Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM393 Uref einstellen.


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von Marcel B. (gigi)


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Hallo zusammen.

Ich habe wieder ein neues Problem.
Realisiert werden soll eine Spannungsüberwachung mit dem LM393.
Nach etlichem hin und her, habe ich die Widerstände berechnen können.

Bei 6,8 und 7,2 Volt soll geschaltet werden.

Allerdings habe ich so krumme Widerstände für Uref raus.
Laut dem Artikel hier im Wiki darf man diese auch nicht frei wählen.

Hat jemand einen Tipp wie ich die Widerstände ändern kann, damit ich 
nicht direkt 2 Potis nehmen muss?

Ich meine in der Industrie ist ja auch nicht jeder OP Amp mit Potis 
beschaltet. :D

Die Schaltung habe ich mal angehängt.

von M. K. (sylaina)


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Marcel B. schrieb:
> Ich meine in der Industrie ist ja auch nicht jeder OP Amp mit Potis
> beschaltet. :D

Richtig, in der Industrie nimmt man direkt passende Werte. Das schließt 
die Versorgungsspannung mit ein. 16 V DC sind recht ungewöhnlich. 
Typische Spannungen sind: 5V, 12V, 24V. Andere Spannungen wie 1.8V, 3.3V 
usw. realisiert man mit Spannungsreglern/Z-Dioden und Co.
Und daraus dann einen Spannungsteilern mit passenden Widerständen einer 
Normreihe zu kreieren...also eigentlich ist das nur Fleißarbeit.

von Marcel B. (gigi)


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Ich danke dir, dann ist zumindest mein Verständnis korrekt.

Das hat doch Licht in die Sache gebracht.
Dann werde ich die Versorgungsspannung anpassen.

Muss ich denn dann den Vorwiderstand der ZDiode beachten beim 
Spannungsteiler für die Uref vom OPV ?

Lg,
Marcel

von Max M. (jens2001)


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Marcel B. schrieb:
> nicht...  ...2 Potis nehmen muss?

1 Poti nehmen.

Oder wie Super-Duper-Hochpräzise soll das werden?

von Wolfgang (Gast)


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Marcel B. schrieb:
> Dann werde ich die Versorgungsspannung anpassen.

Musst du nicht.

Wenn du ausreichend stabile 16V hast, spricht nichts dagegen, die zu 
verwenden. Für die Berechnung der Widerstände ist es egal, ob man 12V 
oder 16V in der Schaltung verwendet - die Werte sind nur anders, aber 
erstmal genauso krumm. Einen Widerstand kann man sich frei aussuchen und 
die anderen beiden skalieren dann proportional. Vermutlich kommt es bei 
der Hysterese auch nicht genau auf das letzte Millivolt an, d.h. da kann 
man dann zum nächsten Normwert greifen.

von John (Gast)


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Max M. schrieb:
> Oder wie Super-Duper-Hochpräzise soll das werden?

Das wollte ich auch fragen: wie sind deine Toleranzen?

Und man kann auch Widerstände parallel und und in Reihe schalten, um 
bestimmte Werte zu erhalten.

In deinem Schaltbild die auch die Werte für R1 und R8 vertauscht: so wie 
gezeichnet liegen die Schaltschwellen bei 9,2V und 8,8V.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Marcel,

Marcel B. schrieb:
> Hallo zusammen.
>
> Ich habe wieder ein neues Problem.

Nicht nur eins. :)
Der LM393 ist kein Operationsverstärker sondenr ein Komparator. Wenn er 
"durchschaltet", gibt er keine Spannung aus, sondern schaltet den 
Ausgang auf Masse.
Die LED-Schaltung sieht so aus, als ob U2B einmal V+ und einmal GND 
liefern muss, damit im ersten Fall D8 und im zweiten Fall D6 leuchtet.
Beiden Operationsverstärkern fehlt der "Pull-Up"-Widerstand zu V+ damit 
sie ein definiertes Ausgangssignal liefern, wenn der jeweilige 
Ausgangstransistor von U2 nicht durchgeschaltet ist.

