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Blinker

Blinker mit Relais und Kondensator

Eine einfache Blinker-Schaltung hat schon wohl jeder mal gebastelt oder zumindest damit experimentiert. Für das Experiment brauchen wir nur wenig Material und die Schaltung ist sehr schnell aufgebaut.
Ich verwende hier ein Signalrelais FRT5 24VDC mit zwei Wechsler-Kontakten. Die Spule des Relais hat einen ohmeschen Widerstand von 2880 Ω (laut Datenblatt).
Dazu kommen ein Elektrolyt-Kondensator von 100µF, zwei Leuchtdioden, die wir zum Blinken bringen wollen, und ein Vorwiderstand für die Dioden von 1.2 kΩ.
Alle Komponenten verbinden wir miteinander wie auf dem Plan:

Relais - Blinker mit Kondensator

Bild 1. - Relais-Blinker mit Kondensator.

Sobald wir Spannung anlegen fängt der Kondensator an, sich aufzuladen. Die LED1 leuchtet auf. Sie wird mit der Spannung über den Widerstand R1 und dem Relais-Öffner K1-21/22 mit Strom versorgt. Die Spannung am Kondensator steigt an. Sobald sie den minimalen Wert der Ansprechspannung (laut Datenblatt liegt die minimale Ansprechspannung bei 18VDC) erreicht, schaltet das Relais durch.
Beide Wechsler ändern ihren Zustand. K1-21/22 geht auf: die LED1 geht aus. K1-21/24 schließt wodurch LED2 aufleuchtet. Gleichzeitig öffnet der Öffner K1-11/12 und der Kondensator und das Relais werden von der Spannungsquelle getrennt. Die Spule des Relais bleibt solange an, solange der Kondensator ausreichend Strom liefert. Er entlädt sich jetzt über die Spule, die Spannung sinkt und schließlich fällt das Relais wieder ab. Die Spannungsversorgung für den Kondensator ist wieder da und er fängt an, sich erneut aufzuladen. Der Vorgang wiederholt sich.
Somit funktioniert unsere Schaltung aber das, was wir sehen ist keinesfalls zufriedenstellend. Der Kondensator lädt sich sehr schnell auf was dazu führt, dass der Umschaltvorgang praktisch sofort erfolgt. Das führt dazu, dass die LED2 nahezu konstant an ist, die LED1 nur ganz kurz aufleuchtet.
Wir erweitern jetzt die Schaltung um einen weiteren Widerstand (als Beispiel 1.8 kΩ). Der wird vor dem Kondensator und der Spule des Relais eingefügt:

Relais-Blinker mit Kondensator und Widerstand.

Bild 2. - Relais-Blinker mit Kondensator und Widerstand

Mit dem Widerstand R2 begrenzen wir den Ladestrom, der zum Kondensator fließt. Das führt dazu, dass er jetzt deutlich mehr Zeit benötigt, um durch Aufladen die Ansprechspannung der Spule zu erreichen. Jetzt blinken die beiden LEDs abwechselnd in einem Takt von ca. 1 Sek. Unserer Blinker ist damit fertig.

Blinker mit relais auf Osziloskop

Bild 3. - Lade- und Entladevorgang.

Den Lade- und Entladevorgang des Kondensators kann man gut mit einem Oszilloskop beobachten. Beim Aufladen steigt die Spannung bis sie die Schaltgrenze des Relais erreicht an. In der Zeit ist die LED1 an. Nach der Umschaltung - LED2 geht an - bleibt das Relais solange an, bis sich der Kondensator wieder entlädt. Dann wird wieder umgeschaltet.

Relais-Blinker auf dem Steckbrett

Bild 4. - Steckbrett

Die Schaltung auf dem Steckbrett.
Die weiße LED (LED1) leuchtet beim Aufladen des Kondensators (Relais noch nicht angezogen) auf, die blaue dagegen (LED2) beim Entladen (Relais angezogen).

Blinker mit Relais und Kondensator

Die Frequenz, mit der das Relais ein- und ausgeschaltet wird, kann man durchaus beeinflussen. Nehmen wir z.B. einen Kondensator mit einer Kapazität von 2200 µF so werden sich die Zeiten für beide Zustände auf mehrere Sekunden vergrößern. Eine Änderung der Kapazität des Kondensators wirkt sich also auf beide Vorgänge aus. Auf den Lade- und Entladevorgang. Verändern wir dagegen den Widerstand R2, so nehmen wir Einfluss nur auf die Ladezeit des Kondensators. Ist ja auch verständlich. Der Entladevorgang geschieht über die Spule des Relais. Und diese verändert sich nicht.
Je kleiner der Widerstand R2 ausfällt, umso schneller lädt sich der Kondensator auf. Je größer der Widerstand umso langsamer. Wird der Widerstand zu groß gewählt, wird der Kondensator sich nicht auf die gewünschte Ansprechspannung aufladen können und das Relais schaltet gar nicht. Bei der Wahl des Widerstandes R2 ist stets darauf zu achten, dass der Strom, der über R2 fließt, teilweise auch über die Spule des Relais fließt. Ist dieser Anteil zu groß, so kann sich der Kondensator nicht ausreichend aufladen.


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