F. mit dem Taster :-)))


Joe F. schrieb:
> Da hätte ich aber noch eine einfachere Idee:
> Da dich 99.99% des Tages die Anzeige eh nicht interessiert, würde ich
[snip]

von Jürgen (Gast)


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99,99% ganz so ist es nicht.
Da meine Garage als kleine "Werkstatt" dient, verbringe ich schon 
erheblich mehr Zeit dort. Natürlich nicht bei den Temperaturen die 
momentan sind.

von Stefan F. (Gast)


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Wenn du die TL431 Schaltung mit Optokoppler statt Relais macht, bedenke:

1) Zur LED (des Optokopplers) gehört ein Vorwiderstand

2) Es fließt ständig ein geringer Ruhestrom, der die LED zum glimmen 
bringt und somit auch den Ausgang des Optokopplers halb leitend macht. 
Deswegen schaltet parallel zur LED noch einen 2,2k Widerstand, dann 
leuchtet sie beim Ruhestrom nicht.
1
          LED vom Optokoppler
2
        +----|>|----+
3
        |           |
4
+6V o---+---[===]---+---[===]---- A von TL431
5
             2,2k       220 Ohm

Der Ausgangstransistor des Optokoppler muss wahrscheinlich durch einen 
weiteren Transistor z.B. in Darlington-Schaltung unterstützt werden 
(damit genug Strom geleitet werden kann). Es gibt auch Optokoppler, die 
intern bereits eine Darlington Schaltung enthalten. Diese haben ein 
STrom-Übertragungsverhältis von weit über 100%.

Sauber Umschalten tut der Optokoppler jedoch nicht, er hat keinen 
Schmitt-Trigger Effekt. Und der TL431 hat ihn auch nicht. Den brauchst 
du aber. Denn sonst wird das Display bei 6V eingeschaltet, wegen der 
Stromaufnahme sinkt die Spannung unter 6V, deswegen wird es 
abgeschaltet. Wegen dem gesunkenen Strom steigt sie wieder auf über 6V 
-> Teufelskreis.

Mit Relais ist das ganz sicher einfacher. Das Relais wirkt wie ein 
Schmitt Trigger. Ich habe das schonmal mit einem 12V Bleiakku gemacht, 
deswegen weiß ich, dass es funktioniert.

Wenn du kein Relais nimmst, kommst du warscheinlich nicht um einen 
Schmitt-Trigger herum. Einen entsprechenden Schaltplan hatten wir ja 
bereits oben.

von Jürgen (Gast)


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Hallo Stefan
Sorry das ich mich erst jetzt melde. Hatte Enkel besuch. Also voll zu 
tun.
Viele Dank für deine ausführliche Erklärung!
Ich werde ein paar Versuche auf dem Steckbrett machen. Mal schauen was 
dabei raus kommt.
MfG Jürgen

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