Der Sinn von U2B erschließt sich mir nicht. U2B ist wie ein Puffer 
beschaltet, obwohl es ein Komparator ist.


> Realisiert werden soll eine Spannungsüberwachung mit dem LM393.
> Nach etlichem hin und her, habe ich die Widerstände berechnen können.
>
> Bei 6,8 und 7,2 Volt soll geschaltet werden.
>
> Allerdings habe ich so krumme Widerstände für Uref raus.
> Laut dem Artikel hier im Wiki darf man diese auch nicht frei wählen.
>
> Hat jemand einen Tipp wie ich die Widerstände ändern kann, damit ich
> nicht direkt 2 Potis nehmen muss?

Wie genau müssen denn die Schaltschwellen eingehalten werden?

von Michael B. (laberkopp)


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Marcel B. schrieb:
> Allerdings habe ich so krumme Widerstände für Uref raus.

Tja. Ich bekomme andere Werte raus.

Du gibst 390k vor, um den Spannungsteiler mit einem Strom von 17.5uA von 
7.2V auf 6.8V, also um 0.4V, runter zu ziehen.

Das heisst, daß dein Spannungsteiler am Knotenpunkt einen 
Ausgangswiderstand von 22941 (5 Stellen gerundet) Ohm haben muss, der 
Widerstand ergibt sich durch die Parallelschaltung von R1 und R8.

Das Verhältnis von R1 und R8 muss 7.2V:(16V-7.2V) = 7.2:8.8 betragen. 
Bleiben als Formeln:

7.2*R1 = 8.8*R8, R8 = 1.2222*R1

1/R1 + 1/R8 = 1/22941.

1/R1 + 1.2222/R1 = 0.00004359  |*R1
1 + 1.2222 = 0.00004359 * R1 |/0.00004359

22941 + 28038 = R1 = 50980, R8 = 62307.

Nimmt man die handelsüblichen 51k und 62k Widerstände, liegen die Werte 
innerhalb einer 1% Toleranz, so bei 0.5%.

Es ergeben sich bei exakt passenden 51k/62k/390k Widerstämnden 7.24V und 
6.7378V.

Dein U2B wird so nicht funktionieren, da der Komparator als 
Spannungsfolger betrieben wird liegt die Ausgangsspannung maximal bei 
7.2V. Das reicht von 16V über LED und Wioderstand immer noch zum 
Leuchten der oberen LED. Der open collector Ausgang kann die untere LED 
gar nicht versorgen, ohne daß der Strom über die obere LED flösse. Die 
Schaltung ist also Unsinn.

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Für einen idealen LM393 (Low-Ausgangsspannung = 0) ist die optimale
Dimensionierung mit E12- bzw. E24-Widerständen wie folgt:

1
     R8/kΩ  R1/kΩ  R7/kΩ  UL/V  UH/V
2
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
3
E12    27    22     220  6.809 7.184
4
E24    10     8.2    75  6.800 7.209
5
––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Durch systematisches Herumprobieren(-lassen) herausgefunden.

von Jörg R. (solar77)


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Yalu X. schrieb:
> Für einen idealen LM393 (Low-Ausgangsspannung = 0) ist die
> optimale
> Dimensionierung mit E12- bzw. E24-Widerständen wie folgt:
>
>      R8/kΩ  R1/kΩ  R7/kΩ  UL/V  UH/V
> ––––––––––––––––––––––––––––––––––––
> E12    27    22     220  6.809 7.184
> E24    10     8.2    75  6.800 7.209
> ––––––––––––––––––––––––––––––––––––
>
> Durch systematisches Herumprobieren(-lassen) herausgefunden.

Hier ist ein Tool zur Berechnung der Hysterese. Als OPV würde ich einen 
Rail to Rail OPV verwenden. Das macht auch die Berechnung einfacher.

https://www.electronicdeveloper.de/DTriggerSchmittTrigger.aspx

von Toxic (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Hier ist ein Tool zur Berechnung der Hysterese.

