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---in Vorbereitung, nur angetestet!---

(Schaltplan, Stückliste und Layout ändern sich möglicherweise noch)

 

Step-Down-Regler für Akkus

m. LED-Anzeige u. Unterspannungsabschaltung 

                  a) mit 4-fach LED-Anzeige für Akku-Spannung

                  b) mit Unterspannungs-Abschaltung

                  c) mit einstellbaren Schaltschwellen für Anzeige- u. Abschaltschwelle

                  d) mit einstellbarer Ausgangsspannung

 

Eingangsspannung etwa 11 bis 15 Volt.

Ausgangsstrom bis 3 Ampere

Ausgangsspannung einstellbar, Interessenten mögen sich das Datenblatt des LM2576ADJ beschaffen.

 

Kurzbeschreibung:

Die Schaltung besteht aus einem Timer, dessen Laufzeit zwischen Sekunden und Tagen am Codierschalter einstellbar ist. Nach Ablauf der eingestellten Zeit schaltet er die gesamte Schaltung ab. Unabhängig davon kann jederzeit mit RESET = S2 abgeschaltet werden. Um Tiefentladung des Akkus zu vermeiden, wird eine Unterspannungsschwelle eingestellt. Bei Unterschreiten der eingestellten Unterspannungsschwelle schaltet die gesamte Schaltung ab und kann erst nach Anstieg der Akkuspannung (Aufladen) mit SET = S1 neu gestartet werden. 

Die Schaltung enthält extern über Flachbandkabel und Wannenstecker angeschlossen eine Akkuzustands-Anzeige mit 4 LEDs. Rot, Gelb, Grün, Blau. Bei voller Akku-Spannung  leuchten alle 4 LEDs. Bei Absinken erlöscht zuerst die blaue LED, dann die grüne, danach die gelbe LED und zum Schluß die rote LED. (Damit erfolgt auch gleichzeitig die Unterspannungsabschaltung.)

Das Einstellen der Timer-Laufzeit und die verschiedenen Laufzeiten bei den unterschiedlichen Einstellungen mit dem Codierschalter wird auf dieser Webseite in einer anderen Schaltung beschrieben. Man lese dazu ergänzend auch die Seite "Codierschalter".

Kurz- u. Langzeit-Timer (m. MOS 4536)

Codierschalter

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Schaltplan und Layout

Schaltplan und Layout können hier heruntergeladen werden. Zum Öffnen und Ausdrucken ist der "Viewer für sPlan 6.0 und Sprint-Layout 5.0" vom Software-Hersteller ABACOM Ingenieurgesellschaft erforderlich. (kostenloser Download, Adresse findet sich leicht über Google.de) 

Download Schaltplan

Download Platinenlayout

 

 

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Der Codierschalter kann als Dip-Schalter oder als Dreh-Codierschalter (Typ 4 + 1 Pin) eingesetzt werden. Die Platine gestattet beides. Empfohlen wird der Dreh-Codierschalter. (siehe Stückliste) Andere Dreh-Codierschalter (3 + 3 Pin) sind ungeeignet.

 

Trimmer P1 bis P7 können sowohl als Spindeltrimmer Typ 64W, als auch in Ausführung Miniatur-Trimmer Piher PT6-L verwandt werden. Die Platine gestattet beides. Es wird jedoch empfohlen, nur P1 als Spindeltrimmer zu verwenden. P2 - P7 hingegen als Miniatur-Trimmer. (siehe Stückliste) Das vereinfacht die Handhabung und Einstellung erheblich und ist genügend präzise. (eventuell P7 als Spindeltrimmer Typ 64W, dann jedoch besser 5 k oder 10 k)

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Schaltplan

 

 

 

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Stückliste

 

 

 

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Layout

 

 

 

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Bestückung

 

 

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Bedienung/Einstellung

 

 

 

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Einstellung-Beschreibung

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Einstellen Timer

 

Jmp1 gesteckt

P1 links bis Ende, dann 14 volle Umdrehungen rechts herum

P2 links bis Ende

Dreh-Codierschalter auf 0

Am Spannungseingang (U-IN) stabilisierte Spannung 12 - 15 V anschließen.

 

SET drücken und LED muß leuchten.

An P1 (möglichst mit der Stoppuhr) eine Timerzeit von genau 56 Sekunden einstellen.

"rechts herum = länger", "links herum = kürzer" (1 volle Umdrehung am Spindeltrimmer P1 = ca. 2 Sekunden.)

 

Hinweis: Die Timerzeit läuft erst ab Loslassen bzw. Öffnen des Tasters SET.

