Kerstlampjes (LED) aansturen met NE555

[sjirafje]

Ik heb vorig jaar een snoer kerstlampjes gekocht met een batterij doosje. Het idee was toe om dat doosje af te knippen en de lampjes middels een usb-lader van stroom te voorzien, maar ben er nooit aan toegekomen. Nu wil ik de lampjes in een boompje gebruiken maar blijk het doosje allerlei irritante knipper-standen te hebben en ook nog eens een ingebouwde (niet uitschakelbare!) timer van 6 uur aan-18 uur uit te hebben, waardoor de lampjes maar een halve dag aan staan. Je kunt ze dan wel weer handmatig aan zetten (eerst door alle knipper standen heen klikken) maar na 6 uur gaat hij weer uit. Tot overmaat van ramp zitten de ledjes ook nog eens om en om aangesloten, waardoor altijd maar 1 helft van de ledjes echt brand.



Nu heb ik het vermoeden dat ik dit met een arduino icm PWM wel zou moeten kunnen oplossen maar een arduino is naar mijn idee eigenlijk overkill. Ik wil daarom eigenlijk met simpele componentjes een circuitje maken waarmee ik de ledjes kan aansturen.

Ik heb daarom met onderstaande schema een NE555 gebruikt om een +/-1,3 khz blokgolf met een dutycycle van ca 50% te maken.

Door de maat van de condensator anders te kiezen is de frequentie aan te passen.


Met behulp van onderstaande schema heb ik een NOT-gate/inverter gemaakt om een 2e blokgolf te maken.


Het idee was om hiermee 2 pnp en 2 npn transistors aan te sturen om zo om en om de ledjes te laten branden met een frequentie snel genoeg zodat het lijkt alsof ze allemaal continu branden. Na alles in een breadboard geprikt te hebben lukt het me wel om 2 ledjes om en om te laten knipperen, maar vervolgens gaat het mis wanneer ik de transistors wil aansturen. Ik kan maar een paar transistors aansluiten (de helft van de ledjes werkt dan) maar zodra ik het andere paar aansluit werkt de schakeling niet meer. Het maakt niet uit welk van de 2 paar ik aansluit, sluit ik het ene paar aan dan werkt de ene helft van de ledjes, sluit ik het andere paar aan dan werkt de andere helft.



Kan iemand aangeven wat ik fout doe? Pak ik het helemaal op de verkeerde manier aan?
Heb ik een heel ander schema nodig om een snel wisselende polariteit de produceren?

Ik heb helaas maar een beperkte kennis van elektronica. Ik heb de beschikking over een simpele 1-kanaals oscilloscoop en een eenvoudige multimeter. Daarnaast heb ik een kleine selectie weerstanden, diodes en condensators en enkele transistors en mosfet's in huis.

[Brahiewahiewa]

Geef FF in je tekening aan hoe je de transistors precies hebt aangesloten. Welke zijn PNP, welke zijn NPN en waar zitten de emitters?

[wouter.N]

Waarom niet voor 50 cent een ATtiny gebruiken? Dan kan je de duty-cycle heel gemakkelijk tunen tot het perfect is.

[memphis]

Je kunt ook gewoon een AC trafo pakken....

Maar welke transistoren heb je gebruikt?

[Septillion]

Inderdaad even aanvullen met hoe aangesloten (pijltjes in je transistors tekenen) en de componentwaardes aanvullen. Zou me niets verbazen als je last hebt dat tegenovergestelde transistor nog niet volledig uit is als je schakelt.

[sjirafje]

Dank voor de reacties.

Ik heb geen ervaring met ATtiny en ik heb ze ook niet in huis. Daarnaast lijkt het mij dat het toch zou moeten kunnen zonder microcontroller te gebruiken?

Met een AC trafo zouden de lampjes toch met 50Hz knipperen? Is dat niet te langzaam om te laten lijken alsof ze continu branden?

