Wecker Leuchtanzeige

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JT's energiesparender Netz-Wecker

Mein Vorschlag: für eine energieeffiziente Uhr mit roter Led Anzeige, ausgeklügelte 1-Tastenbedienung - und einer Leistungsaufnahme von weniger als 0,25 Watt/Neon. Uhr wecker mit beleuchtetem Display wurde von den einschlägigen Stampfern neu geworfen. Für die geizig-geilen Konsumidioten scheint diese Ausstattung eine anscheinend unüberwindliche Attraktion zu sein. Für Der Einsatz einer elektrischen Uhr mit Lichtanzeige erfordert jedoch dank modernster LED nur sehr wenig Strom.

Unser Wecker sollte ein beleuchtetes Display haben, denn, ehrlich gesagt, wer will sich schon über nachtnächtlich über die mangelnde Lesbarkeit eines solchen LCD-Teils freuen? Der kleine Microcontroller mit 2 Kilobyte Speicher bieten genügend Raum für die High-Level-Implementierung der folgenden Funktionen: Gegenüber dem beleuchteten Display liegt die Leistungsaufnahme des Reglers nahezu bei vernachlässigen

Aus den oben genannten Gründen scheint es nicht mehr gewagt, dass ein Wecker mit beleuchtetem Display nur noch ca. 1/4 W elektrische Energie verbrauchen sollte. Deshalb kommt der präsentierte Wecker komplett ohne Netztransformator aus. Sein Kapazität ist auf die maximale Leistungsaufnahme der zu liefernden Stromkreise angepasst. Die Kondensator-Stromversorgung ist nicht galvanisch vom Stromnetz getrennt.

Ein Stromkreis mit Kondensatorversorgung darf daher keine galvanisch verbundenen Verbindungen zur Außenwelt haben. Links ist der Netzeingangsbereich mit einem Entstörkondensator zu erkennen, der mit dem Stromnetz verbunden ist. Der Ballastkondensator, eine Sicherung und der Gleichrichterbrücke sind in Serie geschaltet. Danach erfolgt eine gezielte parallele Stabilisierung bei überdimensionierte, die dafür Sorge trägt, dass die niedrige Gleichspannung bei für den Microcontroller in jedem Falle auf kleinem Raum hält....

Der Kapazität des Serienkondensators lässt wird mit guter Präzision nach einer Gleichung berechnet, in der die Kapazitätsimpedanz des Kondensator bei 50Hz ( "Netzfrequenz") und der aktuelle Zustand (Ohm'sches Gesetz) gewünschte bei für der Anzapfpunkt der Teilspannung mit eingeschlossen sind. Nach dem Trennen des Gerät vom Netzwerk ist diese Betriebsspannung fast aus.

So weiß der Regler exakt, wann die Versorgungsspannung anliegt. Der aktuelle Wert der Spannung für Regler und Anzeige wird nur am Wasserhahn D5-D6 ermittelt. C5 ist ein "GoldCap" mit 5,5 V Durchschlagsfestigkeit. Bei Netzausfall kann der Microcontroller dies feststellen, die Anzeige ausschalten und mit dem Laden aus dem Speicher bis zu 30 min weiterarbeiten.

Auf der Karte für steht weiterhin der Steckverbinder X2 für Test- und Messaufgaben zur Verfügung. Damit kann die Funktionalität der Anlage ohne Netzanschluß geprüft werden, indem eine nicht stabilisierte DC-Spannung 6...12 V über ein Vorschaltwiderstand 100 Ohm/1Watt angeschlossen wird. Wird der Stromkreis aus dem Stromnetz gespeist, schließt lässt an X2 ein potentialfreies (!) Messgerät oder eine schwimmende Sonde an.

Das Widerstände R1/R2, die zu C2 parallelgeschaltet sind, bildet zusammen einen 200 Kiloohm Widerstand, der gegen Netzspannung beständig ist, über, das C2 schaltet schnell auf entlädt um, wenn das Gerät vom Stromnetz getrenn. Mit dem 100 Ohm Widerstand R 3 in Serie zu C2 werden auch die Dioden des Gleichrichters vor einer zu starken Einschaltstromspitze und vor Überspannungen geschützt, die die Entstörung und den Ballastkondensator in einem durch Störungen verschmutzten Netzwerk durchdringen könnten.