Und hier ein anschauliches pdf-Tutorial von Texas Instruments mit 
Gleichungen.
Hab's getestet,geprueft und als tauglich abgenommen....?

Gleichungen sind auf Seite 7 in der pdf und beziehen sich auf die 
gleiche Beschaltung wie die des TOs.Schaltung befindet sich auf Seite 5

Wer sich fuer das Programm fuer die Bestimmung der Ersatzwiderstaende 
interessiert kann sich die Datei ParSer.7z downloaden (ist ein portable 
Programm braucht also nicht installiert zu werden)

http://downloads.dk8pp.de/

von oldeurope O. (Gast)


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Toxic schrieb:

> ... Und hier ein anschauliches pdf-Tutorial von Texas Instruments mit …


https://www.mikrocontroller.net/attachment/370997/Hysteresis.gif
Wie hast Du das mit dem Bildwechsel gemacht?

LG
old.

von Toxic (Gast)


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Aus der W. schrieb:
> Wie hast Du das mit dem Bildwechsel gemacht?

Das war einfach:
1.Schaltplan fuer eine Position zeichnen und einen "Screenshot" machen
2.Schaltplan fuer die naechste Position umzeichnen und wieder einen 
Screenshot machen
3.Danach mit einem einem GIF-Animationsprogramm die 2 Bilder 
zusammenfuehren
Fertig


Ich habe zusaetzlich die Screenshots jeweils etwas bearbeitet um nicht 
zuviel Schnickschnack wie Windowstaskleiste etc mit auf den Bildern zu 
haben

Mit Photoscape laesst sich sehr einfach eine GIF-Animation erstellen:

Hab's eben mal getestet,da ich normalerweise ein anderes Programm 
verwende.

http://www.photoscape.org/ps/main/download.php

von oldeurope O. (Gast)


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Danke. :-)

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Toxic schrieb:
> Und hier ein anschauliches pdf-Tutorial von Texas Instruments mit
> Gleichungen.
> Hab's getestet,geprueft und als tauglich abgenommen....?

Vorsicht: Der TE verwendet einen LM393 mit Open-Collector-Ausgang. Da
sehen die Gleichungen etwas anders aus als in dem TI-Dokument.

von Toxic (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Vorsicht: Der TE verwendet einen LM393 mit Open-Collector-Ausgang. Da
> sehen die Gleichungen etwas anders aus als in dem TI-Dokument.

Ja,ich weiss.
Die Gleichungen gelten fuer einen idealen Opamp - da muss der TO schon 
ein bischen flexibel sein dies zu erkennen und entsprechend bei seinem 
OPamp beruecksichtigen.
Wichtig sind die nachvollziehbaren Gleichungen.Es ist also kein 
"probieren" notwendig um zumindest mal die theoretisch richtigen 
Widerstandswerte zu ermitteln.Danach muss man sich halt mit der Praxis 
herumaergern....

von Juergen (Gast)


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Toxic schrieb:
> Aus der W. schrieb:
>> Wie hast Du das mit dem Bildwechsel gemacht?
>
> Das war einfach:
> 1.Schaltplan fuer eine Position zeichnen und einen "Screenshot" machen
> 2.Schaltplan fuer die naechste Position umzeichnen und wieder einen
> Screenshot machen
> 3.Danach mit einem einem GIF-Animationsprogramm die 2 Bilder
> zusammenfuehren
> Fertig

> Mit Photoscape laesst sich sehr einfach eine GIF-Animation erstellen:
>

Mit Gimp auch.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Toxic schrieb:
> Wichtig sind die nachvollziehbaren Gleichungen.Es ist also kein
> "probieren" notwendig um zumindest mal die theoretisch richtigen
> Widerstandswerte zu ermitteln.

