Hallo, für ein Projekt brauche ich ein TTL High Signal wenn ein Strom von ca.20mA mit einer Pulsdauer von 700uS fließt. Minimum 10uS Pause zwischen den 700uS. Mein Ansatz ist mit einem LM393 Komparator und einem 5 Ohm Widerstand als Shunt das Problem zu lösen. Die schaltung funktioniert, aber bei mehr als 15 aufeinander folgenden Pulsen ist das Signal nicht mehr nutzbar. Ich weiß nicht woran es liegt. Es sieht aus als wenn es anfängt zu schwingen. Bin für jeden Tip dankbar. Gruß Sven
DER FET ist doch überflüssig. Mach den Pullup kleiner. z.B. 2k2. Der Eingang deines LM braucht einen Bezug zu GND. z.B. Spannungsteiler an - Eingang
Vier offensichtliche Fehler: Undefiniertes Potential des 20mA Stromkreises gegen die Auswerteschaltung. Auf zufällige Offsetspannung des Komparators gesetzt. Irre hochohmiger Pullup. MOSFET als Sourcefolger geschaltet. Nimm besser einen Optokoppler mit Digitalausgang.
Der Pull-up am Gate ist extrem hoch - bei zu schnellen Signalen schafft der es nicht mehr, das Gate aufzuladen. Zusätzlich: ich sehe kein gemeinsames Potential zwischen Stromschleife und Komperator. Nur vergessen einzuzeichnen? Warum überhaupt der Komperator? Ein 250Ω-Shunt würde direkt einen 5V-Pegel liefern.
Danke für die schnelle Antwort. Ich werde es ausprobieren. Mit dem Mosfet wollte ich eine TTL Signal machen für den Arduino. Wenn ich dich richtig verstanden habe brauche ich einen Widerstand zwischen LM393 - und GND. Ich darf an dem Signal welches durch meinen SHUNT läuft nichts beeinflussen.
„S“ „. schrieb: > für ein Projekt brauche ich ein TTL High Signal wenn ein Strom von > ca.20mA mit einer Pulsdauer von 700uS fließt. Minimum 10uS Pause > zwischen den 700uS. Und wann soll ein Low Signal aus deinem Wandler raus kommen? Wie sieht dein Impulsdiagramm für Ein- und Ausgang aus? Würde deine nachfolgende Schaltung auch mit 5V CMOS-Pegeln leben können?
„S“ „. schrieb: > Ich darf an dem Signal welches durch meinen SHUNT läuft nichts > beeinflussen. Genau das kann passieren, wenn die Pegel am Shunt ausserhalb des zulässigen Eingangsspannungsbereichs des Komparator liegen. Weshalb die Frage nach dem Potzential durchaus relevant ist. > zwischen LM393 - und GND Fast richtig. Zwischen Ausgang und +5V. Aber eher 10K als 1M.
„S“ „. schrieb: > Ich darf an dem Signal welches durch meinen SHUNT läuft nichts > beeinflussen. Dann solltest du vielleicht auf die Fertiglösung HCPL-4200 setzen. Damit gehst du allen Potentialproblemen aus dem Weg.
Auf der Ader die über den SHUNT läuft ist ein 12V Rechtecksignal zum Triggern, 700 high, 250 low. Während einiger High-Phasen fließt der 20mA Strom den ich als digitales Signal brauche.
„S“ „. schrieb: > Auf der Ader die über den SHUNT läuft ist ein 12V Rechtecksignal > zum > Triggern, 700 high, 250 low. Während einiger High-Phasen fließt der 20mA > Strom den ich als digitales Signal brauche. Wenn Zeit ins Spiel kommt benötigst Du hierfür eine Erkennung, aber nicht den 1M Widerstand über dem OP. Eine Hysterese nutzt Dir nichts, denn Du hast ja ein Rechtecksignal. Du benötigst einen komplett anderen Ansatz. Das der Fet überflüssig ist wurde schon geschrieben.
Die Lösung mit dem HCPL-4200 Optically Coupled 20 mA Current Loop Receiver hört sich gut an, aber dann kommen zu dem 20 mA die ich ich detektieren möchte noch 20mA hinzu vom HCPL. Das geht in meinem Fall nicht.
Deine Schaltung wird nicht auf 20mA reagieren, sondern bereits auf einen winzigen Bruchteil davon. Es besteht sogar eine relativ hohe Wahrscheinlichkeit, dass sie schon auf 0mA reagiert, je nach Offset des Komparators. Ich denke auch, dass das aktuelle Konzept schon vom Ansatz her ungeeignet ist. Zuerst mal solltest du klären, ob die 20mA einen Bezug zu GND haben und wenn ja, welchen. Dann solltest du klären, ab wie viel Strom die Schaltung ein "HIGH" (oder LOW) melden soll. Wenn das Eingangssignal ein Rauschen (Störungen) enthält, brauchst man wohl eine Hysterese. Bei der hohen Frequenz eignet sich nicht mehr jeder Schmitt-Trigger (bzw. Operatinsverstärker).
