Automatische Abschaltung Batteriegerät

  • Hallo Allerseits,


    will für ein kleines Kind im Freundeskreis einen Kasten bauen mit ein paar Schaltern, Lämpchen etc.

    Für die Spannungsversorgung habe ich mir einen Batteriekasten vorgestellt.

    Idealerweise hat das Gerät einen Einschalt-Taster, welcher das Spielzeug für 10 Minuten in Betrieb setzt und dann abschaltet,

    damit die Eltern nicht jeden Tag die Batterien wechseln müssen...

    Mir fällt Arduino und Relais ein, aber das erscheint mir wie mit Kanonen auf Spatzen schießen und hat auch einen Standby Strombedarf.

    Bestimmt hat jemand von Euch eine bessere Idee...


    Gruß

    Stephan

    Telex 563140 goap d

  • Generell würde ich keine Bausteine von der Batterie betreiben, da auch diese auf Dauer die Batterie entladen. Der Ein-Schalter sollte als Taster ausgeführt werden, zu dem parallel ein Transistor liegt, der von einem Timer gesteuert wird. Mit Schließen des Tasters wird der Timer versorgt (über einen Kondensator erhält er einen Reset) und läuft dann 10 Sekunden. Während dieser Zeit schaltet sein Ausgang den Transistor durch, wodurch der Timer (und die restlichen Bauteile) versorgt werden. Ist der Timer abgelaufen, wird der Transistor gesperrt und die ganze Schaltung ist wieder stromlos.

    Als Timer würde ich einen CMOS-Baustein mit Oszillator und Zähler als ein Baustein nehmen, wie er beispielsweise in vielen Toastern eingesetzt wurde. Im Prinzip handelt es sich um einen besseren 4060 Baustein. Dieser kann mit einer Spannung von 3 bis 15 V betrieben werden, der 74HC4060 nur mit einer Spannung von 3 bis 6 V. Die Bezeichnung des Toaster-Timers fällt mir gerade nicht ein, wenn ich sie schnell finde, liefere ich sie nach.

  • Der Timer heißt übrigens 4541 und wird in Toastern so betrieben, wie ich es oben dargestellt habe: Der Toaster ist normalerweise stromlos. Wird ein Toast eingelegt und der Hebel niedergedrückt, schließt dieser einen Kontakt, der auch den Timer mit Strom versorgt. Die Zeit (Frequenz des Timeroszillators wird über einen Widerstand eingestellt). Mit dem Einschalten wird der Ausgang des Timers aktiv und steuert einen Haltemagneten an, der den Hebel in der unteren Position hält (wodurch auch die Kontakte der Stromversorgung geschlossen bleiben). Nach Ablauf des Timers wird der Ausgang inaktiv, der Haltemagnet fällt ab und der Hebel für den Toast geht nach oben. Der Stromkreis ist wieder unterbrochen und der Toast kann entnommen werden. Ich fand das Prinzip einfach, funktional und sehr betriebssicher. Unser Toaster ging erst kaputt, als der Kunststoff des Bedienhebels versprödet war und brach.

  • Mir fällt Arduino und Relais ein, aber das erscheint mir wie mit Kanonen auf Spatzen schießen und hat auch einen Standby Strombedarf.

    Muss ja keine Kanone sein, Schrotgewehr tut's auch:


    Ich würde (einfach, weil das Zeugs ist, was ich sowieso rumliegen habe) einen ATTiny und einen MOSFET nehmen. Macht man das so, dass der Tiny normalerweise nicht an der Batterie hängt, sondern nur entweder vom Taster oder von der vom FET geschalteten Spannung versorgt wird, gibt's auch keinen Standby-Verbrauch (Taster versorgt beim Drücken den Tiny, der bootet und schaltet den MOSFET und damit seine eigene Versorgung um den Taster rum ein, nach 10 Minuten macht er den MOSFET wieder aus und "killt" sich damit selbst - alles aus, und auch kein Stromverbrauch mehr).


    Dasselbe kann man auch mit einem NE555 und einem MOSFET hinkriegen - Sowas liegt allerdings nicht in meiner Bastelkiste und hat exakt denselben Footprint (der NE555 braucht sogar mehr Hühnerfutter drumrum) - Billiger ist's wahrscheinlich auch nicht.


    Der ATTiny hat den Vorteil, dass man damit auch noch andere Spielchen treiben kann (z.B. einen Pieps, 30s bevor alles ausgeht), und so Dinge wie Nachtriggern des Timers beim nochmaligen Tastendruck einfach zu programmieren sind. Und die 3 freien Portpins, die man hat, reichen dafür üppig.