Das "Herumprobieren" in meinem Beitrag vom 15.07.2018 15:55 bezog sich
nicht auf die Berechnung der Schaltung an sich (die geht ja recht leicht
von der Hand), sondern auf die Auswahl von drei möglichst gut passenden
Werten aus der E12- bzw. E24-Reihe.

Konkret habe ich das von folgendem kleinen Haskell-Progamm machen
lassen:
1
import Control.Monad
2
import Data.List
3
import Data.Ord
4
5
-- E-Reihen:
6
7
e12 =  [ 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2 ]
8
e24 =  [ 1.1, 1.3, 1.6, 2.0, 2.4, 3.0, 3.6, 4.3, 5.1, 6.2, 7.5, 9.1 ] ++ e12
9
10
-- Funktion zur Dimensionierung von n Widerständen im Hinblick auf minimalen
11
-- Fehler:
12
13
dimen eReihe dekaden n fehler = minimumBy (comparing fehler) (replicateM n rs)
14
  where rs = liftM2 (*) (map (10^^) dekaden) eReihe
15
16
-- Nützliche Hilfsfunktionen:
17
18
spT r1 r2  =  r2 / (r1 + r2)       -- Spannungsteiler aus r1 und r2
19
r1 // r2   =  r1 * r2 / (r1 + r2)  -- Parallelschaltung von r1 und r2
20
21
-- Fehlerfunktion:
22
23
fehler [r8, r1, r7] =
24
  let uB = 16                      -- Betriebsspannung
25
      uH = uB * spT r8 r1          -- obere Schaltschwelle
26
      fH = abs (uH - 7.2)          -- zugehöriger Fehler
27
      uL = uB * spT r8 (r1 // r7)  -- untere Schaltschwelle
28
      fL = abs (uL - 6.8)          -- zugehöriger Fehler
29
  in  max fH fL                    -- Maximum der beiden Fehler
30
31
-- Hauptprogramm: Dimensioniere die Schaltung für E24 (Dekaden 3 bis 5)
32
-- mit 3 Widerständen unter Minimierung der obigen Fehlerfunktion:
33
34
main = print $ dimen e24 [3..5] 3 fehler

Texte hinter "--" sind Kommentare.

Ausgabe:

1
[10000.0,8200.0,75000.0]

Das "Herumprobieren" findet in der Funktion dimen (Zeilen 10 und 11)
statt und ist so allgemein gehalten, dass man den Code auch für die
Widerstandsdimensionierung anderer Schaltungen verwenden kann, sofern
man dafür ein Optimierungskriterium in Form einer Fehlerfunktion
aufstellen kann.

von Marcel B. (gigi)


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Hallo zusammen,
ich bedanke mich recht herzlich für die Umfassende Hilfe.

Ich bin zurzeit beruflich sehr eingespannt und komme jetzt erst dazu, 
mir das ganze durchzulesen und zu verstehen.

Ich möchte mich hier nur kurz mal melden und mitteilen, dass die Mühe 
hier nicht umsonst ist. :)

Danke nochmal!

von Zeno (Gast)


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Marcel B. schrieb:
> Muss ich denn dann den Vorwiderstand der ZDiode beachten beim
> Spannungsteiler für die Uref vom OPV ?

Ich sehe in Deinem Schaltplan weder eine Z-Diode noch eine Uref.

Wenn Du schon 2 Komperatoren nimmst, dann baue doch einfach einen 
Fensterkomperator. Damit kannst Du ganz einfach Dein Problem lösen und 
die 2 Schaltschwellen einstellen.
Es gibt 6,8V Z-Dioden damit stellst Du die untere Schaltschwelle ein. 
Für die 7,2V 3,6V-Z-Dioden in Reihe.

Für die Widerstände kannst welche aus der Normreihe nehmen.

von Zeno (Gast)


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In meiner Schaltung hat sich auf die Schnelle ein Fehler eingeschlichen 
die Komperatorausgänge müssen über ein AND verbunden werden. Das kann 
man auch einfach mit 2 Dioden realisieren.

von Marcel B. (gigi)


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Danke für den Tipp!

