Feueralarm mit Leistung

Moderator: Tim Sasdrich

Feueralarm mit Leistung

Beitragvon Dschings » 25.02.2013, 15:06

Hallo,

ich habe mir die "Bastelei" Feueralarm aufgebaut, was auch so weit funktioniert.
Ich verstehe allerdings auch nicht, warum der Kondensator C1 nur auf den Widerstand R2, und nicht auch auf den Widerstand R4 geht. Das wurde im Forum auch schon mal kurz angerissen, eine Antwort dafür konnte ich allerdings nicht finden. Aber das ist auch nicht mein Hauptproblem.

Mein Problem ist, dass ich das Signal gerne mit "Leistung", also laut, auf einen Lautsprecher geben würde.
Ich habe dazu T3 durch einen Darlington Transistor BD 676 (PNP) mit einem Basisvorwiderstand 1k ersetzt. Den
Widerstand 220 Ohm in Reihe mit dem Lautsprecher habe ich erst durch einen 47 Ohm ersetzt, und später dann ganz
weggelassen. Es wurde dadurch auch etwas lauter, aber das kann bei weitem noch nicht alles sein. Auch ein verringern
des Basisvorwiderstands, bzw. ein Wechsel des Lautsprechers in den Emmitterkreis bringt nichts. Ich verstehe dass
nicht. Normaler weise müssten am Lautsprecher doch jetzt Spannungsschwankungen nahe der Versorgunsspannung
auftreten. So zeigt es mir auch das Simulationsprogramm LTSpice an. Allerdings an einem ohmschen Widerstand, da ich
dort kein Lautsprechersymbol gefunden habe.
Ich habe es auch schon mit dem NPN-Typ BD675 probiert, aber damit ist es noch leiser, und die Frequenz der Schaltung
scheint damit höher zu sein.

Ich habe leider kein Oszilloskop, sondern nur ein Digital-Mulitmeter.
Kann mir zu dem Thema Leistung jemand einen Tipp geben?

Gruß
Dirk
Dschings
 

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon alterhase » 25.02.2013, 16:02

:arrow: Ich nehm an du betreibst die Schaltung mit Batterie. Die wird vermutlich in die Knie gehen. In LTspice liefern Batterien 1000e Ampere

:arrow: Außerdem nehme ich an, hast du den Lautsprecher (so ein kleiner mit 3-5 cm Durchmesser?) Nicht in ein Gehäuse eingebaut. Der kann so nicht richtig arbeiten. Da bildet sich ein akustischer Kurzschluss.

Kannst du Schaltpläne aus LTSpice reinstellen? Screencopy oder export oder sonstwie.

:idea: Die besten Ergebnisse sollten sich zeigen, wenn du einen Gegentakt Verstärker dranhängst. Die Multivibrator Schaltung bietet sich geradezu dafür an. 8)
Edit: Als Treiber für eine Brückenschaltung 8)

Aber erst kontrolliere die die obengenannten Punkte. :wink:

PS: Willkommen im Forum.
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
73 55
alterhase
 
Beiträge: 12037
Registriert: 14.11.2008, 08:58
Wohnort: Wien/Kapfenberg

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon Dschings » 25.02.2013, 19:58

Danke für die schnelle Antwort und die Willkommensgrüße.

Ich betreibe es an einem 9-Volt Block NiMH-Akku. Habe jetzt gerade keine Möglichkeit die Spannung bei Last zu überprüfen. Ich habe es aber auch schon an einem 12V-Akku aus einem Rasentrecker probiert, mit nicht erwähnenswert mehr Lautstärke. Der sollte ja eigentlich genug Storm liefern können.

Der Lautsprecher ist zum Testen so ein kleiner, das ist korrekt. Aber trotzdem müsste sich da allein vom Membranausschlag doch eigentlich mehr tun. Ich habe es einfach mal gewagt, den Lautsprecher kurz direkt mit der Batterie zu verbinden. Da macht die Membran einen entsprechenden Hub. Wenn die so an der Schaltung ausholen würde hätte ich die gewünschte Leistung.

