IR-bake

[Besserwessi]

Das die Vorwiderstände heiß werden ist in Grenzen normal. Bei je 1 LED fallen (sofern der Transistor genug Basisstrom bekommt) etwa 0,2 V am Transistor und 1,3 V an der IR LED an - das macht dann noch 3,5 V für den Widerstand. Bei 22 Ohm sind dass 160 mA oder gut 0,5 W. Das ist für die IR LEDs bei 50% Tastverhältnis OK - ein 1/4 W Widerstand wird damit aber halt auch schon richtig heiß (so dass man sich die Finger verbrennen kann). Der 2N2222 ist dann aber mit mehr als 3 LEDs schon definitiv überfordert. Über den reichlich großen Widerstand an der Basis wird halt der Strom zusätzlich reduziert. Mit den 4,4 K hat man noch rund 1 mA Basisstrom oder bei einer typisch 100 fachen Verstärkung noch 100 mA für alle LEDs zusammen. Weniger Strom bringt dann halt weniger Leistung und man darf sich damit auch nicht über die geringere Reichweite wundern.

Will man bei 50% Tastverhältnis bleiben sind die 160 mA OK. Der 2N2222 schafft das mit etwas Mühe für 2 LEDs parallel, wobei man bei 5 V auch je 2 in Reihe Schalten kann (die 3 LEDs in Reihe sind von der Spannung schon grenzwertig). Bei 2 LEDs in Reihe wäre der passende Vorwiderstand dann etwa 2,2 V / 150 mA also etwa 15 Ohm (11 Ohm = (2 mal 22 Ohm parallel) sollten auch noch reichen). Der Transistor sollte dafür aber auch einen Basistrom von mindestens 3 mA, besser 5 mA bekommen - als Widerstand als eher 1 K an der Basis. Sonst begrenzt der Transistor den Strom und nicht mehr die Widerstände.

Ein geschalteter Strom von gut 300 mA (für 2 LED Stränge parallel) kann die Stromversorgung stören - muss es aber nicht, aber man darf sich nicht wundern wenn es passiert. Spätestens wenn man für viel Leistung so etwas wie 3 Stränge mit je 400 mA Spitzenstrom (bei 25 % Tastverhältins) hat wird man die extra Entkopplung der LED Ströme vermutlich brauchen. Ein Elko direkt an der Versorgung (C3) in der Schaltung puffert ein wenig, ist aber nicht besonders Effektiv, weil er erst wirkt, wenn die Spannung schon einbricht. Mit einem extra Widerstand in Reihe (z.B. 4 Ohm nur für die LEDs) wird der Elko viel Effektiver - der Strom für die LEDs ist dann nicht mehr ganz konstant, aber die Taktgeberschaltung ist von den Stromspitzen getrennt. 100 µF sind da schon ausreichend, sollten aber ein LOW ESR Elko (ggf. auch ein Keramischer Kondensator >= 10 µF) sein - damit der Innenwiderstand des Elkos auch klein gegen die 4 Ohm ist. Der Strom für die LEDs kommt damit erst einmal aus dem Elko und der 4 Ohm Widerstand liefert nur den mittleren Strom nach. Der Elko C3 (ggf. auch kleiner und nur ein 100nF-1µF Kondensator) sollte trotzdem bleiben, denn auch der NE555 verursacht recht heftige Stromspitzen (von der internen Schaltung).

Ein kleineres Tastverhältnis reduziert nicht nur den Stromverbrauch, sondern auch die Wärmefreisetzung an den LEDs / Widerständen. Das lohnt also auch mit Netzbetrieb.

Wie die Schaltung mit der LED funktionieren soll, ist mir schleierhaft. Da werden die IR LEDs immer leuchten, und nur recht schwach (z.B. 160 zu 165 mA) moduliert. Dazu wird der Strom dann auch noch zu groß für den Dauerbetrieb. Die LED (mit Widerstand) kann man besser direkt an den Ausgang des NE555 anschließen, also vor den Transistor - da stört sie nicht die Modulation.

[RolfD]

Wie wäre es denn mit ein paar anständigen Transitoren für die LEDs? BD135 oder vergleichbares z.B.
http://www.fairchildsemi.com/ds/BD/BD135.pdf

Dann kann man die bzw. alle LEDs zb. auch mit an der direkten Batteriespannung (9V? 12V?) in Reihe betreiben wenn die stabilisiert ist. Es macht wenig Sinn eine stabile 12V Spannung (Batterie/Accu/geregeltes Steckernetzteil) erst auf 5V runter zu setzen und erneut zu stabilisieren um sie dann in LEDs zu verbraten... das produziert nur unnötige Abwärme. Und man kann sich ggf. das gepfriemel mit der Absicherug per ELKO/R sparen. Für selbstgemachte / entkoppelte 5V eignet sich hervorragend der 7805L als 100mA Ausführung mit 2 Kondensatoren davor und dahinter um den NE zu versorgen.

http://www.elektronik-kompendium.de/...lt/0208031.htm
Hier ist ein Teil dessen, was Besserwessi erklärt auch noch mal schön dargestellt.

