Sehr geehrte Forum-Nutzer,
ich hab da mal eine Frage:
Ich habe eine kleine Wechselspannung (50 Hz) die zwischen 0V und 100 mV
variiert.
Nun möchte ich gerne über einen Schwellwertschalter, dass ich exact bei
70 mV am
Ausgang ein 1-Signal bekomme. Fällt die Spannung unter 70 mV, möchte ich
am Ausgang ein
0-signal.
Wie müssen die beiden Eingänge beschaltet werden.
Wäre evtl. eine kleine Zeichnung, oder verweis auf eine passende
Zeichnung möglich?
Wie verhält sich das überhaupt bei einer Wechselspannung.Es ist ja ein
Sinus-Signal,
welches regelmässig einen Nulldurchgang und auch eine negative Welle
hat.
Geht das überhaupt mit einem Schwellwertschalter, da doch die Spannung
immer
zwischen Oberwelle (+) und Unterwelle (-) wechselt.
Über jede Antwort wäre ich sehr dankbar.
MfG
Chester
Was Du beschreibst, ist technisch kein Problem und es gibt viele
denkbare Lösungen dafür. Welches Lösungskonzept Du am besten umsetzt,
hängt aber von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. ob es ein gemeinsames
Bezugspotential für das zu messende Signal gibt, was beachtet werden
muss, welche Spannungsversorgung für die Messschaltung zur Verfügung
steht, welches Frequenzspektrum und welchen Innenwiderstand Deine
Signalquelle hat, und wie schnell die Schaltung auf eine Überschreitung
der 70mV reagieren soll.
In anderen Worten: Erzähl doch einfach mal, worum es geht.
Chester schrieb:> da doch die Spannung immer> zwischen Oberwelle (+) und Unterwelle (-) wechselt.
Er hat die Dauerwelle und die Perfekte-Welle vergessen!
(scnr)
mfg mf
Chester schrieb:> Geht das überhaupt mit einem Schwellwertschalter, da doch die Spannung> immer zwischen Oberwelle (+) und Unterwelle (-) wechselt.
Spannungen sind nur Potentialdifferenzen, also keine Angst ...
Chester schrieb:> Ich habe eine kleine Wechselspannung (50 Hz) die zwischen 0V und 100 mV> variiert.> Nun möchte ich gerne über einen Schwellwertschalter, dass ich exact bei> 70 mV am> Ausgang ein 1-Signal bekomme. Fällt die Spannung unter 70 mV, möchte ich> am Ausgang ein> 0-signal.
Solche Schwellwertschalter funktionieren nur mit Gleichspannung
zuverlässig. Deshalb solltest Du Deine Wechselspannung gleichrichten.
Dazu dürfte es zweckmässig sein, si vorher etwa um den Faktor 50
zu verstärken.
Gruss
Harald
> Geht das überhaupt
Zumindest ist deine Beschreibung Humbug...
Eben weil eine Wechselspannug nucht konstante z.B. 70mV hat.
Sie hat entweder eine Spitzenspannung von 70mV, eine effektive Spannung
von 70mA oder eine durchschnittliche Spannung von 70mV.
Du kannst natürlich die Spannung erst mal gleichrichten, das macht man
bei so kleinen Spannungen mit aktiven Gleichrichtern, damit du nicht
mehr zwischen negativen und positiven Spannungsanteilen unterscheiden
musst (es sei denn, du willst das ).
http://www.vias.org/mikroelektronik/oa_exp_vollwgleichrt.html
Falls du mit den 70mA den Durchschnitt meinst, kannst du den Mittelwert
von dessen Ausgangssignal bilden und in den 70mV Schwellwertschalter
stecken
| \
---R---+---|S >--
| | /
C
|
GND
Oder du baust einen Spitzenwertgleichrichter
LT1715
in --+-----|+\ 1N5711 dieser Widerstand verhindert overshoot
| | >--|>|--2k--+--+--+-- out
50R +--|-/ | | |
| | | 1nF 1M Widerstand bestimmt decay Zeit
| +-----------------+ | |
GND -+-----------------------+--+--
für den Effektivwert muß man tiefer in die Trickkiste greifen, Beispiele
im Datenblatt des AD536.
Vielen Dank für die konstruktiven Antworten. Im Übrigen nicht Humbug,
sondern Hambug.
Also es dreht sich um eine kleine Spule, durch die ein Wechselstrom
fließt.
