Kleine Runderneuerung einer 215…
Blöderweise fehlte eine Kardanwelle, aber Not macht ja erfinderisch 
Sieht vielleicht nicht so elegant aus wie das Original, funktioniert aber gut. Die Lok hat jetzt 3 Stunden Test-Pendelfahrt hinter sich, keinerlei Ausfallneigung 
OK, offensichtlich gibt es Bedarf …
Vorweg, eine LED sollte IMMER einen Vorwiderstand haben!
Ich weiß, dass es auch z.B. Fernbedienungen gibt, in denen die Sende IR-LED direkt über einen FET an der Betriebsspannung hängt.
In diesen Fällen ist einfach der Innenwiderstand der Batterie ausgenutzt worden oder der RDSon des FET’s. Trotzdem keine ’saubere‘ Lösung …
Gehen wir mal von folgendem Schaltbild aus:
Einfacher LED Anschluss mit Vorwiderstand.
Hat man keine eindeutigen Daten zur LED zur Hand, kann man von folgenden Kerndaten ausgehen:
Mir ist klar, dass es nicht immer genau 2V oder 3V sind, aber da man ohnehin meist auf einen Standardwiderstand einer E-Reihe zurückgreifen muss und diesen immer eine Stufe über dem berechneten Wert nehmen sollte wird, kommt das auf ’nen Schnaps‘ nicht an! Ich empfehle ohnehin, nur mit 10-15 mA zu rechnen, das schont die Stromquelle (spart Energie! ) und man ist eben auf der sicheren Seite!
Ebenso sind moderne LEDs hell genug, man muss sie nicht immer am Limit betreiben. Wenn man wirklich alles herausholen möchte, ist das Datenblatt zur LED Pflicht! Hier im Beispiel gehe ich aber von normalen 3 bzw. 5 mm LEDs aus!
Wobei ich für den schnellen Einsatz mit folgenden Werten immer klargekommen bin:
OK, zum Rechnen 
Man nimmt die Betriebsspannung, zieht den zu erwartenden Spannungsabfall der LED ab und teilt das Ergebnis durch den max. Strom -> U=R*I
Darauf achten, dass man richtig mit den Kommastellen umgeht! 1Ampere = 1000mA.
Beispiel mit 12V, 2V LED Spannung und 15mA LED Strom:
12V-2V = 10V (Die sollen am Vorwiderstand abfallen!)
10V : 15 mA = 666,6 Ohm
Im Taschenrechner ist aber 10:0,015 einzugeben, die 0,015 sind 15mA (in Ampere!)
nächstliegender Wert in z.B. der E12 Reihe wären 680 Ohm.
Da es auch zu diesem Thema immer wieder Fragen gibt, habe ich einfach mal ein paar Fotos von SMD LEDs beschriftet. Die Sammlung beinhaltet aber garantiert nicht annähernd alle Bauformen! Bei 3 bzw. 5 mm LEDs sieht’s übrigens so aus.
Sicherheit bringt aber immer nur das Datenblatt, im Zweifel auch durchmessen bzw. über einen Vorwiderstand Spannung anlegen!
Und denkt dran:
Für die perfekte Heimkino-Stimmung muss es nicht immer das teure, neueste Modell sein, das mit einer ganzen Menge Optik punktet. Denn auch schon etwas ältere Modelle können mit ein wenig handwerklichem Geschick ziemlich leicht in ganz neuem Licht erstrahlen. Und das wortwörtlich, denn heute möchte ich meinen bisher doch eher schlichten Fernseher mit den passenden LEDs ein wenig aufhübschen, um so ein stimmiges Hintergrundlicht zu zaubern.
Folgendes Equipment wird dafür benötigt:
LED-Lichtleiste oder -streifen mit Fernbedienung
Gegebenenfalls etwas Tesafilm oder Klebestreifen
Schere
und natürlich ein Fernseher
Die Anbringung selbst ist ziemlich simpel und kann mit etwas Geschick kaum schiefgehen. Bevor der LED-Streifen angebracht wird, habe ich ihn zunächst einmal probehalber um den Fernseher gelegt, denn schließlich muss hier auch die Länge stimmen, ansonsten entstehen unschöne Löcher in der Beleuchtung. Mindestens 3 Meter Länge halte ich hier für absolut angebracht, wer auf Nummer sicher gehen will, greift aber lieber zu 5 Metern. Falls dann noch Reste übrig bleiben, ist das auch nicht weiter schlimm, denn das LED-Band lässt sich ganz unproblematisch ganz nach Bedarf durchschneiden.
