Hallo alle Neugierige,
heute frisch aus der E-Schrottmulde gehoben: ein LINEARHTERMOMETER. Wohl
in den 80ern selbstgebaut (s. Datecodes der HL), Schaltungsprinzip
dürfte älter sein (wg. BE Wahl).
Ich habe es gereinigt (entstaubt) und ihm frische Batterien spendiert.
Naja: es scheint zu funktionieren, bei heute 30.5'C (digitales
Wohnzimmerthermometer aus den 90ern, unkalibriert) schwingt der Zeiger
am Dtehspulmesswerk auf 300uA.
Ich will noch BOM erfassen und die Leiterzüge schematsch erfassen (ja
die geätzte Schrift ist spegelverkehrt, alle DIL-Lötaugen sind oval aber
neben Pin1 ist je ein kl. Cu-Rechteck zur Orientierung) vorab mal die
Fotos und die Halbleiter sind:
+ DIL14: LM723CN (M8444, Nat.Semi)
+ DIL8: UA/LM741CH (8533H, S=Signetics?)
+ TO-18: BC103A (N827, PH=Philips?)
+ 5mm LED, rot
+ temp.fühler: kl. Diode in transp. Glassgehãuse, innen orange,
aufgemalte Farbringe Gelb(breit) Lila Weiss
+ KerKo n10 beim LM723
+ R...
+ 2 Trimmer je 1k Ohm
Hm,
mit DIY wäre ich vorsichtig, hatte erst vor kurzen ein Lanzenthermometer
auf den Tisch, das sah genauso aus, war aber von einer Firma.
Alle Lötstellen wegen Zinnpest erneutert und das Ding rennt wieder wie
am ersten Tag. (Den Orginalhersteller gibt es immer noch, nur will der
mittlerweile deinen Erstgeborenen)
collectionneur de trouvailles schrieb:> Wohl> in den 80ern selbstgebaut
Die Platine ist schwallgelötet, kein Bastelobjekt.
Eher 10 Jahre vorher. Sonst hätte man das mit LED-Anzeige gemacht.
michael_ schrieb:> Sonst hätte man das mit LED-Anzeige gemacht.
Hat ja eine LED :-)
Ist das nur eine Betriebsanzeige, oder kann man da noch irgendwo ein
Limit oder so einstellen? Mir scheint, als ob der 723 irgendwas damit zu
tun hat. Die Leiterplatte gefällt mir gut. Damals hat man noch mit
Kurven gezeichnet.
Für DIY spricht der Monacor Schriftzug und das es keine richtige Skala
für °C hat.
collectionneur de trouvailles schrieb:> + temp.fühler: kl. Diode in transp. Glassgehãuse, innen orange,> aufgemalte Farbringe Gelb(breit) Lila Weiss
Da dürfte die Flußspannung (TK etwa -2mV/K) gemessen werden. Die größte
Herausforderung dürfte die Erzeugung einer stabilen Referenzspannung für
den Nullabgleich sein. Wenn in der BOM nichts diesbezügliches zu finden
ist, könnte auch die LED, zusammen mit einem OPV dafür genutzt worden
sein.
Bin schon mal gespannt, auf die weitere Analyse :-)
Einer schrieb:> michael_ schrieb:>> Die Platine ist schwallgelötet>> Nee, galvanisch verzinnt
kann ich nicht einschätzen
> und handgelötet.
Definitiv, da war mehr angebräuntes Kolophonium und zwar an jeder
Lötstelle. Hab ich natürlich für die Fotos mit Spiritus zu ca. 3/4
wegeputzt.
Aber welcher Profi lässt schon spiegelverkehrte Schrift auf PCBs seiner
Produkte... ev. Nullserie. Auch das "Gehäuse" und die Montageart der
Fühlerdiode deuten klar auf Prototyp oder Lab-Hilfsmittel; darum DIY.
Ich googelte gestern noch etwas rum nach Thermometerschaltungen mit
LM723, ist ja nicht die naheliegendste Schaltung mit diesem
Spannungsregler-IC. Ich bin leider noch nicht fündig geworden...
Ingo W. schrieb:> collectionneur de trouvailles schrieb:>> + temp.fühler: kl. Diode in transp. Glassgehãuse, innen orange,>> aufgemalte Farbringe Gelb(breit) Lila Weiss> Da dürfte die Flußspannung (TK etwa -2mV/K) gemessen werden.
Hat jemand ein Tipp, was das für ein Diodentyp sein könnte?
