Reaktives Licht auf CMOS-Basis

[bz-mof]

Noch ein Kommentar zu meinen ersten beiden Schaltungen:

Ich habe das Layout etwas modifiziert, um ungünstige Verbindungen auf meiner Rasterstreifenplatine zu umgehen: Die Inverter habe ich so vertauscht, daß Pins, die eh miteinander verbunden werden (im Original 2+3 und 4+5) sich gegenüber liegen und so gut wie keine Bauteile irgendwie schweben oder künstlich mit einem Draht verlängert werden müssen.

Herausgekommen ist das folgende:

(die Vertauschung der Pins )

Die roten Striche beschreiben Schnitte auf der Unterseite der Platine - die Streifen laufen horizontal. Die drei Elemente auf der linken Seite, 1x Drahtbrücke und 2x Diode, sind _unter_ dem IC angebracht, da sie da gut hinpassen. C1 liegt flach oben auf dem IC.

So sieht das Teil dann auf 22x26mm^2 aus. Ja: R4 und die Drahtbrücke zu Pin14 liegen an anderen Orten am Pluspol an als in der Zeichnung. Das Gezeichnete würde besser passen.

 

[kirby27b]

Hi,

also ich versuche mich dann auch mal am CMOS-Licht. Habe Heute die Platinen bekommen.


Die Platine ist zweilagig in SMD Technik. Die Außenmaße sind 16x29mm, so das sie auch in einen kleinen Petling, mit einer 2/3AA Lithiumzelle, passen sollte. Mal sehen das ich am WE Zeit bekomme mal die erste zusammen zu löten.

Danke schonmal für die Schaltung.

VG Olaf

 

[odink]

Jetzt warte ich auf die Pakete von Conrad und Reichelt (das ist schon bei DHL...), dann wir der Kolben ausgepackt und bald die kleinen roten Blinker im Wald versteckt...

Grüße
odink

Reichelt-Kiste ist da, evtl liegt zu hause die Conradkiste, dann wird ab Montag gelötet...

 

[bz-mof]

Hab die Schaltung noch ein viertes Mal zusammengebaut, aber ohne die Dioden unter dem IC zu verstecken: das selbe wie vorher.

Gibt es beim IC Unterschiede zwischen den einzelnen Invertern? Oder irgendetwas anderes, was ich Elektroniker-Newbie übersehen haben könnte?

Edit:
Jetzt wird es interessant:
Die Schaltung im Original gebaut: alles i.O..
1-2 mit 11-10 getauscht: Dauerblinken nach Lichtimpuls.
Kann jemand dieses Verhalten erklären?

 

[serox]

So, ich hab mich auch noch einmal mit dem Thema beschäftigt.
Der IC von mir hat die Bezeichnung CD4069UBE H9801.
Ich habe ihn auch mal nachgemessen. Es passt alles wie im Datenblatt beschrieben. Also die Ausgänge werden alle passend weitergeschaltet.
Morgen werde ich die Schaltung nochmal neu aufbauen.

 

[KoenigDickBauch]

bei mir ist es das selbe: Die Schaltung richtig gebaut (sogar 2x, das 2. Mal mit extra viel sorgfalt und sauber), aber sobald Spannung drauf ist und ein kurzer Lichtpuls den LDR trifft, fängt das Teil an zu blinken und auch hört auch nach 2min noch nicht auf. Alle Werte wie angegeben, C2 mit 1n8.

Das hatte ich auch, weil die LED zu dicht bei der LDR war, hat sich selber angeregt. Daher baute ich die Schaltung so um, das LED und LDR so weit wie möglich auseinander liegen. Seht euch die Platinen von odlink an.

Auch habe ich den LDR noch in ein kleines dunkles Pappröhrchen gesteckt um die Streuung im PET abzuhalten. Mein letzter Aufbau liegt noch immer in der Schublade und blinkt nach dem öffnen.

KDB

 

[bz-mof]

Hallo serox, hallo Funki, hallo KDB,

ich habe inzwischen eine Vermutung: könnte es sein, daß das Entladen von C2 quasi über eine undokumentierte, nicht vorgesehene Eigenschaft des ICs läuft?

Klinkt ja wirklich ballt als ob der Eingang so hochohmig ist, das C2 gar nicht durch ihn entladen wird.

Bei mir haben alle Eingänge 11,5MOhm und die Ausgänge jeweils 14.5MOhm. Wieviel Widerstand sollte da denn sein?


So langsam verstehe ich aber immer mehr... Hierüber also soll sich der C2 entladen. Kann es sein, daß so etwas nicht wirklich für den IC vorgesehen und eine recht geniale Leistung des Schaltungsdesigners ist?