Ich habe eine PDF-Datei (Ausdruck aus LTSpice) und die ASC-Datei (das ist die abgespeicherte Datei aus LTSpice) angehängt. Ich hoffe das hat funktioniert. Nur nicht wundern, ich habe den Kondensator C1 für den anschwellenden Ton nicht eingebaut, und der Transistor T3 ist auch kein Darlington. Den habe ich im Programm nicht gefunden.
Feueralarm LTSpice.pdf
Ausdruck aus LTSpice als PDF
(28.8 KiB) 169-mal heruntergeladen

Die ASC-Datei kann ich nach dem Hochladen aber nicht auswählen, und kann Sie in der Vorschau auch nicht sehen.

Das mit dem Gegentaktverstärker sagt mir jetzt noch nichts.
Dschings
 

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon alterhase » 25.02.2013, 21:48

Leider kann man asc Dateien nicht so einfach hochladen. Man kann aber die Extension asc auf TXT ändern und dann sollte es gehn.
Spoiler: show
Code: Alles auswählen
Version 4
SHEET 1 880 680
WIRE 112 32 48 32
WIRE 208 32 112 32
WIRE 288 32 208 32
WIRE 352 32 288 32
WIRE 512 32 352 32
WIRE 48 48 48 32
WIRE 112 48 112 32
WIRE 288 48 288 32
WIRE 352 48 352 32
WIRE 512 64 512 32
WIRE 448 112 432 112
WIRE 48 144 48 128
WIRE 160 144 48 144
WIRE 288 144 288 128
WIRE 288 144 224 144
WIRE 48 176 48 144
WIRE 112 176 112 128
WIRE 176 176 112 176
WIRE 352 176 352 128
WIRE 352 176 240 176
WIRE 432 176 432 112
WIRE 432 176 352 176
WIRE 512 176 512 160
WIRE 560 176 512 176
WIRE 656 176 640 176
WIRE 768 176 736 176
WIRE 512 192 512 176
WIRE 768 208 768 176
WIRE 112 224 112 176
WIRE 288 224 288 144
WIRE 432 240 432 176
WIRE 448 240 432 240
WIRE 848 240 832 240
WIRE 48 320 48 272
WIRE 208 320 48 320
WIRE 352 320 352 272
WIRE 352 320 208 320
WIRE 512 320 512 288
WIRE 512 320 352 320
WIRE 768 320 768 272
WIRE 768 320 512 320
WIRE 208 336 208 320
FLAG 208 32 +Ub
FLAG 208 336 0
FLAG -80 64 +Ub
FLAG -80 144 0
SYMBOL Meine\ Sammlung\\npn 112 176 M0
SYMATTR InstName Q1
SYMATTR Value BC548C
SYMBOL Meine\ Sammlung\\npn 288 176 R0
SYMATTR InstName Q2
SYMATTR Value BC548C
SYMBOL Meine\ Sammlung\\EuropeanResistor 32 32 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 470
SYMBOL Meine\ Sammlung\\EuropeanResistor 96 32 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 47k
SYMBOL Meine\ Sammlung\\EuropeanResistor 272 32 R0
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 47k
SYMBOL Meine\ Sammlung\\EuropeanResistor 336 32 R0
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 470
SYMBOL cap 224 128 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 -27 -9 VTop 2
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 22n
SYMBOL cap 240 160 R90
WINDOW 0 57 76 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 22n
SYMBOL Meine\ Sammlung\\battery -80 48 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 9
SYMBOL Meine\ Sammlung\\npn 448 64 R0
WINDOW 3 58 57 Left 2
SYMATTR Value BD139
SYMATTR InstName Q3
SYMBOL Meine\ Sammlung\\pnp 448 288 M180
WINDOW 0 63 54 Left 2
WINDOW 3 60 27 Left 2
SYMATTR InstName Q6
SYMATTR Value BD140
SYMBOL ind 752 160 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 15µ
SYMATTR SpiceLine Rser=0
SYMBOL Meine\ Sammlung\\EuropeanResistor 656 160 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R5
SYMATTR Value 7
SYMBOL cap 752 208 R0
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Value 1000µ
TEXT 0 352 Left 2 !.tran 0 50m 0 1µ
TEXT -88 -8 Left 2 !;op
TEXT 280 360 Left 2 ;R5  und L1 bilden die Lautsprecherimpedanz
Krawallisator3.txt
(2.51 KiB) 146-mal heruntergeladen


.TXT aus asc ändern und in LTspice öffnen. Ev andere (vorhandene) Transistormodelle wählen.
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
73 55
alterhase
 
Beiträge: 12037
Registriert: 14.11.2008, 08:58
Wohnort: Wien/Kapfenberg

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon Chef » 25.02.2013, 21:53

*.asc ist ab sofort für Anhänge zulässig.