Bitte etwas zielführender als "DUS": ja, die -2mV/K erfüllen alle
Si-Dioden.
> Die größte> Herausforderung dürfte die Erzeugung einer stabilen Referenzspannung
Dafür ist der LM723 bekannt, weiss ich. V.a. preislich attraktiv,
solange man Platz dafür hat.
für
> den Nullabgleich sein. Wenn in der BOM nichts diesbezügliches zu finden> ist, könnte auch die LED, zusammen mit einem OPV dafür genutzt worden> sein.
In der Tat leuchtet die LED gar nicht. Ich muss da mal rummessen...
Ev. ist das bloss eine Grenzwertanzeige?
>> Bin schon mal gespannt, auf die weitere Analyse :-)
Ditto :-) Bitte Geduld...
Im Wohnzimmer zeig das Digitalthermometer jetzt 26.4'C und der
Analogzeiger geht auf ca.250uA. Eine Nachjustage ist wohl fällig, mache
ich aber NOCH nicht.
H. H. schrieb:> LM723
Autsch - das war ein freudscher Vergucker. Den hatte ich doch gar als
LM324 gelesen und mich gefragt, warum 2x9V nötig sind. Aber so dürfte
die Funktion schon geklärt sein.
collectionneur de trouvailles schrieb:> Hat jemand ein Tipp, was das für ein Diodentyp sein könnte?> Bitte etwas zielführender als "DUS": ja, die -2mV/K erfüllen alle> Si-Dioden.
Die Markierung könnte auf 1N479 hindeuten, eine goldgebondete Diode.
Aber das ist wirklich nur eine wilde Vermutung.
Zur LED ist meine Vermutung (obwohl ich den 723 so gut wie überhaupt
nicht kenne), das das eine Batteriewarnung ist. Der schaltende
Transistor hängt ja am Ausgang Vz, der über die interne Z-Diode am
Regelausgang des 723 ist.
collectionneur de trouvailles schrieb:> Ich googelte gestern noch etwas rum nach Thermometerschaltungen mit> LM723, ist ja nicht die naheliegendste Schaltung mit diesem> Spannungsregler-IC. Ich bin leider noch nicht fündig geworden...
Könnte aber noch kommen, denn das ist/war ziemlich sicher ein gekaufter
Bausatz. Zumindest die Platine hat wohl niemand selbst entworfen und
geätzt. Das sind weder Abreibe-Leiterbahnen, noch wurde es mit Edding
gekritzelt, noch war damals FR4/Verzinnung bei Selberätzern üblich.
michael_ schrieb:> Die Platine ist schwallgelötet, kein Bastelobjekt.
Defintiv nicht, denn dann wären die Leiterbahnen auch (dick) verzinnt.
Aber sehr gut handgelötet ist sie.
Matthias S. schrieb:> Damals hat man noch mit Kurven gezeichnet.
Bzw. mit Brady-Klebebändern Kurven geklebt. (War das Brady?)
Abrubbel-Buchstaben für die Beschriftung (die gab es dummerweise nicht
spiegelverkehrt) und Aufkleber für die IC-Symbole, gerne mit ovalen
Pads. Ich glaube, ich habe davon sogar noch was von dem ganzen Zeug.
Immerhin sauber gemacht, nicht so lieblos zusammengebraten, wie viele
"Hauptsache, es funktioniert"-Projekte.
Matthias S. schrieb:> Die Markierung könnte auf 1N479 hindeuten,
Germanium ? Eher nicht
Ingo W. schrieb:> Die größte Herausforderung dürfte die Erzeugung einer stabilen> Referenzspannung für den Nullabgleich sein.
Dafür wohl den 723.
Helge schrieb:> weiß-braun-gelb wäre 1N914. Braun kann zu lila verfärbt sein. Da die> 1N479 ge ist, laäßt sich das an der flußspannung auseinanderhalten.
Ja, jetzt bei Sonnenlicht (Vollspektrum) sehe ich noch ein weiterer Ring
an der Sensordiode.
(unter dem Messwerk sind nochmals 4 selbe Dioden bestückt - Foto wird
folgen...)
Gelb (breit) ¦ braun o. lila ¦ gelb o. weiss ¦ grau
BOM ist hingekrizelt, will ich n.d. Mittagessen (+Siesta) hier
eintippen.
Malzeit!
Helge schrieb:> 4148, ähnlich der 914.
Gut. Ich kenne eigentlich beide bereits seit Jahrzehnte. Allerdings sind
mir 1n4148 soweit ausschliesslich mit in schwarz aufgedruckten Zeichen
untergekommen.