Ich komme übrigends bei 5V Versorgung, 3 IRLEDs mit 1,3V und zusätzlichen 0,3V für den Transistor auf 5 Ohm Vorwiderstand und 128mW Leistung... das ganze gibt eine IR-Impulsleistung von 160mA Dauerstrom.. also sollte das Tastverhältnis nicht größer als 1:8 per Sec sein da eine LED als Dauerstrom üblicher Weise nur 20mA haben darf. Dazu bitte Datenblätter der LED beachten.. wenn mehr geht, entsprechend umrechnen oder es kann das Tastverhältnis gesenkt werden... ich gebe jedoch zu bedenken, das die LEDs bereits nach ca. 0,5 -1 Sec durchgeschossen sind wenn sie nicht zuverlässig mit 1:8 getaktet werden. Grade beim einschalten/anschwingen von Analogschaltungen kann das ein dickes Problem sein - vor allem dann wenn zu viele Elkos in der Schaltung stecken welche beim einschalten alle mit geladen werden wollen.
Gruß

[inka]

hallo Besserwessi,

habe mir Deine ausführungen mehrmals durchgelesen und werde versuchen sie betreffend der vorwiderstände der IR-LEDs und der basiswiderstände von Q2 umzusetzen...

zu der LED:

Wie die Schaltung mit der LED funktionieren soll, ist mir schleierhaft. Da werden die IR LEDs immer leuchten, und nur recht schwach (z.B. 160 zu 165 mA) moduliert. Dazu wird der Strom dann auch noch zu groß für den Dauerbetrieb. Die LED (mit Widerstand) kann man besser direkt an den Ausgang des NE555 anschließen, also vor den Transistor - da stört sie nicht die Modulation.

Ich habe dazu ein kleines video gedreht. Ansonsten habe ich die vorgeschlagene änderung, die seltsammerweise auf dem steckbrett funktioniert hatte (allerdings blinkte die rote LED dauernd) auf der platine – da sie dort nicht funktionierte - wieder zurückgeändert...


Die ersten sekunden des videos zeigen die lötseite, dann wird die wirkung der aufgesteckten jumper gezeigt:


ich wiederhole mich: ich habe die schaltung nach dem stromlaufplan und nach bestem wissen und gewissen aufgebaut und versuche nun das im video gezeigte zu beschreiben:


Ausgang: die grüne LED leuchtet dauerhaft, anderes ist dunkel


JMP-1: die rote LED fängt an zu blinken, das blinkermodul ist an
JMP-2: das sendemodul übernimmt die 2Hz blinkfrequenz, die rote LED leuchtet dauernd, die grüne LED blinkt mit 2Hz
JMP-4: die parallel geschalteten IR-LEDs fangen an zu blinken


JMP-3 ist für die in serie geschalteten IR-LEDs gedacht gewesen. Weil diese nach meinen letzten lötversuch auf der platine nicht mehr leuchten und ich nicht weiss welche evtl. kaputt ist, werde ich auf den einsatz von in serie geschalteten IR-LEDs lieber verzichten...

[Besserwessi]

Die meisten IR LEDs sind für 100 mA Dauerstrom ausgelegt. Das geht aber nur gut, wenn über die Drähte auch einiges an Wärme abgeführt werden kann. Von daher sind die 160 mA bei 50 % Tastverhältnis (38 kHz) und zusätzliche noch eine langsamere Modulation mit noch einmal ca. 50% Tastung schon ganz passend. Für eine normale (z.B. rote) 20 mA LED wäre das aber zu viel.

Das Problem mit der roten LED am Kollektor von Q1 und Basis von Q2 ist, das darüber das Signal vom 38 kHz Takt einfach überstimmt wird - gegen die fast 20 mA von der LED macht der etwa 1 mA vom NE555 fast nichts aus. Deshalb geht die rote LED auch nicht mehr aus, wenn JMP2 geschlossen wird. Damit es funktioniert müsste die LED an den Ausgang OUT1.