Aktuell sieht mein Signal so aus. Gelb: Trigger Signal erzeugt vom Analog Signal mit einem LM363. Grün: erzeugtes Signal von den Phasen an dehnen 20mA fließen. bis zu 15 Strom puls phasen läft es prima.
„S“ „. schrieb: > Aktuell sieht mein Signal so aus. Irgendwie beantwortet das keine Rückfragen gar nicht. Wenn es hier um zwei unterschiedliche Signale geht, solltest du das auch klar beschreiben. Wo kommen die her, wie sehen sie aus, wo sollen sie hin gehen, wie sollen sie verändert werden? Am besten fängst du nochmal ganz neu an mit einer ordentlichen Beschreibung der Aufgabe. Aktuell müssen wir aus deinem Lösungsvorschlag heraus die Aufgabe erraten, das hat (wie fast immer) nicht funktioniert.
Nochmal von vorne. Ich habe ein System/Anlage mit zwei Leitungen, auf diesen zwei Leitungen sind mehrere Module parallel angeschlossen, die verbrauchen je nach Einstellung zu verschiedenen Zeiten synchon zum Triggersignal einen Strom von 20mA. Immer nur ein Modul zur Zeit. Der Stromverbrauch darf aber die 20mA nicht überschreiten, daher kommt ein Optokoppler oder der HCPL-4200 nicht in Frage. Ich möchte digital(TTL) auswerten welche Module im Verhältnis zum Trigger zeitlich einen Strom von 20mA verbrauchen. Die blaue Leitung in der skizze ist verbunden mit GND meiner Schaltung.Die Schaltung funktioniert, aber wenn es zu viele Module werden fängt sie an zu schwingen bzw. die signale sind nicht mehr auszuwerten.
„S“ „. schrieb: > Der Stromverbrauch darf aber die 20mA nicht überschreiten, daher kommt > ein Optokoppler oder der HCPL-4200 nicht in Frage. der HCPL soll ja keine zusätzlichen 20 mA bekommen - er arbeitet mit den 20 mA, die durch deine Last fließen. „S“ „. schrieb: > Die blaue Leitung in der skizze ist verbunden mit GND meiner > Schaltung.Die Schaltung funktioniert, wenn das wirklich zwischebdurch funktioniert, dann nur aus Zufall. du verletzt auch noch den Input common mode range des lm393. (neben dem anderen Fehlern, die schon genannt worden)
Ok, ich schau mal ob ich einen HCPL-4200 oder ähnliches bestelle und teste. Wenn es klappt, wäre es eine einfache sicherer Lösung. Danke
„S“ „. schrieb: > Die Schaltung funktioniert, aber wenn es zu viele Module werden fängt > sie an zu schwingen bzw. die signale sind nicht mehr auszuwerten. Die Schaltung funktioniert 'irgendwie' ... ... das Potential für den Komparator ist nicht definiert, der Rückkoppelwiderstand viel zu hoch, keine Hysterese. Auch zu kompliziert und 2 Versorgungen, 5V & 12V. Ich vermute Du verstehst den HCPL-4200 falsch. Dort hast Du einen 20mA-Eingang und davon potentialgetrennt über (Optokoppler) einen Ausgang für TTL/CMOS. Mit Hysterese. Nur eine Versorgung 5V. Schau mal ins Datenblatt (Blockschaltbild).
Habe ich, aber in dem Optokoppler Eingang ist eine LED, ich dachte sie braucht strom um potentialfrei die andere Seite zu schalten.
Du willst erkennen, welche Module 20mA aufnehmen. Genau 20mA wirst du praktisch nie haben, also musst du einen Bereich definieren, der erfasst werden soll. Zum Beispiel >15mA. Ströme kann man zum Beispiel mit einem Shunt Widerstand messen. Schwellwerte kann man mit einer Referenzquelle vorgeben. Das kann auch ein simpler Spannungsteiler sein, wenn die Versorgungsspannung stabil genug ist. Das Überschreiten der Schwellwerte kann man wiederum mit Komparatoren erkennen. Die allerwichtigste Frage für den Entwurf einer Lösung hast du leider immer noch nicht beantwortet: In welcher Beziehung stehen die Spannungen zu GND? Wie viel Spannung darf an dem "Ding" abfallen, dass in die Zuleitungen zu den Modulen eingeschleift wird? Wären 1,5 Volt noch in Ordnung? Welche Stromversorgung steht für die Auswerteschaltung zur Verfügung?
„S“ „. schrieb: > Habe ich, aber in dem Optokoppler Eingang ist eine LED, ich dachte sie > braucht strom um potentialfrei die andere Seite zu schalten. Die LED könnte man eventuell in Reihe zu den Modulen Schalten. Dann erhöhen sich die 20mA nicht, aber der Spannungsabfall. Ohne die Rahmenbedingungen zu kennen, können wir nur raten, welcher Lösungsansatz geeignet sein könnte.
