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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kapazitiver PNP Sensor geht gerne mal kaputt HILFE


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von Bellen M. (lanzelot)


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Hallo werte Community,

ich betreibe zwei PNP NC Öffner Sensoren mit 24 VDC.
Maximaler Strom sei 100mA laut Datenblatt.
Sie sollen einen Arduino schalten.

An BN (+) gehen 24V.
BU (-) geht an die Erde vom Netzteil.

BK, die Datenleitung braucht einen pull down Widerstand.
Der ist bei mir ein Spannungsteiler.
Zuerst setze ich einen 3,9kOhm Widerstand ein um die Spannung/Strom für 
den Arduino zu begrenzen.
Danach führe ich das Signal zum Arduino Digital Pin 2 o. 8 mit "INPUT" 
UND gleichzeitig zu einem zweiten Widerstand mit 2kOhm.

Ich habe das mal aufgezeichnet:
siehe Anhang oder hier https://ibb.co/x6jRrWW

Ein wenig besser sichtbar ist es vielicht in so einer Spice Darstellung 
siehe Anhang oder hier: https://ibb.co/L9TxXQ6

Kennt sich jemand aus wie ich die Digitalpins im Arduino im Schaltplan 
betrachten kann bzw. warum die Sensoren eigentlich zerstört werden?

Vielen Dank für Hinweise schonmal!

: Verschoben durch Moderator
von karadur (Gast)


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Freitag

von Manuel X. (vophatec)


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Was ist ein PNP NC Öffner Sensor ? ...

von Teo D. (teoderix)


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Bellen M. schrieb:
> An BN (+) gehen 24V.
> BU (-) geht an die Erde vom Netzteil.

BU/BN ?-o

Verbind mal lieber GND vom Arduino und dem NT(?)!

von Mike J. (linuxmint_user)


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Manuel X. schrieb:
> Was ist ein PNP NC Öffner Sensor ? ...

Mit dem PNP-Transistor öffnet man die Drahtbrücke der Sicherung und 
danach ist man dann natürlich "Not Connected".

von Teo D. (teoderix)


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R2/4 müssten an an + gehen.
R1/3 sollten deutlich kleiner sein ~1k, R2/4 größer ~10k.

von achtvolt (Gast)


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Und Du bist Dir sicher das der Arduino noch in Ordnung ist?
Bei dem Spannungsteiler (3k9/2k) habe ich bei 24V am Input immer noch 
fast 8V!
Die Arduinos, die ich kenne, mögen das im eher weniger... Aber 
vielleicht hat Microchip ja heimlich was entwichelt.

Und solange Du der einzige hier bist, dem bekannt ist was verbaut wurde, 
wirds mit kompetenter Hilfe ziemlich eng.

von achtvolt (Gast)


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Nochwas: Aus welchem Grung schöiesst man einen Transistor parallel zur 
Spannungsquelle an? Gesteuerter Kurzschluss? Transistortest(er)? 
Pyromane?
Oder entspricht die Anordnung und Verbindung im Plan (ich weigere mich, 
hier den Begriff 'Schaltplan' zu benutzen) nicht dem realen Aufbau?

von Achim S. (Gast)


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Bellen M. schrieb:
> Kennt sich jemand aus wie ich die Digitalpins im Arduino im Schaltplan
> betrachten kann bzw. warum die Sensoren eigentlich zerstört werden?

So wie von dir gezeichnet
- betreibst du die pnp-Transistoren invers (verpolt). Dann funktionieren 
sie sehr schlecht
- versuchst du mit den pnp-Transistoren die Versorgungsspannung 
kurzzuschließen - dann müssen sie durchbrennen.

von Bellen M. (lanzelot)


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Seid gnädig mit mir,
das ist nunmal nicht mein Feld aber ich versuche es eben trozdem.
Basteln soll ja auch spaßmachen :).

karadur schrieb:
> Freitag

Da kriege ich mein Fett weg - Danke für den netten Kommentar.

Manuel X. schrieb:
> Was ist ein PNP NC Öffner Sensor ? ...