Nur leider müssen nicht dokumentierte Funktionen nicht immer funktionieren, und zwar aus irgendeinem Grund genau dann nicht, wenn man sie braucht. Oder so ähnlich... Kann es sein, daß sich benachbarte Inverter sich ein wenig beeinflussen, je nachdem, was an dem/den Nachbarn gerade für eine Spannung anliegt?



Zufälligerweise(?) funktioniert die Schaltung zumindest bei mir relativ gut, wenn ich die Schaltung _genau so_ aufbaue, wie die Gaphik ganz vorne im Thread es zeigt. Tausche ich aber den 11-10er Inverter mit einem beliebigen anderen, hab ich den Dauerblink-Effekt (siehe Edit) - obwohl es keinen Unterschied machen dürfte.

serox, was kommt bei Dir raus, wenn Du die Inverter vertauschst?

Inzwischen hab ich eine weitere laufende Konfiguration gefunden:
Wie Originalschaltung, aber statt 11-10 den 1-2er, statt dem 1-2er den 9-8er und dieser wird durch den 11-10er ersetzt. Seltsam.

Versucht doch mal einen möglichst großen Widerstand (>1 MOhm) parallel zu C2 sollte dann die Blinkzeit zu kurz sein, C2 einfach vergrößern.

Wie lange müsste das Teil den ohne den parallelen Widerstand blinken? Per Formel komme ich bei 1.8nF, 14MOhm und 4.5V auf 0.2 Sekunden. Ist aber deutlich länger...

Wenn ich jetzt den Widerstand parallel schalte: Wieviel müsste ich denn überschlagsmäßig an Zeit erhalten? Bei C2=100nF und parallel dazu 10MOhm, lande ich da nicht gerade erst bei ca. 2.5 Sekunden?

Das hatte ich auch, weil die LED zu dicht bei der LDR war, hat sich selber angeregt.

Danke für den Hinweis, ist es mir aber nicht: Habe den LDR durch einen Taster ersetzt.

in der Version mit getauschten Invertern passiert dann:
kurz Drücken: Dauerblinken
lange Drücken: Blinken stirbt ab

und in der originalen halt 2x kurz anhaltendes Blinken, das dunkler wird und dann aufhört.

 

[teresl]

Ich habe die Schaltung 2x zusammengelötet. 1x funktioniert ohne Probleme. Die 2. Version funktioniert nach dem Einschalten ganz normal. Die Ruhestromaufnahme liegt aber bei ca. 300 nA und fällt innerhalb einiger Minuten auf das normale Niveau ab. Ab dann funktioniert die Schaltung nicht mehr. Nach erneuten Widereinschalten geht alles wieder von vorne los. Hat hier irgendjemand eine Erklärung?

 

[odink]

So, alle 10 Platinen bestückt und funktionieren... werde heute oder morgen mal Fotos machen und die Teilelisten von Conrad und Reichelt dazu packen...

Und ab Mai könnt ihr dann den Nachtcache besuchen Der wird innerhalb des Kasseler Pfingstevents 2008 frei geschaltet ....

Grüße
Oli

Edit:
Da sind die Bilder, hier gehts zum Album. Da findet ihr auch die Einkaufsliste für Conrad und Reichelt... ich habe gemischt gekauft und so am meisten gesparrt, bzw. einiges gabs dann nur bei einem der beiden Shops!

 

[kirby27b]

Hallo,

Die LED leuchtet bei dieser Schaltung in beiden Richtungen, wird sie falsch eingebaut bekommt man ein Dauerlicht. Ein einfacher Fehler nur ich hatte es mir schwer gemacht.

Ich Danke für den Tip mit der falsch gepolten LED. Ich hatte schon bedenken das ich beim einlöten der SMD-Bauteile etwas verbunden under zerstört hatte. Aber nur die LED herum gedreht und es geht wunderbar. Jetzt werde ich mich daran machen auch die anderen 9 Platinen zu bestücken. also die kleinen Teile sind ja ganz schön pfrimelig aber es geht erstaunlich gut. Denke mit noch etwas schieben kann man die Platine noch kleiner bekommen. aber so ist schon ganz gut.

Ach ja wie kann ich die Eagle-Datei hier einstellen für den Fall das jemand diese Platine nachbauen möchte?

VG Olaf

 

[radioscout]

Ach ja wie kann ich die

Hier geht das AFAIK nicht.

