Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Komperator Dimensionieren


von Max W. (himi)


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Hallo,
Habe mir einen Komperator so dimensioniert das er bei 0,5V und bei 1,5V 
entweder auf 0V oder auf 5V schaltet.

Habe das ganze jetzt in proteus simuliert, aber er macht nicht das was 
er soll.

Meine Berechnung:

: Verschoben durch Moderator
von Nacktschwärmer (Gast)


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Soll die Dimensionierung des Komparators nur graue Theorie bleiben, oder 
gibt es da auch einen Schaltungsvorschlag?

Beitrag "Re: unterspannungsabschaltung / monostabile kippstufe (Timer) 2V"

von Mani W. (e-doc)


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Max W. schrieb:
> Komperator

Sorry! Es heißt "Komparator"...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Max W. schrieb:
> Habe das ganze jetzt in proteus simuliert, aber er macht nicht das was
> er soll.
Wie hast du das festgestellt?
Was macht er mit welchem Schaltungsaufbau stattdessen?

> Meine Berechnung:
Was zeigt uns dieses Bild?
Was stimmt damit nicht?
Woran können wir jetzt sehen, was da jetzt passt und was nicht?

Nach diesen 5 Fragezeichen:
Stell dir mal vor, du wüsstest (so wie wir hier) nichts, absolut gar 
nichts von deinen Problem. Kannst du ohne dein Hintergrundwissen mit den 
von dir gegebenen Informationen irgendwas anfangen?

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Max W. schrieb:
> Habe mir einen Komperator so dimensioniert das er bei 0,5V und bei 1,5V
> entweder auf 0V oder auf 5V schaltet.

Hmm, ein Komparator mit nur 2 Widerständen aber Hysterese ?

Wundert mich nicht, daß das ohne Hilfsspannung von 0.66V nicht geht.

Der Rechenweg sieht auch falsch aus.

von Max W. (himi)


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Hier folgt die Schaltung

von Harald W. (wilhelms)


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Max W. schrieb:

> Hier folgt die Schaltung

Wenn Du Dir die Schaltung genau ansiehst, hast Du einen Spannungs-
teiler, der an zwei verschiedene Ausgangsspannungen angeschlossen
wird und zwar einmal an die positive Ausgangsspannung und einmal
an die negative Ausgangsspannung des OPVs. Damit wird die Berech-
nung der beiden Kippspannungen eher trivial.

von MaWin (Gast)


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Max W. schrieb:
> Hier folgt die Schaltung

Ja nun, funktioniert so nicht, sieht man doch.
Erstens müsste der Komparator auch high liefern und kein open collector 
wie ein LM393 sein, zweitens braucht man mindestens 3 Widerstände, und 
drittens waren deine Formeln einfacb falsch.
Ist es wirklich so schwer mal ein Buch aufzuschlagen und nachzulesen wie 
man es richtig macht bevor man dss Rad etneut nochmal in viereckig 
erfindet ?

von Max W. (himi)


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Sag mir in welchem buch das steht dann lese ich es nach
Oder es erklärt mir wer?

von Max W. (himi)


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Hallo Zusammen würde mir gern einen Schmitt trigger so dimensionieren 
das er bei den gegeben Schaltpunkten schaltet. Habe vergeblich versucht 
die Schaltpunkten zu berechnen, aber er macht einfach nicht das was er 
soll.

Könnt ihr mir da eventuell helfen?

von Jörg R. (solar77)


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Schaue mal hier ob Dir die Seite hilfreich ist:

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

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Das geht über die Spannungsteilerberechnung und die beiden Spannungen 
die der OP am Ausgang einnimmt. Hat der eine negative Betriebsspannung 
oder nicht? Die beiden Spannungen sind nicht unbedingt gleich, das kommt 
auf den Typ an, wie weit der Ausgang an die beiden Betriebsspannungen 
herangeht.