    Der NE555 hat den Vorteil, dass man mit der Versorgungsspannung etwas flexibler ist - Die einfache ATTiny-Lösung geht davon aus, dass das ganze Gerät mit den 1,8-5V der ATTiny-Versorgung glücklich wird. Braucht man eine höhere Spannung, wird alles ein bißchen komplizierter - Der NE555 "schluckt" auch fröhlich bis zu 18V.

  • Hast du schon mal über eine billige Powerbank nachgedacht? Die kann man einfach wieder aufladen und die meisten schalten automatisch ab, wenn ein zu geringer Strom fließt.

    Wenn der Akku gerade mal leer ist, kann mach sofort mit einem USB-Steckernetzteil vom Handy weiterarbeiten.

    • i-Telex 7822222 dege d

    • technikum29 in Kelkheim bei Frankfurt

    • Marburger Stammtisch

    Douglas Adams: "Everything, that is invented and exists at the time of your birth, is natural. Everything that is invented until you´re 35 is interesting, exciting and you can possibly make a career in it. Everything that is invented after you´re 35 is against the law of nature. Apply this list to movies, rock music, word processors and mobile phones to work out how old you are."

  • Ein Kasten mit Lämpchen und Schaltern hat keinen Strombedarf, wenn kein Lämpchen brennt (von einem Kurzschluss mal abgesehen). Insofern finde ich eine Abschaltung nach 10 Minuten sinnlos. Generell würde ich sowas mit NiMH-Akkus betreiben, die kosten nicht viel. OK, Ladegerät braucht man dann auch. Hatte ich als Kind mal, ein paar Lampen und Schalter auf einem Brett. Hat nicht lange gedauert und ich habe mir einen Elektronikbaukasten gewünscht. Wie willst Du die Verdrahtungsmöglichkeiten machen?

  • Kinder schalten je nach Alter ein Spielzeug nach Benutzung einfach nicht ab, der Timer ist in diesem Fall Pflicht.

    Bevor ich daran gedacht hatte, habe ich die ganzen batteriebetriebenen Spielzeuge der Kinder mit Akkus versehen, weil ich das für eine gute Idee hielt.

    Es war jedoch eine schlechte Idee. Nach kurzer Zeit waren alle Akkus dank Tiefentladung Schrott.

    +++ ATH

  • Bei einer Powerbank hat man das alles schon drin. Ladegerät braucht man nicht und Tiefentladungsschutz ist auch schon eingebaut.

    Klar, der Akku wird häufig leer sein, weil Kinder die Sachen nicht abschalten.

    • i-Telex 7822222 dege d

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  • Kinder schalten je nach Alter ein Spielzeug nach Benutzung einfach nicht ab

    Das kommt auf die Art des Spielzeugs an. Ein ferngesteuertes Auto z. B. braucht auch dann noch (etwas) Strom, wenn es nicht fährt, weil der RC-Empfänger eingeschaltet bleibt. Da denkt kein Kind daran, vorsorglich die Batterien rauszunehmen.

    Ein Kasten mit Schaltern und Lämpchen wird selbst von kleinen Kindern nicht mit leuchtenden Lämpchen in die Ecke gestellt. Wenn überhaupt, dann einmal. Dann ist die Batterie/Akku leer und sie können ein paar Stunden nicht damit spielen, weil sie die Lampe angelassen haben - Lerneffekt. Ich hatte ja selbst so ein Spielzeug. Ein paar Lämpchen wie in der Taschenlampe, ein paar Schalter und Bananenstecker um die Sachen beliebig zu verbinden. Und- bzw. Oder-Verknüpfung, Serienschaltung, Parallelschaltung konnte ich alles mit diesem einfachen Brett ausprobieren. Und so wie man die Taschenlampe nicht eingeschaltet in die Schublade legt, kam ich nie auf die Idee, das Brett mit leuchtenden Lämpchen weg zu stellen. Von daher macht eine automatische Abschaltung das Ganze nur unnötig kompliziert. Und wenn das Kind länger als 10 Minuten spielt, schaltet sich der Kasten mittendrin ab?

  • Dann ist die Batterie/Akku leer und sie können ein paar Stunden nicht damit spielen, weil sie die Lampe angelassen haben - Lerneffekt.

    Das kann ich aus meiner Kindheit bestätigen. Die Lernkurve ist sehr steil, wenn die Batterien zum ersten mal leer sind, weil man nicht abgeschaltet hat.

    Wichtig wäre aber eine LED, die anzeigt, dass es noch eingeschaltet ist. Am besten so eine grelle blaue. ;)

    • i-Telex 7822222 dege d

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  • Mir fällt Arduino und Relais ein, aber das erscheint mir wie mit Kanonen auf Spatzen schießen und hat auch einen Standby Strombedarf.

    Bestimmt hat jemand von Euch eine bessere Idee...

    ...ich hab' da mal eine Selbsthalteschaltung für einen µC entwickelt - schreib' mich mal an falls Du Bedarf hast...


    :)Franky