Über diesen Vorwiderstand fließt im regulären -Einsatz nur etwa 30 mA. Als Schutzmaßnahme gibt es statt dessen die F1-Sicherung (315 mA, schnell) für für den sehr unwahrscheinlichen Anwendungsfall, dass der Ballastkondensator einen Dauerkurzschluss bildet. Bei diesem Stromkreis übrigens ist es egal, ob die Absicherung vor oder hinter dem Stromweg C2-R3-Graetz installiert ist.

Dieser Stromkreis funktioniert unmittelbar am 230 V AC-Netz ohne Galvanik. Rekonstruktion und Inbetriebsetzung erfolgt auf eigene Gefahr. Auf der geöffneten Seite Gerät sollte nur mit Hilfe von genügend isoliertem Messgeräten durchgeführt gemessen werden. Der Stromkreis muss installiert werden für regulären in einem geschlossenen Kunststoffgehäuse entsprechend den Anforderungen der Schutzklasse II. Im vorliegenden Ausführung ist Gerät ausschließlich für den Einsatz unter Wohnbedingungen ausgelegt.

Für sollte eine Leiterplatte nach dem angegebenen Schema (Schaltunterlagen) erfolgen. Schließlich geht es hier um eine Gerät, die für Jahre dauerhaft am Netz verharren soll. Ein praktischer Helfer für die Reproduktion der Strecke am Arbeitsplatz. Wer aber trotzdem Gehäuse streichen will, kann diese Erkenntnis von untergeordneter Bedeutung sein, denn sonst ist der TEKO D12 wirklich sehr gut für diese Applikation zu haben.

Bei Bedarf kann er, sowie eine Öffnung für der Box, mit Heißkleber von Gehäuseinnenseite befestigt werden. Die " Lötauge " in der imaginÃ?ren Schnittlinie zwischen den vier Anschlüssen korrespondiert exakt mit der späteren-Stellung von Tastfläche, sie ist somit eine praxisgerechte Kennzeichnungshilfe dieser Gehäusebohrung. Eine" kalte" Lötstelle in der Serienschaltung von D5-D12, und die Arbeitsspannung für der GoldCap und der Controller könnten sensibel hoch werden....

Alle anderen, die mit Überspannung um die Ohren herum oder schlichtweg zu teuer für ein kleines Feuerwerk wäre fliegen könnten, entfallen somit zunächst. Für ein Versuch der parallelen Stabilisierung, die gleichsam die Lebenserhaltung repräsentiert für der Regler, man schließt nun ein Spannungsmessgerät an X2 an, verbindet den Stromkreis mit dem Stromnetz und prüft die Stromspannung an X2. Er darf nun tatsächlich nur noch etwa 5,6 V Punkt ausmachen.

Ist dies der Fall, wird die Verbindung zum Netzwerk wieder getrennt und weiterbestücken entlastet. 3.6-V-Stützbatterie (NiMH) statt GoldCap: Der GoldCap kann bei einem Spannungsausfall eine halbe Stunden lang betrieben werden ungefähr Stützbatterie Für a übersichtlich längere Für Für Für können Sie anstelle des GoldCaps auch einen so kleinen 3,6 V-Akku (3 x Knopfzelle, s. z.B. Stückliste) verwenden.

Wahrscheinlich wird eine solche Batterie nie so lange haltbar sein wie ein elektrochemischer Apparat und nicht so sicher wie ein Goldkopf - deshalb habe ich diese Möglichkeit im PCB-Layout nicht ausdrücklich angegeben und verweise nochmals auf ausdrücklich auf den Experimentiercharakter dieser Ausführung! Durch eine neue 60mAh-Batterie konnte der Regler in dieser Schaltung für für zwei Tage in Betrieb gehalten werden.