Für diese Schaltung also wohl DUS: kleinsignal und haupsache Silizium.
BC103A?! Ist mir noch nie begegnet. Wird wohl ein BC108A mit
schwächelnder Beschriftung sein. Aus dieser Familie war das damals wohl
der preiswerteste.
Mark S. schrieb:> BC103A?! Ist mir noch nie begegnet. Wird wohl ein BC108A mit> schwächelnder Beschriftung sein. Aus dieser Familie war das damals wohl> der preiswerteste.
So las ich es von blossem Auge.
Hier eine Sonntagsmakroaufnahme: demnach gebe ich dir BC107A und sage
ich bin mit blossem Auge einer "opt. Illusion" aufgesessen. Allerdings
ist der Aufdruck schon nicht mehr so wie neu, resp. scheint es mir dass
der TinCan Angriffsstellen in seiner Oberfläche aufweist (Pünktchen)
welche die entzifferung erschweren...
Der exakte Transistortyp dürfte in der Tat nicht so kritisch sein.
Letztlich ist das Messwerk auch nur von Genauigkeitsklasse 2%.
Hier das "Schnittmuster", ich hoffe ich habe beim nachzeichnen keinen
Fehler gemacht.
Der "error amp" vom LM723 wird da wohl nur als Schwellwertschalter
eingesetzt und treibt die LED. Ev. ist das bloss eine Abgleichhilfe?
Müsste da nicht noch irgendeine Rückkopplung verschaltet sein?
Vom LM723 ist wie zu erwarten war, nur die Referenzspannung relevant um
die eigentliche Thermometerfunktion zu realisieren.
Die Skalierung der Spannungsschwankung an der Sensordiode macht der
LM741, ohne(!) Offsetkompensation... naja.
Was ich noch nicht ganz durchschaue, ist der "Stromknoten" im Trimmpoti
Tr1: der Querstrom durch die Sensordiode läge su um die 1.1mA wenn der
Schleifer von Tr1 nubeschaltet wäre.
Der Strom durchs Messwerk ist =<0.5mA, also bis zur Hälfte des
Sensorquerstroms (sagen wir typ. ein Viertel bei Raumtemperatur). D.h.
der Sensorquerstrom variert doch beträchtlich.
Müsste der Sensorquerstrom nicht möglichst konstant eindesigned sein?
Also die Flusspannung der Sensordiode möglichst hochohmig abgegriffen
sein?
Ausserdem: warum muss im Stromkreis des Messwerkes 2x Diodenflusspannung
zusätzlich abfallen?
Ich versuche mich weiter schlau-zu-googlen...
Wer ein µA-Meter ordentlich ansteuern will, nimmt eine STROM-Quelle,
die lässt sich bei +/-9 V nicht von 2 x Diodenflussspannung
beeinflussen.
Und das Messwerk ist im Fehlerfall gegen Falschpolung geschützt.
Ping schrieb:> Wer ein µA-Meter ordentlich ansteuern will, nimmt eine STROM-Quelle,> die lässt sich bei +/-9 V nicht von 2 x Diodenflussspannung> beeinflussen.>> Und das Messwerk ist im Fehlerfall gegen Falschpolung geschützt.
Umbenennung des Threads in:
"Schrottfund ausreichend dokumentiert, nun im Schrank,
aktuell soll eine i.a.B. verbesserte Neuauflage her."?
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> Bzw. mit Brady-Klebebändern Kurven geklebt. (War das Brady?)> Abrubbel-Buchstaben für die Beschriftung (die gab es dummerweise nicht> spiegelverkehrt) und Aufkleber für die IC-Symbole, gerne mit ovalen> Pads. Ich glaube, ich habe davon sogar noch was von dem ganzen Zeug.
#MeToo ;-)
Das waren schwarze selbstklebende Kreppbänder in den benötigten Breiten,
die man auf eine stabile und mit blauem 1/10"-Raster bedruckte
Polyesterfolie geklebt hat.
Meist hat man damit im Maßstab 4:1 gearbeitet und das "Artwork" dann vom
Platinenmacher auf den für die Belichtung verwendeten Film verkleinern
lassen.
Die Verzinnung der Platine diente nicht so sehr der Schönheit, sondern
das war die eigentliche Ätzmaske. Mit dieser Technik konnte man auch
durchkontaktierte Leiterplatten herstellen.
Über die Diode -wenn es denn eine ist- wurde schon genug gesagt, ausser:
Ein als Diode beschalteter npn-Transistor (C mit B verbunden) hat eine
"idealere" Diodenkennlinie als eine gewöhnliche Sperrschichtdiode!
