Re: Schaltung für IR Lichtschranke IR471F - Meßergebnisse

Knolles ELEKTRONIK Forum

Geschrieben von Theodor Wadelow am 20. Juli 2020 00:04:13:

Als Antwort auf: Re: Schaltung für IR Lichtschranke IR471F - Meßergebnisse geschrieben von Rainer am 18. Juli 2020 12:11:55:

Hallo Rainer,

Da funktioniert was nicht wie gewünscht. Die wichtige LED ist die rote LED am Ausgang des ICs.
Die grüne LED ist dem nur mit dem FET als Inverter nachgeschaltet und quasi unabhängig.

a) Bist Du mit der richtung der IC-Pins 100% richtig und sicher.
Nicht daß da das IC rückwärts in der Schaltung ist und wir uns hier wundern.

> Heute habe ich mal alles was Messbar war gemessen unten die Ergebnisse:
Sehr umfangreich. Einen Großteil der Messungen hättest Du dir sparen könen, aber ich will Dir troztdem erläutern was Du da eigenlich misst. Nochmal der Schaltplan:

(Hier klicken für großes Bild)

> BS 170:
> Drain – Source U =0V
Der BS170 leitet Strom. Der FET ist an und hat ca. 6 Ohm Innenwierstand.
> S – Gate U = 3,5V
Source-Gate. Die wichtige Steuerspannung. Bei (genauer Wert siehe Datenblatt) mehr als 2 Volt solte er FET leiten, darunter sperren. Der gemessene Wert passt zu UD-S, oben.
> Drain – Gate = 3,5 V
Leitender FET. Drain ist auch bei 0V. Ob man da D-G oder S-G misst, ist egal.

> I Drain =3,45mA bei Unterbrechung ist die Grüne LED aus
> I Source = 3,4 mA bei Unterbrechung ist die Grüne LED aus
> I Gate =0
Es ist ein FET. Kein Gatestrom im Betrieb erforderlich.
>I gesamt = 9,8 mA
Ahem, nein. Der eine Strom geht in das Bauteil, der andere heraus. Wenn Du 10 Lister Wasser aus der Wasserletung nimmst und in den Abluss gießt, wo Du so 10 Liter Abwasser produzierst, dann hat Du ja auch nur 10 Liter "umgesetzt" und nicht 20 Liter!

> U gesamt =5 V
Die Betriebsspannung, nehme ich an. Plangemäß 5V. Gut.

> IR LED:
> A Strom =3,2mA
Au wei, schwierig zu interpretieren. Dieser Strom ist gepulst und sollte im Puls bei ca. 70ma liegen und ohne Puls bei 0mA.
Theoretisch könntem man aus dem Tastverhältnis von nominal 8µs / 130 µs × 70mA einen gemittelten Strom von 3.38mA erwarten, aber was das Multimeter daraus mißt ist
nicht klar. Multimeter sind im DC-Bereich für Gleichbleibende Ströme gedacht, nicht für gepulste Ströme. Für eine zuverlässige Aussage müßtest Du hier schon mit einem Oszilloskop messen.

> A- K Spannung =0,55V
Ohne Aussagekraft, ähnliches Problem wie der Strom.

> IC:
> Strom Pin 1= schwankend zw. 7,2 – 7,5mA
Versorgungsstrom. Datenblatt sagt 3,5 — 7,0 mA nominal. Ist das mit oder ohne LED gemessen? Wenn da die LED mitgemessen wurde, wäre das perfekt.

>Strom Pin 2 =0
Ja, der schaltet nicht durch. Das implizierten schon deine Tests.

>Pin 3 =6,3mA
Strom am Gnd-Pin. Bitte vorsicht beim Messen, einige ICs quittieren den Verlust es Gnd-Pins mit Tod. Das kann schnell passieren z.B. wenn man bei eingschalteter Versorgungsspannugn das Multimeter abklemmt bzw. von den Kontakten abrutscht.

> Pin 4 =3,3 mA
Das ist der LED-Stom, siehe oben.