Habe ich dann nicht auch wieder das Problem mit dem Schwingen ?
Das will ich ja mit der Hysterese umgehen.

von Marcel B. (gigi)


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Hallo zusammen,
habe das jetzt realisiert wie im Anhang zu sehen.

Allerdings passieren hier nur lauter komische Dinge.

Ich bin am verzweifeln.

Edit: Nochmal mit Annotation.

: Bearbeitet durch User
von Peter M. (r2d3)


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Hallo Marcel,

Marcel B. schrieb:
> Hallo zusammen,
> habe das jetzt realisiert wie im Anhang zu sehen.

Endlich mal ein kompletter Schaltplan!

>
> Allerdings passieren hier nur lauter komische Dinge.
>
> Ich bin am verzweifeln.

Das Gefühl kenne ich. Weiterkämpfen. Dranbleiben!

Guck' mal, der Ausgang Deines Spannungsteilers R1/R6 übernimmt die 
Schwankungen der Netzteilspannung.

Du aber willst aber die schwankende Akkuspannung mit einer fixen 
Referenz am Ausgang von R1/R6 vergleichen. Dieser Ausgang ist aber nicht 
fix.

Wenn Du den Spannungsteiler und Rückkopplung auf den Ausgang V0 des 
LM317 hin dimensionierst, sollte das Ganze stabiler sein.

Ansonsten vielleicht anstelle des Spannungsteilers das Bauteil
"einstellbare Zener-Diode" nehmen oder einen Spannungsregler mit 
passender Ausgangsspannung nehmen.

Gruß
Peter

: Bearbeitet durch User
von Marcel B. (gigi)


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Danke für die schnelle Antwort.

Das Problem sehe ich darin, dass die Spannung V0 am LM317 ja quasi 
gleich der Akkuspannung ist. Die steigt ja erst langsam an.

Denke mal da ist dann doch eine Einstellbare Z-Diode sinvoller.

Es ist ja "nur" ein Ladegerät für Bleiakkus. Allerdings will sich mir 
nicht erschliessen wieso sich rein garnichts ändert wenn ich R4 durch 
ein 1k Poti ersetze und mit der Spannung experimentiere. Es leuchten 
immer beide LED's.

Edit:
Im Schaltplan wäre das D5 immer dunkel und D6 immer hell.

Lg,
Marcel

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Wie Peter schon geschrieben hat, sind die 16V eine sehr ungenaue
Referenz für den Schmitt-Trigger. Damit lassen sich die Schaltschwellen
nicht auf 0,1V genau einstellen.

Durch das Hinzufügen von R8 stimmt die Dimensionierung des Schmitt-
Triggers aber sowieso nicht mehr.

Nachdem der Ladestrom des Akkus mittels Q3 abgeschaltet wurde, liegt am
Schmitt-Trigger die volle Ausgangsspannung des LM317 an, die nominell
7,22V beträgt. Somit wird der Schmitt-Trigger den Ladestrom nie wieder
einschalten. Oder habe ich den Zweck der Schaltung vielleicht falsch
verstanden?

Da die interne Referenzspannung des LM317 zwischen 1,20V und 1,30V
liegen kann, liegt seine Ausgangsspannung zwischen 6,93V und 7,51V. Da
die 6,93V unterhalb der gewünschten oberen Schaltschwelle des Schmitt-
Triggers von 7,2V liegen, kann es passieren, dass der Ladestrom nie
ausgeschaltet wird.

Peter M. schrieb:
> Wenn Du den Spannungsteiler und Rückkopplung auf den Ausgang V0 des
> LM317 hin dimensionierst, sollte das Ganze stabiler sein.

Auch der schwankt, wegen der Strombegrenzung mit R5 und Q1.

von Marcel B. (gigi)


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Hallo Yalu,

du hast das ganze vollkommen richtig verstanden.

Der Sinn dahinter ist die Abschaltung der Ladung und das wieder Starten 
der Ladung.