In meinem Fall ist es ein wohl ein kapazitiver Sensor/Initiator.
Vergleichbar mit einem Endschalter.
PNP Der Sensor schaltet positives Potential auf seinen Ausgang.
[https://www.innovating-automation.blog/pnp-und-npn-sensor/?lang=de]
NC steht wohl für "normally closed" also ein Öffner Schalter

Teo D. schrieb:
> Bellen M. schrieb:
>> An BN (+) gehen 24V.
>> BU (-) geht an die Erde vom Netzteil.
>
> BU/BN ?-o
>
> Verbind mal lieber GND vom Arduino und dem NT(?)!

Siehe neues Bild im Anhang, dort sind die Bezeichnungen gelistet.
Ich werde also jetzt den zweiten GND Anschluss vom Arduino auch mit dem 
Netzteil (-) verbinden!


achtvolt schrieb:
> Und Du bist Dir sicher das der Arduino noch in Ordnung ist?
> Bei dem Spannungsteiler (3k9/2k) habe ich bei 24V am Input immer noch
> fast 8V!
> Die Arduinos, die ich kenne, mögen das im eher weniger... Aber
> vielleicht hat Microchip ja heimlich was entwichelt.
>
> Und solange Du der einzige hier bist, dem bekannt ist was verbaut wurde,
> wirds mit kompetenter Hilfe ziemlich eng.

Jop der Arduino geht noch - kein Scheiß.
Es liegen nur 4,4 Volt am Arduino an.

achtvolt schrieb:
> Nochwas: Aus welchem Grung schöiesst man einen Transistor parallel zur
> Spannungsquelle an? Gesteuerter Kurzschluss? Transistortest(er)?
> Pyromane?
> Oder entspricht die Anordnung und Verbindung im Plan (ich weigere mich,
> hier den Begriff 'Schaltplan' zu benutzen) nicht dem realen Aufbau?

Weil ich mich offensichtlich nicht auskenne damit und mein netzteil nur 
einen (+) und einen (-) Anschluss hat.
Da hab ich alles draufgeklemmt.

Achim S. schrieb:
> Bellen M. schrieb:
>> Kennt sich jemand aus wie ich die Digitalpins im Arduino im Schaltplan
>> betrachten kann bzw. warum die Sensoren eigentlich zerstört werden?
>
> So wie von dir gezeichnet
> - betreibst du die pnp-Transistoren invers (verpolt). Dann funktionieren
> sie sehr schlecht
> - versuchst du mit den pnp-Transistoren die Versorgungsspannung
> kurzzuschließen - dann müssen sie durchbrennen.

ich habe ein Bild hochgeladen wo die Anschlüsse des PNP beschrieben 
sind, so sind sie auch angeschlossen.

: Bearbeitet durch User
von Bellen M. (lanzelot)


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s.o.

von Philipp K. (philipp_k59)


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nehm doch einen galvanisch getrennten NPN wenn schon soviele kaputt 
gegangen sind.

von achtvolt (Gast)


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Sprry, wenn ich dad jetzt do direlt sage, aber es weiss hier, Dich 
ausgenommen, immer noch jiemand, was ein 'PNP' ist.
Sofern Du danach nicht gezwungen bist, alle Mitwisser zu eliminieren, 
wäre eine (genaue) Txpenbrzrichnung sicheröich hilfreich. Möglicherweise 
findet sich dann sogar eine Lösung. Mir persönlich ist nämlich immer 
noch nicht 100%ig klar, was Du da im einzelnen verdrahtet hast, da hiet 
angesprochene Auffälligkeiten zwar auch besprochen wurden, aber 
irgendwie nicht wirklich aufgeklärt.

von Bellen M. (lanzelot)


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Philipp K. schrieb:
> nehm doch einen galvanisch getrennten NPN wenn schon soviele kaputt
> gegangen sind.

Ich habe nur die PNP da.



Was soll das heißen es weiß niemand was ein PNP ist :).

