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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mit Hilfe des Zündsignal(Rechteck) Lampe schalten


Autor: Nobbi (Gast)
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ein wunderschönen guten abend an alle

ich ärger mich schon seit wochen mit meinem problem rum und komme aber 
zu keinen ordentlichen ergebnis, hoffe ihr könnt mir dabei weiter 
helfen.
im voraus sei schonmal gesagt, das ich kein elektriker bin und mir nur 
alles aus der schule mit auf dem weg gegeben wurde. den rest, den ich 
bis jetz schon verstanden hab, hat mir google verraten...

mein plan:

ich will in meinem tacho in einen freien lampenplatz eine glühbirne 
nachrüsten, die ab einer bestimmten motordrehzahl aufleuchten soll und 
mir so den optimalen schaltpunkt anzeigen soll.

meine theorie:

ich greife mir vom zündsteuergerät das zündsignal (ein rechteckimpuls) 
für die zündspule ab.
diesen rechteckimpuls wollte ich nun mit einen hochpassfilter??? weiter 
verarbeiten, denn das ganze über eine gleichrichterbrücke in eine 
gleichspannung verwandeln, denn sie spannung noch mit einen 
glättungskondensator glätten.
und um die lampe zum leuchten zu bringen, zum schluss einen 
schmitt-trigger als schwellwertschalter. diesen möchte ich noch 
zusätzlich mit einem poti regeln, damit ich einstellen kann ab welcher 
drehzahl die glühbirne leuchten soll.

nun mein problem:

ich weiß weder ob das ganze so "einfach" wirklich funktioniert, und 
selbst wenn, was ich für widerstände, kondensatoren und sonstige 
bauteile bräuchte und welche größen diese teile haben müssen.
fals diese schaltung fehler enthält, berichtigt mich bitte oder fals sie 
unmöglich funktionieren kann, bin ich für alle anderen "simplen" 
lösungen offen.

die daten die ich dafür nur habe, sind theoretisch zwei(?) zündimpulse 
pro kurbelwellenumdrehung(reihen vierzylinder-4takt), habe aber keine 
ahnung wieviel volt und welches tastverhältnis diese signal hat, fals 
das relevant ist. eine versorgunsspannung von ~12v(kfz) und die 
glühbirne hat auch 12v(leistung noch unbekannt).


hoffe ihr könnt mir weiter helfen, da mein kopf schon schwer am rauchen 
ist und ich nicht mehr weiter weiß.
vielen dank im voraus

Autor: Andy (Gast)
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Hallo Nobbi

Nimm doch einfach ein paar Operationsverstärker (für jede Lampe eine)

In den invertierenden Eingang (1k Wiederstand vorschalten)schickst du 
dein gleichgerichtetes Signal.
am nichtinvertierenden Eingang stellst du mittels Poti das direkt an der 
Betriebsspannung hängt ( 10k oder ähnliches - vielleicht auf der + Seite 
mittels 1k geschützt) deine Schaltschwelle ein.

Die Lampe (warum nicht LED = weniger Strom) hängt dann an einem 
Schalttransistor, der als Emitterschaltung deine Lampe schaltet.

Somit sollte das Ganze eigentlich funktionieren...

Du kannst damit beliebig viele Drehzahlen einstellen, je nach anzahl der 
OPs (Einzelschaltungen).

Theoretisch müsste man auch "-" und "+" Eingang des OPs tauschen können, 
dann halt mit Kollektorschaltung am Transistor.

viel Glück
Andy

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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So wie Andy es beschrieben hat, wird es wohl eher nichts!

Gogle einfach mal nach Schaltplänen für "Drehzahlmesser", dann wirst 
(oder besser gesagt solltest) Du auf die richtige Spur geführt werden.

Es ist ersteinmal eine Impulsformung notwendig. Diese besteht 
üblicherweise aus einem Monoflop (mit Transistoren oder IC - z.B. 
555-Timer) mit einer festen ON-Zeit (die übrigens von der max. mögl. 
Drehzahl abhängt). Anschließend wird das Ausgangssignal des Monoflops 
einem Tiefpass zugeführt und dann kann man erst das Signal auf einen 
Schmitt-Trigger geben, um die Drehzahlüberschreitung zu detektieren.