Chef :D
Wenn es die Elektronik nicht gäbe, müsste man sie erfinden.
Benutzeravatar
Chef
Site Admin
 
Beiträge: 2935
Registriert: 04.11.2008, 17:56
Wohnort: Hamburg

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon alterhase » 25.02.2013, 21:58

Chef hat geschrieben:*.asc ist ab sofort für Anhänge zulässig.

Chef :D


Tausend Dank! ... oh verehrter Chef. :D

Gegentaktschaltung:
Krawallisator3.asc
(2.51 KiB) 145-mal heruntergeladen

Gegentakt Brückenschaltung:
Krawallisator.asc
(2.86 KiB) 149-mal heruntergeladen

!Beidemale mit verkleinerten Kollektorwiderständen!

Ich hab 8 Ohm Lautsprecher genommen. da sind 7R und 15µH in etwa richtig. ... für 32 Ohm Lautsprecher 31R und 75µH einsetzen :wink:
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
73 55
alterhase
 
Beiträge: 12037
Registriert: 14.11.2008, 08:58
Wohnort: Wien/Kapfenberg

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon alterhase » 25.02.2013, 22:22

OT @ Chef: Schau dir einmal den zuletzt von mir reingestellten Link http://www.falstad.com/circuit/index.html genauer an. Da steckt viel mehr dahinter als ich ursprünglich vermutet hab. Möglicherweise lässt sich das in deine Seiten irgendwie mit einbauen.
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
73 55
alterhase
 
Beiträge: 12037
Registriert: 14.11.2008, 08:58
Wohnort: Wien/Kapfenberg

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon Chef » 25.02.2013, 22:30

Habe ich schon. Prog. liegt bereits auf meiner Platte. Nur Kurzschlüsse kann man nicht simulieren :evil: :mrgreen:

Chef :D
Wenn es die Elektronik nicht gäbe, müsste man sie erfinden.
Benutzeravatar
Chef
Site Admin
 
Beiträge: 2935
Registriert: 04.11.2008, 17:56
Wohnort: Hamburg

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon alterhase » 26.02.2013, 06:47

@Dschings: Wenn du tatsächlich so geschalten hast, wie im pdf gezeigt, betreibst du den pnp im Inversbetrieb. (c und e vertauscht).
Dschings01.PNG



Info: Im Inversbetrieb zeigt der Transistor zwar auch seine Funktion allerdings mit wesentlich geringerer Stromverstärkung. (ein Zehntel bis Zwanzigstel dessen, was er im Normalbetrieb könnte)
Ein PNP Transistor wird mit C= negativer als E betrieben. Ist sozusagen das Spiegelbild eines NPN

Du kannst es so versuchen:
Krawallisator PNP.PNG

Hier wird der PNP in (in Emitterschaltung) die Sättigung getrieben (geringster Spannungsabfall an C E strecke ca. 100mV)

Oder so:
Krawallisator npn.PNG

Hier wird der NPN in Emitterfolger bzw in Kollektorschaltung eingesetzt. Spannung an E = Lsp. folgt der Spannung an der Basis - ca. 0,7 V Auch Darlington sollte gehen, nur hast du dann die doppelte Basisflussspannung ca. 1,4 V Verlust.


Die Transistorfunktion und die Grundschaltungen des Transistors findest du in Chefs Grundlagenkursen und bei Tante Google sowie bei Wiki und seinen Links
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
73 55
alterhase
 
Beiträge: 12037
Registriert: 14.11.2008, 08:58
Wohnort: Wien/Kapfenberg

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon Dschings » 27.02.2013, 13:41

@alterhase: Ich habe es noch mal kontrolliert. C und E waren nur im LTSpice vertauscht. In der aufgebauten Schaltung war es richtig.

Mein Problem scheint jetzt aber gelöst zu sein. Ich habe noch einen alten Transistor gefunden Typ RC 457. Es ist ein NPN-Transistor, bei dem steht auf dem Gehäuse, welche Pins ECB sind. Mit dem ist es jetzt richtig laut.