Siehe hier:
https://www.innovating-automation.blog/pnp-und-npn-sensor/?lang=de

Es ist genau das Modell hier:
INI-AB-I-025-B-AA

Wird z.B. hier verkauft:
Ebay-Artikel Nr. 323693297378

Ich habe gerade nochmal nach dem Farbcode vom Widerstand geschaut und 
unten ist nur ein 1kOhm Wiederstand dran.

Siehe "Schaltplan" update im Anhang

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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achtvolt schrieb:
> Sprry, wenn ich dad jetzt do direlt sage, aber es weiss hier, Dich
> ausgenommen, immer noch jiemand, was ein 'PNP' ist.

Na ja, es wird halt ein Sensor mit pnp open Kollektor Ausgang, wobei der 
Emitter an 24V liegt.

Bellen M. schrieb:
> ich habe ein Bild hochgeladen wo die Anschlüsse des PNP beschrieben
> sind, so sind sie auch angeschlossen.

Bezieh dich in deinem Schaltbild dann bitte nur noch auf die Anschlüsse 
und versuche nicht, den pnp-Transistor zu zeichnen. Denn du zeichnest 
ihn völlig verkehrt. Dein Teiler liegt zwischen BK (black) und BU 
(blue), richtig?

Falls ja: dein Spannungsteiler belastet den Ausgan des Sensors mit 
24V/(2k+3,9k)=4mA - das wäre eigentlich noch ok.

Aber dein Spannungsteiler teilt die 24V nur auf 24V*2/(2+3,9)=8V runter. 
Wie achtvolt schon geschrieben hat, ist das viel zu hoch für den 
Arduino-Eingang. Bei Spannungen oberhalb 5V ist der Arduino-Eingang 
nicht mehr hochohmig sondern nimmt Strom auf.  Durch die Belastung 
stimmt auch die Formel für den unbelasteten Spannungsteiler und der oben 
berechnete Strom nicht mehr.

Was ansonsten schon richtig angemerkt wurde: BU und die Masse deines 
Arduino müssen verbunden sein. Und es wäre sicher nicht verkehrt, wenn 
du einfach verrätst, welchen konkreten Sensor du meinst. Dann kann man 
im Zweifel in dessen Datenblatt nachschauen.

Bellen M. schrieb:
> Es ist genau das Modell hier:
> INI-AB-I-025-B-AA

warum nicht gleich so?

von Bellen M. (lanzelot)


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Danke für die Hilfe.

Ist der Schaltplan so verständlich mit Anschlussbezeichnung.

Es liegen nur 23V an.
Es ist unten ein 1kOhm Widerstand nicht 2kOhm.

von Achim S. (Gast)


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Bellen M. schrieb:
> Ich habe gerade nochmal nach dem Farbcode vom Widerstand geschaut und
> unten ist nur ein 1kOhm Wiederstand dran.

Oben sind es aber immer noch 3,9kOhm? Und die Versorgung ist jetzt auch 
von 24V auf 23V geschrumpft?

Stell sicher, dass Arduino und Netzteil das selbe Massepotential sehen. 
Wenn du nicht weißt, ob das über dein USB-Kabel schon richtig geschieht, 
dann stellt die Masseverbindung sicher.

von Bellen M. (lanzelot)


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Sorry wegen der Änderungen.

Ja oben 3.9!
23 V liegt an.

Ardino GND schließe ich umgehend an die Netzteilmasse an.

Ist hier irgendwas grob krumm warum ein Sensor immer ausfällt?

: Bearbeitet durch User
von Thomas Z. (usbman)


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wenn T1 und T2 deine Sensoren sind schliesst du dir Versorgung kurz!
Es ist also kein Wunder dass die ausfallen. Wenn dein Netzteil also mehr 
als 100mA liefert, gehen die Sensoren (Sschalter) hoch. Auch die 
sonstige Schaltung passt irgendwie nicht zur Aufgabenstellung.

So wie ich das verstehe willst du die PNP Signal am Arduino einlesen 
oder?
Also fang nochh mal von vorne an. Dein Schaltplan ist grober Murks.

geh strukturiert vor
- was hab ich
- was will ich erreichen
- mal einen Schaltplan bei dem ALLE Werte richtig eingetragen sind.