Autor: Nobbi (Gast)
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hallo raimund

das mit dem op hab ich mir schon fast gedacht als ich mich über dieses 
bauteil nochmal genauer informiert habe.
das mit der impulsumformung ist mir klar, soweit ich weiß wäre sinus die 
beste form zu weiterverarbeitung. daraus könnte man eine gleichspannung 
für den schmitt-trigger erzeugen, der die glaube auch benötigt um zu 
funktionieren wie er soll.
habe bereits einige schaltungen von monoflops mit ne555 gefunden, mono- 
a- und bistabile. ich weiß nur nich was eine feste ON-zeit bedeutet. nur 
soweit wie ich das verstanden habe, erzeugen diese auch nur 
rechteckimpulse. oder habe ich etwas wichtiges überlesen???

könnten sie mir eventuell schaltpläne zeigen wie sie die schaltung 
aufbauen würden? am besten mit richtwerten.
vorallem interessiert mich der schmitt-trigger, wie die größen sein und 
verändert werden müssten, damit er an und auschaltet. das war mir etwas 
zu hoch :-)

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Mit digitaler Anzeige habe ich beim Googeln folgendes gefunden:
http://www.digitaler-drehzahlmesser.de/

Dort macht der LM2907 (bei Reichelt für z.B. 1,05 Euro bzw. 1,25 Euro) 
die Frequenz-zu-Spannungs-Wandlung (also das, was in vielen Schaltungen 
der 555-Timer macht), und daran (Pin 7) muß man nur noch den 
Schmitt-Trigger (z.B. mit einem OpAmp oder zwei Transistoren realisiert) 
dranhängen - anstatt das ganze Gedöns mit den LM3914. Das wäre schon 
alles.
Eine andere konkrete (und einfachere) Schaltung habe ich leider (noch) 
nicht gefunden.

Nochmal zum Verfahren:
Aus den Rechteckimpulsen vom Zündsteuergerät gilt es ein der Frequenz 
proportionales Signal (im Idealfall eine proportionale Spannung) zu 
erzeugen. Nun hängt es davon ab, was genau das Zündsteuergerät als 
Signal ausgibt. Wenn man glück hat, ist es schon ein Rechtecksignal mit 
einer konstanten ON-Zeit (bzw. ein logisches High-Signal, was so in der 
Nähe der Versorgungsspannung von 12V sein sollte) und mit einer Frequenz 
die abhängig von der Drehzahl ist. Letzteres wird es garantiert haben, 
nur ersteres gilt es herauszufinden (evtl. mit einem Oszilloskop). Für 
den Fall, daß es nur kurze Nadelimpulse sind, deren Länge nicht konstant 
ist, wird man um die Frequenz-zu-Spannungs-Wandlung (mit 555-Timer oder 
LM2907, oder ...) auf die eine oder andere Art nicht herumkommen.
Wie dem auch sei - gibt man nun dieses Rechtecksignal mit stets 
konstanter ON-Zeit aber variabler Frequenz auf ein Tiefpassfilter, so 
integriert das Tiefpassfilter das Signal und erzeugt eine der Drehzahl 
proportionalen Gleichspannung (mit kleinem Ripple). Nun das Signal auf 
einen Schmitt-Trigger (Komparator) mit Hysterese geben und schon hat man 
das gewünschte.

Autor: Nobbi (Gast)
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vielen dank, das ist doch mal was genaues :-)
den LM2907 hatte ich auch schonmal gefunden, siehe hier:
http://www.national.com/mpf/LM/LM2907.html
aber wegen dem geber am eingang, wo ich also mein signal reingebe, und 
dem Vout 67Hz/V haben mich so irretiert, das ich die idee verworfen 
habe.

jetz zu dem schaltplan von digitaler-drehzahlmesser.de.
in dem plan sind vor dem LM2907 noch drei widerstände, eine diode und 
ein transistor. müsste ich diese auch für meine schaltung übernehmen 
oder welche aufgabe haben diese teile am PIN 1?
und ich vermute mal, das PIN 4 mit PIN 7 auch ohne dem ganzen anderen 
gedöns verbunden bleiben müssen. ab wo müsste denn jetz der 
schmitt-trigger ran, hinter R5 und C6, oder entfallen die beiden bei 
meiner schaltung?

nun wäre noch zu klären ob der abgebildete schaltplan schon für einen 
viertakt-vierzylinder-reihenmotor ist und ich die anderen größen so 
übernehmen kann oder ob ich alles erst auf das auto abstimmen muss.

wie würde denn jetz der schmitt-trigger an PIN 7 angeschlossen werden?
da gibt es ja auch viel varianten, invertiert, nichtinvertiert... usw.
wäre ihnen sehr dankbar wenn sie dazu auch noch einen link, am besten 
auch mit werten, finden würden

mfg nobbi

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Nobbi schrieb:
> vielen dank, das ist doch mal was genaues :-)
> den LM2907 hatte ich auch schonmal gefunden, siehe hier:
> http://www.national.com/mpf/LM/LM2907.html
> aber wegen dem geber am eingang, wo ich also mein signal reingebe, und
> dem Vout 67Hz/V haben mich so irretiert, das ich die idee verworfen
> habe.

