PR4404 über Solarzelle oder Photodiode schalten

[LEDTester1]

Den PR4404 kann laut Schaltbild über ein PWM Signal gedimmt bzw. geschaltet werden.
Ich möchte die Schaltung für eine Solarlampe nutzen. D.h. sinkt die Spannung der Solarzelle soll der PR4404 einschalten.
Gib es eine einfache Lösung das PMW Signal dementsprechend zu beeinflussen oder ist es sinnvoller den Treiber über ein Relais o. Optokoppler zu schalten?


"The Hold input allows to switch on and off the LED with a digital circuit, such as a
microcontroller or a timer circuit. This can be used e.g. for a PWM brightness control, for blinker circuits and many other
purposes. Mind that no voltage must be applied at the Hold pin, but it must only be pulled down to
Gnd. Only an open collector or open drain output must be connected to Hold!"

[Borax]

Sollte kein Problem sein. Um den PR4404 'aus' zu schalten muss ja nur der Hold-Pin über einen Transistor nach Masse gezogen werden. Nimm einen Darlington-Transistor z.B. BC517 (oder zwei normale in Darlington Schaltung - Kollektor an den Hold-Pin, Emitter an Masse) und mach einen Spannungsteiler mit passenden Widerständen (im 100KOhm Bereich) an die Solarzelle (Mitte Spannungsteiler an die Basis des Darlington). Reichen Dir diese Angaben, oder brauchst Du einen Schaltplan? Falls ja, welche Solarzelle?

[LEDTester1]

Ich habe das mal versucht umzusetzen ... richtig?

Wie soll ich die Widerstände am Spannungteiler dimensionieren?
Wird mir die Darlington Schaltung viel Leistung verbraten?
Gibt es einen effizienteren Weg als den LM317 die Spannung zu regulieren?

[Borax]

Gibt es einen effizienteren Weg als den LM317 die Spannung zu regulieren?

Ja. Mit einem sogenannten Shunt-Regler. Eine Solar-Zelle ist ja zunächst mal eher eine Stromquelle (der Innenwiderstand ist so hoch, dass die Spannung sofort zusammenbricht, wenn man hinreichend Strom raus zieht). So gesehen könntest Du die Solarzelle auch direkt an die (leeren) Akkus anschließen. Das ist/wäre am effizientesten (der gesamte Strom aus der Solarzelle fließt in die Akkus). Problem ist, wenn die Zellen voll sind, wird (bei hinreichend Sonne) weiter geladen... Um das zu verhindern schließt man daher ab diesem Zeitpunkt die Solarzelle kurz. Ich habe hier mal die Schaltung eines 'Solarvollreglers' (KSQ-Regelung für die LEDs, regelbarer Tiefentladeschutz, regelbare 'Dämmerungs-Einschaltschwelle' und Solarregler mit einstellbarer Ladeschlussspannung) vorgestellt: viewtopic.php?p=119214#p119214
Ist aber hier alles auf 12V dimensioniert. Du bräuchtest den ganz linken Teil...

Ich habe das mal versucht umzusetzen ... richtig?

Ja.

Wird mir die Darlington Schaltung viel Leistung verbraten?

Nein. Ein paar µA Im Vergleich zur LM317 Laderegelung ist das nichts.

Wie soll ich die Widerstände am Spannungteiler dimensionieren?

Der Darlington schaltet bei etwa 1.3V. Du willst vmtl. Einschalten wenn aus der Solarzelle weniger als 2.5V raus kommen. Also z.B. oberer Widerstand 220K und unterer Widerstand 270K.

[LEDTester1]

Erstmal herzlichen Dank für deine Hilfe, da kann ich ja gleich loslegen ...

Das direkt Anschließen der Solarzelle habe ich auch schon gemacht, leider ist der Akku an einem langen Sommertag zu früh voll.
Diese (http://www.conrad.de/ce/de/product/1800 ... nnung-27-V) Z-Diode direkt anschießen geht wahrscheinlich nicht, richtig? Mit dieser Power-Z-Diode (Bild) sollte es aber gehen?!

[Borax]

Mit dem Bild kann ich nichts anfangen...
Ich würde sagen, Du nimmst entweder die von mir angesprochene Shunt-Regler Schaltung, oder Du bleibst bei der 317 Lösung.

[LEDTester1]

Der TL431 (Shunt-Regler) aus deiner Schaltung nutzt (wenn ich das richtig verstanden habe) das Prinzip der Zenerdiode, bzw. der Power-Zenerdiode (http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap3/Kapitel3.html)
Da ich nur eine feste Spannung brauche lasse ich mal den Poti weg und hoffe mal ich habe meine Widerstände richtig berechnet.
Danke für die super Hinweise

[Borax]

Schon richtig. Aber der TL431 ist um Klassen genauer als eine Standard-Zener-Diode.