„S“ „. schrieb: > Habe ich, aber in dem Optokoppler Eingang ist eine LED, ich dachte sie > braucht strom um potentialfrei die andere Seite zu schalten klar braucht die Strom - aber du hast ja einen Stromfluss von 20mA. kritisch könnte höchstens der Spannungsabfall für dich sein. der ist an der LED etwas höher als an deinem 5Ohm Shunt
Stefan ⛄ F. schrieb: > Die allerwichtigste Frage für den Entwurf einer Lösung hast du leider > immer noch nicht beantwortet: In welcher Beziehung stehen die Spannungen > zu GND? hier war die antwort (die gezeigt hat, das der Input common mode range des komparators verletzt wird) „S“ „. schrieb: > Die blaue Leitung in der skizze ist verbunden mit GND meiner Schaltung.
In welcher Beziehung stehen die Spannungen zu GND? - Blaue Leitung ist mit meiner Masse verbunden. - zwische Gelber Leitung und Blauer ist das Triggersignal 12V/0V Trigger signal. Wie viel Spannung darf an dem "Ding" abfallen, dass in die Zuleitungen zu den Modulen eingeschleift wird? Wären 1,5 Volt noch in Ordnung? - Spannungsabfall ist egal, es darf nur der Strom nicht >20mA sein. Welche Stromversorgung steht für die Auswerteschaltung zur Verfügung? - 12V oder 5V Das die Module nur Strom oder keine Strom brauchen ist für die Detektierung alles > 5 mA möglich. gefunden hatte ich das hier, https://www.google.com/search?q=strommessen+mit+komparator&client=firefox-b-d&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=h6NrnUy363NK-M%252CW6U3Uv5YzhBdvM%252C_&vet=1&usg=AI4_-kSWIlDCYvQatKmefaqvNO9Q7gC0tQ&sa=X&ved=2ahUKEwjnlMbJr-brAhVDlYsKHcLaD6oQ9QF6BAgMEAY#imgrc=zzJ-ZOqUuhLg0M
Optokoppler wären meine erste Wahl, falls der Spannungsabfall tolerierbar ist. Ansonsten, da die blaue Leitung mit GND verbunden ist, würde ich dort Shunt Widerstände ein schleifen und deren Spannungsabfall mit einer Referenz vergleichen, die 15mA (oder was auch immer die Schwelle sein soll) darstellt. Aber du musst schon Komparatoren verwenden, die derart niedrige Eingangsspannungen verarbeiten können. Außerdem sollte der Spannungsabfall an den Shunts deutlich größer sein, als der Offset der Komparatoren, sonst wird der Ergebnis zu unpräzise.
Ein kompletter richtiger Schaltplan wäre besser als die Erklärung in Textform. Sollen wir raten was Du mit dem Link meinst?
aktuell ist es ein LM393 und ein SHUNT Widerstand von 3,8 Ohm. Bin mit 10 Ohm angefangen, Da waren es ca. 150mV Spannungsabfall.
„S“ „. schrieb: > Spannungsabfall ist egal Dann verwende Optopkoppler, zum Beispiel PC817.
1 | 82Ω |
2 | 20mA --> o---+---[===]---+----[Modul]-----o --> |
3 | | | |
4 | +----|>|----+ |
Lege den Widerstand so aus, dass die LED beim gewünschten Strom leuchtet. Den Ausgang des Optokopplers kannst du direkt mit dem Eingang des Arduinos verbinden. Verwende dort den internen (oder einen externen) Pull-Up. Der Spannungsabfall wird unter 1,5 Volt liegen.
ich habe nur einen TLP598 hier, der ist zu Langsam bzw. schaltet garnicht. wie wäre das damit? https://www.mikrocontroller.net/attachment/170425/ina333.png
„S“ „. schrieb: > wie wäre das damit? Wo ist die Schaltschwelle? Ich glaube du hast immer noch nicht verstanden, was du brauchst. Mir ist gerade noch etwas zu dem Vorschlag mit Optokoppler eingefallen: Denke dran, dass diese Dinger in der Regel nur mit einem relativ niedrigen Lastwiderstand schnell sind. Der interne Pull-Up des Arduinos wird vermutlich zu hochohmig sein. Ich würde mal 2,2kΩ oder 1kΩ versuchen.
„S“ „. schrieb: > wie wäre das damit? > > https://www.mikrocontroller.net/attachment/170425/ina333.png Du versuchst das Problem mit raten zu lösen, anstatt es richtig anzugehen. Vorschläge hast Du bereits bekommen. Vielleicht solltest Du das Problem mal genau beschreiben anstatt weiter in Salamitaktik zu agieren.
Da das alles ein gemeinsames GND Potential hat, könnte man auch ganz simple Transistoren verwenden:
1 | Zum Arduino |
2 | o |
3 | | |
4 | |/ |
5 | 20mA --> o----[Modul]----+---| BC548C |
6 | | |\> |
7 | |~| | |
8 | 39Ω |_| | |
9 | | | |
10 | GND GND |
Ab ungefähr 16 mA schaltet der Transistor ein. Der Spannungsabfall ist unter 1 Volt.
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