hallo ihr Ingenieure,
ich habe da folgende Frage.
Ich bastle momentan an einem batteriebetriebenen Messgerät. An dieses
Messgerät sollen 10 Sensoren angeschlossen werden. Diese Sensoren
bestehen aus einem Kabel, dass am losen Ende in einer alkalische
Flüssigkeit liegt. Die 10 Kabelenden sollen senkrecht übereinander
angeordnet werden. Im Messgerät soll dann über 10 LED’s eine Art
Füllstandsmessung möglich sein. Da nun ganz unterschiedlich
Flüssigkeiten mit unterschiedlichen spez. Widerständen verwendet werden,
sind nun Spannungen zwischen 3-12 V möglich.
Die LED darf jedoch mit max 3V angesteuert werden. Nun also meine Frage,
wie kann ich mit einem 3-12V Steuersignal eine 3V LED antreiben.
Ich stoße da echt an meine Grenzen.
Vielen Dank für eure Zeit,
Jacob
>Diese Sensoren bestehen aus einem Kabel, dass am losen Ende in einer >alkalische
Flüssigkeit liegt.
Du weisst das das dieses Kabelenden bei Gleichspannung einer sehr
starken Korrision unterliegen ? Normalerweise nimmt man fuer sowas
Wechselspannung. Eine angeschlossene Elektronik uebernimmt dann die
Auswertung und steuert dann eine LED an. Somit liegen die LEDs alle an
der gleichen Spannung.
Gruss Helmi
Lies dir doch mal ein paar Grundlagen über LEDn durch. Kleiner Tipp: der
Arbeitspunkt einer LED wird über den Strom eingestellt, nicht über die
Spannung.
bye
Frank
Hallo Helmi,
Gibt es da fertige Bausätze und wenn ja wie nennt man solche. Ich wollte
Gleichstrom nehmen, damit ich eine einfache Batterie benutzen kann. Das
Korrosionsproblem habe ich schon bemerkt ich kenne mich aber mit
Wechselstrom noch weniger aus. Ich hatte vor die Messintervalle sehr
groß zu wählen um so die Korrosion zu verlangsamen. Wenn es jedoch die
Möglichkeit gibt das Messgerät mit Wechselstrom auszustatten wäre es
natürlich erheblich besser.
Danke für diese schnellen Anregungen,
Gruß Jacob
Ich habe dir mal auf die schnelle was konstruiert. Du hast hier eine
Wechselspannung (Rechteck) von ca. 10Khz an deinen Kabelenden liegen.
Wenn jetzt durch die Fluessigkeit das Kabelende kurzgeschlossen wird
bekommt der Gleichrichter mit den beiden Dioden ein Signal. Wenn die
Gleichspannung jetzt den Schwellwert des Transistors uebersteigt leitet
dieser und die LED leuchtet. Du darfst allerdings keine Verbindung von
GND der Schaltung zu der leitenden Fluessigkeit haben. Sollte das doch
der Fall sein muessen wir die Schaltung modifizieren.
Gruss Helmi
Hallo Hemi,
vielen vielen Dank für die Mühen die du dir machst. Der plan den du mir
geschickt hast erschlägt mich leider ein Bisschen. Du überschätzt
anscheinenden meine Fähig- und Möglichkeiten. Bei Conrad haben ich
folgendes Teil gefunden Artikelnummer 210959 – 62 es scheint mir das
ideale Teil zu sein.
Danke, Jacob
da hast du natürlich Recht. Der Bausatz ist jedoch auch für Wechselstrom
geeignet. Ich brauchte also nur noch eine Wechselstromquelle und hätte
alles so wie von dir vorgeschlagen. Oder sehe ich das was falsch.
> Der Bausatz ist jedoch auch für Wechselstrom geeignet.
Ich würde nicht sagen, dass der Bausatz für Wechselstrom geeignet ist,
auch wenn dies auf der Web-Seite so geschrieben steht. Warum?
Werden die 12V verkehrt herum angelegt, bricht die LED mit einer
typischen Sperrspannung von etwa 5V durch, und es fließt ein hoher
Strom durch die Z-Diode, die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors
und die LED. Mindestens eines der drei genannten Bauteile wird dadurch
das Zeitliche segnen.