Ik ga mijn schakeling op het breadbord even nalopen en dan opnieuw optekenen. De gebruikte transistors zijn de BC557 en BC547 (andere heb ik niet). Ik heb nog even gekeken welke mosfet's ik in huis heb, maar dat zijn allemaal npn variant.

[memphis]

N-channel variant zal je bedoelen...

Maar die torren kunnen maar 100mA aan, trek je niet te veel met je ledslang?

[sjirafje]

Klopt n-channel. Ik heb de boel nog niet op het ledsnoer aangesloten, ik heb een rijtje van 10 ledjes om en om in het breadboard geprikt om mee te testen.

[sjirafje]

Ik heb de weerstand voor de BC547 die aan de 2e blokgolf zit verwijderd en nu werkt het wel:

[3xhaas]

Mooi dat het werkt. Voor meer informatie kun je naar een H-brug zoeken. Want dat heb je in weze gemaakt.
Er zijn ook volle of halve h-brug ic's te vinden die alles voor je afvangen en je direct digitaal kunt aansturen.
Waarschijnlijk had je eerste last van de spanningsval op je high side transitor en omdat je low side transistor de stroom blijft beperken gaat de high side nu niet stuk en wordt hij verder opengestuurd waardoor de schakeling wel werkt.

[Sine]

De uitgang van een 555 is al een halve H-brug, in principe hoef je enkel de andere helft nog maar te maken met een paar torretjes.

[Septillion]

@sjirafje Voor de lerende factor, zou je als nog een compleet schema hier willen plaatsen? Dus deze keer incl waardes en de pijltjes in de transistors.

[sjirafje]

Ik heb het circuitje op het breadboard aangesloten op de kerstlampjes en dat werkte ook gewoon. Ik besloot daarna om de boel op een printplaatje te solderen maar dan werkt het helaas niet meer. Het printje wil ook meer dan de ingestelde 140ma gebruiken dus er gaat duidelijk iets mis. Helaas gaat het trouble shooting wat lastig zonder echte oscilloscoop.

Sine schreef op zondag 27 december 2020 @ 12:12:
De uitgang van een 555 is al een halve H-brug, in principe hoef je enkel de andere helft nog maar te maken met een paar torretjes.

Dat begrijp ik niet, zeg je daar mee dat mijn schema uitgebreider is dan nodig? Zo ja, wat kan ik aanpassen?

[Sine]

@sjirafje
Ja, je hoeft enkel maar een geinverteerd signaal te maken van pen3, de leds komen dan tussen dat signaal en pen3

Je kunt zelfs nog wat meer trucks uithalen, als je de uitgang (pen3) ook gebruikt voor je timing (in plaats van discharge pen7) heb je altijd een 50% blokgolf

En die pen 7 kun je dan weer als uitgang gebruiken (die wordt naar massa getrokken als pen3 laag is)



En als je helemaal niet met losse torren wilt pielen kan zelfs dit nog:



Dat is goed tot 200mA

Freubelen met een 555, altijd leuk

[ Voor 98% gewijzigd door Sine op 27-12-2020 15:43 ]

[Septillion]

sjirafje schreef op zondag 27 december 2020 @ 14:49:
Helaas gaat het trouble shooting wat lastig zonder echte oscilloscoop schema.

[sjirafje]

Het led snoer gebruikt 0.024A ( 2.7V ) per helft. Het is essentieel dat de uiteindelijke schakeling op 5V werkt.

Septillion schreef op zondag 27 december 2020 @ 15:59:
[...]