(230 V; AC - von 0 A bis 20 A)
Diese Spule liefert mir eine kleine Wechselspannung.
Ich denke auch, dass es das Beste ist, diese erst zu verstärken, dann
gleichzurichten, und erst dann den Schwellwertschalter einzusetzen.
Wie ist das eigentlich bei so einem Brückengleichrichter?
Die Schwellspannungen der Dioden (0,3 V, oder 0,7 V Germanium oder
Silizium?),werden die nur zum Durchschalten benötigt, oder habe ich beim
Durchschalten einen permanenten Spannungsabfall an den Dioden?
Sorry für die, die mehr wissen, wie ich? (Aber darum bin ich ja hier in
diesem Forum. Bin schon seit ca 20 Jahren raus aus diesen Themen. Wenn
Ihr mir helft, dürft Ihr mich auch ruhig beschimpfen
(Vorschläge: Dumpfbacke, Schwachhirn, Anfänger...)
Wenn ich an die besagte Spule einen OP dran hänge, was muss ich dabei
beachten? Reicht eine Betriebsspannung von 5V, 9V, 12V, 15V DC aus, oder
brauche ich unbedingt + 15V - 15V?
Also nochmal:
Ich hänge direkt an die o. g. Spule einen OP mit ca. 50facher
Verstärkung.
Dann richte ich die verstärkte Wechselspannung mit einem
Brückengleichrichter auf DC gleich.
Und dann suche ich den richtigen Schwellwertschalter, der dann bei der
vergrösserten Gleichspannung (wenn die besagte Spule grade 70 mV AC
(Effektivwert)liefert), mir ein 1-Signal am Ausgang gibt.Fällt die
Spulenspannung und damit auch die vergrösserte DC-Spannung, schaltet der
Schmitt-Trigger am Ausgang ein 0-Signal.
Richtig?
Wer wäre denn nun noch bereit, mir diese Schaltung aufzuzeichnen?
Ich weiß, ist viel verlangt. Aber für mich ist es wichtig, da ich
bei verschiedenen Personen glänzen möchte (u. a.).
Vielen Dank im Voraus für konstruktive Antworten, die mir bei meinem
Problem helfen.
MfG
Chester
Chester G. schrieb:> Also es dreht sich um eine kleine Spule, durch die ein Wechselstrom> fließt.> (230 V; AC - von 0 A bis 20 A)
Wenn du im Zusammenhang von 20 A von "kleiner Spule" und 70 mV sprichst,
kann es sich fast nur um eine Stromzange oder einen ähnlichen festen
Aufbau handeln. Nehmen wir mal an, dass die Spule so dimensioniert ist,
dass da der Kern nicht in die Sättigung gerät.
Ist der Wechselstrom, der da fließt, ein sauberer Sinus oder sind da
durch die Charakteristik der/des Verbrauchers wilde Oberwellen drauf?
Wo stammen die 70 mV her? Ist das direkt die Induktionsspannung oder
sind ist da noch ein Hall-Sensor o.ä. verbaut? In letzterem Fall müßtest
du auf jeden Fall einen automatischen Offsetabgleich haben, bevor das
Signal gleichgerichtet oder spitzenwertgemessen wird.
Philipp Klostermann schrieb:> In anderen Worten: Erzähl doch einfach mal, worum es geht.Chester G. schrieb:> Also es dreht sich um eine kleine Spule, durch die ein Wechselstrom> fließt.> (230 V; AC - von 0 A bis 20 A)> Diese Spule liefert mir eine kleine Wechselspannung.> ...> Wer wäre denn nun noch bereit, mir diese Schaltung aufzuzeichnen?
Das mit der Spule, durch die ein Wechselstrom fließt ist erst mal etwas
abstrakt. Mit der Bitte, zu erzählen, worum es geht, meinte ich nicht
das eine Bauteil zu beschreiben, an dem eine Spannung abfällt, sondern
was Du eigentlich machen willst. beschreibe mal das ganze Setup, in
etwas so:
"Also, in der Wohnung von meiner Freundin ist eine Lampe, und sie
vergisst sie immer auszuschalten. An der Lampe ist ein Hurzgebrumsel
(Foto als .jpg) und da habe ich ein Septärää entdeckt (eingescannte
Schaltplan-Skizze als .gif). Da habe ich mir überlegt, man könnte...
(Text mit mehr als 2 Sätzen)"
Wenn Du glänzen willst, musst Du auch etwas Mühe investieren.