[LEDTester1]

Die Laderegelung funktioniert! Ich habe einen 5k Poti eingebaut mit dem ich von 2,7 - 3,3 Volt einstellen kann.

Die Abschaltung über den BC517 geht leider noch nicht. Ich habe gestern an der Solarzelle die Spannung gemessen für den Ein-, bzw Ausschaltzeitpunkt. Bei 0,4 Volt und darüber sollte der BC517 durch- und der Teiber ausschalten. Fällt die Spannung unter 0,4 Volt soll der Treiber einschalten.
Momentan schaltet der Teiber nie ab, selbst wenn ich den oberen oder den unteren Widerstand überbrücke!

[Beatbuzzer]

Bei 0,4 Volt und darüber sollte der BC517 durch- und der Teiber ausschalten. Fällt die Spannung unter 0,4 Volt soll der Treiber einschalten.

Das geht schon allein aus dem Grund nicht, dass der BC517 deutlich über 1V Basisspannung braucht, damit er überhaupt mal das leiten anfängt (Darlington-Nachteil). Ein standard BC547C lässt sich für 0,6-0,7V überreden.
Weiterhin ist es fraglich, ob ein Darlington den Hold-Pin weit genug nach GND ziehen kann, denn über der CE-Strecke fällt auch nochmal etwa 0,7-1V ab (weiterer Darlington-Nachteil). Da käme ein BC547C mit <100mV aus.

[LEDTester1]

Wenn du mir noch sagen kannst wie ich die Widerstände für den BC547C dimensionieren muss ...
Falls der Treiber erst einige mV später startet, dann wäre das auch kein Beinbruch.

[Beatbuzzer]

Ich hab eine Solarlampen-Schaltung im Einsatz, welche nach dem gleichen Prinzip über die Solarzellenspannung schaltet.
Dort habe ich mir den Widerstand von Basis zu GND gespart. Der Widerstand nach Vcc ungefähr so, dass nicht zuviel Strom durch den Transistor verschwendet wird, er aber gleichzeitig gut genug schaltet.
Ich hab im Datenblatt nichts gefunden, was der Hold-Pin so benötigt. Probiers mit 47k und dann vergrößer ihn solange wie es noch gut funktioniert.

[LEDTester1]

Danke, werd´s probieren!

[Borax]

Bei 0,4 Volt und darüber sollte der BC517 durch- und der Teiber ausschalten.

Wenn ich das vorher gewusst hätte, dann hätte ich natürlich keinen Darlington empfohlen...

Ich hab im Datenblatt nichts gefunden, was der Hold-Pin so benötigt.

Vermutlich weniger als 1mA. Also müsste ein Basisstrom von 5µA locker reichen.

[LEDTester1]

Das der Treiber erst bei einer so geringen Spannung abschalten soll ist mir auch erst später klar geworden.
Habe eben bei Conrad dummerweise den BC 547 "B" gekauft, nicht die "C" Version. Mit der BC547B geht es schon mal nicht!
Hier noch der aktuelle Schaltplan

[Borax]

Mit der BC547B geht es schon mal nicht!

Kannst Du das ein wenig näher 'spezifizieren'? Schaltet der überhaupt nicht, oder zu spät oder wie?
Auf 0.4V runter geht leider mit einem normalen Transistor nicht. Da bräuchte man schon mehrere oder einen Low-Power OP (z.B. MCP 6401).

ABER...
Ich habe jetzt doch mal in das Datenblatt geschaut. Und das gefällt mir für den anvisierten Zweck nicht wirklich:

Due to the remaining quiescent current this feature is not recommended for soft-switching
battery-operated lamps on and off.

So gesehen vielleicht doch besser den PR4404 über einen Mosfet schalten. Aber wenn Dich der Verlust von 2-3mA quiescent current nicht stört, dann müsste es durchaus mit dem BC547B (wie im obigen Schaltplan) auch gehen. Schaltschwelle sollte bei ca. 0.65V liegen.
[EDIT]
Wenn ich so drüber nachdenke, dann sollte es eigentlich nicht so sehr stören - wenn der Ladestrom nicht mind. 50mA beträgt, dann bekommst Du die Akkus sowieso nicht voll und dann sind es ja nur 5% Verlust.

[LEDTester1]

Ich habe zuerst wie im Schaltpaln den BC547 mit 47kOhm eingebaut, keine Abschaltung.
Beim Überbrücken des Widerstands wurde LED minnimal dunkler.
Dann habe ich den Akku weggelassen, keine Abschaltung.
Mit Solarstrom (ohne Akku) und mit Überbrückung schaltet der Treiber ab!
Allerdings musste der Widerstand nur etwa 100Ohmig sein um den Treiber (auf ca. Halblast) zu starten.