Es gibt nur die beiden Fälle, Ausgang High und Eingang geht abwärts, bis 
er die untere Schwelle unterschreitet, oder Ausgang low und Eingang 
überschreitet von unten kommend die obere Schwelle.
Das Spannungsteilerverhältnis bestimmt die Breite der Hysterese und die 
Vergleichsspannung einen Wert zwischen den Schwellen, beides kann man 
aus den Vorgaben berechnen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Max W. schrieb:
> Könnt ihr mir da eventuell helfen?
Ich habe deine beiden Threads zum gleichen Thema mal in den gleichen 
Thread gepackt. Dann muss nicht jeder fragen, was du bisher gemacht 
hast.

Die meisten meiner Fragen aus dem ersten Thread warten übrigens noch auf 
Antwort.

: Bearbeitet durch Moderator
von HildeK (Gast)


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Max W. schrieb:
> Könnt ihr mir da eventuell helfen?

Nenne erst mal den Baustein, der hier als Komparator geschaltet ist. Und 
womit er versorgt wird. Wurde schon gesagt: die meisten Komparatoren 
benötigen einen PullUp am Ausgang. Wenn es ein solcher sein sollte, dann 
fehlt dies PU im Bild.

Uv und die Dimensionierung der Widerstände hängt von der 
Versorgungsspannung ab, weil davon das Ausgangssignal abhängt und daraus 
auch die Hysterese bestimmt wird. Deshalb ist auch dieser Wert 
erforderlich.

Aber du kannst auch einfach selber rechnen:
Bei LOW am Ausgang (Ua=0) hast du einen Spannungsteiler aus R1, R2 
zwischen Ue1 (=2.5V) und 0V, der Uv liefern muss.
Ebenso bei HIGH am Ausgang (≈Uap) ist der Teiler eben zwischen Ue2 
(=0.5V) und Uap und muss wieder Uv liefern.
Damit kannst du zwei Gleichungen für Uv aufstellen, die gleichsetzen und 
R1 und R2 bestimmen. Einen der Widerstände darfst du wählen.
Mit einer der Gleichungen kannst du anschließend die Referenzspannung Uv 
berechnen. Alles schön von Hand :-).

Ich mach das nicht von Hand, sondern mit Try und Error mit LTSpice. Mit 
Uap=5V, R1=10k und R2=47k braucht man eine Referenzspannung von ca. 
1.27V.
Eine kleine Toleranz (<100mV) haben die Schaltpunkte aber ...

von Helmut S. (helmuts)


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Schaltschwelle Ue1=1,5V  Ue2=0,5V
Ausgangsspannung Opamp/Komparator Uap und Uam, hier 5V und 0V.

R2 = R1*(Uap-Uam)/(Ue1-Ue2)

Uv = Ue1*R2/(R1+R2) + Uam*R1/(R1+R2)

Mit Zahlenwerten ergibt sich dann

R2 = R1*5
Beispiel: R1=10kOhm gewählt, R2=50kOhm(2*100kOhm parallel)

Uv = 1,25V

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Im Anhang die Schaltung zum simulieren mit LTspiceXVII.

(Die screenshots in meinem vorherigen Beitrag sind nur deshalb mehrfach 
da, weil die Forensoftware bei jedem Versuch die Datei hochzuladen eine 
Fehlermeldung gebracht hat. Ich hatte eigentlich gar keinen Anhang 
erwartet. Ganz umsonst war es dann doch nicht. Jetz weiß ich, dass 
LTspice-screenshots im Format "png" am wenigsten Speicher benötigen.)

: Bearbeitet durch User
von Max W. (himi)


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Perfekt danke!

von Max W. (himi)


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Habe das Ganze jetzt ebenfalls in LTspice selbst simuliert aber es 
stimmt bei mir nicht.

Hat jemand eine Idee was ich da falsch gemacht habe?

von W.A. (Gast)


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Mani W. schrieb:
> Sorry! Es heißt "Komparator"...

Da kannst DU doch nichts für ;-)

von MaWin (Gast)


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Max W. schrieb:
> Hat jemand eine Idee was ich da falsch gemacht habe?

Datenblatt vom OP07 nicht gelesen ?
Mit einem VCC- von 0V kann der keine Signale unter 3V verarbeiten 
(ausserdem ist es kein Komparator).

von Helmut S. (helmuts)


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1. Du benötigst einen Opamp der einen RRO (rail to rail output) kann, 
wenn die Formeln direkt passen sollen.
Wenn nicht, dann musst du die begrenzten Ausgangsspannungen in die 
Formeln einsetzen, damit die Berechnung stimmt.