Wenn du das Ganze mit Gleichstrom betreibst, entsteht nicht nur die
von Helmut bereits erwähnte Korrosion, sondern evtl. auch Knallgas,
falls es sich um eine wässrige Lösung handelt und der Behälter
geschlossen ist. Immerhin fließen bis zu 10 LED-Ströme durch die
Flüssigkeit.
Und willst du wirklich 34€ für 10 dieser Bausätze ausgeben, diese
zusammenlöten, auf eine Grundplatte montieren (damit sie nicht
umherfliegen) und mit den LEDs verkabeln? Die Bauteile für die
Schaltung von Helmut Lenzen kosten dich etwa so viel wie einer
dieser Conrad-Bausätze, und du kannst alle 10 Kanäle einschließlich
der LEDs ordentlich und kompakt auf einer einzelnen Lochrasterplatine
aufbauen.
Hast du mal gemessen, wie groß der Übergangswiderstand in einer der
weniger gut leitenden Flüssigkeiten ist? Da der gesamte LED-Strom
durch die Flüssigkeit fließen muss, darf der Übergangswiderstand nicht
sehr hoch sein, oder die LEDs glimmen nur noch düster vor sich hin.
Auch hier ist Helmuts Schaltung besser, da sie das Signal verstärkt.
Man könnte in dieser Schaltung evtl. die 10 Ausgangstransistoren
mitsamt Basiswiderständen durch CMOS-Schmitt-Trigger ersetzen. Damit
schalten die LEDs eindeutig ein oder aus, und es gibt keine halbhellen
Zwischenzustände. Die Empfindlichkeit kann dann durch Vergrößern von
R2 und R5 enorm gesteigert werden, so dass die Schaltung auch für sehr
schlecht leitende Flüssigkeiten anwendbar ist.
Solche CMOS-Schmitt-Trigger gibt es zu 6 Stück pro IC, so dass die
10 Transistoren und 10 Basiswiderstände durch 2 ICs ersetzt werden
können. Einer der beiden übrigen Schmitt-Trigger kann die Funktion des
NE555 als Oszillator übernehmen, so dass ein weiteres Bauteil
wegfällt. Damit ist der Zusammenbau der Schaltung wirklich nicht mehr
viel aufwendiger als bei der Variante mit den Conrad-Bausätzen.
Hier noch mal die Schaltung in der Version mit den CMOS Schmitt-Trigger
wie von yalu vorgeschlagen. Ich wollte zuerst keine ICs dafuer nehmen
weil ich dachte das du mit normalen Transistoren und Widerstaenden
besser zurecht kommst. Bei der Problematik mit dem Teil vom C. muss ich
yalu voll zustimmen , das funktioniert so nicht.
Gruss Helmi
Ok, da ihr viel viel mehr Ahmung habt als ich werde ich das einfach mal
so machen wie ihr mir dass empfehlt.
Der C Bausatz ist dann jetzt gestorben. Also diese Sensoren sollen in
einem Rohr D1000 eingebaut werden, in welches Frischbeton eingefüllt
wird. Explosionsgefahr besteht da wohl eher nicht.
Ziel des Versuches ist es eine Messmethode zu finden mit der sich
Füllstände des Frischbetons feststellen lassen.
Will man z.B. einen Hohlraum vollständig mit Beton ausbetonieren, gilt
es Sensoren an den oberen Teil der Decke zu installieren und dann
mittels Schaltung nachzuweisen dass der Hohlraum bis an die decke
gefüllt ist.
Der Übergangswiderstand lag in Vorversuchen zwischen 18 kOhm und 80 Ohm.
Allerdings habe ich hier mir Gleichstrom gearbeitet und an den Messdraht
war eine PVC Folie mit aufgeklebter Aluminiumfolie angebracht. Der
Widerstand scheint sich nach 10 turbulenten Minuten bei ca 90 Ohm zu
stabilisieren.
