"Quarantäne-Zeit zum LERNEN nutzen"

Diskutiere "Quarantäne-Zeit zum LERNEN nutzen" im Off-Topic & Sonstige Tipps und Probleme Forum im Bereich DIVERSES; Vorwort: der Appell richtet sich in erster Linie an Auszubildende, Schüler und Studenten. Als Projekt wird das Thema "4 schalter in serie mit...

  1. #1 patois, 03.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 03.05.2020
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    Vorwort:

    der Appell richtet sich in erster Linie an Auszubildende, Schüler und Studenten.

    Als Projekt wird das Thema "4 schalter in serie mit kontrolllampe" zugrunde gelegt.

    Es wird absichtlich eine unorthodoxe Lösung ausgearbeitet.

    Als Vorarbeit werden Methoden und Schaltungen vorgestellt, die zumeist nur abseits der Routinearbeit anzutreffen sind.

    Ein Ziel dabei ist, dass kein Materialaufwand entstehen soll.

    Demzufolge soll das Hilfsmittel "Programme zur Schaltungssimulation" eingesetzt werden.

    Um dem Vorwurf "Spam" oder "Werbung" vorzubeugen, werden die verwendeten Programme
    nur auf Anfrage unter der Rubrik "UNTERHALTUNGEN" den interessierten Personen bekannt gegeben.


    Weiter in Beitrag #2
    .
     
  2. #2 patois, 03.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 04.05.2020
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    Ideensammlung
    Ideensammlung.jpg

    Weiter in Beitrag #3
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  3. patois

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    Während die Schaltung in der "Ideensammlung" von einem Potenziometer angesteuert wird,
    verlangt die ursprüngliche Spiele-Idee nach einer digitalen Ansteuerung über 4 Schalter
    (siehe Thema "4 schalter in serie mit kontrolllampe").
    Es bietet sich nun an die digitale Ansteuerung mittels Konstantstromquellen zu verwirklichen.
    In den folgenden Beiträgen sollen daher einige, auch unorthodoxe Konstantstrom-Schaltungen
    vorgestellt und auf ihre Verwendbarkeit für das vorliegene Projekt untersucht werden.

    Weiter in Beitrag #4
    .
     
  4. #4 patois, 04.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 05.05.2020
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    Current Source I

    Zu Beginn soll hier eine der "einfachsten" Konstantstromquellen gezeigt werden, die eventuell nicht von jedermann als solche erkannt wird.
    Es wird der Einwand vorgebracht werden, dass die Größe des Stroms teilweise von Schwankungen in der Betriebsspannung abhängig sein könnte
    Dieser Einwand ist nicht von der Hand zu weisen, weshalb dann auch aufwendigere Konstantstromquellen zum Einsatz kommen werden.
    current source I.jpg
    Es gibt zu dieser Schaltung auch eine Variante, die einen PNP-Transistor benützt.

    Weiter in Beitrag #8
    .
     
  5. schUk0

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    In welchem Fachgebiet sind das Übungsaufgaben?
    Die Meisterklasse in der ich letztes Jahr saß wäre in Tränen ausgebrochen... Und zwar nicht vor Lachen.
     
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  6. patois

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  7. schUk0

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    Soweit klar... Aber mit Azubis im Elektrohandwerk hat das relativ wenig zu tun.

    Trotzdem Respekt, dass du dir die Mühe machst :cool:
     
  8. #8 patois, 05.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 05.05.2020
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    In der Grundschaltung, die in Beitrag #4 vorgestellt wurde, erzeugt R2 die für die Funktion der Schaltung benötigte "Referenzspannung".
    Eine der bekanntesten Konstantstromquellen erzeugt die Referenzspannung mittels einer ZENER - Diode anstelle des R2.
    Im Laufe der Zeit hat man die unterschiedlichsten Bauteile eingesetzt, um die Referenzspannung zu erzeugen.
    Um die Temperaturabhängigkeit zu minimieren, hat man auch von Bauteil-Kombinationen Gebrauch gemacht, wie z.B. Si-Diode in Reihe mit Zenerdiode.

    Einige aus der großen Anzahl der bekannten Konstantstromquellen sollen hier als Schaltbild abgebildet werden:

    multiple sources.jpg

    Weiter in Beitrag #9
    .
     
  9. #9 patois, 05.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 06.05.2020
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    Der Vollständigkeit halber werden hier noch einige der mit Hilfe einer Silizium-Diode temperaturkompensierten Schaltungen gezeigt:

    complex sources.jpg

    **********************************************************************************************************************

    Current Source II

    Die am häufigsten eingesetzte Stromquellenschaltung baut direkt auf der Grundschaltung " Current Source I " :auf. (siehe Beitrag #4 )
    Man setzt statt des R2 einen zweiten Transistor ein, der über seine Basis-Emitter-Strecke die benötigte Referenzspannung erzeugt.

    current source II.jpg

    Weiter in Beitrag #10
    .
     
  10. patois

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    Da unter den bisher vorgestellten Schaltungen keine zu finden war, die für das angedachte Projekt geeignet wäre,
    sollte man sich eventuell den Stromspiegel-Schaltungen zu wenden.
    Wie man aus einer Stromquellenschaltung zu einer Stromspiegel-Schaltung übergeht, zeigt folgendes Schaltbild:
    Stromspiegel 1.jpg
    Weiter in Beitrag #11
    .
     
  11. patois

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    Stromspiegel
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    In Beitrag #10 wurde die Stromspiegel-Schaltung entwickelt.
    Die zufällig zustande gekommene Darstellung wird aber unter Umständen zu Missverständnissen Anlass geben,
    da in der Elektronik-Literatur zumeist eine andere Darstellung gezeigt wird, wobei die Funktionsweise dieselbe ist.

