Z-Diode in Reihe mit LED leuchtet erst genau ab 5V

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen,

ich möchte eine grüne Kontroll-LED zur korrekten Ausgangsspannungsanzeige in meinem 5V Netzteil einbauen.

Ich suche eine einfache! Schaltung, die die LED erst dann aufleuchten lässt, wenn die Spannung am Ausgang des SChaltreglers auch tatsächlich 5V und nicht z.B. 4.7V beträgt.

Würdet ihr so nett sein und mir ein paar Möglichkeiten nennen, damit ich mich darüber dann selbständig weiter informieren kann?

So habe ich es mir gedacht: siehe Bild
Was haltet ihr von dieser Lösung. Von der Genauigkeit würde es mir reichen und ich würde den Widerstandswert praktisch genau für 5V ermitteln. Temperaturschwankungen lassen den Schaltwert natürlich auch noch wandern, aber ob ein Unterschied von 20°C zu 35°C so viel ausmachen?
http://img18.imageshack.us/f/unbenanntetf.jpg/

Meine Berechnung des Widerstandswertes funktionierte nicht gan.
U Eingang=5V
U LED grün = 1,66V
U Z-Diode = 2,7V
U Widerstand=0,64V

R=0,64V/15mA=42Ohm
in Multisim hat sich ein ganz anderer Wert ergeben.

Bei weiteren Nachfragen stehe ich gern zur Verfügung.
Vielen Dank im Voraus für Eure Antworten.

Viele Grüße,

Matthias.

#2

Hallo Matthias.

Eine detailierte Anfrage zwingt geradezu eine ausführliche Antwort heraus.

Leider funktioniert das bei deiner Schaltung nicht so richtig, denn die LED wird sehr langsam hell. So kannst du nicht entscheiden, ob die 5V bereits erreicht sind oder noch nicht ganz.

Sowas macht man mit einem Operationsverstärker, z.B. dem allseits bekannten µA741 mit Rückkopplung von Pin sechs auf Pin drei über einen Widerstand.
http://projektlabor.ee.tu-berlin.de/projekte/wasserh…
http://www.progshop.com/versand/know-how/op-amp.html

Gruß
T.

#3

Hallo Matthias,

also ich würde das in etwa so machen:

http://img818.imageshack.us/i/schaltung.jpg/

hier noch ein paar Erläuterungen:

Als OP solltest Du anders als von Termid vorgeschlagen einen LM324nehmen. Den kann man auch mit einer unipolaren Spannungsversorgung betreiben.

Du brauchst einen festen Schaltpunkt welchen du mit der Referenzdiode und dem Widerstand einstellst. Hier am besten ein LM336-2.5 Den passenden Vorwiderstand kannst Du mit Hilfe des Datenblatts ermitteln

Den variablen Teil baust Du aus zwei Widerständen bzw. ein Poti zusammen die dann einen Spannungsteiler bilden. Nicht zu niederohmig aber auch nicht zu hochohmig. So im kOhm Bereich sollte passen.

Vorwiderstand für die LED ist klar. Vielleicht für die LED ein low current Typ nehmen.

Ja und das solls eigentlich schon sein. Vielleicht habe ich die Anschlüsse + und - am OP vertauscht. Musst Du probieren oder nachlesen.

Viele Grüße

Stefan

#4

Hallo,
deine Variante sceitert schon an dem Problem einer 2,7V-Z-Diode.
Z-Dioden gibt es erst ab 5,1V.
Man kann aber mit einem Transistor und 2 Widerständen einen
Zweipol machen, der sehr selektiv

Würdet ihr so nett sein und mir ein paar Möglichkeiten nennen,
damit ich mich darüber dann selbständig weiter informieren kann?

die Verwendung eines einfachen OPV in Komparatorschaltung
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/031126…
wurde dir ja schon genannt. Maß ja auch kein u741 sein, weil
das inzwischen ein Methusalem der anlalogen Schaltungstechnik ist.
Moderne und billige OPV bekommst du bei jedem
Wald- und Wiesendistributor (z.B. Conrad).
Besser ist es noch mit die Rückkopplung, die etwas Hysterese macht
(sogenannter Schmidt-Trigger).
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/031127…
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/020924…

