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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bei bestimmter Temperatur Relais schalten.


Autor: Maik Krause (krma1985)
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Hallo!!!

Ich habe mir einen LCD Thermometer bausatz bei Conrad (115452)gekauft 
und nun möchte ich zwischen platine und Tempfühler ein relais schalten 
also sozusagen mehrere relais das ich mehrere Temperaturen messen 
kann.gut alles kein problem.nun möchte ich aber das bei einem bestimmten 
Tempbereich ein relais geschalten wird.
wie könnte so etwas aussehen.
der Tempfühler ist ein KTY10

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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@Maik Krause:

Heilige Scheiße, das selbe Ding gibt es immer noch. ICL7106 und KTY10. 
Hatte es in meiner frühen Zeit als Anfänger 1980 schon da gekauft, also 
vor 30 Jahren.

Steuern, kannst du damit zunächst nichts, sondern nur anzeigen lassen.

Autor: Maik Krause (krma1985)
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ja aber der kty10 gibt doch einen bestimmten widerstandswert bei einer 
bestimmten temperatur und wenn man sagt.bei dem widerstandswert gehts 
auf ein transistor oder sowas und der schaltet dann ein relais.

Autor: MaWin (Gast)
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Bring den Schrott zurück, kaufe
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=108555
das hat schon einen Schaltausgang,
der 1.5V liefert womit man einen Transistor
ansteuern kann welcher dann ein Relais schaltet.
Natürlich brauchst du eine Versorgungsspannung aus einem
Trafonetzteil für das Relais,
denn die 1.5V Batterie würde nicht lange halten.

Autor: Mike J. (emjey)
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Maik Krause schrieb:
> wenn man sagt.bei dem widerstandswert gehts
> auf ein transistor oder sowas und der schaltet dann ein relais.

Du meinst Spannungswert, am Widerstand des Sensors fällt eine Spannung 
ab.

Am besten du nimmst einen OpAmp für sowas.

Ein einfacher OpAmp (LM358) hat 2 Eingänge (positiver und negativer 
Eingang) du kannst an dem negativen Eingang mittels Spannungsteiler eine 
Spannung erzeugen und am positiven Eingang kommt die Spannung vom KTY10.

Wenn die Spannung am "+ Eingang" höher als am "- Eingang" ist geht der 
Ausgang des OpAmps auf high.

Wenn die Spannung am "+ Eingang" geringer als am "- Eingang" ist geht 
der Ausgang des OpAmps auf low.


-----

Jetzt kommt der doofe Teil, du müsstest ermitteln bei welcher Temperatur 
welchen Widerstandswert (oder eben welche Spannung an ihm abfällt) der 
KTY10 Sensor hat.

Aber hey, du hast da ja ein Display ... mit einem Multimeter kannst du 
der Temperatur einen Spannungswert geben.
Du kannst den Sensor in eine Tüte packen und ihn in warmes Wasser halten 
um höhere Temperaturen zu ermitteln.

Autor: Michael M. (Gast)
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lieber einen komparator á la lm393.
außerdem eine hysterese einplanen.

nachdem du mehrmals parallel die spannung am kty abgreifen willst, plan 
davor noch einen spannungsfolger ein, damit du deine messung möglichst 
wenig verfälschst.

Autor: PascalL (Gast)
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Nimm einen LM335 + OPV oder reinen Komparator.

Der LM335 gibts Proportional zur Temperatur eine
Spannung aus diese vergleichst du einfach und schaltest
dann dein Relais.
Ziemlich einfach und präzise ;)

Autor: Maik Krause (krma1985)
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also danke erstmal für die vielen antworten.ich habe jetzt mal eine 
Schaltung erstellt aus den ganzen Antworten von euch.könnte das so 
hinkommen?

Autor: Andreas W. (geier99)
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Nein :-)

Autor: Maik Krause (krma1985)
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:-) und was ist falsch? bzw richtig?

Autor: Andreas W. (geier99)
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... schau Dir nochmal das Datenblatt vom LM393 an!
Ich glaube der hat nen OpenCollector Ausgang.