[inka]

ok, vielleicht einigen wir uns darauf, dass es in meinem sinne - einstellbare blinkfrequenz und 36kHz werden bis hin zu den IR-LEDs übertragen - funktioniert (auch wenn die rote LED nicht ausgeht) und ich mich nun auf die optimierung der signalerkennung auf eine größere entfernung konzentrieren kann?

[Besserwessi]

Das Problem ist nicht nur das die Rote LED nicht ausgeht - Wenn JMP2 geschlossen ist, sollten auch die 38 kHz nicht mehr bei den IR LEDs ankommen, sondern die IR LEDs dauernd an sein und dann im Dauerbetrieb ggf. auch noch zu viel Strom bekommen. Ohne die Rote LED kann die 2 Hz Modulation funktionieren.

[inka]

also ich muss gestehen, ich bin mit meiner argumentation schon ziemlich am ende. Ich bin nicht der geborene elektroniker, bin auch schon etwas älter, aber zu alterssenilität oder altersstarrsinn fehlt doch noch ein stück. Ich Suche nach der erklärung für den offensichtlichen widerspruch zwischen Deiner theoretischen begründung und meinen parktischen ergebnissen. Ich möchte aber auch nicht den unausgesprochenen vorwurf ich kann nicht richtig gucken so einfach auf mir sitzen lassen:

- im video ist deutlich zu sehen, dass auch die IR-LED blinken

- ich habe mir jetzt noch die mühe gemacht und das auswertungsprogramm für den IR-empfang am RP6 laufen lassen, das ergebnis ist im anhang. Beim empfang wird eine 0000 ausgegeben, kein empfang 0004. Das ergebnis ist für die auswertung des empfangs nicht regelmäßig genug, das programm muss noch angepasst werden, der empfang (und zwar ein blinkender) ist aber da.


als letzten ausweg aus diesem widerspruch kann ich nur noch die eventualität anbieten, dass ich durch zwei sich gegenseitig auhebende lötfehler dieses ergebnis bekomme. Die wahrscheinlichkeit halte ich zwar für nicht sehr hoch, ausschließen kann ich es aber nicht.

Würdest Du bitte inn diesem sinne noch einmal über den schaltplan schauen und mit evtl. ein tipp geben wo ich sowas gemacht haben könnte? Ich kann das nicht...

[Michael]

aber zu alterssenilität oder altersstarrsinn fehlt doch noch ein stück.

aber nicht mehr viel, oder?
Mal im Ernst, du bastelst hier an einer gefühlt 50 Jahre alten Schatung rum. Das kann man mal machen als Schüler, wenn das Geld nicht reicht.
Aber das ist doch nun wirklich nicht mehr zeitgemäß.
Eine ganze Zeit hier im Thread wurde über Mehrfachbaken und Orientierung im Raum philosophiert und du machst mit 555ern rum?
Heute steht dir eine ganze Welt von programmierbaren Chips offen, die am Ende billiger sind als das Gefrickel mit den 555ern.
Ganz nebenbei noch beliebig anpassbar, erweiterbar und das Ziel der Mehrfachbaken bleibt auch noch offen.
Das bissl 36kHz mit 2Hz Modulation kannst du ja schon in einen Tiny13 packen. Der ist mit seinem internen Oszillator vermutlich noch deutlich genauer als der Analogkram.

Just my 2 cent.

Gruß, Michael

[inka]

ich liebe spontane antworten , auch wenn wir uns wieder dem OT-bereich nähern den wir hier bei diesem philosophieren auch schon teilweise hatten. Die analoge zeit hatte auch ihre reize, wenn ich daran denke, dass meine inzwischen volljährige tochter (und nicht nur sie - das passt für die iphone generation als ganzes) probleme hat im kopf das analoge restgeld was sie an der kasse zu bekommen hätte nachzurechnen, wird mir aus so viel digitalisierung unwohl...

btw: das "rumbasteln" kann man nur noch an einigen wenigen stellen machen - und es hat nichts mit schüler oder kein geld zu tun -, die digitalen dinger lötest Du ein und fertig....

Aber Du hast recht, ich sollte mich einfach darüber freuen, dass meine analoge bake (immerhin habe ich eine - wo sind die anderen?) funktioniert, auch wenn sie es eigentlich nicht dürfte...

[Besserwessi]

Im Video sieht man die IR LEDs und die grüne LED bilnken - aber das werden nur die 2 Hz sind, die 38 kHz Modulation kommt mit den geschlossenen Jumper 2 einfach nicht mehr an. Die Schaltung addiert einfach das kräftige (150 Ohm + LED) 2 Hz Signal mit einem schwachen (4,4 KOhm) 38 kHz Signal. Benötigt wird aber so etwas wie eine Multiplikation oder UND-Verknüpfung.