Ich möchte es nochmal konkreter beschreiben:
Und zwar ist die besagte Spule auf einen Ringkern (lineare
Kennlinlie)gewickelt. Durch diesen Ringkern ist ein Kupferdraht
(Querschnitt 2,5 hoch 2)gelegt.
Durch diesen Kupferdraht fliessen dann zwischen 0 und 20 A AC. Dieser
Wechselstrom erzeugt dann die 0 bis 100 mV an den beiden Drahtenden der
gewickelten Spule.
Ja, ich würde mir gerne mehr Mühe geben, aber mir fehlen halt wichtige
Grundlagen, und habe halt die Hoffnung hier einen hilfsbereiten Menschen
zu finden.
Als Gegenleistung könnte ich ein mystisches *.jpg-Bild anbieten.
Dieses Bild ist selbständig auf einem Kerzenglas entstanden.
Die Kerze flackerte eine ganze zeitlang (absolut ohne Windzug).
Der Kerzenruss hat dann ein seltsames Bild gemalt.
Dieses Bild hat zwei Namen: a) Geheimniss des Glaubens, b)der Fuß
Gottes.
Im Übrigen (für den Fall, dass sich jemand die 20 min Zeit nimmt, und
mir
kurz die entsprechende Zeichnung anfertigt), ich habe die Programme
Visio, und Instrom. Oder aber einfach mit Bleistift auf ein Blatt Papier
malen, einscannen, und dann als Datei-Anhang mir zukommen lassen.
In der Hoffnung auf Antwort (ja es geht um meine Perle/Perlen)verbleibe
ich mit einem freundlichen Gruss
Chester
Chester G. schrieb:> Und zwar ist die besagte Spule auf einen Ringkern (lineare> Kennlinlie)gewickelt. Durch diesen Ringkern ist ein Kupferdraht> (Querschnitt 2,5 hoch 2)gelegt.> Durch diesen Kupferdraht fliessen dann zwischen 0 und 20 A AC. Dieser> Wechselstrom erzeugt dann die 0 bis 100 mV an den beiden Drahtenden der> gewickelten Spule.
Also ein Stromwandler. Da müsstest Du schon mal etwas genauere
Daten haben. Typisch wird ein Stromwandler am Ausgang mit einem
Widerstand beschaltet.Sonst hat er nämlich keine lineare Kennlinie
mehr. Dann wird die Spannung aber deutlich kleiner, sodas Du auch
einen anderen Verstärker brauchst. Es wäre wichtig zu wissen,
welches Übersetzungsverhältis Dein Stromwandler hat. Noch besser
wäre in Link aufs Datenblatt.
Gruss
Harald
> Ich hänge direkt an die o. g. Spule einen OP mit ca.> 50facher Verstärkung.> Dann richte ich die verstärkte Wechselspannung mit einem> Brückengleichrichter auf DC gleich.> Und dann suche ich den richtigen Schwellwertschalter
Eher Unsinn.
Wenn der Verstärker das Signal verstärken kann, dann
kann auch ein Schwellwertschalter es direkt erkennen.
Und den Spannungsabfall der Dioden des Gleichrichter
ausgleichen kann ein aktiver Gleichrichter per OpAmp.
Was soll der Schwellwertschalter schalten? - An der Spule liegt
Netzspannung, und somit auch an jedem Bauteil Deiner geplanten
Schaltung. Ohne Optokoppler oder zumindest Relais wirst Du nicht
Potentialfrei schalten können.
Wie wird Deine geplante Schaltung mit Spannung versorgt? - Ich halte
diese Frage für schwieriger, als den eigentlichen Schwellwertschalter.
Ist die Natur des angeschlossenen Verbrauchers dergestalt, dass er auf
beiden Halbwellen gleich viel verbraucht (Z.B. Halogenlampe)? - Im
Zweifelsfall ist es einfacher, nur die positiver Halbwelle zu
untersuchen und die negative Halbwelle durch Eingangsschutzdioden zu
"entsorgen".
Ich habe mal einen Schaltungsentwurf als Diskussionsgrundlage anbei
gelegt. Für konkrete Werte für die Bauteile fehlen mir noch andere Werte
(s.o.)
nein, ich will einfach nur am schmitt-trigger ein 1-signal(wenn ein
entsprechender AC-Strom durch den Ringkern fliesst). Damit steuere ich
dann einen Transistor an, der dann wieder ein Relais
schaltet(Betriebsspannung des Relais 12 V DC)
Was ich an das Relais hänge, hat doch nichts mit dem problem der abfrage
auf 70 mV zu tun. Oder?
mfg
chester
danke für das schaltbild.