Ich bin kein Elektrotechniker und habe daher mit dem Bausatz
geliebäugelt. Doch A habt ihr mich von Helmis Schaltung überzeugt und B
bin ich jetzt tierisch gespannt ob ich eure Schaltung hinbekomme. Also
löten kann ich ganz gut doch die wahre Funktionsweise eurer Schaltung
kann ich nicht nachvollziehen.
Ist das zusammenlöten den mit dem von Helmit erstellten Plan möglich
oder brauch ich da noch weiters Wissen.
Hallo Jacob,
Mein Plan zeigt allerdings nur 2 Sensoren wenn du mehr haben willst muss
ich die Zeichnung ergaenzen oder du suchst dir die Pinummern der Gatter
selber aus dem Datenblatt von dem IC. Ansonsten sollte die Schaltung
schon funktionieren auch wenn ich sie am Samstag mal so eben
hingezeichnet habe.
Als weiteres Wissen solltes du den Farbcode der Widerstaende, die
Pinnummerierung des ICs und wo Kathode und Anode an der LED ist wissen.
Gruss Helmi
ich hab da noch ein Paar fragen bevor ich die Teile bestelle:
muss ich IC2F, R1 und C1 anpassen wenn ich insgesamt 10 Sensoren
verwenden will
macht es sinn anstelle R5 ein Potentiometer einzubauen um die
Empfindlichkeit regeln zu könne
was für ein IC ist IC2P
und welches Bauteil oder Schaltkreis macht die Wechselspannung
kann ich nicht sofort 5v als Speisespannung nehmen
muss ich alle enden an denen GND steht miteinander verbinden(selbiges
für +5V)
und wo schlisse ich die Batterie an
liegen an der Zelle nun 5 oder 12V an
was genau macht die separate Schaltung oben links
bei conrad finde nur folgenden IC
74HCT14 DIP
SN74HC14N DIP
SMD74HC14SO14
aber nicht das von Helmi vorgeschlagene 74HC15D
kann ich eines der anderen verwenden?
und auch LM7805 ist conrad leider unbekannt.
oder kennt jemand einen laden wo ich diese teile bekommen kann.
Den Rest habe ich schon zusammen, na ja sind ja auch Standartteile.
Und die Pin Belegung für IC 74HC15D hab ich auch gefunden.
Hallo Jacob
>muss ich IC2F, R1 und C1 anpassen wenn ich insgesamt 10 Sensoren>verwenden will
Nein die Frequenz bleibt gleich.
>macht es sinn anstelle R5 ein Potentiometer einzubauen um die>Empfindlichkeit regeln zu könne
Das könnte man machen.
>was für ein IC ist IC2P
Das ist die Spannungsversorgung von dem IC . Hier kommt +5V und GND
dran.
>und welches Bauteil oder Schaltkreis macht die Wechselspannung
Das macht IC2F , R1 und C1. Frequenz ca. 10KHz
>muss ich alle enden an denen GND steht miteinander verbinden(selbiges
für +5V)
Ja die must du alle verbinden.
>und wo schlisse ich die Batterie an
An +12V und GND . Die Batteriespannung kann zwischen 8 .. 15V betragen.
>was genau macht die separate Schaltung oben links
Das ist ein Spannungsregler. Der sorgt für eine stabile Betriebsspannung
von 5V unabhaengig ob die Batterie 8 oder 15V liefert.
>74HCT14 DIP>SN74HC14N DIP>SMD74HC14SO14>aber nicht das von Helmi vorgeschlagene 74HC15D>kann ich eines der anderen verwenden?
SN74HC14N kannst du verwenden.
>und auch LM7805 ist conrad leider unbekannt.
doch such mal nach 5V Spannungsregler
>Den Rest habe ich schon zusammen, na ja sind ja auch Standartteile.>Und die Pin Belegung für IC 74HC15D hab ich auch gefunden.
ähh ich habe dort ein 74HC14 eingesetzt nicht ein 74HC15 das hat eine
andere Funktion.
>liegen an der Zelle nun 5 oder 12V an
An der Zelle liegt 5V Wechselspannung an.
>kann ich nicht sofort 5v als Speisespannung nehmen
Nein dann hast du das Problem mit der Korrision.
Ich hoffe deine Fragen beantwortet zu haben.
