Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem mit einer Oszillator/Komperator Schaltung (Füllstandsmessung)


von Fabian G. (greppi)


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Hallo zusammen,

zurzeit Baue ich gerade mein Projekt für meinen Technikerabschluss.

Habe mich für die gute alte Füllstandsmessung entschieden.

Für den Sensor habe ich die Oszillatorschaltung aus der 
Elektor-Zeitschrit nachgebaut.

Hier der Link zum Schaltplan: 
http://www.mikrocontroller.net/attachment/79424/fuellstand.png

Nun zum Problem. Habe die Schalung mit meinem kapazitiven Sensor getest 
und heraus kommt kein sauberes Rechtecksignal. Sollte aber eigentlich 
sein.....

Warum sind die Ecken so abgerundet? Liegt warscheinlich an einer 
Kapazität aber warum?

Außerdem liegt die Spannung beim Rechtecksignal bis auf 8V, das kann 
doch auch nicht sein wenn ich die Schaltung mit 5V betreibe.

Der Oszillator schwingt am Eingang wirklich sauber. Habe die Schaltung 2 
mal aufgebaut, bei beiden das selbe Bild, also an den Bauteilen kann es 
eigentlich auch nicht liegen.

Wer echt cool von euch, wenn ihr mir helfen könnt, vielleicht auch die, 
die diese Füllstandsmessung auch schon gebaut haben, bin momentan sehr 
radlos.

(Habe jetzt einen neuen Thread aufgemacht auch wenn es die 
Füllstandsmessung mit diesem Prinzip schon mehrmals gibt, aber meine 
Frage liegt ja bei der Oszillatorschaltung, außerdem sind die Beiträge 
bei den anderen Threads schon relativ lange her.)

Danke euch

Gruß Fabian

von Dirk (Gast)


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Fabian G. schrieb:
> Außerdem liegt die Spannung beim Rechtecksignal bis auf 8V, das kann
> doch auch nicht sein wenn ich die Schaltung mit 5V betreibe.

Morgen,

ist vielleicht ein Messfehler? Ist bei dem Oszilloskop vielleicht ein 
Offset eingestellt? Schalte den Eingang mal auf GND um, dann sollte die 
Linie bei 0V liegen.

Gruß Dirk

von mse2 (Gast)


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Fabian G. schrieb:
> ... für meinen Technikerabschluss.
aus diesem Grunde (Du bist noch Azubi, da fruchtet es vielleicht noch) 
folgende Hinweise:
1. Das Ding heißt "Komparator" mit "a", nicht "Komperator" mit "e".
2. Du wolltest schreiben "wäre echt cool...", nicht "wer".

> Wer echt cool von euch, wenn ihr mir helfen könnt, vielleicht auch die,
> die diese Füllstandsmessung auch schon gebaut haben, bin momentan sehr
> radlos.
Ich fände es 'echt cool', wenn Du schreiben würdest, an welcher Stelle 
Deiner Schaltung Du diesen verschliffenen Rechteck gemessen hast.
Was die 8 Volt angeht, schliesse ich mich Dirk an.

von mse2 (Gast)


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Fabian G. schrieb:
> ... bin momentan sehr radlos.
Ausserdem meinst Du wahrscheinlich 'ratlos', oder hast Du kein Fahrrad? 
;)

PS: Ich weiß, dass hier gerne ein Shitstorm lostgetreten wird, wenn man 
auf sprachlich Fehler eingeht, ich glaube aber, bei einem Azubi, der 
noch eine Prüfung vor sich hat (evtl. mit schriftlichem Anteil?) ist das 
nicht verkehrt.

von Hubert G. (hubertg)


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Wenn eine Rastereinheit, wie im Bild unten Y1:2V=, tatsächlich 2V 
entspricht dann sehe ich deine 8V nicht. Es sind 5V und etwa 1V 
negativer Überschwinger.
Der negative Überschwinger kommt mit großer Sicherheit von schlecht 
angepassten Tastkopf.

von Fabian G. (greppi)


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Danke Dirk für den Hinweis, bin mir aber nicht ganz sicher aber ich 
meine die Linie war auf 0 V eingestellt, ich glaube auch, dass das 
kleine umgekehrte T links neben dem Mittelkreuz dies anzeigt. Ich werde 
nochmal nachschauen.

@mse2 danke für die Rechtschreibkorrektur "radlos" bin ich nun wirklich 
nicht ;-)

Gemsessen wurde natürlich am Ausgang der Schaltung (Pin 7 des LM311)

Und zum Thema Azubi, die Weiterbilung zum staatlich geprüften Techniker 
für Elektrotechnik kann man nur beginnen, wenn man eine abgeschossenen 
Berufsausbildung und mindestens 1 Jahr Berufserfahrung besitzt....

@ Huber G jetzt wo du es sagst sehe ich das auch, aber warum ist dann 
das Rechtecksignal so weit nach oben verschoben, kann ja dann eig. nur 
der Offset sein.

Ich habe eig. gar keinen Tastkopf verwendet sondern eine BNC Leitung auf 
Bananenstecker und diese auf Abgreifklemmen angestöpselt.