Ansonsten gab es auch damals schon zur Temperaturmessung eng tolerierte
PTC aus Si (KTY..) mit meist 1kOhm, deren Bauform einer Diode völlig
gleicht.
Anhand des Schaltplans kann man leicht feststellen, ob der negative
Temperaturkoeffizient der Diodenflussspannung, oder der positive Tk
eines Siliziumwiderstandes benutzt wird.
kondi schrieb:> Umbenennung des Threads in:>> "Schrottfund ausreichend dokumentiert, nun im Schrank,> aktuell soll eine i.a.B. verbesserte Neuauflage her."?
F4: «...Du bist übers Wasser gegangen und wir sollen vom Affen
abstammen?»
Mach dir deinen eigenen Thread auf, kondi!
Hp M. schrieb:> Über die Diode -wenn es denn eine ist- wurde schon genug gesagt, ausser:> Ein als Diode beschalteter npn-Transistor (C mit B verbunden) hat eine> "idealere" Diodenkennlinie als eine gewöhnliche Sperrschichtdiode!
ACK, ist bekannt. Aber...
> Ansonsten gab es auch damals schon zur Temperaturmessung eng tolerierte> PTC aus Si (KTY..) mit meist 1kOhm, deren Bauform einer Diode völlig> gleicht.
Haben müssen vor verbauen können. Die Randbedingungen bei der Entstehung
dieser Schaltung kennen wir leider nicht. Aber...
> Anhand des Schaltplans kann man leicht feststellen, ob der negative> Temperaturkoeffizient der> Diodenflussspannung, oder der positive Tk eines Siliziumwiderstandes benutzt
wird.
Und dann das Messwerk in eine Grätzbrücke verschalten? Ok, da ist ja
noch die "Vorzeichen-LED" die hilft. Aber...
ABER alle diese Veredelungsmassnahmen von Linearisierung und Genauigkeit
würde man beim ablesen des ~4*5cm^2 kleinen Zeigerschwenkers von
Genauigkeitsklasse NUR 2% ja gar nicht mitbekommen.
Das "Gesamtkonzept SCHÄTZEISEN" passt doch hier schon.
Bei einer "Echten MESSSCHALTUNG" wäre doch die VRef auch dauerhaft am
Saft zu lassen, nicht nur wenige Sekunden auf Tastendruck, nicht wahr?
Deswegen bleibe ich immernoch bei meiner Einstufung dieser Schaltung als
DIY o.Ä.
collectionneur de trouvailles schrieb:> Der Strom durchs Messwerk ist =<0.5mA, also bis zur Hälfte des> Sensorquerstroms (sagen wir typ. ein Viertel bei Raumtemperatur). D.h.> der Sensorquerstrom variert doch beträchtlich.
Nein. Der Strom durch die Diode ist immer gleich. Der LM741 ist eine
Konstantstromquelle für die Diode. R6 ist der Messwiderstand. TR2 bildet
die Referenzspannung und stellt den Skalierungsfaktor Temperatur->µA für
die Anzeige ein. Über TR1 wird die Regelspannung des LM741 in den
Stromkreislauf des Sensors eingekoppelt. Je nachdem ob diese größer oder
kleiner als die Position des Schleifers ist fließt der Strom vom LM741
in die Diode oder der LM zwackt sich Strom aus dem Pfad ab.
Und damit versteht man auch den Rest der Schaltung. Der Stromfluss vom
LM zu TR1 kann also positiv oder negativ sein. Die
Gleichrichterschaltung sorgt dafür das das Messinstrument nur den Betrag
sieht. Außerdem gibt das je nach Stromsrichtung +- 2*V_Diode zwischen
Ausgangssignal des LM741 und der Spannung an TR1. Für die Funktion der
Messschaltung spielt das keine wesentliche Rolle aber für den LM723 und
die Diode. Der zeigt im wesentlichen an ob der Strom in die eine oder
andere Richtung fließt. Ergo ist TR1 der Null-Grad Abgleich.
Wie also schon geschrieben:
Helge schrieb:> Wie vermutet, Absolutwert in °C und LED bei Temperaturen unter Null.
Andreas M. schrieb:> Ergo ist TR1 der Null-Grad Abgleich.
Sehe ich nicht so. TR2 ist der Nullabgleich und TR1 stellt die
Verstärkung und damit den Skalierungsfaktor des nichtinvertierenden
Verstärkers (741) ein.
