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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Oszibild vom Prellen eines Schalters, wieso Spannungsüberhöhung?


Autor: Thomas O. (kosmos)
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Hallo, ich habe einen Kontakt eines Mikroschalters mit 5V von einem 
einstellbaren Netzteil versorgt und den gegenüberliegenden Kontakt auf 
den Tastkopf eines Oszi angeschlossen. Ich war zwar überrascht das es 
praktisch zu keinem Prellen kommt, habe aber eine Frage wieso am Anfang 
des Schließens mehr als 5V auftreten, da das Oszi ja hochohmig ist 
dürfte das doch keine Regelschwingung des Netzteils sein oder ist mein 
Tastkopf einfach nur nicht richtig abgeglichen. Das 1 kHz Testsignal des 
Oszis wird sauber dargestellt oder müsste man auf die Frequenz 
abgleichen, die die Signalflanke ausweist.

Autor: DNS (Gast)
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Leitungsinduktivitäten und -kapazitäten würde ich mal vermuten.

Gruß

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Kann verschiedene Gründe haben: Ungünstige Masseanbindung mit viel 
Induktivität, ungünstige Sprungantwort des Eingangsverstärkers des 
Oszis, falsch abgeglichener oder defekter Tastkopf, ungünstige 
Sprungantwort des Netzteils auf schnelle Änderung der kapazitiven Last 
(eher unwahrscheinlich, wenn da ein halbwegs brauchbarer Cap am Ausgang 
sitzt)...

Kai Klaas

Autor: Thomas O. (kosmos)
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ok ich werde es mal mit einem anderen Netzteil probieren um mal die 
Regelung des Netzteils ausschließen zu können außerdem werde ich mal den 
Tastkopf bei einer höheren Frequenz abgleichen.

Meiner Schaltung tut dies zwar alles (noch) nicht weh aber mich hat es 
interessiert wo das Ganze herkommt.

Autor: Anja (Gast)
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DNS schrieb:
> Leitungsinduktivitäten und -kapazitäten würde ich mal vermuten.

10 MHz Resonanzfrequenz (100ns) paßt in etwa zu 200pF Kabelkapazität 
eines 1:1 Tastkopfes und etwa 1m Gesamtleitungslänge (1uH) für die 
übrige Verkabelung zwischen Tastkopfspitze und Rückleiter.

Gruß Anja

Autor: manateemoo (Gast)
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Ich hatte mal so ein ploblem mit einem Relais-Kontakt.
Beim öffnen (oder prellen) eines mechanischen Schalters ist das di/dt 
sehr hoch. Auch wenn das Kablel nur einige 100nH hat, kannt es schon zu 
einer Überspannung führen. U = L * ( di / dt )
Eine Freilaufdiode hat damals geholfen.

Kann in deinem Fall aber auch was ganz anderes sein.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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also haben flexible Litzenkabel eher eine höhere Leitungsinduktivität 
als ein nromales 3x2,5mm Verlegekabel? Oder anderst gefragt welche Kabel 
weißen eine niedrige Leitungsinduktivität auf evtl. LAN-Kabel?

Autor: Anja (Gast)
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Thomas O. schrieb:
> also haben flexible Litzenkabel eher eine höhere Leitungsinduktivität
> als ein nromales 3x2,5mm Verlegekabel? Oder anderst gefragt welche Kabel
> weißen eine niedrige Leitungsinduktivität auf evtl. LAN-Kabel?

Das hängt weniger von der Kabelart sondern von der aufgespannten Fläche 
zwischen Hin und Rückstrom auf. Eine Litze wird auch niederinduktiver 
wenn man Hin- und Rückstrom verdrillt. Natürlich spielt auch noch das 
Dielektrikum und die Permeabilitätszahl eine Rolle.