Chester G. schrieb:> nein, ich will einfach nur am schmitt-trigger ein 1-signal(wenn ein> entsprechender AC-Strom durch den Ringkern fliesst).
... und warum willst Du uns nicht mitteilen, um was für einen
Stromwandler es sich da handelt?
> Damit steuere ich> dann einen Transistor an, der dann wieder ein Relais> schaltet(Betriebsspannung des Relais 12 V DC)> Was ich an das Relais hänge, hat doch nichts mit dem problem der abfrage> auf 70 mV zu tun. Oder?
Das nicht; der Stromwandler dagegen spielt eine entscheidende Rolle.
Gruss
Harald
Chester G. schrieb:> nein, ...
Nein was? Hier wurden viele Fragen gestellt.
> ich will einfach nur am schmitt-trigger ein 1-signal(wenn ein> entsprechender AC-Strom durch den Ringkern fliesst).
Ich nehme mal an, mit "am" meinst Du "am Ausgang des". Erstmal: Noch ist
gar nicht geklärt, ob Du einen Schmitt-Trigger brauchst, bzw. was der
bei einem AC-Signal bewirken soll.
> Damit steuere ich> dann einen Transistor an, der dann wieder ein Relais> schaltet(Betriebsspannung des Relais 12 V DC)> Was ich an das Relais hänge, hat doch nichts mit dem problem der abfrage> auf 70 mV zu tun. Oder?
Immerhin taucht in meinem Beitrag weiter oben das Wort "Relais" zum
ersten mal auf. In diesem Fall hat es tatsächlich keine Bedeutung, was
Du schalten willst.
Für meinen Schaltungsvorschlag bedeutet das:
1. Vcc = 12V
2. Eine Schwellspannung von 70mV RMS ergibt 70 * sqrt(2) macht etwa
99mV.
Ein Spannungsteiler, der aus 12V Vcc eine Vergleichspannung von 99mV
macht,
bekommst Du mit R2=12K und R3=100R.
3. Die Impulse, die durch das Überschreiten der Schwellspannung erzeugt
werden, sind ungeeignet, ein Relais anzusteuern, daher der 555. Er muss
Perioden von 1s/50Hz = 0,02s überbrücken. Das macht Werte von 1K und 22
nF für R4 und C1.
Man könnte noch durch einen weiteren Spannungsteiler das 0-Niveau etwas
anheben und die Widerstände entsprechend anders dimensionieren, aber
eigentlich müsste der LM324 bereits so nahe Vee schalten können.
Chester G. schrieb:> Damit steuere ich dann einen Transistor an, der dann wieder ein Relais> schaltet(Betriebsspannung des Relais 12 V DC)
Dann möchtest du also nicht den Momentanwert des Stromes, sondern den
Effektivwert auswerten, richtig?
Dafür brauchst du im einfachsten Fall vor dem Schwellwertdetektor einen
Meßgleichrichter und einen Tiefpaß, sonst klappert dein Relais mit 50
bzw. 100 Hz.
Sehr geehrter Herr Klostermann,
danke, dass hört sich alles sehr gut an.
Wenn ich davon ausgehe, dass Vcc = + 12 V DC, und Vee = - 12 V DC,
dann komme ich auf einen Strom, der durch R2 und R3 fliesst von 0,001983
A.
(24 V / 12100 Ohm).
Bei diesem Strom fällt an R3 (wenn denn R3 = 100 Ohm (dort steht 100R))
eine Spannung von 0,1983 V ab (100 Ohm x 0,001983 A).
Weil Sie sagten doch, dass eine Vergleichsspannung von 99mV entstehen
würde.
Oder habe ich da was falsch gerechnet?
Gibts auch eine Lösung, wo ich keine negative DC-Spannung für den OP,
bzw für die anderen Halbleiterbauelemente (hier Timer LM555) benötige?
MfG
Chester
Falls man keinen OP zur Hand hat, dessen Input Voltage Range Vee mit
einschließt, oder einem der Betrieb so nahe an Vee zu heikel ist, habe
ich das relative 0V-Niveau mit angehoben.
Das Trimmpoti ist nötig, um die Toleranzen der Bauteile abzugleichen.
P.S. Warum sind wir eigentlich plötzlich per Sie?