Warum das mit dem BD 676 nicht richtig klappt weis ich allerdings immer noch nicht. Laut Datenblatt habe ich den auch richtig angeschlossen.
Aufbau BD676.pdf
(16.66 KiB) 166-mal heruntergeladen


Den werde ich später noch mal allein in einer Versuchsschaltung durchmessen.
Vielen Dank für die Tipps. Das mit den Gegentaktstufen sieht auch interessant aus.
Dschings
 

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon alterhase » 27.02.2013, 17:09

Dein pdf zeigt nur die Innenschaltung des Transistors. - nicht aber, wie du ihn in die Schaltung eingefügt hast.

Edit:
Ein Darlington hat die doppelte Flussspannung an der BE-Strecke (ca. 1,4 V) die fehlt dem Lautsprecher, wenn du eine Emitterfolger Treiberstufe machst.
Wenn der Lautsprecher im Kollektorkreis ist, hast du die doppelte Sättigungsspannung (ca. 300mV) Verlust.
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
73 55
alterhase
 
Beiträge: 12037
Registriert: 14.11.2008, 08:58
Wohnort: Wien/Kapfenberg

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon Dschings » 12.03.2013, 17:18

Hallo,

ich muss mich doch noch mal melden. Der in meinem letzten Posting erwähnte Transistor RC 457 ist auch ein Darlington (NPN). Mit einem normalen Transistor, z.B. BD135 (NPN) o. BD136 (PNP) ist es sehr sehr leise. Was ich überhaupt nicht verstehe, ist, dass der Transistor total heiß wird. Es kann doch so gut wie kein Strom fließen wenn es so leise ist.

Hier die aktuelle Schaltung als ASC-Datei.
Feueralarm PNP Emitter.asc
(2.04 KiB) 122-mal heruntergeladen

Laut der Ausgabe im Programm müsste ich Spannungsschwankungen fast im Bereich der Betriebsspannung haben. Aber irgendwie laufen bei mir Theorie und Praxis auseinander. Ich kann im LT-Spice allerdings keinen BD135 o. BD136 auswählen. Kann man die irgendwie hinzufügen?

Ich würde ja auch gerne die Gegentakt-Brückenschaltung (Krawallisator.asc) aus dem Posting von alterhase 25.02.2013, 21:58 ausprobieren. Aber vorher sollte es wenigstens klappen auch mit einem normalen Transistor einigermassen Lautstärke zu erzielen. Ist es eigentlich richtig, dass bei der Schaltung durch das komplette Umpolen am Lautsprecher bei 9V Betriebsspannung dann Spannungsdifferenzen von 18 V anliegen?

@alterhase: Hast du eine der vorgeschlagenen Schaltungen mal real aufgebaut? Würde mich mal interessieren ob die bei dir funktionieren.
Dschings
 

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon hws » 12.03.2013, 19:16

Dschings hat geschrieben:Laut der Ausgabe im Programm müsste ich Spannungsschwankungen fast im Bereich der Betriebsspannung haben. Aber irgendwie laufen bei mir Theorie und Praxis auseinander. Ich kann im LT-Spice allerdings keinen BD135 o. BD136 auswählen. Kann man die irgendwie hinzufügen?


Hinzugefügt, siehe File
Feueralarm2 PNP Emitter.asc
Feueralarm mit BD136
(2.33 KiB) 139-mal heruntergeladen

Zumindest in der Simulation funktioniert das. Der BD135 ist ein NPN also falsch, BD136 ein PNP, der geht.

hws
hws
 
Beiträge: 1081
Registriert: 11.01.2009, 18:58
Wohnort: NRW

Re: Feueralarm mit Leistung

Beitragvon alterhase » 13.03.2013, 08:10

"... Transistor RC 457 ist auch ein Darlington (NPN). ..."
Einen RC 457 kenn ich nicht und ich hab auch kein Datenblatt darüber gefunden. Kann also nix dazu sagen´. Hast du ein Datenblatt :?:

"... Mit einem normalen Transistor, z.B. BD135 (NPN) o. BD136 (PNP) ist es sehr sehr leise. ..."
Das sollte nicht sein, wenn der Transistor genügend Ansteuerstrom (Basisstrom) zum Durchsteuern in den Sättigungsbetrieb bekommt. ... Bekommt er vermutlich deshalb nicht, weil wahrscheinlich deine Batterie eingeht (meine 9V-Block NiMH haben ca. 4 Ohm Innenwiderstand) oder der Steuertransistor nicht richtig treibt.
INFO: Ein Darlington kommt mit viel weniger Ansteuerstrom aus, da sich die Stromverstärkungen der beiden Transistoren multiplizieren.
Da solltest du dich über den Transistor allgemein, Den Darlington im Speziellen, Die Transistor Grundschaltungen (Emitter- und Kollektorschaltung) sowie den Transistor im Schaltbetrieb schlau machen. Ohne das Wissen darüber stocherst du weiter im Nebel.