Bis ich mich irgendwann mit einem "Mosfet" beschäftigen werde, wäre ein 5 % Verlust i.O.

[Borax]

Allerdings musste der Widerstand nur etwa 100Ohmig sein um den Treiber (auf ca. Halblast) zu starten.

Versteh ich nicht. Das würde ja heißen, der Hold Pin braucht auch noch einige (viele) mA...
Kannst Du mal mit ein paar Widerständen testen (ca. 100Ohm -> 100k zwischen Hold und Masse) ab wann der Treiber wirklich ausschaltet?
Und dann noch ein Messgerät dran halten (2V Spannungsbereich), damit wir mal wissen wie sich dieser Hold Pin eigentlich verhält (es steht ja wie Beatbuzzer schon angemerkt hat nichts dazu im Datenblatt)...

[LEDTester1]

Zitat PR4404: Mind that no voltage must be applied at the Hold pin, but it must only be pulled down to Gnd.

[Beatbuzzer]

Zitat PR4404: Mind that no voltage must be applied at the Hold pin, but it must only be pulled down to Gnd.

Das ist aber nur warmes Gerede und keine Zahlen. Der Hold-Pin wird intern über einen Pullup auf die Betriebsspannung oder eine Referenzspannung gezogen werden, soviel ist klar.
Interessant ist jetzt aber, welche Dimension dieser Pullup hat. Und das lässt sich erahnen, wenn man mal mit ein paar verschiedenen Widerständen nach Masse arbeitet und dabei die abfallende Spannung misst.

[LEDTester1]

Ich lese hier gerade noch etwas zum 'OC' dem 'Open-Collector-Ausgang': http://www.elektronik-kompendium.de/sit ... 206121.htm

Der Open-Collector (OC) ist der unbeschaltete Kollektor-Anschluss eines Transistors am Ausgang eines integrierten Schaltkreises (IC).

Von der Schaltung her, ist ein der Open-Collector ein NPN-Transistor, dessen Emitter auf Masse liegt und der Kollektor als Ausgang dient. Der Kollektor des Transistors wird dabei ohne weitere innere Beschaltung an den Ausgang des integrierten Schaltkreises geführt. Dadurch ist es möglich, den Ausgang des integrierten Schaltkreises ohne weitere Beschaltung auf Masse zu ziehen. Ist der Transistor nicht durchgesteuert, ist der Ausgang hochohmig. Spannung liegt keine an.

Soll der Open-Collector-Ausgang wie ein normaler Ausgang mit Spannungspotential funktionieren, dann muss der Open-Collector-Ausgang mit einem Pullup-Widerstand beschaltet werden

[Beatbuzzer]

Ich lese hier gerade noch etwas zum 'OC' dem 'Open-Collector-Ausgang': http://www.elektronik-kompendium.de/sit ... 206121.htm

Das ist das Prinzip, was hier bei dir angewendet werden soll.
Aber ich weiss nicht, was du uns damit jetzt sagen möchtest .
Hast du noch ne Frage, oder war das jetzt nur so zur Erläuterung?

[LEDTester1]

Könnte man, wie hier beschrieben, den HoldPin statt auf Masse mit diesem Pullup-Widerstand auf Vcc ziehen?

Wie gesagt, bei angeschlossenem Akku tut sich auch bei Überbrückung nichts ...

[Beatbuzzer]

Könnte man, wie hier beschrieben, den HoldPin statt auf Masse mit diesem Pullup-Widerstand auf Vcc ziehen?

Wie gesagt, bei angeschlossenem Akku tut sich auch bei Überbrückung nichts ...

Also nur nochmal zur Klarstellung: Das Solarmodul ist zwingend erforderlich und muss auch ausreichend beleuchtet sein. Sonst ist eine Abschaltung nicht möglich. Das Solarmodul liefert schließlich die Spannung für den Transistor.

Wenn du den Hold-Pin noch zusätzlich auf Vcc ziehst, hast du nichts gewonnen. Du willst den Treiber doch aus haben. Dieser Pull-Up ist schon intern im PR4404 verbaut.

[LEDTester1]

Trotz des trüben Wetters bin ich bei 2 V aus der Solarzelle.
Ich habe jezt mal zwischen Basis und Vin gemessen: (1V /2,4mA) da müsste der BC547 doch durchschalten ...

Edit:
Er schaltet durch! Selbst bei 0,7 V aus der Solarzelle wird C-E leitend!
Vielleicht ist der Treiber schon defekt ...