Gruss Helmi
>74HCT14 DIP>SN74HC14N DIP>SMD74HC14SO14
Der erste ist einer mit TTL-Schwellen und 5V,
der zweite mit CMOS-Schwellen in einem Dual-Inline-Package,
der dritte derselbe, jedoch in einem SMD-Package (SO14).
Die beiden letzten können ein einem weiteren Bereich versorgt werden.
Das 'D' steht vermutlich für DIP (einfacher zu handhaben) und deshalb
solltest du den 74HC14 nehmen.
>und auch LM7805 ist conrad leider unbekannt
Fast unmöglich! Lass einfach mal die Buchstaben weg - die kennzeichnen
häufig nur den Hersteller.
Einen 74HC15D hatte Helmi aber nicht in seinem Plan ...
>oder kennt jemand einen laden wo ich diese teile bekommen kannhttp://www.mikrocontroller.net/articles/Elektronikversender
Reichelt würde ich als ersten fragen.
>kann ich nicht sofort 5v als Speisespannung nehmen
Nein dann hast du das Problem mit der Korrision.
ja natürlich mit wechselstrom, davon habt ihr mich ja bereits überzeugt.
meien frage war ob ich den Spannungsregler nicht direkt mit 6V antreiben
kann.
Danke euch
>meien frage war ob ich den Spannungsregler nicht direkt mit 6V antreiben>kann.
6V Eingangsspannung ist für den 7805 zu wenig der will mindestens 8V.
Du kannst aber einen LM2931 dafuer nehmen der kommt mit den 6V klar.
Die Belegung ist gleich allerdings must du dann C7 von 100nF auf 100uF
vergrösseren.
Gruss Helmi
sorry helmi hast die frage ja schon beantworte.
Also da wo GND und VCC (7 und 8) steht liegt die Versorgungsspannung für
die beiden IC an, und diese sind dann parallel hier anzuschließen
richtig?
jacoblengers wrote:
> Also diese Sensoren sollen in einem Rohr D1000 eingebaut werden,> in welches Frischbeton eingefüllt wird.> Explosionsgefahr besteht da wohl eher nicht.>> Ziel des Versuches ist es eine Messmethode zu finden mit der sich> Füllstände des Frischbetons feststellen lassen.> Will man z.B. einen Hohlraum vollständig mit Beton ausbetonieren, gilt> es Sensoren an den oberen Teil der Decke zu installieren und dann> mittels Schaltung nachzuweisen dass der Hohlraum bis an die decke> gefüllt ist.
Ich nehme mal an, dass die Sensoren, hier Kabelenden, mit einbetoniert
werden.
Dann ist der Korrosionsschutz egal, denn nach ein paar Stunden dürfte
der Beton gehärtet sein und sowieso keinen Strom mehr leiten.
Dann kannst du die Erzeugung der Wechselspannung und die Dioden aus der
Schaltung weglassen.
>Also da wo GND und VCC (7 und 8) steht liegt die Versorgungsspannung für>die beiden IC an, und diese sind dann parallel hier anzuschließen>richtig?
Fast richtig !
Pin 7 = GND
Pin 14 = VCC (+5V)
Gruss Helmi
die Sensoren sollen wenn möglich wieder verwendet werden. Sie werden
dazu aus dem Frischbeton gezogen und anschließend gereinigt. Es sind
auch nicht um einfachen Kabelenden.
Hallo Helmi,
yalu sprach davon die Widerstände R2 und R5 zu beeinflussen, soll ich an
beiden Stellen Potentiometer(100kO bis 1MO) einsetzen oder reicht es nur
R5 auszutauschen.
>yalu sprach davon die Widerstände R2 und R5 zu beeinflussen, soll ich an>beiden Stellen Potentiometer(100kO bis 1MO) einsetzen oder reicht es nur>R5 auszutauschen.
R2 und R5 haben die gleiche Funktion. Wenn du jetzt 10 Kanaele haben
willst dann must du die Schaltung 10 mal aufbauen. Also den rechten Teil
der Schaltung mit den beiden Dioden dem Widerstand den beiden
Kondensatoren und dem Inverter.