Fernseher ausmessen und eine passende LED-Lichtleiste mit genügend Spielraum kaufen (bekommt man beispielsweise preiswert bei PUR LED, im Baumarkt sind die Leisten meist deutlich teurer)
Das LED-Band einmal versuchsweise um den Fernseher legen und in etwa abschätzen, ob das Band reicht.
Nun wird das Band angebracht: viele Leisten verfügen bereits über ein doppelseitiges Klebeband auf der Rückseite, das nun einfach hinten am Fernseher aufgedrückt wird. Wichtig ist dabei, dass der Abstand zum Rand des Fernsehers überall annähernd gleich sein sollte, ansonsten verteilt sich das Licht eventuell unregelmäßig. Außerdem sollte die Leiste auch nicht zu weit innen oder außen liegen. Insbesondere bei Fernsehermodellen, die zum Rand hin aus durchsichtigem Glas bestehen, scheint sonst nicht nur das passive Hintergrundlicht hindurch, sondern auch die LEDs selbst sind direkt sichtbar.
Wer sich hier einmal verklebt, kann die Leiste meist aber noch problemlos abziehen und erneut anbringen. Ist sie erst korrekt angebracht, so steht meist noch ein überschüssiger Teil der Leiste ab und muss erst entfernt werden. Wichtig ist dabei aber, dass wirklich nur dort geschnitten wird, wo der Hersteller eine entsprechende Kennzeichnung gemacht hat („hier schneiden“ oder ähnliches). Wird das Band an einer anderen Stelle durchtrennt, fallen die LED Chips bis zum nächsten Segment aus.
Nun wird das LED-Band noch mittels beiliegendem Stecker an den Stromkreis angeschlossen und der Empfänger (auch beiliegend) gut sichtbar bzw. für Signale empfänglich platziert.
Damit ist die Anbringung im Prinzip schon abgeschlossen und sollte im Regelfall nicht mehr als 10 Minuten in Anspruch nehmen. Mit der entsprechenden Fernbedienung kann die LED-Leiste nun über den Empfänger eingeschaltet werden. Je nachdem, was für ein Modell genutzt wird, lassen sich nun individuelle Farbverläufe erstellen, Voreinstellungen nutzen oder viele einzelne Farben anwählen.
Bei Youtube findet sich auch ein Video, welches den Vorgang recht gut beschreibt.
Wichtig: LCD-Fernseher, Receiver oder Soundsystem liegen nicht selten auf derselben Frequenz der Lichtleiste, sodass ein Umschalten am Receiver beispielsweise auch dazu führen kann, dass automatisch die Farbe der Beleuchtung gewechselt wird. Das ist zwar ein wenig schade, das Produkt an sich erfüllt seinen Zweck ansonsten aber allemal!
Wie schon erwähnt, arbeite ich sehr gerne mit den ‚kleinen‘ PIC’s, vorzugsweise dem 12F675.
Es gibt sehr viele Fälle, in denen mehr Ports und Rechenleistung einfach nicht benötigt werden.
Die Blogeinträge zu diesen Themen sind noch nicht lange online, trotzdem kamen schon ein paar Fragen zu Chip & Co, ich werde also mal versuchen, ein paar Erläuterungen zum µController zu geben.
Ich habe kein deutsches Datenblatt zur Hand und habe auch kein richtiges über Tante Google finden können, man kommt also nicht drumherum, sich das englische anzusehen. Größtenteils ist das aber nicht sehr schlimm, es geht in der Hauptsache darum, die Register zu kennen und die möglichen/notwendigen Einstellungen vornehmen zu können. Diese sind ohnehin teilweise so kryptisch bezeichnet, das Sprachkenntnisse an der Stelle wenig bringen 
und kennt die weiteren Möglichkeiten.Wenn die ganzen Einträge rund um MPLAB, den 12F675 und die Programmierung noch umfangreicher werden, kommen alle Links zu den Beiträgen nochmal auf eine eigene Unterseite um alles besser wiederfinden zu können. Es kann auch sein, das ich bestehende Artikel erweitere, also auch gelegentlich in die älteren Beiträge schauen.