Gruß Anja

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Thomas O. schrieb:
> Hallo, ich habe einen Kontakt eines Mikroschalters mit 5V von einem
> einstellbaren Netzteil versorgt und den gegenüberliegenden Kontakt auf
> den Tastkopf eines Oszi angeschlossen.
Wenn du glaubst diese Schaltung vor dir zu haben:
         T
        ---
 o------o o------o

 5V             Oszi

 o---------------o
hast du in Wirklichkeit diese vor dir:

         T    10-100nH
        ---
 o------o o-----UUU----+----+
                       |    |
 5V                   ---  | |
                      ---  |_|
                       |    |
 o---------------------+----+

                    100pF  1Mohm
Wobei die 5V HF-mäßig kurzgeschlossen sind.

Autor: mexman (Gast)
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>
Ich war zwar überrascht das es
praktisch zu keinem Prellen kommt
<


Uebrigens solltest Du nicht glauben, mit dieser Schaltung das 
Kontaktprellen deines Mikroschalters messen zu koennen.
Dafuer solltest Du parallel zum Osziloskop einen realistischen 
Lastwiderstand schalten.
Realistisch heisst hier, einen, der etwas so viel Strom fliessen laesst, 
wie in der Schalterapplikation auftritt.
Wenn nur der Tastkopfeingang (hochohmig) als Last betrieben wird, sind 
die Prelldaten vonm ALLEN Schalten bombastisch gut!


Gruss

Michael

Autor: Uri Preller (Gast)
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Hallo

Wieso hängt das Prellverhalten vom Laststrom ab?
Ich bin hier immer von einem rein meachnischen Vorgang ausgegangen!

Gruss,

U. P.

Autor: Mess-Experte (Gast)
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Wer viel misst, misst viel Mist!

Autor: Andreas K. (derandi)
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Uri Preller schrieb:
> Hallo
>
> Wieso hängt das Prellverhalten vom Laststrom ab?
> Ich bin hier immer von einem rein meachnischen Vorgang ausgegangen!


Wenn der Schalter kurz schließt muss er die Kapazität der folgenden 
Leitung aufladen. Wenn die sehr klein ist und kein zusätzlicher 
Laststrom drüber muss dann kann es sein, das das erste mal prellen 
reicht, um die folgekapazität (z.B. deinen Tastkopf) zu laden.
Der speichert die Ladung und glättet den Spannungsverlauf wärend der 
Schalter munter weiter prellt.
Schaltet man jetzt einen Lastwiderstand dazu entläd der diese Kapazität 
ständig und so werden dann die Aussetzer sichtbar.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Wenn nur der Tastkopfeingang (hochohmig) als Last betrieben wird, sind
>die Prelldaten vonm ALLEN Schalten bombastisch gut!

Naja, so mancher Schalter schaltet dann aber gar nicht, höchstens wenn 
er neu ist.

Die Kontaktphänomene an Metalloberflächen sind bis heute immer noch 
nicht ganz erforscht. Tatsasche ist jedenfalls, daß man einen 
Mindeststrom vorsehen sollte, so um die 100µA, sonst hat man die 
gefürchtete Trockenschaltung. (*)

Nach ein paar Monaten kommen dann noch Oxid-, Sulfid-, Fett- und 
Dreckschichten dazu, die zusätzlich überwunden werden wollen.

Auch einen Maximalstrom gilt es einzuhalten. Viel mehr als ein paar 
Milliampere sollten da bei einem Mikroschalter nicht fließen, auch nicht 
kurzzeitig. Man sieht aber oft, daß so ein Schalter direkt einen relativ 
großen Kondensator auf- oder entladen soll, ohne irgend eine vernünftige 
Strombegrenzung. Das ist dann eine Fehlkonstruktion mit "eingebautem" 
vorzeitigen Ausfall des Schalters!

Kai Klaas

(*)  Dieser Fehler wird auch oft bei Potis und Trimmern gemacht, wenn in 
der Schaltung der Schleifer praktisch stromlos gehalten wird.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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der Schalter soll später am AVR hängen, ich habe jetzt aber mal 4,7 kOhm 
als Last zur Masse geschaltet, selbst da ist kein Prellen zu erkennen 
habe das Signal auch durchgeblättert, falls jemand meint die Zeitbasis 
wäre zu klein eingestellt.