Bei NPN und PNP hast du aber schon nach den jeweils dafür richtigen Schaltplan gebaut :?:

"...Was ich überhaupt nicht verstehe, ist, dass der Transistor total heiß wird. Es kann doch so gut wie kein Strom fließen wenn es so leise ist."...
Irrtum, du siehst das zu oberflächlich.
Das ist ein Zeichen, dass der Transistor nicht in die Sättigung getrieben wird. (Transistor als Schalter) Die Hitze ist ein Maß für die Leistung die am Transistor verloren geht.
zB: 2W entnimmst du der Batterie, 1,5W verbrutzeln am Transistor und Ansteuerschaltung, bleiben 0,5 für den Lautsprecher. Die 1,5W spürst du am Finger, die 0,5 in den Ohren.
Treibst du den Transistor in die Sättigung so arbeitet er mit geringstmöglicher Verlustleistung. Der Finger bleibt kalt, dafür glüht das Ohr. ... hoffentlich :wink:


"...Ist es eigentlich richtig, dass bei der Schaltung durch das komplette Umpolen am Lautsprecher bei 9V Betriebsspannung dann Spannungsdifferenzen von 18 V anliegen? ..."
Ja! Allerdings nur idealisiert: Spitze-Spitze-Spannung 18V Ja. = Scheitel-Spannung 9V = ist bei Rechteck gleich der Effektivspannung die dann über die Auslenkung des Lautsprechers in Schalleistung umgewandelt wird. (die du, nachdem du den Lautsprecher nicht in ein Gehäuse eingebaut hast zum Großteil wieder vernichtest. Siehe: akustischer Kurzschluss
Ansonsten bei 9V-0V sinds nur 4,5V Effektiv und der LSP sieht zusätzlich 4,5V mittlere Gleichspannung, die ihn möglicherweise schon teilweise in einen ineffektiven Bereich ausserhalb seines Aussteuerbereichs treibt.

"... Hast du eine der vorgeschlagenen Schaltungen mal real aufgebaut? ... "
Wozu? Soo groß ist der Unterschied zwischen Theorie und Praxis nicht, da sind keine Probleme zu erwarten. *)

Mein Vorschlag:
1.) Messen, wie weit die Batterie bei 8R Last eingeht das ist immerhin mehr als 1A die du der Batterie entnehmen willst. Du kannst ja ersteinmal mit 100 Ohm messen und dann auf den Ri umrechnen.

2.) Gib dem Lautsprecher ein geschlossenes Gehäuse (Schuhkarton ist untauglich) oder eine Schallwand

3.) Bring die Schaltung statisch in ihre beiden Kippzustände. Steuertransistor einmal BE kurzgeschlossen das andere Mal CE kurzgeschlossen. und miss die Spannungen und Ströme durch den Lautsprecher und Treibertransistor. Oder versuche es dynamisch, dazu brauchst du allerdings ein Oszilloskop.

---------------------X--------------------
*) Generell muß man sagen: Der Strom und die Spannung sind unsichtbar, man erkennt sie nur an ihrer Wirkung. Um von ihrer Wirkung auf das was vorliegt zu schließen, muß man unbedingt die Grundlagen verinnerlicht und Erfahrung in der Anwendung haben. Selbst dann ist man immer noch darauf angewiesen, Hilfsmittel einzusetzen die die Vorgänge sichtbar und bewertbar machen. ... sozusagen für unsere Sinne aufbereiten. (Mess und Prüfgeräte)
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
73 55
alterhase
 
Beiträge: 12037
Registriert: 14.11.2008, 08:58
Wohnort: Wien/Kapfenberg


Zurück zu Fragen über Basteleien

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 1 Gast