10-20W HiPower Modul bauen und an bestehendem Infrarot-Sender anschließen

  • Hallo,


    evtl. könnt ihr mit bitte weiterhelfen. (ich glaube nicht, dass es einen fertigen Bausatz bzw. Endstufe zu kaufen gibt, oder? )

    Wie das Thema schon sagt, wollte ich an einen bestehenden Infrarot-Sender eine Endstufe basteln.

    Es geht um eine extreme Erhöhung der Reichweite des Signals.

    Bild 1 zeigt die originale Schaltung mit einer 5mm IR-LED, ca. 70 mA.

    Bild 2 (der grüne Bereich die Endstufe), mit erstmal 5x IR Power LEDs 12 V, welche genau, dazu später mehr.


    Bei Verwendung von ca. 5V LEDs, fällt natürlich der Kondensator C1 weg, ebenso die zusätzliche Collector-Spannung an T3.

    Ich glaube aber nicht, dass ich mit 5V eine extreme Reichweite erziele, tendiere deshalb eher zu einer 12-15V Anlage.


    Mir stehen verschiedenste LED-Typen zur Verfügung, Details s.unten. 3W/1,5V - 5W/2,4V - 10W/5V - 20W/15V - 50W/15V - 100W/15V
    Der Preis der LEDs spielt dabei keine Rolle ! Es geht wirklich rein nur um die extreme Reichweite.

    Und wenn's 3 km sind, ist ihm auch recht :-) Ich will garnicht wissen, ob er damit in Moskau die Atomraketen zünden will. Ich soll das Ding nur bauen.

    Als Spannungsversorgung (bei 12-15V) wird entweder ein 3-4 Cell Li-Ion Akku oder LiPo dienen, wobei ich selbst eher zu LiPo neige (bei sehr hohen Lasten).


    Als Endstufentransistor wollte ich z.B. ein 2N-3055/115W in TO3 Form auf Kühlkörper nutzen, wenn der denn geht, (hab ich genug daheim).

    OK, hier mal die LED-Liste, die mir zur Verfügung stehen. Mit deren Kenndaten kann man dann schon mal die Schaltung berechenen... (Reichweite) !!!


    3 watt high-power Infra-rot

    Wellenlänge: 940nm

    Vorwärts Strom: 700mA

    Spannung: 1,4-1,6 v

    Abstrahl-Winkel: 60 °


    5 watt high-power Infra-rot

    Wellenlänge: 940nm

    Vorwärts Spannung: 1,8-2,4 v

    Vorwärts Strom: 1000mA

    Abstrahl-Winkel: 120-140 °


    10 watt high-power Infra-rot

    Wellenlänge: 940nm

    Vorwärts Spannung: 4,5-5 v

    Vorwärts Strom: 1000mA

    Abstrahl-Winkel: 120-140 °


    20 watt high-power Infra-rot

    Wellenlänge: 940nm

    Vorwärts Spannung: 14-16 v

    Vorwärts Strom: 1050mA

    Abstrahl-Winkel: 120-140 °


    50 watt high-power Infra-rot

    Wellenlänge: 940nm

    Vorwärts Spannung: 14-16 v

    Vorwärts Strom: 1750mA

    Abstrahl-Winkel: 120-140 °


    100 W high-power Infra-rot

    Wellenlänge: 940nm

    Vorwärts Spannung: 14-16 v

    Vorwärts Strom: 3500mA

    Abstrahl-Winkel: 120-140 °


    Transistor 2N-3055

    DC Current Gain -hFE = 20–70 @ IC = 4 Adc

    Collector–Emitter Saturation Voltage - VCE(sat) = 1.1 Vdc (Max) @ IC = 4 Adc

    Uceo 60V

    Ic 15A

    Ptot 115W

    fT 2,5MHz


    So, nun denn, wer könnte mir bitte daraus, oder in abgeänderter Form, die maximalste Leistung rauskitzeln.

    Ich sehe grad, dass der T2 ja nun als Treiber für die Basis an T3 dient... also könnte man den Widerstand R2 auch noch ändern...


    Vorab schonmal vielen Dank für euer Kopfzerbrechen.