Wenn ich 2 Drähte zusammendrücke sieht man schon wie es prellt. Ich 
denke diese Schalter sind durch den starken Druckpunkt dahingehend 
optimiert. Wie ein Knackfrosch.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Wie sieht denn jetzt genau der Aufbau aus? Ohne Spannungsquelle kann 
auch kein Strom durch den Schalter fließen.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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5V + -------o/o----------------->Oszi
                  |4,7kOhm
GND- --------------------------->Oszi GND

Ein AVR Eingang sollte sich ja irgendwo eine Belastung von 50-100 kOhm 
darstellen. Also meine Last ist groß genug. Wobei die von dir 
beschriebene Glättung ja nur vorteilhaft wäre.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Thomas O. schrieb:
> Ich war zwar überrascht das es
> praktisch zu keinem Prellen kommt,

Das ist das gemeine am Prellen, ein neuer, nicht oxydierter, nicht 
verstaubter, nicht ermüdeter Kontakt ist fast prellfrei.

Erst mit der Zeit merkt der Kunde, ob der Softwareentwickler seine 
Hausaufgaben gemacht hat oder nicht. Aber dann sind die 6 Monate 
Garantiezeit oft schon vorbei.


Peter

Autor: Thomas O. (kosmos)
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mein Programm für die Erkennung von 8 Tasten ist eigentlich schon 
fertig, jetzt wollte ich das mal mit ein paar Mikrotastern testen und 
die Entprellzeiten einstellen.

Ich will ja Doppeltaster von Busch-Jaeger verwenden und auf Anfrage beim 
Hersteller nannten die mir Prellzeit von 500 mSek, kann ich mir 
eigentlich nicht vorstellen, ich denke mir eher das die auf Nummer 
sicher gehen so schlecht kann doch ein Schalter gar nicht sein

Autor: Michael (Gast)
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Thomas O. schrieb:
> Ich will ja Doppeltaster von Busch-Jaeger verwenden und auf Anfrage beim
> Hersteller nannten die mir Prellzeit von 500 mSek, kann ich mir
> eigentlich nicht vorstellen, ich denke mir eher das die auf Nummer
> sicher gehen so schlecht kann doch ein Schalter gar nicht sein

Schalte mal die Nennlast und schau dir dann die Entprellzeiten an. Ist 
vielleicht lastabhängig (so gut kenn ich mich mit Entprellsachen nicht 
aus).

Autor: Thomas O. (kosmos)
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die Nennlast ist ein µC Eingang.

Autor: Freies Elektron (Gast)
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Solange deine Bildschirmbreite 1µsek. breit ist, ist die 
Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass du das Prellen nicht als Ganzes 
erfasst. Den L-H-Übergang, den du uns hier zeigst kann ja schon Teil des 
Prellens sein. Was vorher und nachher geschiet kannst du hier nicht 
erkennen.
Das Prellen geschiet im untersten msek-Bereich. Du solltest also die 
Schirmbreite auf 10msek. einstellen und dich an die tatsächliche Breite 
des Prellens mit der Timebase herantasten.

Autor: Michael (Gast)
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Thomas O. schrieb:
> die Nennlast ist ein µC Eingang.

Das ist mir auch klar. Ich meinte nur, vielleicht ist die Prellzeit vom 
Schaltstrom äbhängig und daher kommen die 500 ms, ich nehm ja mal an, 
dass die verwendeten Schalter/Taster 16A schalten dürfen, da hat der 
Strom in den µC-Eingang ja schon fast Kriechstromcharakter.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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hatte auch längere Zeitbasen ausprobiert, es war kein Prellen zu 
entdecken. ICh werde mir demnächst den Schalter bestellen und dann kann 
ich es am "lebenden" ;-) Objekt testen.

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