Thomas

von Achim S. (Gast)


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Bellen M. schrieb:
> Ist hier irgendwas grob krumm warum ein Sensor immer ausfällt?

Nein: wenn es keine Probleme mit den Bezugspotentialen gibt (keine 
unterschiedlichen Massen) und wenn du die Anschlüsse des Sensors nicht 
vertauscht hast, dann sollte ein Teiler aus 3k9 und 1k problemlos von 
den 23V deines Sensors auf ca, 5V runterteilen, so dass dein Arduino das 
Signal einlesen kann.

Bellen M. schrieb:
> Ja oben 3.9!

miss vielleicht mal (ohne Betriebsspannung) nach, dass es wirklich 
3,9kOhm sind.

Thomas Z. schrieb:
> wenn T1 und T2 deine Sensoren sind schliesst du dir Versorgung kurz!

Die eingezeichneten Transistoren sind "grob irreführend". Wenn man sich 
an den Anschlussfarben orientiert ist BN die Versorgung des Sensors, BK 
dessen open Kollektor pnp Ausgang und BU ist GND.

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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achtvolt schrieb:
> Sprry, wenn ich dad jetzt do direlt sage, aber es weiss hier, Dich
> ausgenommen, immer noch jiemand, was ein 'PNP' ist.

Deine Tastatur ist defekt.
Oder bist du gerade so erregt?


Übrigens, Sensoren mit PNP oder NPN Ausgängen sind in der Industrie weit 
verbreitet. Werden gerne mit 24V betrieben und gibt es oftmals in NC und 
NO Ausführung. Ein Industriestandard. Eigentlich müsste jeder, welcher 
schon mal eine SPS von nahem gesehen hat, das aus dem Ef Ef kennen.

Also ja, viele werden das hier wissen.

: Bearbeitet durch User
von karadur (Gast)


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Evtl. hilft das hier:

von Philipp K. (philipp_k59)


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achtvolt schrieb:
> Sprry, wenn ich dad jetzt do direlt sage, aber es weiss hier, Dich
> ausgenommen, immer noch jiemand, was ein 'PNP' ist.
> Sofern Du danach nicht gezwungen bist, alle Mitwisser zu eliminieren,

Naja solange nur Leute mitreden die Ahnung zur Frage haben erübrigt sich 
das.

Es gibt für die Industrie fertige Kapazitive Näherungsschalter welche es 
in mehreren Ausführungen gibt.

mit PNP/NPN getriebenem Ausgang, 
Zweileiter(Parasitär)/Dreileiter/Vierleiter Anschluss und in NC (Normal 
Close,Öffner)/NO (Normal Open,Schliesser). alles querbeet kombinierbar. 
(Also viele Möglichkeiten)

Auf dem Foto vom TO kann man sehen wie dieser anzuschliessen ist und es 
wurde alles dazu gesagt, es lässt sich nur schwer in der Schaltung 
erkennen wie der Sensor an die Transistoren gekoppelt ist.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Bellen M. schrieb:
> BK, die Datenleitung braucht einen pull down Widerstand.
> Der ist bei mir ein Spannungsteiler.
> Zuerst setze ich einen 3,9kOhm Widerstand ein um die Spannung/Strom für
> den Arduino zu begrenzen.
> Danach führe ich das Signal zum Arduino Digital Pin 2 o. 8 mit "INPUT"
> UND gleichzeitig zu einem zweiten Widerstand mit 2kOhm.

Merkwürdiges Konstrukt....

Mir scheint deine Sensoren können nur 10mA liefern!