Deine Zahlen haben mir schonmal sehr weitergeholfen, danke dafür.

Da werde ich mir grundsätzlich etwas anderes ausdenken müssen, denke 
ich.

Danke nochmal an alle.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Marcel B. und Yalu X.,

Marcel B. schrieb:
> Das Problem sehe ich darin, dass die Spannung V0 am LM317 ja quasi
> gleich der Akkuspannung ist. Die steigt ja erst langsam an.

Yalu X. schrieb:
> Peter M. schrieb:
>> Wenn Du den Spannungsteiler und Rückkopplung auf den Ausgang V0 des
>> LM317 hin dimensionierst, sollte das Ganze stabiler sein.
>
> Auch der schwankt, wegen der Strombegrenzung mit R5 und Q1.

Ihr habt beide Recht.
Der folgende Satz von mir ist Murks:

Peter M. schrieb:
> Wenn Du den Spannungsteiler und Rückkopplung auf den Ausgang V0 des
> LM317 hin dimensionierst, sollte das Ganze stabiler sein.

von Peter M. (r2d3)


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Der Sinn von U2B erschließt sich mir nicht.
Ein Komparator, als Puffer beschaltet?

von Marcel B. (gigi)


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Peter M. schrieb:
> Der Sinn von U2B erschließt sich mir nicht.
> Ein Komparator, als Puffer beschaltet?

Naja ich habe 2 OPV in einem Gehäuse, dann kann ich sie auch nutzen 
dachte ich mir. Der einzige Sinn wäre, dass U1A nicht belastet wird 
durch die LED's.

von MaWin (Gast)


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Marcel B. schrieb:
> habe das jetzt realisiert wie im Anhang zu sehen.

Wie soll der Quatsch denn funktionieren, der Schmitt-Trigger misst doch 
den Spannungsabfall über dem shunt R5 mit, schaltet man ab, fliesst aber 
keinStrom mehr, also kein Spannungsabfall, also gibt es 0.7V mehr.


Du musst schon Masse des Schmitt-Trigger an Plusseite vom shunt 
schalten.

von Peter M. (r2d3)


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D5 wird wohl immer leuchten, denn selbst wenn der Ausgang von U3B nicht 
auf Masse geht, gibt es einen Pfad R9 - D5 - R10 - Q3 - GND.

Der Pfad ist zwar hochohmiger, aber das eine mA an LED-Strom sollte man 
sehen können.

von Marcel B. (gigi)


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Ja, da hast du Recht.

Werde das ganze wahrscheinlich mit einem µC in Angriff nehmen.
Denn diese Schaltung zu verbessern ist fast mehr Aufwand als einen µC 
einzubauen und das Programm zu schreiben.

von MaWin (Gast)


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Marcel B. schrieb:
> Werde das ganze wahrscheinlich mit einem µC in Angriff nehmen.
> Denn diese Schaltung zu verbessern ist fast mehr Aufwand als einen µC
> einzubauen und das Programm zu schreiben.

Nicht wirklich.

Wenn man verstehen würde, was man da zusammenbaut, dann könnte man es 
auch zum Laufen bekommen.

Wenn man nicht versteht was man baut, dann hilft das beste Programm 
nichts.

Warum das mit dem open collector Komparator so nicht funktioniert, wurde 
dir schon mal erklärt, doch diese Schaltung ist immer noch drin.

Auch funktioniert kein uC an 16V, kann kein uC einen IRF530 direkt 
schalten, die Probleme werden also mehr, nicht weniger.

von Marcel B. (gigi)


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MaWin schrieb:
> Warum das mit dem open collector Komparator so nicht funktioniert, wurde
> dir schon mal erklärt, doch diese Schaltung ist immer noch drin.

Ich denke mal genau da liegt das Problem. Ich verstehe es einfach nicht, 
lach.


Einen L7805 einzubauen und einen weiteren Transistor für den Mosfet ist 
nicht schwierig. Da verstehe ich wenigstens was ich baue um es mit 
deinen Worten zu sagen, hehe.