2. Der OP07 ist völlig unbrauchbar für 5V/0V Versorgung da er die 
benötigte Eingangsspannung bei 5V/0V gar nicht verträgt und die 5V 
Versorgungsspannung  viel zu klein ist für einen vernünftigen Betrieb.

von Helmut S. (helmuts)


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Du könntest mal den LTC6702 in meinen Schaltplan einfügen. Mit dem geht 
das.

von Max W. (himi)


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Habe gerade im Internet nachgeforscht und habe kein passendes Modell 
gefunden das zum veröltem und einen 4 Channel Modus bereitstellt. Habt 
ihr eine Idee welcher Baustein diesen Anforderungen entsprechen würde.

Lg

von Stefan F. (Gast)


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Max W. schrieb:
> habe kein passendes Modell
> gefunden das zum veröltem und einen 4 Channel Modus bereitstellt

Nochmal bitte auf deutsch

von Max W. (himi)


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Meinte damit eigentlich, dass ich keine passende Bauform gefunden habe 
also sprich: siehe Bild zum "normalen" verlöten, also kein SMD Bauteil. 
Der in einem Bauteil 4 Opv's vereint.
Hoffe habe mich jetzt deutlich ausgedrückt

von Komm Parator! (Gast)


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Max W. schrieb:
> Meinte damit eigentlich, dass ich keine passende Bauform gefunden habe
> also sprich: siehe Bild zum "normalen" verlöten, also kein SMD Bauteil.
> Der in einem Bauteil 4 Opv's vereint.
> Hoffe habe mich jetzt deutlich ausgedrückt

Nimm LM339. Da sitzen 4 Mann in einem DIL-Gehäuse.

von MaWin (Gast)


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Max W. schrieb:
> Sag mir in welchem buch das steht dann lese ich es nach Oder es
> erklärt mir wer?

So ein Buck gibt es sogar online:
http://www.controllersandpcs.de/lehrarchiv/pdfs/elektronik/komparatoren_01.pdf
Extrem ausführlich, extrem viele Varianten, dich interessiert 6.35 .

von Toxic (Gast)


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Habe heute Helmut's Komparatorgleichung in ein JavaScript 
umgesetzt.Vielleicht findet es ja der eine oder andere praktisch.
Zip-Datei entpacken und alle Dateien in einen Ordner kopieren.Es sind 4 
Dateien: 2 LTspice-files zum testen und eine html-Datei mit 
dazugehoerendem Bildchen.

html-Datei doppelklicken.Dabei sollte sich normalerweise ein Browser 
oeffnen.Ich hab die Datei nur unter Firefox getestet.
Der Rest ist selbsterklaerend.....

von Helmut S. (helmuts)


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Toxic schrieb:
> Habe heute Helmut's Komparatorgleichung in ein JavaScript

Tipp:
Genaugenommen müsste man statt den Versorgungsspannungen die maximale 
und die minimale Ausgangsspannung eingeben.

Das ist wichtig, weil viele Leute auch Opamps als Komparator nehmen. Die 
Opamps kommen am Ausgang oft nicht herunter bis an die negative 
Versorgungsspannung und auch nicht hoch bis zur positiven 
Versorgungsspannung. Selbst mit dem oft verwendeten Komparator LM393 
muss man da aufpassen.

: Bearbeitet durch User
von Toxic (Gast)


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Helmut S. schrieb:
> Genaugenommen müsste man statt den Versorgungsspannungen die maximale
> und die minimale Ausgangsspannung eingeben.

Ja,das stimmt natuerlich.
Ich denke aber mal,dass in der Praxis der Normaluser zufrieden ist wenn 
er zumindest mal rechnerisch annaeherungsweise an seine Vorgaben 
herankommt.Mir persoenlich wuerden jetzt deine Gleichungen ausreichen.

von Max W. (himi)


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Hallo suche einen rail to rail opv der mit 0-5V versorgt werden kann, 
und diesen Anforderungen entspricht. Am besten noch mit 4 Mann in einem 
DIL-Gehäuse.

