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Ausschaltverzögerung

Ausschaltverzögerung mit Kondensator

Wohl die einfachste Ausschaltverzögerung kann man mit einem Kondensator realisieren. Eine passende Schaltung für eine solche Lösung liefert das nachfolgende Bild:

Ausschaltverzögerung mit Kondensator

Betätigt man den Schalter S1 geht die Leuchtdiode LD1 an. Gleichzeitig wird der Kondensator C1 aufgeladen. Nachdem der Taster losgelassen wird, leuchtet die Leuchtdiode LD1 weiter, weil sie jetzt Strom von dem Kondensator C1 bezieht. Der Kondensator entlädt sich allmählich und nach einer gewissen Zeit geht die Leuchtdiode aus.
Die Zeit, nach der die Leuchtdiode ausgeht, kann man mit der Formel

t = 5 *R * C

berechnen. In der Praxis weichen die tatsächlichen Werte wegen Toleranzen von den berechneten Werten nicht selten stark ab. Die Verzögerungszeit kann man in dieser Komposition mit dem Widerstand R1 und Kondensator C1 beeinflussen. Da hier der fließende Strom relativ groß ist, kann die erforderliche Kapazität des Kondensators bei längeren Zeiten hohe Werte erreichen.
Ein kurzes Video kann die Funktionalität der Schaltung veranschaulichen:

Ausschaltverzögerung mit Kondensator

Wie man hier beobachten kann, geht die Leuchtdiode nicht schlagartig, sondern eher schleichend aus. Das ist auch verständlich. Die Spannung an dem Kondensator fällt während der Entladung, folglich fällt auch der Strom, der der Diode zur Verfügung steht, sukzessiv geringer aus.

Ausschaltverzögerung mit Kondensator und Relais

Möchte man etwas mehr Dynamik in den Ausschaltvorgang bringen, empfiehlt es sich, die Diode mit Hilfe eines Relais zu schalten.
Anstatt die Diode direkt von dem Kondensator einzuspeisen, wird ihr ein Relais vorgeschaltet. Die Schaltung könnte dann so aussehen:

Ausschaltverzögerung mit Kondensator und Relais

An der Funktionalität hat sich grundsätzlich nichts geändert. Mit dem Schalter S1 wird jetzt allerding nicht die Diode direkt angesprochen, sondern das Relais K1. Erst über seinen Schließer-Kontakt wird dann die Diode mit ihrem Vorwiderstand ein- und ausgeschaltet.
Was sich geändert hat, ist die Abfallzeit, die jetzt unter Umständen deutlich kürzer ausfällt. Das liegt daran, dass das Relais deutlich früher ausschaltet. Es wartet nicht ab, bis die Spannung an dem Kondensator bei geöffneten Schalter S1 den Wert gegen Null erreicht. Bereits im Bereich von 18-20V (je nach Relais) schaltet ein Relais ab (bei 24VDC Relais), d.h. noch ehe der Kondensator vollständig entladen ist. Die Ausschaltspannung eines FRT5 Relais, das ich hier verwende, liegt zwar noch niedriger, dies ändert jedoch nichts an dem Prinzip.
Mit der Lösung bekommt man einen viel sauberen Ein-Aus-Effekt der Diode, jedoch bei gleichem Kondensator eine kürzere Ausschaltverzögerung. Die Zeit variiert dann, je nachdem welches Relais eingesetzt wird. Möchte man die Ausschaltzeit erhöhen, kommen noch größere Kondensatoren ins Spiel.

Ausschaltverzögerung mit Kondensator und Relais

Bei Schalten von Steuersignalen oder kleinen Lasten, einer Leuchtdiode etwa, ist die Schaltung ohne weiteres verwendbar. Möchte man große Lasten schalten, ist sie allerdings nicht zu empfehlen. Die langsame Spannungsreduzierung am Kondensator verursacht entsprechendes "weiches" Abfallen des Relais. Dies kann zu Lichtbogenbildung führen und die Zerstörung der Relais-Kontakte zur Folge haben. Alternativ arbeitet man mit zwei Relais, einem Steuer- und einem Lastrelais bzw. Leistungsschütz. Das Steuerrelais K1, das als Koppelrelais zu betrachten ist, schaltet dann das Lastrelais (Schütz), mit dem eine Last ein- oder ausgeschaltet wird.
Für lange Ausschaltverzögerungen ist die Schaltung grundsätzlich nicht geeignet. Große Kondensatoren sorgen für großes Volumen und machen sie teuer. Eine Lösung mit einem Transistor oder z.B. dem 555-Timer ist dann eher zu empfehlen.


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