Ich würde es auch gerne auf die andere Art machen, nur will das nicht in 
meinen Kopf.

von Entwicklungshelferlein (Gast)


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> Ich denke mal genau da liegt das Problem. Ich verstehe es einfach nicht,
> lach.
:
> Ich würde es auch gerne auf die andere Art machen, nur will das nicht in
> meinen Kopf.

Ja was willste genau?
Mache dir das erstmal klar: in dem Du deine Anforderungen und 
Randbedingungen mal ALLE aufschreibst. Tu es für uns, dann ist es Dir 
dann auch klarer. Lasse ja keine"Selbsverständlichkeiten" weg.

von Marcel B. (gigi)


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Nunja einfach gesehen möchte ich einen Bleiakkulader mit folgenden 
Specs/Funktionen:

- 7,2V /450mA -> Strom und Spannungsbegrenzung
- Anzeige ob Ladebetrieb/Akku voll -> LED's
- Ladungsabschaltung bei erreichen der Ladeschlussspannung
- Automatisches Wiederaufnehmen der Ladung bei Spannung < 6,8 V

Das wars eigentlich schon.

Achja und den Umgang mit OPV's möchte ich endlich mal lernen/verstehen.

von Peter M. (r2d3)


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Marcel,

anbei ein Ausschnitt aus einem Bauteil meines Spannungsnormals, der 
Heizung.

Zusammenfassung:
================

Der Schaltplan soll Dir zeigen, wie man den LED-Wechsel aufbauen kann 
und dass man zum Vergleich der schwankenden Größe eine fixe benötigt, 
sinnvollerweise z.B. hinter einem Spannungsregler, aber es gäbe aber 
auch noch andere autonome Stabilisierungsvarianten.

Im Unterschied zu Dir geht es bei mir um eine Temperaturmessung, aber es 
geht ja hier eher um's Prinzip.

Beschreibung:
=============

R14 ist der Heizwiderstand.
Betriebsspannung ist etwa 12V.

Die rote LED leuchtet bei vorhandener Versorgungsspannung.

Der "Messteil" der Schaltung hängt hinter dem Spannungsregler 7802.

Wenn es kalt ist, ist der NTC1 hochohmig und die Spannung am +Eingang 
des Komparators größer als die konstante Spannung am -Eingang. Der LM393 
schaltet nicht durch. Der Pull-Up-Widerstand R12 sorgt für einen 
definierten Pegel am Ausgang des Komparators.
Über R12 wird der IRLZ34N durchgeschaltet.
Deswegen hat die gelbe LED über R16 und den IRLZ34N Massekontakt und 
leuchtet. Die grüne LED leuchtet nicht, weil sie von beiden Seiten mit 
12V versorgt wird.

Wenn es warm genug ist, fällt die Spannung an NTC1 unter die konstante 
Spannung am -Eingang des LM393. Dieser schaltet seinen Ausgang auf 
Masse.

Ergebnis:
Das Gate des IRLZ34N wird auf Masse gelegt und die Heizung schaltet ab.
Gleichzeitig bekommt die grüne LED statt V+ jetzt Masse über R17 und 
leuchtet.
Die gelbe LED bekommt nun über R14 V+ und kann nicht mehr leuchten.

R13 sorgt für die gewünschte minimale Hysterese.

: Bearbeitet durch User
von Marcel B. (gigi)


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Halleluja!
Danke für dieses wunderbare Beispiel!

Verstanden habe ich das Prinzip so einigermassen, könnte man sagen.
Der Weg vom veränderlichen Widerstand zur veränderlichen Spannung in 
meinem Fall ist ja nicht weit. :)

Wenn ich jetzt noch verstehen würde, wie man die Hysterese berechnet,
dann wäre ich ja beinahe "geheilt", grins.

Die Formeln sind ja im Netz zu finden, aber die Anwendung muss ich 
irgendwie noch hinkriegen.