Autor: Maik Krause (krma1985)
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das heißt es müste ein Transistor an den ausgang oder?

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Die Halbleitersensoren KTY10 und KTY81 haben nichtlineare Kennlinien. 
Das ganz oben beschriebene Thermometer vom blauen C ist nur ein 
Schätzeisen, da es in mehreren abwechselnden Vorgängen bei 0°C und 100°C 
kalibriert werden muß. Mit Hausmitteln (Eiswürfel, Kochtopf) gelingt das 
mehr schlecht als recht. Alle Messungen dazwischen sind anschließend 
mitnichten genaue Messungen, sondern Schätzungen. Von einer 3-stelligen 
Genauigkeit ganz zu schweigen. Der hochpräzise ICL7106, und dann diese 
Schaltung, da kommen mir Tränen in die Augen.

Das ist Kinderspielzeug!

Die KTY-Sensoren haben überdies solche Bauteilstreuungen, daß man sie in 
einer bestehenden Schaltung nicht einfach auswechseln kann. Die 
Schaltung sollte also eine Kalibriermöglichkeit haben.

Oben wurden schon gute Ansätze genannt, einen KTY-Sensor an einen OP als 
Komparator (evtl. mit Hysterese) zu schalten.

Es gibt Möglichkeiten, den KTY mit einer Mischung aus Reihen- und 
Parallelschaltung von Widerständen etwas zu linearisieren, wenn man das 
möchte.

Autor: Mike J. (emjey)
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Maik Krause schrieb:
> das heißt es müste ein Transistor an den ausgang oder?

Das heißt dass der Ausgang nur nach Masse gezogen werden kann.

Ich würde dir den LM358 empfehlen, der ist recht günstig und hat bei mir 
immer gute Dienste geleistet.
Er kann den Ausgang mit bis zu 10mA/20mA treiben, je nachdem ob du gegen 
+ oder gegen - schaltest.

Die Versorgungsspannung müsste aber 2V höher sein als die Spannung die 
an den Eingängen anliegen.

--------

Wie viel Strom braucht dein Relais um richtig zu schalten?

Wenn es etwas mehr ist kannst du auch einen Transistor zur 
Stromverstärkung nutzen.

Autor: Maik Krause (krma1985)
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also relais habe ich bis jetzt noch keine besorgt.

also schalte ich den ausgang an einen Transistor an B dann zwischen +12V 
und C´vom Transistor das Relais und an E die 0V oder?

Autor: Mike J. (emjey)
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Ja, genau.

-----

Zwischen dem Ausgang des OpAmps und der Basis noch einen Widerstand.

Wenn die Versorgung des OpAmps 12V ist:
 12V - 2V = 10V werden am Ausgang anliegen wenn er High ist, bei einem 
normalen LM358.

Die 10V fließen dann über den Basis-Vorwiderstand und die 
Basis-Emitterstrecke (da fallen 0.6V ab).

Die restlichen 10-0.6V = 9.4V fallen am Widerstand ab.
In die Basis kannst du 1 oder 2mA fließen lassen oder auch mehr.
Ich würde wahrscheinlich 10k als Basis-Widerstand nehmen oder auch bis 
1k, je nach dem wie viel Strom der Transistor braucht um weit genug zu 
öffnen.

--------

Den Sensor LM35 kann man auch nutzen, schön linearer Spannungsverlauf.

Autor: Michael M. (Gast)
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Mike J. schrieb:
> Ja, genau.
naja, fast. es wird kein strom in die basis fließen.

> Zwischen dem Ausgang des OpAmps und der Basis noch einen Widerstand.
vorsicht! wir reden von einem komparator mit OC ausgang...
also einen pullup an den ausgang, daran auch die basis des 
schalttransistors.
schaltet der komparator seinen ausgang gegen masse, fließt der ganze 
strom durch den pullup direkt gegen masse -> kein basisstrom -> relais 
offen.
ist der ausgang hochohmig, fließt der ganze strom durch die basis -> 
relais schließt.

> Die 10V fließen dann über den Basis-Vorwiderstand und die
wöööööö...