Mijn excuses ik had hem wel opnieuw getekend maar was vergeten hem te plaatsen

Sine schreef op zondag 27 december 2020 @ 15:00:
@sjirafje
Ja, je hoeft enkel maar een geinverteerd signaal te maken van pen3, de leds komen dan tussen dat signaal en pen3

Je kunt zelfs nog wat meer trucks uithalen, als je de uitgang (pen3) ook gebruikt voor je timing (in plaats van discharge pen7) heb je altijd een 50% blokgolf

En die pen 7 kun je dan weer als uitgang gebruiken (die wordt naar massa getrokken als pen3 laag is)

[Afbeelding]

En als je helemaal niet met losse torren wilt pielen kan zelfs dit nog:

[Afbeelding]

Dat is goed tot 200mA

Freubelen met een 555, altijd leuk

De schakelingen die je geplaatst hebt zien er interessant uit.
Ik ga nog even proberen of mijn printje nog te redden is. Als dat niet het geval is wil ik in elk geval de variant met 2 555's uitproberen.

[Fish]

ja of gewoon op een wisselpanningbron aansluiten? of maak ik het dan te makkelijk ?

[Septillion]

@sjirafje Dank! Ik zie het wel met een knipoog maar ik bedoelde wel serieus dat het een must is met debuggen. Goed om te zien dat je een betere gemaakt hebt.

Een probleem van je schema is de zwakke pull up voor blokgolf 2 (R4). Hierdoor is de base weerstand van voor Q_RO^* effectief R4 + R5 = 11k. Om de boel weer symetrisch te maken qua sturing kan je R4 vervangen door een 1k en R5 weglaten. Q_invert trekt dan de base van Q_RO hard naar GND maar dan loopt er toch geen stroom. Staat Q_invert uit dan ligt de base van Q_RO aan 5V via een 1k net als de andere.

Het idee van @Sine om de uitgang van de 555 direct te gebruiken is wel slim. Ik zou alleen zelf niet high side switchen met een NPN en low side met een PNP, dan mis je gelijk 1,2V-1,4V (= 2x V_BE). Volgens mij als je gewoon een halve brug maakt met NPN low en PNP high is deze vanzelf al inverterend en kan je dus de bases daarvan via weerstanden direct ook aan de uitgang van de 555 hangen. Dat scheelt je dan gelijk Q3 Q4 (whutt ).

555 als halve brug gebruiken is ook een mooie truc


* Rechts Onder

[Sine]

@Septillion
Eeh, de torren omdraaien kan ... maar als je ze vanaf het zelfe signaal gaat sturen heb je altijd een overgangsgebied waarbij ze beiden in geleiding zijn.
Dat is nogal nasty

@Fish
Jep, dat kan.
Alleen op 50Hz met een duty cycle van 50% is dat een knipperfestijn.

[ Voor 22% gewijzigd door Sine op 28-12-2020 11:29 ]

[Septillion]

@Sine Dat is ook wel weer zo. Maar ik weet niet of hij zomaar 1,5V weg kan gooien. En met deze lage belastingen en BJT's verwacht ik dat de burg niet te lang in limbo is om echt problemen te geven. Maar kan het altijd mis hebben

En inderdaad, 50Hz, auw auw auw auw!

[ Voor 7% gewijzigd door Septillion op 28-12-2020 11:33 ]

[sjirafje]

Deze oplossing lijkt het te worden:

Sine schreef op zondag 27 december 2020 @ 15:00:
@sjirafje
Ja, je hoeft enkel maar een geinverteerd signaal te maken van pen3, de leds komen dan tussen dat signaal en pen3
[...]

Ik heb de losse transistors en bijbehorende weerstanden verwijderd en R4 vervangen door een 220 Ohm weerstand en de ledjes tussen de uitgangen blokgolf 1 en 2 aangesloten (wel een 46 Ohm weerstand op uitgang blokgolf 1 om de stroom te beperken)

De lampjes branden nu een klein uurtje op een powerbank en tot zo ver lijkt het goed te gaan. Het verbruik van 0,17W (0,0335A bij 5V) is alleen wel te laag voor slimme usb-laders en powerbanks die schakelen na een paar seconden uit

Nu nog een doosje voor om het printplaatje printen en de kerstlampjes kunnen weer voor een jaar in de kast