Mit dem OpenCollector soll das ja alles wieder ne Nummer anders sein.

Lg und danke nochmal,
Marcel

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Marcel B.,

Marcel B. schrieb:
> Halleluja!
> Danke für dieses wunderbare Beispiel!
>
> Verstanden habe ich das Prinzip so einigermassen, könnte man sagen.
> Der Weg vom veränderlichen Widerstand zur veränderlichen Spannung in
> meinem Fall ist ja nicht weit. :)
>
> Wenn ich jetzt noch verstehen würde, wie man die Hysterese berechnet,
> dann wäre ich ja beinahe "geheilt", grins.

>
> Die Formeln sind ja im Netz zu finden, aber die Anwendung muss ich
> irgendwie noch hinkriegen.

ich glaube, Du musst Dir nur den Unterschied zwischen Komparator und 
Operationsverstärker angucken.
In Deinem Fall, wo nur niedrigfrequent geschaltet wird, könntest Du 
genauso gut einen Operationsverstärker einsetzen.

>
> Mit dem OpenCollector soll das ja alles wieder ne Nummer anders sein.

In dem Beispiel von mir wird der LM393 benutzt. Das ist genau Dein 
Komparator mit "open collector"-Ausgang.

Ich freue mich über Dein Dankeschön!

Gruß
Peter

von MaWin (Gast)


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Marcel B. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Warum das mit dem open collector Komparator so nicht funktioniert, wurde
>> dir schon mal erklärt, doch diese Schaltung ist immer noch drin.
>
> Ich denke mal genau da liegt das Problem. Ich verstehe es einfach nicht,
> lach

Es ist aber nicht schwer zu verstehen. Dein Komparator LM393 hat im 
Gegensatz zu einem OpAmp wie LM358 intern am Ausgang nur einen 
Transistor Richtung Masse und keinen Transistor nach plus  er kann also 
nur nach Masse durchschalten und nicht einen Strom von plus liefern.
Er braucht einen Widerstand nach plus wie R8 in der Stufe davor, der 
wirkt, wenn der Transistor ausgeschaltet ist.

Bei U?B funktioniert das aber nichf, wenn er seinen Transistor am 
Ausgang abschaltet ist das als ob der IC nicht da ist, der Strom fliesst 
durch 510R, LED und 10k durch die Basis des Transistors nach Masse (und 
schaltet ihn ein, was gewünscht ist), die LED leuchtet kaum noch, ist 
aber nicht aus. Nicht so aus, wie sie es bei einem LM350 OpAmp an der 
Stelle wäre.

Na ja, und dein zweites Verständnisproblem mit Maase vom Schmitt-Trigger 
die auf der positiven Sdite vom shunt angeschlossen werden muss und 
nicht an der Masseseite vom shunt, wurde schon erklärt.

Lerne erst Grundlagen der Elektronik (Spannung, Massebezug) bevor du 
flüchtest vor dem Aufwand des Lernens und in die nächste Sackgasse 
rennst, denn auch ein uC hat das Problem mit Masse und Spannung genau 
so.

von Marcel B. (gigi)


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Danke MaWin,

das alles ist mir soweit klar. Mein Verständnisproblem ist einfach nur, 
wie sich das auf die Formeln zur Berechnung auswirkt.

Mit der Masse VOR dem Shunt hast du vollkommen Recht, das war ein 
Denkfehler, bzw. nicht weit genug gedacht.

Wie Ihr und auch ich selber merke, denke ich einfach nicht weit genug, 
genauso wie mit der leuchtenden LED, danke fürs Licht ins Dunkel bringen 
an der Stelle.  :)

Peter M. schrieb:
> ich glaube, Du musst Dir nur den Unterschied zwischen Komparator und
> Operationsverstärker angucken.
> In Deinem Fall, wo nur niedrigfrequent geschaltet wird, könntest Du
> genauso gut einen Operationsverstärker einsetzen.

Ich glaube da hast du Recht. =)

LG,
Marcel

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