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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hilfe benötigt bei Schmitt-Trigger zur Spannungsüberwachung


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Autor: Michael P. (michapw)
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Ein herzliches Hallo an alle!

Ich bin nicht vom Fach, habe fast Null Ahnung von Elektronik, muss aber 
kurzfristig eine kleine Schaltung aufbauen, welche die Spannung an einer 
AA-/Mignonzelle überwacht, während diese entladen wird. Fällt die 
Spannung dann unter 0,8...1 V soll eine LED das fertige Entladen 
signalisieren, indem sie ausschaltet-während des Entladens soll sie 
leuchten. Das ganze wird mit einem 9V-Block betrieben.

Habe mir Schaltungen aus dem Forum "besorgt" und abgewandelt, mit meinen 
sehr geringen Grundkenntnissen... könnte mir jemand kurzfristig helfen 
und schauen, ob das so funktionieren würde oder was ggf. zu verändern 
wäre?

Vielen herzlichen Dank schon an dieser Stelle!

Autor: oszi40 (Gast)
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Michael P. schrieb:
> ob das so funktionieren würde

Schlecht, der Schmitt-Trigger schaltet so recht ungenau. Bestimmt 
findest Du noch eine bessere Lösung mit OPV und Komparator? Etwa so? 
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0311261.htm

Autor: Falk B. (falk)
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Michael P. schrieb:

>Schaltung_LED-Anzeige.png
>1,88 MB, 14 Downloads

Aua! Siehe Bildformate!

> Ich bin nicht vom Fach, habe fast Null Ahnung von Elektronik, muss aber
> kurzfristig eine kleine Schaltung aufbauen, welche die Spannung an einer
> AA-/Mignonzelle überwacht, während diese entladen wird. Fällt die
> Spannung dann unter 0,8...1 V soll eine LED das fertige Entladen
> signalisieren, indem sie ausschaltet-während des Entladens soll sie
> leuchten.

An deiner Logik und Grammatik solltest du arbeiten. Schreib es doch 
EINFACH so hin wie es sein soll und nicht so verkorkst.

U<0,8V LED aus
U>0,8V LED ein

> Habe mir Schaltungen aus dem Forum "besorgt" und abgewandelt, mit meinen
> sehr geringen Grundkenntnissen...

Hmm. So einen Schmitt-Trigger baut heute keiner mehr diskret auf. 
Schon gar nicht, wenn er SEHR Stromsparend sein soll für so eine 
Überwachung/Signalisierung. Dafür gibt es fertige ICs, genannt voltage 
monitor.

http://www.ti.com/product/TPS3808

http://www.ti.com/power-management/supervisor-reset-ic/products.html?pqs=paqs&familyid=527#p1455=1;1&p790typ=0.8;0.84;0.86;0.9

Autor: Joe F. (easylife)
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Falk B. schrieb:
> Hmm. So einen Schmitt-Trigger baut heute keiner mehr diskret auf.
> Schon gar nicht, wenn er SEHR Stromsparend sein soll für so eine
> Überwachung/Signalisierung. Dafür gibt es fertige ICs, genannt voltage
> monitor.
>
> http://www.ti.com/product/TPS3808

Sehe ich auch so. Stromsparen ist hier allerdings wohl nicht das primäre 
Ziel, da die LED im Betriebsfall den Löwenanteil des Stroms saugen wird.

Der von Falk vorgeschlagene TPS3808 geht allerdings nur bis 7V 
Versorgungsspannung.

Der TPS3702CX10 wäre daher meiner Meinung nach besser geeignet.

: Bearbeitet durch User
Autor: Michael P. (michapw)
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Danke für die schnellen und vielen Antworten!

Wie bereits gesagt, leider habe ich keinerlei Fachkenntnisse und könnte 
die genannten Alternativen nicht anschließen: man braucht ja sicher noch 
irgendwelche anderen Bauteile dazu, Widerstände etc., die man dafür 
berechnen muss. Ich hatte lediglich die vorliegende Schaltung und habe 
auch noch passende Bauteile dafür zusammengesucht, wichtig ist im Moment 
nur, dass die Schaltung in etwa das tut, was sie soll. Es dient nur 
Demonstrationszwecken, später kann auch etwas "Moderneres" dafür dienen. 
Der Strombedarf ist momentan auch völlig egal.

Was allerdings den TPS3702CX10 angeht, wäre es für später schon 
interessant. Wie müsste das Ganze dann als fertige Schaltung aussehen 
und wo kann ich das Teil kaufen, habe nichts gefunden...

 Vielen herzlichen Dank!

Autor: MaWin (Gast)
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Michael P. schrieb:
> ob das so funktionieren würde

Nein.
Die Prinzipschaltung ist ok, aber die LED aus wenn die Spannung hoch 
genug ist.

