Ein kurzes Signal beim Einschalten / Drohnenfinder

Meine elektronischen Bastelabenteuer. Teil 1.

von Ulf Schleth

Signal beim Einschalten

Beim Einschalten eines Stromkreises ein akustisches Signal – Die fertig zusammengebaute Schaltung. Foto: Ulf Schleth

Ich wollte nie ein spießiger deutscher Drohnenmann werden, deshalb habe ich die Drohne, die ich vor langer Zeit geschenkt bekommen habe, höchstens mal aus dem Keller geholt, um gemeinsam mit den Kindern damit zu spielen. Dann haben sich mir die Möglichkeiten des FPV Drohnenfliegens erschlossen und ich brauchte irgendwas, um damit Fliegen zu üben. Also holte ich dir Drohne aus dem Keller und flog los. Und stürzte ab.

Wer in unwegsamem Gelände oder im hohen Gras abstürzt, realisiert schnell, daß man sich die Absturzstelle in einem Meer aus Gras nicht wirklich gut merken kann. Also muß etwas her, das helfen kann, das gesuchte Gerät zu finden. Etwas wie ein akustisches Signal. Die billige alte Drohne hat an der Fernbedienung einen Knopf, mit dem man die Beleuchtung ein- und ausschalten kann.

Es existiert ein Video, in dem ein Bastler die Frontlampe der Drohne mit einem Summer ersetzt hat. Die Frontlampe ist aber ganz nützlich, um in der Dämmerung die Ausrichtung der Drohne zu erkennen. Und es ist auch nicht schön, eine fortwährend piepende Drohne am Himmel zu haben, wenn man die parallel geschaltete Beleuchtung der Unterseite braucht.

Also mußte eine elektronische Schaltung her, die sich zwischen Drohne und Frontlampe schalten läßt und bei Einschalten der Lampe ein kurzes Signal von sich gibt. So kann man bei mehrfacher Betätigung der Beleuchtungstaste kurze Pieptöne erzeugen, die beim Wiederfinden helfen. Es gibt fertige Drohnenfinder mit Summer und eigenem kleinen Akku. Das war mir aber für meine alte Drohne zu aufwändig.

Ich erinnerte mich an meine Schulzeit und Experimente mit Kondensatoren und Leuchtdioden. An Elektrolyt-Kondensatoren fließt der Strom, bis sie voll geladen sind, dann sperren sie. Also habe ich mir einen solchen Kondensator, einen 3-12V Summer , eine Leuchtdiode und einen passenden Vorwiderstand besorgt.

Die Schaltung war auf einem Steckbrett schnell zusammengesteckt und funktionierte. Nicht ganz, denn der Summer piepte nur einmal. Beim Ausschalten blieb der Kondensator geladen und entlud sich nicht über die eingebaute Leuchtdiode. Das lag am Summer, der den Strom nur in einer Richtung durchlässt. Also habe ich eine Diode in Gegenrichtung zum Summer parallel geschaltet, damit der Strom wieder aus dem Kondensator herausfließen kann.

Kurzes Signal beim Einschalten - Schaltung 1

Schaltung 1. Zeichnung: Ulf Schleth

Beim Einschalten der Schaltung summt der Summer, bis der Kondensator voll geladen ist. Die Leuchtdiode der Frontlampe leuchtet durchgängig. Beim Ausschalten kann sich der Kondensator über die Diode und die Leuchtdiode entladen. Das funktionierte sehr gut. Aber die Drohne läuft nicht über eine 9V Blockbatterie, sondern über einen 3-4,2V LiPo-Akku und nicht mit einer gelben Leuchtdiode, sondern einer weißen.

Nach dem Tausch der Leuchtdiode und der Batterie gegen den Akku piepte der Summer wieder nur einmal. Es hatten sich nur 2 Parameter geändert: Die Spannung und die Leuchtdiode. Ich sah mir die Daten der weißen Leuchtdiode an und tatsächlich: Sie hat eine höhere Schaltspannung von 3-3,2V. Zu hoch für die Spannung am geladenen Kondensator. Er muß sich also irgendwie anders entladen können.

Mir fiel ein, daß Transistoren wie Relais verwendet werden können, ohne genau zu wissen wie. Ich habe dann aber eine interessante Schaltung gefunden, die mit Transistoren genau das tat, was ich wollte. Ich besorgte mir zwei NPN-Transistoren und tauschte den Kondensator gegen einen mit einer höheren Kapazität, weil der Summer ein wenig länger summen sollte.

Signal beim Einschalten - Schaltung 2

Schaltung 2. Zeichnung: Ulf Schleth

Beim Einschalten funktioniert die Schaltung wie gehabt: Der Summer summt, bis der Kondensator geladen ist. Wenn die Stromversorgung abgeschaltet wird, liegt zwischen an der Basis der Transistors T1 im Verhältnis zu seinem Emitteranschluß ein negatives Potential an. T1 sperrt. An der Basis des Transistors T2 liegt dann über seinen Vorwiderstand RB2 im Verhältnis zu seinem Emitter ein positives Potential an und er schaltet durch. Der Kondensator kann sich dann über die Diode am Summer und den Transistor T2 entladen.

 

Perfekt. Das war genau das was ich wollte. Dachte ich. Also habe ich alles zusammengelötet und am Ende noch einen Schrumpfschlauch über alles gezogen (s. Beitragsbild). Die Leuchtdiode befand sich ja schon in der Drohne, also habe ich alles mit kleinen Steckern realisiert, so daß ich die Leuchtdiode direkt anschließen kann, aber auch den Drohnenfinder dazwischen hängen.

Sigmal beim Einschalten - gelötet

Die ferig gelötete Schaltung

Beim ersten Einbau in die Drohne haben sich neue Schwierigkeiten ergeben: An der Leuchtdiode liegt nicht die volle Spannung des LiPo-Akkus an. Und selbst, wenn man die Leuchtdiode durch den Signalgeber ersetzt, statt ihn nur davorzuhängen, bleibt sie nach „längerem“ Fliegen (6-7 Minuten), wenn die Leistung des Akkus schwächelt, still. Der Summer muß durch einen 1-5V Summer ersetzt werden. Auch der piept noch schrill genug.

Lernerfolge:

  • Leuchtdioden leiten erst, wenn die Schaltspannung erreicht ist.
  • Für das Schalten des Transistors ist das Potential zwischen Basis und Emitter entscheidend.
  • Der NE555 ist überqualifiziert für diesen Zweck, aber auch ein sehr interessantes Bauteil.
  • Wenn Du eine Schaltung baust, miß vorher nach, welche Spannung Dir überhaupt zur Verfügung steht und wähle die Bauteile dementsprechend aus.
  • Steck alles erst dann in das Gehäuse/den Schrumpfschlauch, wenn die Schaltung unter realen Bedingungen erfolgreich getestet ist.
  • Die abgebildeten Stecker sind für bewegliche Objekte ziemlich ungeeignet, sie halten nicht gut genug. Man sollte sich für andere entscheiden, die sich nicht bei leichten Erschütterungen trennen können.
  • Wenn Du erfahrenen Elektronikern Fragen stellen willst, paß auf, daß Du nicht in einem Forum von Sprachnazis landest, die zwar auf Deine konsequente Kleinschreibung eingehen, nicht aber auf Deine Frage.

 

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