Viele User dieses Forums lagern ihre Dateien gerne in der Schweiz:
http://www.rapidshare.com/

In Schweden gibt es zwei GB kostenlos:
http://www.diino.se

Oder einfach hier einen aussuchen:
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[bz-mof]

Fehler gefunden:
Hab das Ganze jetzt mal auf dem Steckbrett durchexerziert:
Mit den frischen 4069 funktioniert die Schaltung wunderbar, egal, wo ich welchen Inverter benutze.
Mit den alten, wie bisher, nur in einigen Kombinationen. Es liegt also definitiv an den ICs. Ob ich die alten zu heiß gelötet hab oder was-auch-immer, ich weiß es nicht. Die Inverter selbst funktionieren nämlich alle noch. Im Zweifelsfall hilft ein Widerstand dem C2 beim Entladen...


An dieser Stelle dann noch einmal vielen Dank an gomerffm für die Schaltung an sich!

Und noch drei Hinweise:

- Imho kann man R2, der für den Ruhestromverbrauch und dafür zuständig ist, wann die Schaltung in den tag-inaktiven Modus geht, noch weit nach oben hin verändern. Gestern Nacht im Dunkeln hatte mein LDR (A906014) auf den Mond gerichtet >40MOhm. Im Dunkeln sollte die Schaltung also mit R2>10MOhm noch gut funktionieren.
- Ich verwende statt dem 4069 jetzt den 40106. In dem IC sind auch nur 6 Inverter bei gleicher Pinbelegung, er hat aber drei Vorteile.
1) Durch die Schmitttrigger hat er keine seltsamen Zwischenzustände, was bewirkt, daß die blinkende LED beim Blinken nicht immer dunkler leuchtet, bis sie gar nicht mehr blinkt, sondern durchgehend gleichhell blinkt, bis das Blinken stoppt.
2) Der Stromverbrauch ist bei mir um 0,8µA geringer.
3) Das Teil kostet weniger (-:
- Mein geändertes Layout, mit dem die Schaltung mit dem wenigsten Platz auf eine Streifenrasterplatine passt (und auch funktioniert), ist weiterhin weiter oben zu finden.

 

[kirby27b]

Hi,
also die Sache mit dem CD40106 ist klasse, habs heute mal getestet und gefällt mir wesentlich besser. Hier Platine und der dazu gehörige Schaltplan für EagleSMD-Platine und Schaltplan . Die Platine habe ich bei Q-pcb machen lassen und habe für die 10 Stück mit Lötstopplack, einzeln ausgefräst, ohne Bauteilbeschriftung und Versandkosten 58Eur bezahlt. Die sind sehr gut gefertigt und lassen sich sehr gut löten.

Habe grad im Garten mal einen Test gemacht und kann die Schaltung ( mit A905014 Fotowiederstand ) nur bis ca. 15m mit einer Petzl Myo-XP auslösen, die Fenix habe ich noch nicht getestet. Allerdings hats hier ziemlich viel Umgebungslicht. Wie könnte man die Schaltung etwas empfindlicher machen, so das ich mit " normalen " Lampen auf ca. 25m-30m komme? Die Ruhestromaufnahme mit R1=2Mohm liegt an 3AAA-Zellen bei 11µA.

VG Olaf

 

[bz-mof]

Habe grad im Garten mal einen Test gemacht und kann die Schaltung ( mit A905014 Fotowiederstand ) nur bis ca. 15m mit einer Petzl Myo-XP auslösen, die Fenix habe ich noch nicht getestet. Allerdings hats hier ziemlich viel Umgebungslicht. Wie könnte man die Schaltung etwas empfindlicher machen, so das ich mit " normalen " Lampen auf ca. 25m-30m komme?

Prinzipiell funktioniert die Schaltung ja so, daß das Blinken ausgelöst wird, wenn der Widerstand des LDR kurzfristig von kleiner-als-R2 auf größer-als-R2 geht.

D.h., wenn er durch deine Lampe auslöst, dann ist das Umgebungslicht so gering, daß es als "Nacht" gewertet wird, d.h. LDR>R2 ist. Allgemein wirst du die Schaltung dann aber auch quasi durch Petzl+Umgebungslicht ausgelöst haben, d.h. evtl. hätte das in stockfinsterer Nacht gar nicht mehr geklappt...

Um das Ganze lichtempfindlicher zu machen, musst du die Schaltschwelle verschieben: Je größer R2, desto weniger Licht wird benötigt, um auszulösen.

Wenn es dadurch in einer Vollmondnacht allerdings heller ist als deine Schaltschwelle, dann wird diese Nacht als "Tag" gewertet und es passiert bei Anleuchten nix.

Im Endeffekt musst deine Lampe also immer mehr Licht als der Vollmond zum LDR bringen können (wenn du es ganz genau haben willst, musst du halt mal bei Vollmond draußen ein Ohmmeter benutzen...).