Alternativ gibt es auch andere Varianten, z.B. die Verwendung
eine Spannungsüberwachungs-IC (sogenannte Watchdog) für
u-Controller. Da gibt es Typen, die z.B. bei genau 4,65V
schalten. Vorteil ist, dass du sonst außer der LED und einem
Vorwiderstand nix weiter brauchst.
http://www.conrad.de/ce/de/product/170166/
Gruß Uwi

So habe ich es mir gedacht: siehe Bild
Was haltet ihr von dieser Lösung. Von der Genauigkeit würde es
mir reichen und ich würde den Widerstandswert praktisch genau
für 5V ermitteln. Temperaturschwankungen lassen den Schaltwert
natürlich auch noch wandern, aber ob ein Unterschied von 20°C
zu 35°C so viel ausmachen?
http://img18.imageshack.us/f/unbenanntetf.jpg/

Meine Berechnung des Widerstandswertes funktionierte nicht
gan.
U Eingang=5V
U LED grün = 1,66V
U Z-Diode = 2,7V
U Widerstand=0,64V

R=0,64V/15mA=42Ohm
in Multisim hat sich ein ganz anderer Wert ergeben.

Bei weiteren Nachfragen stehe ich gern zur Verfügung.
Vielen Dank im Voraus für Eure Antworten.

Viele Grüße,

Matthias.

#5

Hallo,

deine Variante sceitert schon an dem Problem einer 2,7V-Z-Diode.
Z-Dioden gibt es erst ab 5,1V.

Der Durchbrucheffekt ist zwar ein anderer (Avalanche vs. Zener-Effekt), aber das Ergebnis ist doch dasselbe.
http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=23120

Gruß
Markus

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#6

Hallo,

(sogenannter Schmi d t-Trigger).
Gruß Uwi

der Erfinder des Schmitt-Trigger war vermutlich katholisch…

Grüße von
Haubenmeise

#7

Hallo Uwi,

einen schönen warmen und sonnigen Sonntag wünsche ich.
Vielen Dank für Deine Hilfe.

Es ist immer wieder erstaunlich was man als Elektrotechniuker so alles lernen kann und muss. Das hört ja nie auf, so viel gibt es zu entdecken.

in meinem Z-Diodensortiment geht es schon bei 2,7V los.

Ich habe gerade eine Z-Diodenschaltung an 5V ausgetestet.

Wenn ich eine 3,9V Z-Diode nehme und dazu einen 200Ohm Widerstand in Reihe schalte, dann leuchtet die LC-LED ab 4,9V gut auf.
Es fließt dabei ein Strom von 2,4mA.
Die 3,9V Z-Diode erreicht bei diesem Stromwert erst eine Durchlassspannung von 2,6V anstatt der 3,9V. Das kann mir doch aber egal sein, Hauptsache die LC-LED geht dann an wann von mir gewünscht (bei ca.4,9V).

Eine OP-Komperatorschaltung mit einzubauen ist mir für diesen Zweck zu aufwendig, ist aber sicher sehr genau.

Ein Spannungsüberwachungs-IC finde ich sehr interessant. Das lohnt sich auf jeden Fall in meiner Netzteilschaltung mit ausuprobieren, um das nötige know how in spätere uC Schaltungen mit einfließen zu lassen.

Viele Grüße,

Matthias.

#8

Hallo sTefan,

danke für Deine Hilfe.

Ich habe mir Deinen Vorschlag notiert. Für meinen Fall ist mir die Schaltung zu aufwendig. So ein großer Aufwand ist es mir für diese einfache und unbedeutende Funktion der LED nicht wert. Ich bleibe dann bei der Z-Diode oder dem Spannungsüberwachungs-IC.

Viele Grüße und noch ein schönes Wochenende

wünscht Matthias.

#9

Hallo Termid,

danke für Deine Hilfe.

Leider funktioniert das bei deiner Schaltung nicht so richtig,
denn die LED wird sehr langsam hell. So kannst du nicht
entscheiden, ob die 5V bereits erreicht sind oder noch nicht
ganz.

Habe ihc gerade praktisch ausprobiert und auch festgestellt. Knackiger als ganz ohne Z-Diode schaltet die LED aber dennoch. :smile:

Ein schönes Wochenende.