Max W. schrieb:
> Hallo,
> Habe mir einen Komperator so dimensioniert das er bei 0,5V und bei 1,5V
> entweder auf 0V oder auf 5V schaltet.
>
> Habe das ganze jetzt in proteus simuliert, aber er macht nicht das was
> er soll.

von MaWin (Gast)


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Max W. schrieb:
> Hallo suche einen rail to rail opv der mit 0-5V versorgt werden kann,
> und diesen Anforderungen entspricht. Am besten noch mit 4 Mann in einem
> DIL-Gehäuse

LM6484 ?
Alles eine Frage der Genauigkeit und Geschwindigkeit.

von Weg mit dem Troll ! Aber subito (Gast)


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OpAmps als Komparator ist eine megaschlechte Idee. Es gibt OpAms, bei 
welchen die Differenzspannung nicht der gesammte 
Betriebsspannungsbereich ist. Welche zB antiparallele Dioden zwisschen + 
und - Eingang haben.
Komparatoren sind speziell fuer diesen Zweck entwickelt worden.

von Jörg R. (solar77)


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Weg mit dem Troll ! Aber subito schrieb:
> OpAmps als Komparator ist eine megaschlechte Idee.

Halte Dich mal an deinen eigenen Nickname, aber subito!

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Helmut S. schrieb:
> und auch nicht hoch bis zur positiven
> Versorgungsspannung. Selbst mit dem oft verwendeten Komparator LM393
> muss man da aufpassen.

Hups? Aber der LM393 hat Open Collector Ausgänge. Damit ist die obere 
Rail ganz einfach. Und auch bei der unteren Rail schlägt sich LM339, 393 
und 311 sehr gut.

von Helmut S. (helmuts)


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Matthias S. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> und auch nicht hoch bis zur positiven
>> Versorgungsspannung. Selbst mit dem oft verwendeten Komparator LM393
>> muss man da aufpassen.
>
> Hups? Aber der LM393 hat Open Collector Ausgänge. Damit ist die obere
> Rail ganz einfach. Und auch bei der unteren Rail schlägt sich LM339, 393
> und 311 sehr gut.

Durch den zusätzlichen externen Widerstand am Collector hat man im 
"high"-Zustand einen höheren Widerstand als im "low"-Zustand. Das sollte 
in den Formeln noch berücksichtigt werden.

von Max W. (himi)


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Das bedeutet für mich jetzt, dass ich den LM339 benutzen kann?
:D

Beitrag #6092722 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Trollspray (Gast)


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Ignoriere am besten solcherlei Frustration ausdrückende Posts wie
den vorhergehenden völlig - nicht darauf eingehen. Wenn jemandem
so etwas einfällt, hat das evtl. gar_nichts mit der vorgeblichen
Ursache (Deiner angeblichen Blödheit) zu tun. Sondern solcherlei
Ergüsse entstehen irgendwie aus Streß oder was, die suchen voller
innerer Verzweiflung nach irgendwelchen Ventilen? Völlig egal...


Aber willst Du direkte(re), konkrete(re) Antworten, fehlt etwas:

Max W. schrieb:
> Das bedeutet für mich jetzt, dass ich den LM339 benutzen kann?
> :D

Was_sind die Analogsignale bzw. Spannungen? (Und zusätzlich noch:
Was soll denn von den 4 Komparatoren überhaupt angesteuert (oder
geschaltet) werden?) Nicht an allen Eingängen dasselbe - oder?

Ich habe z.B. durchaus schon einmal jemanden einige Komparatoren
benutzen sehen wollen, wo eigentlich einer gereicht hätte. Oder:

OC (oder OE, OD, OS) Ausgänge brauchen zwar den Pull-Up/-Down -R.
Wenn aber z.B. am Eingang vier untersch. Vergleichsgrößen Vref/Vn
benutzt werden, obwohl die gleiche Spannung allen (pos)-Eingängen
anliegt (weshalb man auch mehr als einen braucht), und alle OUTs
ein und den selben Zweck haben, könnte man einem Komparator auch
eine Komplementärstufe nachschalten, und nach dieser den Feedback
Zweig abgreifen. So sind Source & Sink gleich stark, es entsteht
praktisch nur noch eine etwas größere Verzögerung der R-Seite.