    Gruß, Richard


    P.S. evtl hat Jemand eine andere Lösung parat, z.B. mit Hybrid-IC, oder fertig zu kaufenden Endstufen/Bausätze...?

  • Darf man fragen wie gut du deine Elektronikkenntnisse einschätzt? Deine Schaltungserweiterung hat nach meiner Meinung keine Chance auf Erfolg, völlig unabhängig von der Dimensionierung der Widerstände.


    Davon unabhängig solltest du dir zuerst mal klarwerden, ob du die Leistung maximieren willst, oder die Reichweite. Klar, in gewisser Weise hängt zweiteres vom ersten ab. Aber nicht ausschließlich. 3km, von mir aus auch "nur" 1km, sind imho ohne optische Maßnahmen illusorisch. Es reicht nicht, einfach 100W an Licht in die Gegend zu ballern, es muss auch am Empfänger ankommen.


    Ich würde eher in Richtung Laser tendieren.


    PS: wenn du tatsächlich drauflosbasteln willst, ersetze den BC548 durch eine Darlington-Stufe, zB mit BD139 und 2N3055

  • Sorry, aber deine Schaltung ist Murks.


    T3 möchte an seiner Basis Strom haben, damit er durchschaltet.

    Der BC548 liefert an die Basis von T3 entweder GND (eingeschaltet) oder nichts (ausgeschaltet).

    Also keinerlei Plus-Potential. In beiden Fällen wird T3 nicht leiten.


    Nun zur Reichweite.

    Bei einem Abstrahlwinkel von 120-140° wird man die halbe Stadt mit dem Signal beglücken,

    aber beim entfernten Empfänger kommt nur ein ultra abgemagertes Signal an. Sehr ineffizient.


    Neben dem IR Laser (sehr teuer) würde ich eine LED-Lösung mit einem Abstrahlwinkel

    von 5° vorschlagen. Bitte mal nach TSTS7100 googeln.


    Hierbei ist eine Bestromung bis 2,5A (max. Rating) für 100µs möglich.

  • Hallo,

    wie schon geschrieben, sind beide Schaltungen nicht tauglich.

    * Der pnp-Trans. ist falsch gerum eingebaut

    * Wenn T1 richtig wäre, würde T2 über Bais-Emitter einen Kurzschlus machen

    * Die LED haben keine Strombegrenzung

    * 12V-LED wäre aus bestimmten Gründen sinnlos.


    Die Optik bzw. die Physik auch auch zu beachten.

    Wenn ein Sender mit paar 10 mW ca. 20m weit reicht, dann reicht die 1000-fache Leistung nicht 1000 mal so weit,

    sondern nur ca. 30 mal so weit (siehe Abstandsgesetz: https://de.wikipedia.org/wiki/Abstandsgesetz )

    Wenn man aber die Leuchtdichte zum Empfänger hin mit einer Optik verbessert, bringt es nix, wenn man dazu großflächige LED einsetzt,

    weil die max. erreichbare Leuchtdichte bei LED-Chips einen Grenzwert hat.

    LED mit mehr Leistung haben also einen entsprechend größeren Chip, der bei Verwendung einer Kollimation auch in der Abbildung

    auf den Empfänger nur eine größeres Abbild projiziert und nicht heller erscheint


    Die Lösung kann ein Laser sein, der auf Unendlich kollimiert auch auf große Distanz eine gewisse Leistungsdicht bringt.

    Aber wegen Lasersicherheit wären auch erhebliche Einschränkungen nötig, sonst brennst du Passanten das Augenlicht weg.

    Das Konzept will ich gar nicht anraten.


    Mit LED bringt bringt es nur was, wenn viele kleine LED-Chips mit jeweils guter Kollimation und mit korrekter Justage aller LED-Strahler

    auf den Empfänger stahlen. Aber wie schon geschrieben, bringen 10 LED nur den 3 fachen abstand gegenüber 1 LED.

    Auf den Epfänger kommt es aber dann auch noch an (Optik, Justage, Empangsempfindlichkeit, Empfindlichkeit gegen Umgebungslicht)

    Alles in allem kann man so was beherrschen, nur eben nicht mit völliger Unkenntnis aller elektronischen, optischen und phys. Grundlagen.

    Gruß Helles Licht