Gruss Helmi
da das ganze ordentlich werden soll, will ich nun eine Platine
anfertigen lassen. Ich habe das Layout mit eagel gemacht. kann mir
jemand sagen ob das Layout so brauchbar ist. (Abstände zu klein oder
sonstige Fehler)
Ich sehe schon du hast das mit dem Autorouter gemacht.
Naja schoen ist anderes.
Was mir auf die schnelle auffaellt:
1. Die Leiterbahnen zwischen den IC Beinchen sind nicht mittig.
2. Den GND (Masse) solltest du dicker und besser verlegen (nicht so wie
der Autorouter um 25 Ecken)
3. 5V an den beiden IC fehlt
4. in der naehe der beiden IC solltest du einen 100nF Kondensator
zwischen GND u. 5V schalten
5. Dein 5V Spannungsregler hat einen Kurzschluss zwischen Ein u. Ausgang
6. Waeren schoenheitssachen (Kuerzer Verbindungen alles nicht um 25
Ecken verlegen u.s.w) das ist auch mit ein Grund warum ich keinen
Autorouter benutze.
>ja sicher, ich dachte ihr hättet alle dieses Programm
Programm ja aber nicht laufend andere Versionen davon. 4.60 kann ich
nicht einlesen.
Gruss Helmi
sind die Massen so dick genug
den Kondensator regle ich über den IC Sockel
den Kurzschluss sehe ich irgendwie nicht
wie kann ich die IC’s denn im Schaltplan anschließen ich habe da ja
immer nur die einzelnen Gatterda gestellt.
wie wichtig ist es denn das ich die Leiter ordentlich verlege, das
dauert nämlich auch so schon alles immer ziemlich lange, weil ich das
Programm vorher noch nie benutzt habe.
Da bin ich aber platt, wie hast du das denn so schnell gemacht. Ich bin
total begeistert. Tausend Dank.
das sind 1/2 Watt Widerstände.
super super super
Naja Jacob,
Ich habe da auch so um die 30 Jahre erfahrung drin in Schaltungsdesign
und Layout. Ganz frueher noch mit Klebebaender und Tusche gemacht.
Ich habe ueberigens 1/4W Widerstaende mit RM 10 verwendet.
Gruss Helmi
Dürften andere das neu geroutete Layout auch mal sehen, also das von dir
Helmi (PNG wäre super)? Bin sehr interessiert und neugierig, so als
mitleser :).
Hilfe Hilfe,
ich habe heute weitere Test mit der Schaltung gemacht und einen
komischen/störenden Effekt bemerkt. Ich habe ein ca 10[m] langes
Muticore Kabel (24 Adrig) angeschlossen. Wenn ich nun am offenen Ende
die Kabelender verbinde leuchtet die LED so wie sie soll. Wenn ich den
Kontakt nun wieder löse. so bleibt die LED leuchten.
Hann mir jemand diesen Effekt erklähren bzw hat jemand eine Idee wie man
ihn untebinden kann ???
Ich brauche dringend eine Lösung, weil ich die Schaltung so nicht
benutzen kann.
Grüße Jacob
jacob wrote:
> Wenn ich nun am offenen Ende die Kabelender verbinde> leuchtet die LED so wie sie soll. Wenn ich den Kontakt nun wieder löse.> so bleibt die LED leuchten.
Die Leds gehen also gar nicht mehr aus, wenn das Kabel angeschlossen
ist.
Wenn das Kabel abgeklemmt ist, gehen sie aber aus? -> Nachprüfen
Wenn sie nur ohne Kabel ausgehen, dann liegt irgendwo ein eine
Verbindung im Kabel vor. -> Durchklingeln
Falls das auch nicht der Fall ist, fängst du dir irgendwelche Störungen
über das lange Kabel ein.
Poste mal den Schaltplan, oder den Link zu dem Beitrag, so wie du es
schlussendlich aufgebaut hast.
Hallo Jacob
Den Effekt den du beschreibst haengt mit dem kapazitiven Ubersprechen
zwischen den Adern zusammen. Je laenger die Leitungen werden um so
groesser wird die Kapazitaet zwischen den Adern. Um das hinzubekommen
gibt es jetzt 2 Moeglichkeiten.