>IC - Spannungen,
>Pin 1 – Pin 3 =5V
Versiorgung. OK.

> Pin 2 – Pin 3 =3,5V
Ausgang. Schaltet nicht gegen Masse. Sonst würde die rote LED leuchten.

>Pin 4 – Pin 3 = 4,2 V
Gepulste Spannung am Schaltausgang für die LED. Ohne Aussagekraft.

>LED Rot:
> I Anode =0
Die LED ist aus, der IC schaltet ja schon nicht durch. So muß es sein.

> U A-K = 0,4 V
Passt zu I A-K… wobei warte ... Vom IC aus können wir von Pin3 (Gnd) nach Pin 2 (Uout) gehen. Oben hast Du da 3.5V gemessen.
Daran hängt auch das Gate vom BS170, der wie erwartet durchschaltet. Soweit Gut. Nun kommt die rote LED und dan ein Widerstand von 180 Ohm gegen +5V.
Wie kann Pin 2 an 3,5V hängen und durch LED + Widerstand 0mA fließen wobei an der LED 0,4V abfallen ? Das wären zusammen nur 3,9V; das geht nicht.

Bitte miß nochmal gegen Masse (Pin 3 des ICs):
a) Pin2
b) Kathode rote LED
c) Anode rote LED
d) LED-seite Widerstand
e) +5-seite des Widerstands.
f) den Wert des Widerstands, am besten in ausgebautem Zustand.


> LED Grün:
> I Anode =3,4 mA
> U A-K =2,5V
Ok. Eine relativ hohe Spannung für eine rote LED. Aber ok.
Lustig: An LED + Widerstand müssen 5V abfallen. UDrain des FETs waren 0V, siehe oben. An der LED sind 2,5 V abgefallen, bleiben 2,5V für den Widerstand.
2,5V / 3.4mA = 735 Ohm. :-)

> Bei der Grünen Anzeige LED habe ich einen R-vor von 720 Ohm eingebaut.
BINGO! Alles Gut. Rechnung und Messwert passen gut zusammen. Die grüne LED verhält sich lehrbuchgemäß.

>Bei der Roten 180 Ohm
Ganz schön wenig Widerstand, verglichen mit den 720 Ohm für die rote LED. Aber völlig akzeptabel. das IC soll 50mA im Ausgang treiben können.

Teste bitte:
a) Bei eingeschalteter Schaltung, verbinde Pin3 mit Pin2. Das sollte für das IC nicht schädlcih sein, denn sein Ausgang sollte ein Open Collector sein.
Jetzt sollte die Rote LED angehen und die grüne LED ausgehen.

b) Hast du ein Hany mit Kamerafunktion?
Gucke mal mit der Handkamera frontal in die IR-LED, im eingeschalteten Zustand. Zeigt das Handy ein (blass-bläuiches) Leuchten der LED?
Dann funktioniert ie IR-Sendeseite.

c) Lege parallel zu Pin 1-3 des ICs, direkt am IC nochmal eine 330nF Kondensator. Vielleicht hilft das bischen mehr an Stabilität ja dem Detektor.

d) Halt die LED so , daß sie mit Abstand 0 in das Fenster des ICs leuchtet. Veruche auch die "andere" Seite des ICs. Ich habe den IS471 selber noch nicht in der Hand gehabt, daher kann ich nichts dazu sagen wo der sensitiv ist. Aber Du hast Kabel an der LED, so daß Du jeden Blickwinkel ausprobieren kannst. Am besten versuchst du das in einem leicht abgedunkelten Raum bei Tageslicht, d.h. ohne jegliches Flimmern von z.B. LED-Lampen oder Leuchtstoffröhren.

e) Hast Du andere IR-LEDs zum Testen? vielleicht haben deine IR-Leds die falsche Wellenlänge (soll: 940nm)? Hattest du die zusammen mit den IS471 als Set bekommen?

Keine Ahnung was das Problem ist, aber wir bleiben am Ball.

-Theo

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