> Den Sensor LM35 kann man auch nutzen, schön linearer Spannungsverlauf.
wäre auch mein mittel der wahl.

Autor: Mike J. (emjey)
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@ Maik Krause
Das mit dem Basis-Widerstand gilt nur für für den LM358.
-------
Wenn du den LM393 nimmst wird der Widerstand von dem OpAmp Ausgang nach 
+ gelegt, das hat dann den Vorteil dass sich am Ausgang (wenn keine Last 
anliegt) +12V einstellen.

Der Nachteil ist dass du den Strom über den (laut Datenblatt 15k) 
Widerstand immer verbraten musst wenn du nicht willst dass dein Relais 
schaltet.

Autor: Michael M. (Gast)
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Mike J. schrieb:
> Wenn du den LM393 nimmst wird der Widerstand von dem OpAmp Ausgang nach
> + gelegt, das hat dann den Vorteil dass sich am Ausgang (wenn keine Last
@maik: hier ist eine versorungsspannung gemeint, nicht der positive 
eingang! vorsicht =)

> Der Nachteil ist dass du den Strom über den (laut Datenblatt 15k)
wie groß der "pullup" gewählt wird, hängt einzig und allein vom 
nachgeschalteten transistor ab.
wenn man hier einen FET (wie z.b. bss123) nimmt, geht auch 1MOhm.

@maik:
hier mal ein schaltplan von beiden varianten (allerdings noch ohne 
hysterese).

Autor: Maik Krause (krma1985)
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was hat dieser Pull up widerstand für einen Sinn?

also hab jetzt nochmal ne skizze gemacht.mal sehn ob das besser 
aussieht.

Autor: Michael M. (Gast)
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Maik Krause schrieb:
> was hat dieser Pull up widerstand für einen Sinn?
beiden fällen fast das gleiche: der komparator kann nur gegen masse 
schalten. sein ausgang ist der kollektor eines transistors, dessen 
emitter an GND angeschlossen ist. der komparator kann also nur gegen GND 
schalten - andernfalls ist sein ausgang hochohmig.

der strom, der in die basis deines externen transistors fließen muss, 
kann also nicht vom komparator selbst kommen.
er kommt also über R1. ist der komparator-ausgang hochohmig, liegt die 
basis des transistors praktisch direkt über den basiswiderstand an den 
+12V.
schaltet der komparator seinen ausgang gegen masse, liegt die basis 
direkt auf masse, der ganze strom über R1 fließt dahin ab.

falls du einen FET nimmst, brauchst du feste pegel an dessen gate, um 
ihn als schalter zu verwenden.
ist der komparator-ausgang hochohmig, hast du keinen festen pegel, daher 
der pullup.

> also hab jetzt nochmal ne skizze gemacht.mal sehn ob das besser
> aussieht.
wo hast du denn den R_in her?
und hast du dir gedanken darüber gemacht, ob das relais schalten soll, 
wenn die temperatur über oder unter deiner schaltschwelle liegt?

und es fehlt noch immer die hysterese ^^

Autor: Maik Krause (krma1985)
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Keine ahnung wo ich den Rin her habe.
habs nochmal geändert.
das relais sollte über der schaltschwelle einschalten.wieso?

Autor: Maik Krause (krma1985)
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so nochmal

Autor: Mike J. (emjey)
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Michael M. schrieb:
> und es fehlt noch immer die hysterese ^^

Er kann das ja erst mal ohne Hysterese probieren.

Wenn er zwischen Pin 1 und Pin 2 am OpAmp einen Widerstand hinzufügt hat 
er schon eine Hysterese.

Maik Krause schrieb:
> nun möchte ich aber das bei einem bestimmten
> Tempbereich ein relais geschalten wird.

Also zum Beispiel zwischen 30 und 50 Grad oder eher ab 30 Grad bis 
unendlich?

Autor: Maik Krause (krma1985)
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wie 30 und 50°???

Autor: Maik Krause (krma1985)
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zwischen Pin 1 und 2 den Widerstand? also wäre das ja auf meiner letzten 
Zeichnung Falsch oder?