Damit ist auch für der etwas ernstere Netzstörfall genug. Darüber kann die Fast Interrupt-Routine einen frequenzbeständigen, impulsartigen Signalton generieren, und übrigens auch den Port-Eingang PD4, der bei einem Netzunterbrechungsfall auf LOW-Pegel abfällt gesetzt wird, um die Anzeige als Energiesparmaßnahme vollständig auszulösen. In der Anzeige steht die Anzeige ASET (= Einstellung der Alarmzeit).

Das wird durch einen Dauerlichtpunkt hinter der Protokollanzeige bestätigt angezeigt. SET wird auf dem Bildschirm angezeigt (= Einstellen der Uhr). Alarmmodus und ändern Während der Zeitanzeige regulären können Sie die aktuellen Alarmeinstellungen prüfen durch einen kurzen Tastendruck überprüfen. Folgende Information wird in Abständen von ca. 2 Sek. auf dem Bildschirm angezeigt: AL â" Alarmzeitanzeige â" AUS Mit einem Tastendruck können Sie während der Darstellung von A_on bzw. -off zwischen beiden Zuständen hin- und herschalten und damit die Alarmfunktion ein- bzw. ausstellen.

Bei eingeschaltetem Wecker (Anzeige A_on) wird zusätzlich der Nachkommastelle nach den Min. der Normalzeitanzeige während angezeigt. Es wird kurz die Nachricht SnZ (= Snooze-Modus) angezeigt. Nach 7 min. signalisiert der Wecker mit einem weiteren Signalton zurück .... Es wird die Nachricht OFF im Bildschirm angezeigt.

Die Wecker werden in ungefähr 24 Std. zurück sein. Der in die Gerät fließende Wirkstrom konnte durch den Absprung einer AC-Spannungsmessung an R3 etwas präziser bestimmt werden. Hierbei kam ein nahezu konstanter Stromwert von ungefähr 30 mA in allen Betriebsmodi zusammen. Werden diese Ströme gegen das Spannungsfeld der parallelen Stabilisierung von gut 6 V versetzt, so ist das erstaunliche Resultat, dass Gerät nur etwa 180mW elektrische Wirkleistung umwandelt.

Auf ein Betriebsjahr projiziert würde, was einem Strombedarf von ungefähr 1.576kWh entspricht. Mit einem Stromverbrauch von 20 Rappen pro Kilowattstunde verursacht der Einsatz dieses LED-Weckers Kosten von nicht weniger als 32 Rappen. Die Wecker dürfen inzwischen zu Recht als in der Praxis erprobte Lösung genannt werden. Manche Leuchtdioden waren offenbar defekt und wurden niedrigohmig, vermutlich aufgrund von Netzspannungsspitzen.

Steuerung und Anzeige sind erhaltengeblieben. übrigens unbeschädigt Die Wecker sind nach dem Wechsel der Sicherungen und Leuchtdioden wieder einwandfrei gelaufen. Bei mir im Haus konnte kein Wecker hardwaremäà durch "Netz-Terror" zerstört werden. Die Wecker verlieren dann die programmierten Werte, aber läuft sonst nicht. Abweichungen in den Bauteilwerten oder zusätzlichen Schirmdrosseln reichen im Zusammenhang mit dieser Beschaltung nicht aus.

Anzeige: Die Alterung ist bei den geringen Strömen kein Problem. Geräte, das ein Jahr lang unter über lief, zeigte keinen Unterschied in der Lichtstärke im Gegensatz zu einem neuen Wecker überhaupt. Nicht zwangsläufig hängt die Absoluthelligkeit des Bildschirms vom momentanen Ladestand des GoldCaps abhängen ab - mitunter ist die Filterplatte etwas zu hell.

Der Präzision des eigenen Quartzoszillators ist recht gut in der hier verwendeten Schaltungstechnik übrigens - mit geringfügig geänderten Werte für der übrigens (C11,C12 = 33pF) und dem korr. Zeitschaltwert in der Mikroprozessor-Firmware geringfügig die Abweichnung nur wenige s monatlich. Selbstverständlich konnte das Progamm auch auf für andere Taktraten umschrieben werden.