 

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Einstellen U-Ref.

 

Jmp1 gesteckt

 

An P2 wird U-Ref. durch Rechtsdrehen auf 7,5V eingestellt. (Messpunkte z.B. am IC3, Pin11 = Minus, Pin2 = Plus U-Ref.) 

 

Einstellen der LED-Schaltschwellen

Bei richtig eingestellten Trimmern, sollen bei 15 V alle LEDs 1 - 4 leuchten. Bei abfallender Akku-Spannung soll nacheinander die blaue (LED4), dann die grüne (LED3), danach die gelbe (LED2) und zuletzt die rote (LED1) erlöschen.

 

(Unterster Spannungswert für LED1 ist zugleich "Abschaltspannung". Erlischt im späteren Betrieb bei exakt eingestellten Trimmern die LED1 (rot), soll das Gerät automatisch abschalten und kann erst wieder bei gestiegener Spannung durch Neustart aktiviert werden.)

 

Angenommen, das Gerät soll bei Absinken der Akkuspannung auf 10,0 V abschalten.

 

LED1 (rot) einstellen:

Trimmer P3 rechts bis Ende. Stabilisierte Eingangsspannung auf exakt 10,0 V einstellen. Starten mit S1. LED-Timer und LED1 müssen leuchten. Trimmer P3 links drehen, bis LEDs erlöschen. Damit hat sich das Gerät abgeschaltet, bzw. die Abschaltspannung ist auf 10 V eingestellt.

 

LED2 (gelb) einstellen:

Angenommen, LED2 soll ab 11,0 V leuchten. Trimmer P4 rechts drehen.

Eingangsspannung auf exakt 11,0 V einstellen. Starten mit S1. Trimmer P4 soweit links

drehen, bis LED2 leuchtet.

 

LED3 (grün) einstellen:

Angenommen, LED3 soll ab 12,0 V leuchten. Trimmer P5 rechts drehen.

Eingangsspannung auf exakt 11,0 V einstellen. Starten mit S1. Trimmer P5 soweit links drehen, bis LED3 leuchtet.

 

LED4 (blau) einstellen:

Angenommen, LED4 soll ab 13,0 V leuchten. Trimmer P6 rechts drehen.

Eingangsspannung auf exakt 13,0 v einstellen. Starten mit S1. Trimmer P6 soweit links drehen, bis LED4 leuchtet.

 

Damit sind alle Einstellungen der LED-Anzeige eingestellt.

 

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Unterspannungsabschaltung:

Die Unterspannungsabschaltung ist mit der Einstellung der LED1 bereits abgeschlossen.

Bei obiger Einstellung (U-Ref. 7,5V) und LED1 auf 10,0 V läßt sich die Schaltung erst ab Eingangsspannung U-IN 10,0 V (oder höher) starten. Fällt U-IN unter 10,0 V, geht die Schaltung in Standby. (Standby-Stromaufnahme nur ca. 10µA)  Die Abschaltung kann unabhängig davon jederzeit während des Betriebes auch mit RES ausgelöst werden.

 

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Arbeitsweise der Unterspannungsabschaltung:

An Pin1 (IC1) liegt über R11 Plus an und würde die Schaltung somit generell immer abschalten. Der Komparator1 (IC3) schaltet nach dem Start jedoch nicht nur LED1, sondern zugleich über R12 Plus-Spannung auf Basis von T2. Dadurch schaltet T2 Minus auf Pin1 (IC1) und eliminiert die dort über R11 anliegende "positive Abschaltspannung". Sinkt nun U-IN unter die Einschaltspannung der LED1 (10,0 V), schaltet Komparator1 diese ab und sperrt außerdem T2. Somit wird die "positive Abschaltspannung", die über R11 an Pin1 (IC1) anliegt, umgehend aktiv und die Abschaltung wird ohne Verzögerung ausgelöst.

Ein neuer Start des Timers ist erst wieder möglich, wenn U-IN auf 10,0 V oder höher steigt.

(durch Aufladen des Akkus)

 

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Einstellen U-OUT

Die Ausgangsspannung des Step-Down-Schaltreglers wird an P7 auf 9V eingestellt. Sie bleibt auch bei Maximalbelastung bis 3 A konstant. Sie sinkt allerdings etwas ab, wenn die Akkuspannung auf unter 11 V abfällt.

 

 

 

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Impressum:

© September/2003 by HANS-DIETER TEUTEBERG •  hans-dieter.teuteberg@t-online.de

 Illustrationen
  © H.D.T.