Wenn du dir das Datenblatt des 905014 anschaust, wirst du feststellen, daß die Lux<>Ohm-Kurve auch noch leicht gebogen ist (log. Skala beachten!). Wenn du also zu nah in die Mitte kommst, wird es zusehends ungenauer. Wenn dir auch noch der Stromverbrauch zu hoch ist, dann schaue dir auch mal den 906014 an, dessen Widerstand ist ca. 1,6x höher.

 

[Windi]

Wie könnte man die Schaltung etwas empfindlicher machen, so das ich mit " normalen " Lampen auf ca. 25m-30m komme?

Vielleicht mal die Atmel-Version ausprobieren.
Hier liegt die Reichweite bei mehreren hundert Metern.
Und die "Schaltung" passt sich automatisch an das Umgebungslicht an.

 

[raebi]

Halli Hallo

Super Schaltung mal vorweg, habe mir Heute gleich mal die Notwendigen Bauteile geordert damit ich morgen gleich ein paar Löten kann. Jetzt noch meine Fragen betreffend der Stromversorgung.

Aus Kostengründen möchte ich normale Alkaline batterien verbauen. Ich habe da an Baugrösse LR6 oder LR03 gedacht. Ein 9V Block wäre von der grösse her auch noch drin. Was mich jedoch interessiert wäre die Lebensdauer dieser Batterien mit der C-MOS Schaltung. Gibt es da richtwerte wieviel Leistung eine Soclhe Batterie erbringt?

Besten Dank im vorraus für Eure Inputs und gruss aus der Schweiz

 

[stonewood]

Die Atmel-Variante geht bei mir demnächst ins dritte Jahr - mit 2 AA-Batterien. Die CMOS-Variante mag vielleicht anders sein, sollte aber auch in die Größenordnung kommen.

 

[gomerffm]

Aus Kostengründen möchte ich normale Alkaline batterien verbauen. Ich habe da an Baugrösse LR6 oder LR03 gedacht. Ein 9V Block wäre von der grösse her auch noch drin. Was mich jedoch interessiert wäre die Lebensdauer dieser Batterien mit der C-MOS Schaltung. Gibt es da richtwerte wieviel Leistung eine Soclhe Batterie erbringt?

Mit 3 normalen alkalischen Mignonzellen (LR6) vom Discounter funktioniert das Lichtchen in der urursprünglichen Version (ohne die Stromspardiode D2) jetzt schon fast 3 Jahre.
Mit selbiger Diode dürften es locker 4+ Jahre werden.
Um sich bei Überlegungen zur Batterielebensdauer nicht selber zu sehr in die Tasche zu lügen,
gehe ich bei Mignonzellen (wohlgemerkt handelsübliche Alkali-Batterien) von einer Kapazität von ca. 2500 mAh aus. Mit Stromaufnahmen von gut 40 µA ohne und 14 µA mit "Stromspardiode" kann man dann mal überschlagen, wie lange die Batterien theortisch halten könnten. Wobei in diese Überlegung noch kein Blinken der Schaltung, Selbstentladung der Batterie und mögliche Kapazitätsverluste durch Temperaturschwankungen eingegangen sind.
Microzellen (LR03) haben grob gerechnet etwa die Hälfte der Kapazität vom Mignonzellen.
Also auch eine mutmaßlich entsprechend kürzere Lebensdauer.
Die Verwendung eines 9 Volt Blocks ist m.E. nicht zu empfehlen. Dieser hat eine deutlich niedrigere Kapazität als Mignon bzw. Microzellen. Weiterhin ist ein Anstieg des Ruhestroms der Schaltung zu erwarten. Auch würde ich rein intuitiv die LED hierbei mit einem Vorwiderstand versehen..

 

[raebi]

Ich denke ich werde LR6 von der grösse her nehmen. Habe Heute einen versuchsaufbau gemacht und anhand der grösse der Platine liegen LR6 drin. Leider hatte ich nur einen SMD Chip im Haus, somit musste ich einwenig Basteln

Aber seht selbst





Jetzt gehts los mit IC's Posten und Gehäuse basteln Achja werde noch Heute nacht einen Reichweite test machen und noch mit der Blinkdauer spielen

Danke erstmal für die Super arbeit

 

[raebi]

Da unser Cache-Dog eh nochmals rausmusste konnte ich es mi nicht verkneifen die Schaltung gleich auszuprobieren.

Als Versuchslichtchen habe ich mal eine Maglite 2C verwendet und bin auf erstaunliche 70m gekommen. Schätze mit einer 3D was ja so üblich ist wird es auf über 100m gehen.

Was ich festgestellt habe ist das der LDR seitlich angesteuert werden muss, ansonsten geht es nicht.