Aber warum werden die Ecken beim Anstieg vom Rechtecksignal so 
abgerundet?

von Senner auf der Heidi (Gast)


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Wenn Du dem MC ein schöneres Signal liefern möchtest, dann hänge an den 
Ausgang des 311 KompArators einen oder besser zwei Inverter !
Dann sollte auch dein Oszibild besser aussehen.
Du solltest mit einem richtigen, abgeglichenen Tastkopf 1:1 oder besser
10:1 messen. Messen ueben ist sinnvoll denn mit dem Mist im Oszi kann 
man
nicht immer etwas anfangen..wie Du selbst siehst.

Der Vorposter gvs ist ja ein böser Bub, kein froehlicher Menschenfreund;
wahrscheinlich hat er kalte Füße ;-)

von Dieter W. (dds5)


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Naja, für ca. 285kHz sieht die Flanke doch nicht schlecht aus.

Der LM311 hat einen open Collector Ausgang, der wird nur mit kleinerem 
Arbeitswiderstand R4 (und geringerer Lastkapazität) schneller.

Das Signal hat ein Tau von etwa 200ns. Um das zu erreichen braucht es 
bei 1,8kOhm nur gut 100pf - und die kann schon locker das Kabel zum 
Scope haben.


Siehe:
> Ich habe eig. gar keinen Tastkopf verwendet sondern eine BNC Leitung
> auf Bananenstecker und diese auf Abgreifklemmen angestöpselt.

von mse2 (Gast)


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Fabian G. schrieb:
> ...meine die Linie war auf 0 V eingestellt, ich glaube auch, dass das
> kleine umgekehrte T links neben dem Mittelkreuz dies anzeigt. Ich werde
> nochmal nachschauen.
Ich sehe zwei kleine Ts: eines, wie Du beschreibst, mit weist senkrecht 
nach oben (das ist wohl jenes, welches Du meinst?). Was dieses Symbol 
genau anzeigt, ist mir nicht klar, es sein denn, das Scope wäre ein 
Speicheroszi. Dann würde denken, es zeigt die Triggerposition.

Das andere kleine T liegt waagerecht und weist die Nulllinie. Diese 
verläuft mitten durch das Signal, was mir sagt, Du hattest 
wahrscheinlich die Einstellung 'AC' statt 'DC', stimmt's? (Stimmt, oben 
im Bild ist sogar ein kleines 'AC' eingeblendet.)
In dem Falle siehst Du keinen DC-Offset, ob vorhanden oder nicht.

von mse2 (Gast)


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mse2 schrieb:
>... mit weist senkrecht nach oben ...
Diesmal ist mir die Sprache entglitten. Verzeihung!  :)

von Fabian G. (greppi)


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danke schon mal für die vielen Antworten

@ Senner auf der Heidi meinst du eine Inverterschaltung mit 
Operatiosverstärker?

@ Dieter Werner, also wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, dann 
meinst du, das die abgerundeten Ecken von der Leitungskapazität der 
Messleitungen kommen?

@mse2 das T was du meinst ist eigentich die Triggereinstellung und das 
AC gehört eigentlich auch zur Triggerung. Also das dachte ich zumindest 
immer.

Ich werde einfach mal ein digitales Oszi aus der Schule verwenden und 
natürlich mit Tastkopf messen, dann schaue ich mal was da dabei 
herauskommt.

von Senner auf der Heidi (Gast)


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Nein .

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Fabian G. schrieb:
> Ich werde einfach mal ein digitales Oszi aus der Schule verwenden und
> natürlich mit Tastkopf messen, dann schaue ich mal was da dabei
> herauskommt.

Wenn du für zukünftige Erweiterungen vorsorgen möchtest, leg die LED auf 
einen anderen Port als ausgerechnet PB0, das ist nämlich auch der 
Capture Input, der die evtl. nochmal nützen kann. Ich würde das 
Oszillatorsignal auf jeden Fall noch mit auf diesen Pin legen und dafür 
die LED verrücken.

: Bearbeitet durch User
von Fabian G. (greppi)


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Senner auf der Heidi schrieb:
> Nein .

wie dann?

Matthias Sch. schrieb:
> Wenn du für zukünftige Erweiterungen vorsorgen möchtest, leg die LED auf
> einen anderen Port als ausgerechnet PB0, das ist nämlich auch der
> Capture Input, der die evtl. nochmal nützen kann. Ich würde das
> Oszillatorsignal auf jeden Fall noch mit auf diesen Pin legen und dafür
> die LED verrücken.

danke für den Tipp, werde aber eh keine LED verbauen die vom MC 
gesteuert wird

von Senner auf der Heidi (Gast)


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zB: 74HC14

von mse2 (Gast)


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Senner auf der Heidi schrieb:
> zB: 74HC14
Ergänzend: das ist nicht nur ein Inverter, sondern invertierende 
Schmitt-Trigger, was für diese Anwendung hier genau das richtige ist.
(Im IC sind 6 Stück davon. Bei den nicht benutzen bitte die Eingänge auf 
GND oder Vcc legen.)

von Fabian G. (greppi)


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so, hab nun die Messung nochmals durchgeführt.

Ihr hattet recht, es war ein Offset eingestellt.
Aber leider ist das Signal immer noch so abgerundet. Hab diesmal mit 
einem Tastkopf gemessen und ihn vorher abgeglichen (Hab ein Bild 
angehängt)

Naja ich werde die Schaltung so lassen, das Signal müsste sich trotzdem 
mit dem Mikrocontroller messen lassen.

Hätte da aber nochmal eine Frage, könnt mir jemand erklären warum beide 
Eingänge des Komperators mit dem Ausgang rückgekoppelt sind?

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