(Mit einer solchen stimmt die Rechnung auch bei den 1-Transistor-
Endstufen (OC, OE / OD, OS). Wahl von BJTs niedrigster V_CE(sat),
oder, allerdings invertierend (evtl. auch die Absicht), Benutzung
von Mosfets mit noch weniger Restspannung. Außerdem sind beliebig
R / RC ergänzbar, um die Charakteristik zu beeinflussen/ändern.)


Immerhin wurden Dir schon Stellen genannt, wo auch Deine eigenen
Fähigkeiten, selbst zu einer Lösung zu kommen, verbessert würden.
Außerdem wurde Dir eine Berechnungsformel geliefert, die wirklich
brauchbar ist. Und Du wurdest darauf hingewiesen, wahrscheinlich
würde ... und ... schon passen, weil ... (und auch Tipps zwecks
Fallstricken fehlen nicht, ebenfalls nicht, wie man sie umginge).


Es gibt so unfaßbar viele Variationen potentieller Anwendungen -
lieferst Du hier nur winzige Informationsbrocken, kannst Du eben
keine völlig passenden, konkreten Ratschläge erwarten. Außerdem:

Manche Ratgeber kommen angesichts der mangelnden Infos auch schon
mal auf den Gedanken (ob wahr oder nicht), daß der Mangel auf der
sogenannten "Salamitaktik" beruht, die ja extrem_beliebt ist...

Beitrag #6092880 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Max W. (himi)


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Werde meine ganze Aufgabenstellung noch einmal erläutern, weshalb ich 
einen Schmitt trigger benötige. Also habe einen Infrarotsensor aufgebaut 
dieser soll erkennen ob sich im Abstand von 10 cm ein Objekt ober ihm 
befindet. Wenn beim Widerstand R2 die Spannung 2V beträgt, soll der 
Schmitt trigger auf 5V schalten, bei 1,3V soll er 0V schalten. Dieses 
Spannungssignal soll dann ein Mikrocontroller verarbeiten können.
Hoffe meine Aufgabenstellung ist jetzt klar.

von MaWin (Gast)


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Max W. schrieb:
> Also habe einen Infrarotsensor aufgebaut dieser soll erkennen ob sich im
> Abstand von 10 cm ein Objekt ober ihm befindet

Das funktioniert so primitiv docb nicht.

Dein Bild hängg von Reflektionseigenschaften des Objekts und 
Umgebungshelligkeit mehr ab als von der Entfernung.

Ordentliche Sensoren wie Sharp
https://www.mikrocontroller-elektronik.de/entfernungssensor-sharp-gp2y0a21yk0f/
nutzen modulierzes Licht und PSD Photodioden und Optik.

Kauf ihn fertig, dir fehlt noch zu viel know how.

von Max W. (himi)


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Alles klar und wie kann ich das dann machen wenn ich mehr also 1 Sensor 
haben möchte? Brauche ich dann 700€ ?

MaWin schrieb:

> Dein Bild hängg von Reflektionseigenschaften des Objekts und
> Umgebungshelligkeit mehr ab als von der Entfernung.

Glaubst du das weiß ich nicht?


> Ordentliche Sensoren wie Sharp
> https://www.mikrocontroller-elektronik.de/entfernungssensor-sharp-gp2y0a21yk0f/
> nutzen modulierzes Licht und PSD Photodioden und Optik.

Viel zu teuer, da würde ich eher noch diesen Sensor: sharp is471f 
benutzen

> Kauf ihn fertig, dir fehlt noch zu viel know how.
Dir anscheinend noch mehr

von Günter Lenz (Gast)


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Max W. schrieb:
>Also habe einen Infrarotsensor aufgebaut

Nimm statt der Fotodiode einen Fototransistor, der ist
lichtempfindlicher. Und falls Fremdlicht vorhanden ist,
benutze moduliertes Licht und einen selektiven Empfänger.

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