Autor: naat (Gast)
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http://www.national.com/ds/LM/LM193.pdf

da gibbet das Datenblatt , da sind auch Beispielschaltungen für 
Comperator mit/ohne Hysterese drinn.

Einfach mal reinschauen.

Autor: Mike J. (emjey)
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Maik Krause schrieb:
> das relais sollte über der schaltschwelle einschalten.

Also über 50 Grad meinetwegen ...


Maik Krause schrieb:
> zwischen Pin 1 und 2 den Widerstand? also wäre das ja auf meiner letzten
> Zeichnung Falsch oder?

Den grünen OpAmp als Spannungsfolger fand ich gar nicht mal so schlecht.

Ich bin von deiner vorletzen Schaltung ausgegangen. (Unbenannt1.png)
- Wenn die Spannung am positiven Eingang plötzlich höher als am 
negativen ist zieht der OpAmp den Ausgang nicht mehr nach Masse und ... 
da hab ich nen Fehler gemacht sorry. Deins ist richtig.

Autor: Maik Krause (krma1985)
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gut also wenn die schaltung jetzt so richtig ist.wäre nur noch die frage 
wie groß die Widerstände sein müssten.R6 und R7 ist ja klar.die muss ich 
so anpassen bei welcher spannung der dann einschalten soll.R1 die 10K 
haut denke ich auch mal hin.
R4 ist ja der Tempsensor
nun die frage wie groß müssten R5,R3 und R2 sein?
achso und bei V1 und V2 kommen denke ich mal wieder die 12V ran oder?

Autor: Michael M. (Gast)
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Maik Krause schrieb:
> so nochmal
wo ist denn jetzt der spannungsfolger auf einmal hinverschwunden? =)
der macht dir die auslegung der widerstände sehr viel einfacher.
ebensp einfacher macht es die bedingung R2,R3 >> R1.

die hysterese kannst du dir so vorstellen: der aktuelle zustand am 
ausgang hat eine rückwirkung auf den einfang.
über den rückkopplungswiderstand R2 fließt ein strom in richtung 
ausgang. über R2 kannst du die höhe des stroms einstellen.
und genau dieser strom ist es, der auch über R3 fließt und damit die 
spannung am eingang des komparators ändert.
und tadaa, so wirkt der ausgang auf den eingang.

damit erreichst du, dass die schaltschwelle je nach ausgangszustand 
verschoben wird.
damit hast du nicht das problem, dass das relais beim erreichen des 
umschaltpunktes andauernd aus- und wieder anschaltet.

zur berechnung: mit spannungsfolger und R2,R3 >> R1 kannst du die 
einschlägig bekannten formeln zum Schmitt-Trigger benutzen.
ich persönlich finde sie bei der wikipedia etwas schöner beschrieben.


aber ja, du kannst es auch erst mal ohne hysterese probieren.

Autor: Michael M. (Gast)
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Mike J. schrieb:
> Wenn er zwischen Pin 1 und Pin 2 am OpAmp einen Widerstand hinzufügt hat
> er schon eine Hysterese.
das wäre mitkopplung beim komparator -> dauerschwingung.

Autor: Maik Krause (krma1985)
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Besser?

Autor: Maik Krause (krma1985)
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also das hab ich bei Wikipedia unter Schmitt Trigger gefunden.nur 
versteh ich die Gleichung nicht richtig.was ist U1 und U2 also welche 
spannung.
die Ur ist ja die spannung die vom Tempfühler kommt also die 12V.
was sind die Uv?
und wo ist in der berechnung mein Pull up widerstand?aber wie kann ich 
jetzt aus der gleichung meine Widerstände ausrechnen?

Autor: Michael M. (Gast)
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das allermeiste steht bei der wikipedia direkt neben den von dir aus dem 
kontext gerissenen bilder... ein bisschen eigeniniative darf schon noch 
vorausgesetzt sein?

zum pullup: hab ich hier oben schon vorweggenommen:
Beitrag "Re: Bei bestimmter Temperatur Relais schalten."

Autor: Maik Krause (krma1985)
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