Bau mal obiges zusammen. Invertiert zwar, das sollte aber egal sein.
(R2 evtl. an den Transistor anpassen -> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand).

von my2ct (Gast)


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Bellen M. schrieb:
> photo_2020-01-31_18-55-26.jpg

Das was da als PNP bezeichnet ist, ist für PNP völlig falsch beschaltet.
Bei einem PNP-Transistor ist i.A. der Emitter auf dem höchsten 
Potential

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Schaut euch die Skizze von Karadur an:

karadur schrieb:
> sensor-ardu.png

Sie zeigt, wie die drei Anschlüsse und der PNP-Transistor des Sensors 
intern tatsächlich verschaltet sind. Wenn der TE auch den externen 
Spannungsteiler so verschaltet hat wie in dieser Skizze gezeigt, sehe 
ich keinen Grund, warum das Ganze nicht funktionieren oder gar zum 
Defekt führen sollte.

von Bellen M. (lanzelot)


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Yalu X. schrieb:
> Schaut euch die Skizze von Karadur an:
>
> karadur schrieb:
>> sensor-ardu.png
>
> Sie zeigt, wie die drei Anschlüsse und der PNP-Transistor des Sensors
> intern tatsächlich verschaltet sind. Wenn der TE auch den externen
> Spannungsteiler so verschaltet hat wie in dieser Skizze gezeigt, sehe
> ich keinen Grund, warum das Ganze nicht funktionieren oder gar zum
> Defekt führen sollte.

Danke für die Hilfen bis jetzt und das auf den Schlips treten.
Entschuldigt, dass der Schaltplan Murks ist.
Ich habe jetzt zu noch extremeren Mitteln zur Visualisierung gegriffen 
(siehe Bild im Anhang oder hier 
https://www.bilder-upload.eu/bild-05e60e-1581502228.png.html).

Ist es jetzt verständlich wie ich es angeschlossen habe?
Gibt es hier jetzt einen groben Schnitzer warum einer der zwei Sensoren 
immer hopps geht?

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Sieht richtig aus.

Sehe keinen Grund zum Sensor sterben.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Bellen M. schrieb:
> Ist es jetzt verständlich wie ich es angeschlossen habe?

Ja.

> Gibt es hier jetzt einen groben Schnitzer warum einer der zwei Sensoren
> immer hopps geht?

Nein.

Die einzige mögliche Ursache, die mir im Moment einfällt, sind
Spannungsspitzen in der Versorgung. Die Sensoren sind für bis zu 30V
spezifiziert, darüber können sie kaputt gehen.

von Bellen M. (lanzelot)


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Die Versorgung ist durch ein normales Netzteil gegeben.
(Siehe Bild im Anhang)

Wenn ich die Widerstände stärker dimensioniere könnte ich 
Spannungsspitzen vorbeugen?

Könnte es auch sein, dass zu viel Strom durch den Sensor fließt?

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Bellen M. schrieb:
> Wenn ich die Widerstände stärker dimensioniere könnte ich
> Spannungsspitzen vorbeugen?

Also statt 1/4 Watt, 1/2 Watt?
Oder Watt?

Bellen M. schrieb:
> Könnte es auch sein, dass zu viel Strom durch den Sensor fließt?
Wenn dein Schaltplan lügt, dann ja.

von Michael W. (Gast)


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Schließt Du erst die Schaltung an das Netzgerät an und schaltest es 
dann ein? Dann könnte es eventuell sein, daß ein kurzer Überschwinger 
Dir die Sensoren killt... just saying.

von Teo D. (teoderix)


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Michael W. schrieb:
> Schließt Du erst die Schaltung an das Netzgerät an und schaltest es
> dann ein? Dann könnte es eventuell sein, daß ein kurzer Überschwinger
> Dir die Sensoren killt... just saying.

Nur wenn das NT ne Macke hätte. Alleine der dicke Ausgangs-ELKO würde 
das abfangen. Die Teile sind zwar alles andre als Temperatur o. Langzeit 
stabil, aber als Bastler-NT recht brauchbar.

@TO
Das NT zeigen ist zwar ganz lustig aber es wäre schon interessant, wie 
der KOMPLETTE Aufbau aussieht. Nich das da am Sensorausgang ein 10m 
langes Kabelknäuel oä. hängt.

von Bellen M. (lanzelot)


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Aktuell ist es auseinandergebaut.
Es sah aber auch nicht sonderlich vorzeigbar aus :).
Ihr hättet mich dafür sicher gelüncht.
Ich werde neue Sensoren jetzt mit einem neuen 24V Netzteil (so eines für 
Hutschienen) testen und alles nochmal neu verkabeln.

Danke für die gute Hilfe von euch!

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