Immer wenn ich einen Beitrag zum Mikrocontroller (wenn der eine größere Last schalten muss) schreibe, kommen Anfragen zum ‚womit und wie?‘. Im Prinzip bediene ich mich aber immer der gleichen Schaltung, nur mit angepassten Bauteilen.
Die meisten Controller arbeiten irgendwo zwischen 2,5 und 5V. Pro Pin sind meist weniger als 20mA maximaler Strom möglich, induktive Lasten sind auch so eine Sache. Wird ein ganzer Port benutzt, kann es noch enger sein. Meist kann dieser, i. d. R. 8 Ausgänge, nur mit max. 40mA belastet werden, diese müssen auf die einzelnen Pins verteilt werden. Einige LEDs kann man so vielleicht noch direkt über einen Vorwiderstand ansteuern, spätestens bei Motoren oder zahlreicheren Leuchtdioden ist aber Schluss. Hilft also alles nichts, es muss ein Verstärker eingesetzt werden, im einfachsten Fall ein Transistor. Um es nicht unnötig kompliziert zu gestalten halte ich mich in diesem Beitrag an die einfachsten Formen, sicherlich sind noch etliche Verfeinerungen möglich.
Hier und hier habe ich ja schon ein paar Worte zum Transistor auf das virtuelle Papier gebracht, die dort beschriebenen Vorgänge sind Grundvoraussetzung zum Einsetzen der folgenden Schaltungsform.
Ich nehme mal folgendes als gegeben an:
Realisiert werden soll eine Schaltung, die bei einem ‚H‘-Pegel am Kontrollerausgang den Motor startet, bei ‚L‘ soll er eben einfach wieder stehen bleiben.
Im Bild die Prinzipschaltung.
+12V zum Motor, diese werden bei ‚H‘ am Controllerausgang (und somit der Basis des Tranistors) über den Motor nach GND durchgeschaltet – der Motor dreht sich. Die Freilaufdiode (rot) dient dazu, induzierte Spannungen vom Motor kurzzuschließen. Bei rein ohmschen Lasten wie LEDs oder ähnlichem braucht man sie nicht. Es genügt in diesem Falle übrigens eine Standard 1N400X oder ähnliches, bei höheren Strömen/Spannungen/Frequenzen kann etwas spezielleres erforderlich werden.
Besonderes Augenmerk liegt auf R1 bzw. R2.
R1
Ich habe die Erfahrung gemacht, dass es Umstände gibt, unter denen es besser ist, die Basis eines Transistors sicher auf Masse bzw. GND zu legen. Der Wert ist nicht kritisch, es soll ja auch nicht unnötig viel Strom vom Controller geliefert werden müssen. Es geht eben darum, das im ‚L‘-Zustand des Controllerausganges die Basis vom Transistor auf GND liegt damit er nicht durchschalten kann. Im Alltagsgebrauch bin ich mit 10-100k gut ausgekommen.
R2
Sein Wert ist abhängig vom B (Verstärkungsfaktor) des Transistors. Ist ‚B‘ im Datenblatt nicht zu finden, auch mal nach ‚hFE‘ sehen. Sinnvollerweise sollte der Transistor so weit aufgesteuert werden wie möglich. Man möchte ja die Energie optimal im Motor umsetzen, nicht in der Schaltung. Ausgehend von +5V am Controllerausgang bei „H“ und einer UBE von 0,7V stehen 4,3V an der Basis des Transitors zur Verfügung. Der Motor will 500mA an Strom, dies ist also das Minimum, was fließen soll. Es wäre allerdings Unsinn, jetzt den Stromfluss auf den Motorstrom zu begrenzen, die Spannung UCE würde ja auch wieder unnötig ansteigen und der Motor als Verbraucher bestimmt in diesem Fall sowieso den maximalen Strom. Um nun den minimalen Basisstrom zu errechnen, muss der Strom den der Controller liefern soll mit dem Verstärkungsfaktor multipliziert werden.
Soll also heißen:
Ich will min. 500mA für den Motor, besser ohne Begrenzung.
Der Transistor verstärkt x100, also müssen min. 5mA vom Controller kommen.
