Persoonlijke instellingen

Schakeltrucs met leds

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Versie door Martin Hilvers (overleg | bijdragen) op 4 jun 2020 om 19:45
(wijz) ← Oudere versie | Huidige versie (wijz) | Nieuwere versie → (wijz)
Ga naar: navigatie, zoeken
Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom


Inleiding

Bij het gebruik van leds voor knipperschakelingen, zoals voor een automatische knipperinstallatie (AKI), mist er iets... Bij de AKI zijn gloeilampen toegepast en die hebben de eigenschap dat ze nagloeien wanneer ze uitgeschakeld worden. Een led echter, is veel sneller en dooft meteen zodra de voedingsspanning uitgeschakeld wordt. Met behulp van wat schakeltrucs met leds is het mogelijk om ook een led 'na te laten gloeien', zodat het lijkt alsof de led een echte gloeilamp is. De volgende schakeling zou een 'led-nagloei-nabootser' genoemd kunnen worden.

De schakeling

NE555 2 LED-uitdoof.gif NE555 2 LED-uitdoven.gif
Afbeelding: 01 Afbeelding: 02
Schema van twee knipper-leds met IC Schema met uitdoof-toevoeging C4 en R4
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Allereerst werd schakeling 06 uit het artikel Knipperlichtschakelingen op een breadboard opgebouwd, (zie: 'Meer informatie'), met twee witte 5 mm leds (zie schema 01). Na het instellen van de knipperfrequentie, werd (met de voedingsspanning er weer af) een beveiligingsdiode tussen de uitgang (pin 3) en led D2 geplaatst (zie schema 02). Het doel van deze diode is om er voor te zorgen dat de buffer-elco (C4) zich niet via de uitgang (3) van het IC kan ontladen, wanneer de uitgang van het IC (pin 3) aan de min ligt. Dat zal het IC niet overleven, want de elco kan namelijk bij kortsluiting flink wat stroom leveren. De uitgang van het IC kan echter maar 200 mA leveren (in het Engels: sourcen), of opnemen (in het Engels: sinken). Wanneer nu de elco zich zou kunnen ontladen via pin 3 van het IC, is het onvermijdelijk dat het IC defect raakt.

Voor de diode werd, om zo weinig mogelijk spanningsverlies te hebben, geen 1N4148 gebruikt, maar een BAT85 (een zogenaamde Schottky diode), dit vanwege de lage spanningsval over dit type diode en het snelle schakelgedrag. De BAT85 heeft een spanningsval van ongeveer 0,45 volt. Dat verschilt behoorlijk met de 1N4148, die een spanningsval van ongeveer 0,9 volt heeft.

Daarna een elco van 220 microfarad geplaatst. Nu werkte het 'uitdoven' prima, maar... toen het licht in de hobbykamer uit ging bleek dat de led bij het uitschakelen van de spanning, nog heel flauw licht gaf. Dat effect werd veroorzaakt door de restlading van de elco. Die restlading blijft achter omdat de led een bepaalde minimum brandspanning (drempelspanning) heeft. Zodra de spanning op de elco onder die spanning is gedaald, dooft de led. Maar... nu staat er nog steeds een spanning van ongeveer twee á drie volt op de elco, afhankelijk van het type led. En die restspanning laat de witte led ng heel lang flauwtjes branden in de uit-fase.

NE555 2 LED-uitdoven02.gif
Afbeelding: 03
Schema met uitdooftoevoeging T1, C5 en R5
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
 

Daarom werd een weerstand parallel aan de elco gezet om er voor te zorgen dat deze helemaal ontladen werd. Na enig testwerk bleek een waarde van 68k het beste te voldoen. Door het parallel schakelen van elco C4 en weerstand R4, trad een onverwacht neveneffect op; omdat de elco elke keer ontladen word, duurt het, bij het inschakelen van de led, ook telkens een fractie van een seconde totdat de elco weer opgeladen is tot de brandspanning van de led. Dit 'opstarteffect' zien we ook bij een echte gloeilamp van een AKI, die ook niet meteen op volle sterkt brandt. Ofwel, twee vliegen in één klap.

Schakeltransistor

De truc met C4 en R4 kan niet zonder meer bij led D1 toegepast worden omdat D1 rechtstreeks aan de plus van de voeding zit en de onderkant van de led via R2 aan de uitgang van het IC zit (zie schema 01 en 02). Wanneer het IC zijn uitgang (pin 3) op 12 volt= zet, krijgt de buffer-elco aan beide zijden 12 volt. En dan werkt het buffer-schakelingetje, zoals toegepast bij led D2, niet goed.

Led D1 moet daarom via een PNP transistor worden aangesloten (zie schema 03) en de min-zijde van de buffer-elco (C5) aan de min van de voeding. Wanneer het IC zijn uitgang op 0 V zet, krijgt de basis van T1 geen spanning en gaat in geleiding. De elco krijgt nu 12 V en omdat de onderzijde van de buffer-elco aan de min van de voeding zit, wordt deze opgeladen. Wanneer het IC zijn uitgang op 12 V zet, krijgt de basis van T1 een positieve spanning en gaat uit geleiding (de transistor spert). C5 ontlaadt zich nu via D1 en weerstand R2. Na de test met de 5 mm leds werden een paar witte 3 mm leds in het breadboard gestoken.

Gekleurde leds

Uiteraard werden ook een aantal tests uitgevoerd met gekleurde leds. Bij het gebruik van gekleurde 3 of 5 mm leds dient de waarde van C4 en C5 te worden vergroot tot 330 microfarad, 470 microfarad of 680 microfarad (even uitproberen). Door de gekleurde kunststof van de led wordt het licht nogal gedempt. Daarom dient het uitdoven iets trager te verlopen, omdat het uitdoof-effect anders niet, of nauwelijks, is te zien.

Bij de gekleurde leds bleken R4 en R5 niet nodig te zijn, omdat deze leds niet flauwtjes gloeiden in de uit-fase. Bij SMD-leds zit er geen dikke laag kunststof in de weg en is het uitdoof-effect iets beter zichtbaar.

Onderdelenlijst
IC1 NE555 C1 100μ   25 V
T1 BC557 C2   10μ   35 V
P1 500k   instel C3 150n   50 V
R1 4k7 C4 220μ   25 V
R2 1k2 C5 220μ   25 V
R3 1k2 D1/D2 led   wit
R4 68k D3 BAT85
R5 68k
R6 10k
Tabel: 04
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom

De weerstanden zijn allen van het ¼ watt type.

De voedingsspanning

Tijdens het testen is ook gekeken bij welke spanning de schakeling nog goed functioneerde. Gebleken is dat zelfs bij een spanning van 6 V alles prima werkte. Bij de maximale spanning van 15 V deed de schakeling ook nog wat er van verwacht werd. De schakeling is dus bruikbaar in het gebied van 6—15 volt.


Meer informatie

Encyclopedie:
(zie: Cursussen).
Externe websites:
Weerstanden.
Hulpmiddel voor het berekenen van de waarde van de voorschakelweerstand.



Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
Contact met de redactie: Contact met de redactie 

Laatste wijziging: 4 juni 2020 19:54 (CEST)