Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akku elektronisch vom Verbraucher trennen


von Nathalie X. (Gast)


Lesenswert?

Multimeter schalten sich nach einiger Zeit des Nichtgebrauchs ab.

Genau so etwas wünsche ich mir für eine als Blackbox zu betrachtende 
Schaltung mit Sensoren und LEDs, deren beide Versorgungsleitungen von 
einem Lithium Ion Akku mit 3,2 bis 4,2 Volt versorgt werden. Bei Betrieb 
werden nicht mehr als 20 mA benötigt. Der Druck auf einen Taster soll 
den Betrieb für ca. 30 bis 60 Sekunden ermöglichen und dann den Akku 
hochohmig von der Schaltung trennen.

Man könnte hierzu mit dem Taster einen Superkondensator aufladen, an dem 
die Schaltung hängt. Der müsste dann aber schon einige Farad haben und 
würde den Taster mit hohem Strom belasten, wenn ihn eine kurze 
Betätigung aufladen soll.

Besser wäre es, wenn der Druck auf einen Taster den Akku für einige 
Minuten elektronisch mit der Schaltung verbindet und dann wieder sehr 
hochohmig trennt. Gibt es fertige ICs oder Module, die das können?

Falls es die nicht gibt: Würde folgende Schaltung funktionieren? C und 
R2 müssen natürlich praktisch ermittelt werden. Aber die Größenordnung 
stimmt. Mir ist klar, dass die Versorgungsspannung für den Verbraucher 
nicht schlagartig abgeschaltet wird. Der Taster isoliert bei 
Abschaltung. Aber wie gut würde der abgeschaltete MOSFET isolieren? Ist 
das der "Zero Gate Voltage Drain Current" (1µA)?

MOSFET: https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/TSM4424CS.pdf

+______________________
        |              |
      Taster      Verbraucher
A       |              |
k    R1-100Ohm       __|D
k       |___________|    N-MOSFET TSM4424
u       |      |   G|__  sehr niedrige VGS
        |      |+      |S
     R2-100K  C-1mF    |
-_______|______|_______|

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Der Transistor schaltet nicht digital. Wer wird allmählich immer weniger 
Strom fließen lassen.

In der Zeit wo er nicht vollständig an oder aus ist, wird er heiß. 
Außerdem kann sich das negativ auf deinen Verbraucher auswirken.

Du brauchst einen richtigen Timer. EIn Klassiker wäre der NE555, aber 
für so lange Zeiten würde ich einen CD4060 nehmen. Google danach, und du 
findest Schaltpläne.

Die Chinesen verkaufen auch fertige Platinen mit Timer und Relais.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

ICL7665 und ein MOSFET. Da kann man dann gleich noch eine 
Unterspannungsabschaltung realisieren.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Nathalie X. schrieb:
> Betrieb für ca. 30 bis 60 Sekunden

Nathalie X. schrieb:
> Besser wäre es, wenn der Druck auf einen Taster den Akku für einige
> Minuten elektronisch mit der Schaltung verbindet

Was denn jetzt, 30 Sekunden oder einige Minuten, ist das so schwer schon 
innerhalb eines Satzes konsistent zu sein ?

Während es für 30 Sekunden ein Schmitt-Trigger wie ICL7665 tut der eine 
Kondensatorentladung in eine harte Abschaltung umsetzt, ist für Minuten 
eine Schaltung sinnvoller, die auch in deinem Toaster steckt: CD4536.
Da du deinen Akku nicht unter 3V entladen willst, geht der sogar.
Ähnlich dem ICL7665 kann er aber nicht ohne grossen Spannungsverlust 
20mA schalten, man muss also noch einen MOSFET nachschalten. Will man 
die positive Leitung trennen, einen P-MOSFET der bei 2.7V schon voll 
durchschaltet wie NDS332.

von Nathalie X. (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> CD4536

Danke für Deine Antwort. An Timer, Monoflops und sonstige "Pulserhärter" 
hatte ich auch gedacht. Aber die müssten auch dann, wenn das Teil in der 
Schublade liegt, mit Spannung versorgt werden und den Akku leerlutschen. 
Gerade das wollte ich mit der Abschaltung verhindern und habe es 
deswegen verworfen. Sehe ich das falsch?

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Nathalie X. schrieb:
> Aber die müssten auch dann, wenn das Teil in der
> Schublade liegt, mit Spannung versorgt werden und den #
> Akku leerlutschen.

Nein. CMOS IC's nehmen im Ruhezustand nur wenige nA auf.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> CMOS IC's nehmen im Ruhezustand nur wenige nA auf.

Beim 4536 muss man dazu aber den Oszillator stilllegen.

von Nathalie X. (Gast)


Lesenswert?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Der Transistor schaltet nicht digital. Wer wird allmählich immer
> weniger Strom fließen lassen.
>
> In der Zeit wo er nicht vollständig an oder aus ist, wird er heiß.

Das verstehe ich nicht. Ich habe gerechnet: max4,2V * max20mA = 
max0,084W. max0,084W * 53°C/W = max 4,5°C + Umgebungstemperatur.

Wo mache ich den Denkfehler?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Die Grundschaltung für eine längere Verzögerung mit Transistoren sieht 
so aus:
https://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/Schaltung/Grundschaltungen7_6.html

Für T1 einen Darlingtontransistor erhöht die Zeitverzögerung noch 
wesentlich.

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Nathalie X. schrieb:
> Aber die müssten auch dann, wenn das Teil in der
> Schublade liegt, mit Spannung versorgt werden und den Akku
> leerlutschen.
> Gerade das wollte ich mit der Abschaltung verhindern und habe es
> deswegen verworfen. Sehe ich das falsch?

Nathalie X. schrieb:
> Bei Betrieb
> werden nicht mehr als 20 mA benötigt. Der Druck auf einen Taster soll
> den Betrieb für ca. 30 bis 60 Sekunden ermöglichen und dann den Akku
> hochohmig von der Schaltung trennen.

20mA für wie lange und wie oft am Tag/Stunde usw.?
Für wie lange soll der Akku die Schaltung versorgen?
Stimmen die 20mA? Um welche Zeit genau geht es?

Denkbar wäre eine Schaltung die sich mit abgeschaltet, Ruhestromaufnahme 
wäre dann gleich Null. Ob wenige uA ein Problem wären lässt sich mit den 
nicht vorliegenden Informationen nicht beantworten.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.