U=R*I -> die oben errechneten 4,3V / 5mA = 860 Ohm
Die ist also der maximale Wert, den der Widerstand R1 haben darf. Da aber der Transistor voll offen sein soll, muss der Basistrom noch höher sein. In diesem Falle spricht man im Allgemeinen vom Übersteuern, es wird mehr Basisstrom zugeführt, als für ein komplettes öffnen nötig wäre, z. B. +200%, also das Doppelte. Hier ist ein Blick ins Datenblatt des Transistors unerlässlich! Einmal für den Verstärkungsfaktor, zum anderen für den maximal zulässigen Basisstrom, ruinieren will man das Bauteil ja auch nicht. In der Praxis nehme ich immer einen Wert zwischen 220 und 470 Ohm, hat bisher funktioniert. Wichtig ist auch, dass der Transistor bei Übersteuerung langsamer wird. Das kann man aber getrost vernachlässigen, wenn man sich nicht im MHz Bereich bewegt. Bei allem, was das Auge erfassen kann allemal.
Ist (bei kleineren Strömen) der maximale Stromfluss erreicht, kann es sogar möglich sein, den Transistor ohne zusätzliche Kühlung zu betreiben. Bei den Universaltypen liegt die UCE übersteuert so um die 300mV. Fließen nun wirklich nur 500mA Motorstrom, sind das nach P=U*I 500mA*300mV= 150mW.
Dieser Schaltungstyp (Open Collector) eignet sich für sehr viele Anwendungen, in denen mit kleinem Steuersignal eine größere Last geschaltet werden soll. Man kann das ganze noch verbessern, indem statt des Transistors ein FET eingesetzt wird oder mit einer Brückenschaltung auch eine Umpolung ermöglicht oder ein Special-IC einsetzt oder, oder, oder… Die Frage ist einfach, wie viel Aufwand man für ein bestimmtes Ziel treiben möchte. Um ein paar LEDs blinken zu lassen, würde ich so simpel wie möglich planen, wenn Geschwindigkeit oder Präzision gefragt ist, entsprechend aufwändiger.
Fazit:
So ganz einfach kann ich das alles auch nicht beschreiben. Aber wenn man sich in den üblichen Hobbyanwendungen bewegt, führen ein BD139 oder BC548 (bei kleinen Strömen), R1=10k, R2=220 Ohm und bei Motoren eine 1N4007 als Freilaufdiode eigentlich immer zum Ziel. Bezogen auf 5V am Controller und 12V Versorgungsspannung für die Last. Evtl. möchte ein Motor auch noch einen Kondensator an seinen Anschlüssen sehen. Sollen LEDs angesteuert werden, die entsprechenden Vorwiderstände nicht vergessen, wie überhaupt natürlich darauf achten, dass Bauteile immer innerhalb ihrer Spezifikationen eingesetzt werden. Und wie immer VORSICHT bei elektrischen Basteleien bzw. wenn man experimentiert! ;.-)
Will man über das, was sich auf seinem Mobilgerät tut auch informiert sein, wenn man das Tablet oder Smartphone nicht aktiv in der Hand hat, kann die Status-LED hilfreich sein:
LEDBlinker Benachrichtigungen | Androidmag.de.
Die App ist zwar keine kostenlose Variante, mit 1,69€ ist der Preis aber auch nicht sooo hoch. Wer sich dafür interessiert, sollte den Artikel einmal lesen, ich finde die App schon recht nützlich. Zusätzlich gibt’s noch Möglichkeiten, auch Geräte ohne LED ihren Status mitteilen zu lassen.
Da ich im Augenblick immer wieder von Fotos in der Dunkelheit der Halle fasziniert bin, muss ich diese natürlich hier festhalten Dieses mal einfach ein paar Impressionen aus der HOAG, dem Stahlwerk auf der Oberhausener Anlage. Einfach so, wie sie mir in’s Auge gefallen sind. Leider nur mit der Handykamera, hab meist nichts anderes dabei, bin ja zum Arbeiten da, nicht zum Knippsen
Wenn’s glüht darf man das auch sehen
Ach so, ja… Das hat nix mit dem vorherigen Beitrag zu tun. Auch wenn’s irgendwie so sein könnte
So, dann mal wieder was aus dem Job
Da wir die Anlage(n) ja immer weiter ausbauen, muss auch mal ein wenig neue Steuerelektronik her. Diesmal geht es um ein paar neue Lichteffekte, mehr wenn’s fertig ist