Daran ist eigentlich nichts irritierendes!

> jetz zu dem schaltplan von digitaler-drehzahlmesser.de.
> in dem plan sind vor dem LM2907 noch drei widerstände, eine diode und
> ein transistor. müsste ich diese auch für meine schaltung übernehmen
> oder welche aufgabe haben diese teile am PIN 1?

Solange Dir nicht bekannt ist, wie das Signal vom Zündsteuergerät 
aussieht, solltest Du diese Komponenten nicht weglassen.
R1 in Vbdg. mit D1 sorgen dafür, daß an der Basis von Q1 keine 
unzulässig hohen Spannungen auftreten können (clipping) - sie werden 
über die Betriebsspannung abgeleitet.
R1 bis R3 und Q1 bilden eine Schaltstufe, die das Rechtecksignal vom 
Eingang ein wenig verbessert.
C1 schließlich koppelt das Rechtecksignal an den Eingang des LM2907.

> und ich vermute mal, das PIN 4 mit PIN 7 auch ohne dem ganzen anderen
> gedöns verbunden bleiben müssen. ab wo müsste denn jetz der
> schmitt-trigger ran, hinter R5 und C6, oder entfallen die beiden bei
> meiner schaltung?

Richtig, die Verbindung von Pin4 zu Pin 7 muß bestehen bleiben.
R5 ist der notwendige Arbeitswiderstand für den Ausgangstransistor des 
LM2907 und C6 sorgt für etwas weniger Ripple auf dem Ausgang.
Der Schmitt-Trigger muß an den Ausgang des LM2907 ran - also greift er 
sozusagen die Spannung über C6 ab.

> nun wäre noch zu klären ob der abgebildete schaltplan schon für einen
> viertakt-vierzylinder-reihenmotor ist und ich die anderen größen so
> übernehmen kann oder ob ich alles erst auf das auto abstimmen muss.

Es spielt eigentlich keine Rolle für welchen Motor die Schaltung gedacht 
ist, es gilt lediglich auszurechnen, wie groß die max. auftretende 
Frequenz am Eingang ist. Das wiederum hängt natürlich davon ab wieviele 
Zylinder der Motor hat und bis zu welcher max. Drehzahl der Motor 
betrieben wird. Schau Dir dazu das Datenblatt zum LM2907 an. Dort ist 
auf der ersten Seite eine Formel angegeben, die aufzeigt wie die 
Ausgangsspannung von der Eingangsfrequenz und dem Kondensator an Pin 2 
sowie dem Widerstand an Pin 3 abhängt.

> wie würde denn jetz der schmitt-trigger an PIN 7 angeschlossen werden?
> da gibt es ja auch viel varianten, invertiert, nichtinvertiert... usw.
> wäre ihnen sehr dankbar wenn sie dazu auch noch einen link, am besten
> auch mit werten, finden würden

Wenn die Sache einen Lerneffekt haben soll, werde ich einen Teufel tun 
und Dir alles säuberlich vorgekaut servieren. Und googeln solltest auch 
Du können - such einfach nach "Komparator" und/oder "Schmitt-Trigger", 
versuche die Schaltung zu verstehen, wende die notwendigen Formeln an, 
um z.B. die Schwellen-/Schaltspannungen auszurechnen. Das einzige was 
dann für Dich vmtl. etwas schwieriger wird. ist zu entscheiden, wie der 
Treiber für die Ansteuerung des Signallämpchens auszusehen hat. Da würde 
ich Dir anstatt einer Glühfadenlampe auf jeden Fall eine LED empfehlen, 
das vereinfacht und reduziert den Treiber auf den Komparator selbst. 
Schau Dir dazu z.B. mal das Datenblatt vom LM393 an.
Mein Vorschlag wäre den invertierenden Comparator mit Hysterese zu 
nehmen und für den Arbeitswiderstand (der mit 3k) eine LED in Serie mit 
einem Widerstand einzusetzen. Der Widerstand muß dann so dimensioniert 
werden, daß bei gegebener Versorgungsspannung der max. LED-Strom auf 
keinen Fall überschritten wird und sich der übliche Betriebsstrom 
einstellt.
Die Spannung von C6 (am LM2907-Ausgang) geht dann auf den (-)-Eingang 
(+Vin) und eine mit einem Trimmer einstellbare Spannung geht (indirekt) 
auf den (+)-Eingang des Komparators. Mit dem Trimmer stellst Du dann 
Deine Schwelle (also Deine Drehzahl) ein, ab der die LED aufleuchten 
soll.

> mfg nobbi

MFG Raimund

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