1. Die Frequenz kleiner machen. Dazu must du den Kondensator C1 von
10nF mal auf 47nF oder 100 nF vergroesseren.
2. Den Einganswiderstand der Schaltung kleiner machen. Dazu must du die
100Kohm Widerstaende mal auf 47K , 22K oder 10Kohm aendern.
Ich wuerde als erstes mal mit 1 anfangen. Da brauchst du nur 1 Koni zu
aendern. Durch verkleineren der Frequenz hast du ein kleiners
uebersprechen zwischen den Adern.
Gruss Helmi
Ich habe die Platine genau so aufgebaut und bestückt wie von helmi
vorgeschlagen.
Die LED bleibt auch nach lösen des Kabels an.
Also, wenn ich alles nur anschließe (kein Kontakt am Kabelende) ist die
LED nicht an. Sobald ich dann das Kabelende kurz schließe geht die LED
an und bleib auch an wenn ich den Kontakt wieder unterbreche.
7 der 10 Kanäle Verhalte so. Die anderen Mal so mal so.
Wenn ich die Stromzufuhr unterbreche und anschließen wieder anschließe
sind alle LED's aus bis ich den Kontakt wieder schließe.
Bei den eingebauten Kondensatoren habe ich nur auf den jeweiligen Wert
geachtet und nicht auf die Bauform.
Ich mache morgen mal ein Foto
Ich habe das gerade mal ausprobiert.
Ich habe zwar kein Multicore Kabel da und kann deshalb nicht sagen
wieviel pf / m das hat. Ich habe statt dessen ca. 5m normales 2 Aderiges
0.34mm2 Kabel genommen und das mal durchgemessen. Da bin ich auf 270pF
gekommen.
Geschaltet hat die LED dabei noch nicht. Allerdings war die
umschaltschwelle fast erreicht dabei. Dann habe ich den 100Kohm mal auf
10Kohm erniederigt. Die Spannung am Schmitt-Trigger war dabei weit weg
von der Umschaltschwelle.
Also Jacob aendere mal den 100K auf 10 .. 22KOhm und teste die Sache
nochmal.
Gruss Helmi
Du meinst 0.9 .. 1.3 nF ?
Ich hatte gerade mal einen Koni von 3.3nF zum testen dran. Das gab am
Schmitt-Trigger cas. 1.5V . Also noch unterhalb der Triggerschwelle.
Bei 1.3nF bist du dann noch weiter auf der sichern Seite. Eventuell
kannst du Frequenz trotzdem noch etwas erniederigen. Tausch den 10nF mal
gegen sowas im Bereich von 33nF .. 100nF aus. Mit den Werten must du mal
ein klein bisschen experimentieren. Wie gesagt ich habe dein Kabel ja
nicht da.
Berichte mal obs jetzt klappt.
Gruss Helmi
Hallo Jacob
Platine sieht ja gut aus. Schön das es geklappt hat. Kannst du noch mal
die Spannung über den 100K Widerständen messen. Dann könnte man sehen
wieviel noch fehlt bis zum Umschaltpunkt.
Und hast du das heute auch mit Beton schon ausprobiert.
Gruss Helmi
Hallo Helmi,
könntest du mir einen weiteren großen gefallen tun ? Die Hauselektriker
wollen unbedingt eine Sicherung und die Platine soll fest eingeschraubt
werden. Dazu muss das board ein wenig geändert werden. Den Umriss habe
ich schon eingefügt. Könntest du mir den Spannungswächter integrieren
und dann einen 4 Poligen Stecker vorsehen über den ich die LED noch
antreiben kann ??? Ich kann leider nicht mehr zwischen board und
schaltplan wechseln (inkonsitent) und das Programm sagt an anderer
Stelle dass ich hier mit der Freeware nicht weiter arbeiten kann.
Gruß Jacob
Helmis Board sieht ca. 100x so gut aus wie der alte Entwurf! :-)
Möchtest du für mich nicht auch mal eine Platine routen? Hat nur so ca.
1000 Bauteile (SMD und die meisten mit mehr als 2 Pins...).