Und die Schaltschwelle liegt je nach Batterieladezustand (ein 9V Block 
hat 9V bis 5.6V) bei 100 Ohm x ( 8.3 bis 4.9V / 1100 Ohm) + 0.7V also 
1.45V bis 1.14V. Die 1k müssten also 4k7 sein, und die 
Versorgungsspannung sollte stabilisierte 5V aus einem LM2951-5 
Spannungsregler kommen und die LED muss mit einem weiteren Transistor 
invertiert werden.

Autor: Karl B. (gustav)
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Hi,
man muss schon einige Zeit im Netz suchen, ehe man ausreichende 
Berechnungsgrundlagen zu Schmitt-Trigger findet, mit denen man auch
etwas anfangen kann.
Hier etwas Brauchbares:

Siehe Bild.
> Michael P. schrieb:
>
>>Schaltung_LED-Anzeige.png
>>1,88 MB, 14 Downloads
>
> Aua! Siehe Bildformate!
OK aus mehr als 1MB 20 kB machen.


Jetzt kannst Du individuell anpassen.
(Es gibt noch einen Trick, mit dem die Umschaltung besser funktioniert:
Ein Kondensator auf den Basiswiderstand von T2.)

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald W. (wilhelms)
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Michael P. schrieb:

> Wie bereits gesagt, leider habe ich keinerlei Fachkenntnisse und könnte
> die genannten Alternativen nicht anschließen:

Die Berechnung der Spannungsteiler für Komparator-ICs ist aber
weentlich einfacher als bei Deinen diskreten Aufbau. Dreisatz
sollte man aber beherrschen. Bei 9V-Blöcken sollte man bei ca.
6V abschalten. Darunter hat man weniger als 10% Restkapazität.

Autor: Falk B. (falk)
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Michael P. schrieb:

> Wie bereits gesagt, leider habe ich keinerlei Fachkenntnisse und könnte
> die genannten Alternativen nicht anschließen: man braucht ja sicher noch
> irgendwelche anderen Bauteile dazu, Widerstände etc., die man dafür
> berechnen muss.

Ja.

> Ich hatte lediglich die vorliegende Schaltung und habe
> auch noch passende Bauteile dafür zusammengesucht, wichtig ist im Moment
> nur, dass die Schaltung in etwa das tut, was sie soll. Es dient nur
> Demonstrationszwecken, später kann auch etwas "Moderneres" dafür dienen.
> Der Strombedarf ist momentan auch völlig egal.

OK. Aber selbst dann macht man das anders. Man nimmt einen OPV oder 
Komparator und eine passende Referenzspannungsquelle.

Siehe Anhang. Mit R2 kann man die Schaltschwelle zwischen 0-1,2V 
einstellen.
Alle Teile sind absolut einfach und preiswert verfügbar und leicht auf 
Lochraster zu löten.

Autor: Michael P. (michapw)
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Herzlichen Dank für die vielen Ideen und Vorschläge!

Leider finde ich für den LM4041A12ILP keine Bezugsquelle... es gibt ihn 
aber in anderen Bauformen, ich nehme einmal an, das würde auch 
funktionieren...

Wie berechne ich aber die ganzen Widerstände neu, wenn sich die 
Eingangsspannung von 9 V beispielsweise auf 5 V reduzieren würde? Mit 
den ganzen Datenblättern kann ich leider nichts anfangen.

Allen ein schönes Wochenende!

Autor: Falk B. (falk)
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Michael P. schrieb:
> Leider finde ich für den LM4041A12ILP keine Bezugsquelle... es gibt ihn

Conrad 1259636 - 62

> Wie berechne ich aber die ganzen Widerstände neu, wenn sich die
> Eingangsspannung von 9 V beispielsweise auf 5 V reduzieren würde?

Gar nicht, die Schaltung geht dann immer noch, die hat genug Reserven.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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> > Wie berechne ich aber die ganzen Widerstände neu, wenn sich die
> Eingangsspannung von 9 V beispielsweise auf 5 V reduzieren würde?

Da muss man nichts neu berechnen. Durch die Verwendung einer 
Referenzspannungsquelle ist die Schaltspannung unabhängig von der 
Versorgungsspannung.

Autor: Joe F. (easylife)
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Auch ein schöner Komparator für diesen Zweck ist der TPS3700.
Erhältlich z.B. bei RS-Components.
Der hat 2 Ausgänge mit denen man beide Zustände (Spannung über Soll, 
Spannung unter Soll) anzeigen kann. Wenn man nur eine LED will, lässt 
man die andere einfach weg.
Eine 0.4V Spannungsreferenz ist enthalten, so dass die externen Bauteile 
auf ein Minimum reduziert werden können.
Eine 5mV Hysterese ist ebenfalls bereits eingebaut.

: Bearbeitet durch User

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