    Ist vielleicht ein wenig übers Ziel hinausgeschossen, aber in der Abbildung ist die "Gleichheit" beider Schaltungen zu erkennen:
    current sourcing NPN #1a.jpg
    Weiter in Beitrag #12
    .
     
  12. patois

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    Statt nur Stromspiegel müsste man etwas präziser sagen "Stromspiegel-Schaltung mit 2 NPN-Transistoren".

    Die folgende Abbildung zeigt einen Screenshot aus einem Schaltungs-Simulations-Programm.
    Eine Besonderheit dabei ist die gemischte Last, die aus einer Reihenschaltung einer LED mit einer "Glühbirne" besteht.

    current sourcing NPN Stromspiegel.jpg

    Viel Spaß beim Nachbauen und Experimentieren.

    Weiter in Beitrag #13
    .
     
  13. #13 patois, 07.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 07.05.2020
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    Nachdem in Beitrag #12 die Bezeichnung für den Stromspiegel präzisiert wurde,
    wird es auch erforderlich sein in diesem Beitrag eine treffende Bezeichnung zu verwenden.
    "Stromspiegel-Schaltung mit 2 PNP-Transistoren"

    current sourcing PNP Stromspiegel.jpg

    Diese Schaltung scheint geeignet das störende Potenziometer im Projekt durch diesen Stromspiegel zu ersetzen.

    Weiter in Beitrag #14
     
  14. #14 patois, 07.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 08.05.2020
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    Nachdem einige Schaltungen vorgestellt wurden, soll jetzt die für geeignet befundene Schaltung
    gemeinsam mit der Comparator-Schaltung abgebildet werden.
    Potenziometer Ersetzung.jpg

    Als nächster Schritt soll diese "Potenziometer Ersetzung" auch in der Simulation getestet werden.

    Weiter in Beitrag #16
    .
     
  15. #15 Pumukel, 07.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 07.05.2020
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    Hier mal ein Link zu Konstantstromquellen mit Hintergründen zur Funktion.
    Konstantstromquelle - InfoTip Kompendium
    Ich würde diese Quelle mit einem Mosfet aufbauen und diese Quelle stellt einen 2 pol dar .

    Eine Konstantstromquelle versucht durch die Last einen stets gleichbleibenden Strom zu treiben . Wenn sich der Lastwiderstand ändert , ändert sich auch die Spannung über dem Lastwiderstand. Diese Spannung ist aber relativ unabhängig von der Speisespannung. So und da deine Komperatoren ihre Referenzspannung aus der Speisespannung beziehen ändert sich auch die Referenzspannung mit der Änderung der Speisespannung. Und genau für solche Zwecke wurde der LM 3914 erfunden . Dessen Referenzspannung ist unabhängig von der Versorgungsspannung und auch die Vorwiderstände vor den LED sind da nicht erforderlich, denn die Ausgänge liefern einen Konstantstrom! Auch können da mehre Ausgänge auf eine LED im Dot -Modus geschaltet werden so das du zB mit den 10 Ausgängen auch nur 5 Led ansteuern kannst. T1 ist ein BF245 ! Ersatz BF 256. T2 bis T5 beliebige Feld Wald und Wiesen NPN Transistoren.R2 bis R5 1% Toleranz !
    Ersatz .GIF
     
  16. #16 patois, 08.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 08.05.2020
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    Test der als Vorbild dienenden Comparator-Schaltung

    Aus der "Ideensammlung" in Beitrag #2 ist zu ersehen, dass es einen IC gibt, der 4 Comparatoren enthält.
    Leider wird dieser Baustein vom Simulationsprogramm nur als inaktives Symbol bereitgestellt.
    Da die vom Potenziometer gesteuerte Comparator-Schaltung jedoch aktiv simuliert werden sollte,
    um ihre Tauglichkeit für weitere Projekte zu untersuchen, wird im folgenden Steckbrett-Beispiel
    auf den Baustein LM393 zurückgegriffen. Die erforderlichen 4 Comparatoren werden also mittels
    zweier Bausteine vom Typ LM393 verwirklicht.

    Vorab hier die PIN CONNECTIONS für den LM393
    LM393 pin layout.jpg

    Weiter in Beitrag #17
    .
     
  17. #17 patois, 08.05.2020
    Zuletzt bearbeitet: 09.05.2020
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    Steckbrett-Aufbau der Potenziometer gesteuerten Comparator-Schaltung

    comparator poti controlled.jpg

    Aus gegebenem Anlass soll hier nochmals darauf hingewiesen werden,
    dass - wie im Vorwort erwähnt - dem Projekt das aus einem anderen Thread
    stammende Thema "4 schalter in serie mit kontrolllampe" zugrunde gelegt ist.

    Um diese "Vorgabe" gebührend zu berücksichtigen wird in obigem Aufbau
    als Spannungsquelle ein Paket aus Batterien eingesetzt, welches die vom TE
    gewünschte Spannung zweier in Reihe geschalteter Lithium-Akkus simulieren soll.

    Weiter nach den Kommentaren :rolleyes:
    .
     
  18. #18 Pumukel, 08.05.2020
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    Den LM 339 gibt es auch mit 4 OPV und warum verwendest du den nicht?
     
  19. #19 leerbua, 08.05.2020
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    ach muggele :rolleyes:
     
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  20. #20 Stromberger, 08.05.2020
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    Ich wusste es. Anstatt mal lobend zu erwähnen, welche Mühe sich @patois mit dem Tutorial gemacht hat, kommt wieder so ein unqualifizierter Seitenschuss, der nicht annähernd den pädagogischen Aspekt berücksichtigt, dass es erstmal um VERSTÄNDNIS geht und nicht darum, wie man was AUCH oder ggf. einfacher lösen könnte.
     
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