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Elektor

7-8/98

verlustfreie Spannungsreduktion
an einer direkt mit Netzspan-
nung betriebenen Lichterkette
wird hier ein Zwischenstecker
mit der im “Schaltbild” angege-
benen Innenschaltung vorge-
stellt, der an einer aus 16 Lam-
pen zu 14 V/3 W bestehenden
Lichterkette die Spannung von
230 V auf 195 V reduziert.
Damit kann die Lebensdauer
der Lampen etwa um den Faktor
7 verlängert werden.
Die Spannungsverringerung
bewirkt ein Vorkondensator, der
für die genannte Kette mit
einem Wert von 6 

µF dimensio-

niert ist. Dieser Wert wird aus
vier parallelgeschalteten Kon-
densatoren mit dem gut erhält-

lichen Wert von 1,5 µF gebildet.
Wichtig ist eine ausreichende
Spannungsfestigkeit der Kon-

densatoren, die 250 V für Wech-
selspannung (630 V für Gleich-
spannung) betragen muß. Für

die Sicherheit sind Kondensato-
ren der Klasse X2 vorgeschrie-
ben. Aus dem gleichen Grund
darf der Zwischenstecker auch
nur von einer sachkundigen Per-
son gebaut werden. Besonders
wichtig ist der Schutzleiter, der
auf beiden Seiten besonders
unterbrechungssicher anzu-
schließen ist. Damit sich die
Kondensatoren beim Herauszie-
hen des Zwischenstecker entla-
den können, wurden die beiden
470-k-Widerstände parallel zu
den Kondensatoren geschaltet.
Ohne diese Maßnahme würde
nach dem Herausziehen des
Zwischensteckers an den Stiften
noch länger eine hohe Span-
nung anliegen.

984085

C1

6

µ

250V

~

X2

R1

470k

R2

470k

984085 - 11

*

zie tekst

*

see text

*

siehe Text

*

voir texte

*

Entwurf von K. Hagen

Der hier vorgestellte Nähe-
rungsdetektor arbeitet mit einem
Infrarot-Reflexsensor und ist in
der Lage, die Annäherung von
Gegenständen auf kurze Entfer-
nungen (zwischen einigen Mil-
limetern und einigen Zentime-
tern) zu erkennen. Derartige
Schaltungen werden als Nähe-
rungsschalter im Industrie- und
Sanitärbereich verwendet, zum
Beispiel zum Öffnen eines Was-
serhahns in Verbindung mit
einem Magnetventil.
Als Infrarot-Sensor dient ein
SFH900 von Siemens, der aus
einer Infrarotsendediode (IR-
LED) und einem Fototransistor
als IR-Empfänger besteht. Die
übrige Schaltung enthält nicht
viel mehr als ein einziges IC,
nämlich den altbewährten PLL-
Tondekoder NE567N von Phi-
lips-Signetics, der als
LM567CN auch von National
Semiconductor erhältlich ist.
Dieses IC vergleicht in einer
PLL die Frequenz eines Ein-
gangssignal mit der Frequenz,
die mit dem internen Oszillator
eingestellt ist. Wenn die Ein-
gangsfrequenz mit einer
bestimmten  Bandbreite in die-
sem Bereich liegt, schaltet ein
Ausgang des ICs (Pin 8) von
High auf Low. Damit ist dieser
Baustein wie geschaffen für die
vorliegende Anwendung. Der
interne Oszillator ist über R1/C1
auf etwa 4,5 kHz eingestellt.

Sein (rechteckförmiges) Signal
an Pin 5 schaltet über T1 die
LED des Reflex-Sensors, die
somit ein mit dieser Frequenz
gepulstes, unsichtbares IR-Sig-
nal abstrahlt. Der Fototransistor
ist im SFH900 so gut von der
Sender-LED abgeschirmt, daß
sie dieses Signal auf direktem
Weg nicht empfangen kann. Erst
wenn das abgestrahlte IR-Licht
von einem sich nähernden
Gegenstand reflektiert wird, lie-
fert der Fototransistor ein Signal
an Pin 3 des PLL-Detektors. Bei
Übereinstimmung der Frequenz
schaltet der Ausgang Pin 8 des
ICs auf Masse, so daß die

Anzeige-LED am Ausgang (D1)
aufleuchtet. Der Frequenzver-
gleich durch die PLL verhindert
wirksam, daß die Schaltung auf
empfangenes Streulicht reagiert.
Die Empfindlichkeit der Detek-
tion läßt sich mit P1 am Ein-
gang Pin 3 einstellen.
Der Stromverbrauch der Schal-
tung beträgt so wie angegeben
etwa 10 bis 30 Milliampere.
Für IC2 lassen sich auch ähn-
lich aufgebaute Reflex-Sensoren
mit anderer Typenbezeichnung
verwenden. Man kann einen
Reflexlichtsensor auch diskret
mit einer einzelnen IR-Sende-
LED und einem Fototransistor

aufbauen, wenn man den Foto-
transistor optisch von der Sen-
der-LED abschirmt.
Wenn man eine mit 5 V Logik-
pegel ansteuerbare Relaisstufe
oder ein entsprechendes
Halbleiterrelais an den Ausgang
Pin 8 anschließt, kann man
auch größere Lasten schalten.
Sollte dafür etwas Strom
benötigt werden, entfällt die
LED D1, das IC kann dann an
Pin 8 (Kollektorausgang) bis zu
100 mA nach Masse schalten.

984058

Infrarot-Näherungsdetektor

018

R1

10k

R6

4k7

R7

330

Ω

R4

1M

R3

4k7

R2

330

Ω

C5

47

µ

16V

C2

2

µ

2

C3

4

µ

7

D1

R5

6k8

T1

BC307B
BC557B

C6

22n

SFH900

IC2

3

1

2

10k

P1

NE567N

IC1

OUT

OUT

OSC

OSC

IN

IN

LP

3

8

4

7

1

5

6

2

C4

100n

C1

22n

(LM567CN)

5V

10 ... 30mA

2V

4V

4V

984058 - 11

0

5V

0

5V

6V

6V

SFH900

1

3

2

984058 - 12