Der Diff des 723 schaut sich die Spannung über dem Anzeigegleichrichter
an und ermittelt die Polarität und damit das Vorzeichen (pos./neg.)
Temperaturen.
collectionneur de trouvailles schrieb:> kondi schrieb:>> Umbenennung des Threads in:>>>> "Schrottfund ausreichend dokumentiert, nun im Schrank,>> aktuell soll eine i.a.B. verbesserte Neuauflage her."?>> F4: «...Du bist übers Wasser gegangen und wir sollen vom Affen> abstammen?»>> Mach dir deinen eigenen Thread auf, kondi!
Nö
Andreas M., danke für den Denkanstoss, langsam beginne ich die Schaltung
um den LM741 zu verstehen. Zumindest fast... s.u.
Zuerst noch: NUR der Trimmer der Teil des Rückkopplungszweiges ist kann
die Verstärkung (=Skalierung zu °C) beeinflussen und das kann nur Tr1
sein.
Tr2 wird nur von seinem (Uref sei dank) konstanten Querstrom
durchflossen UND ist hochohmig abgegriffen (LM741.in+) ergo frei von
Einfluss von was am LM741.out passiert. Tr2 muss die Referenz sein.
Der Kniff mit den "zusätzlichen" 2xUf der Dioden am Messwerk ist schon
fast genial: damit wird der Einfluss von Offsetspannungen sowol vom
LM741 aber besonders vom "error amp" im LM723 (Vorzeichen-LED) stark
reduziert. Er fügt doch sowas wie eine Hysterese, besser Toten Bereich
um 0°C (oder worauf mit Tr2 abgeglichen wird) ein, nicht? Sobald der
LM741 auch nur minimal etwas Strom durchs Messwerk treiben (oder ziehen)
will, muss das mit mind. + oder - (2xUf(+UM1)) passieren, was definitiv
grösser als Offsetspannung eines jeden integrierten OpAmps ist.
Nochmals mein K(r)ampf mit dem Rückkopplungskreis.
Wenn der LM741 für die Sensordiode D5 als KSQ wirkt, diese also
letztlich mit variablem Strom beschickt wird, dient dieser variable
Strom noch zur kompensierung von irgendwas?
Auch der "Stromshunt" R6 bekommt diesen variablen Strom und ist sicher
nicht frei von Nebenwirkungen seiner eigener Erwärmung...
Letztlich wird die Diode mit Ruhestrom+/-"Temperaturstrom" doch schon
ausser dem Knick ihrer Kennlinie betrieben und da ist die Steilheit ja
bereits so gross, dass variabilität im Diodenstrom keinen Einfluss auf
ihre Vorwärtsspannung hat.
Die Vorwärtsspannung hat zwar die -2mV/K Temperaturabhängigkeit die hier
interessiert, aber wie beeinflusst diese nun den Strom durchs Messwerk:
da sind noch weitere 2 Dioden (durchaus anderer Temp. ausgesetzt als der
Sensor) deren Uf offensichtlich "niemand interessiert"...
Ich habe wohl noch ein Knopf, mit der Beschreibung der Zusammenhänge...
Mag noch jemand mir weiter auf die Sprünge helfen?
(ich hoffe richtig von der PCB abgezeichnet zu haben, nicht dass da noch
ein Fehler lauert...)
Deine Funktionsbeschreibung ist soweit richtig, außer für den
Rückkopplungskreis.
collectionneur de trouvailles schrieb:> Wenn der LM741 für die Sensordiode D5 als KSQ wirkt, diese also> letztlich mit variablem Strom beschickt wird, dient dieser variable> Strom noch zur kompensierung von irgendwas?
Der Strom durch D5 ist nicht variabel. Das sieht man daran, daß der
741 am +Eingang eine konstante Spannung hat und er mit der
Rückkoppelschleife auf Eingangsdifferenzspannung =0 regelt, also auch
auf konstante Spannung an 4k7 und somit konstanten Strom durch D5.
Das wird dadurch erreicht, daß der 741 durch einspeisen bzw abzweigen
von Strom (= Anzeigestrom) in den Schleifer von TR1 die geänderte
Spannung von D5 ausgleicht.
Der 1k ist schaltungstechnisch nicht nötig, vielleicht dient er dem
Überlastschutz des Messwerks beim Einschalten. Der 47k ist auch
überflüssig.
collectionneur de trouvailles schrieb:> Wenn der LM741 für die Sensordiode D5 als KSQ wirkt, diese also> letztlich mit variablem Strom beschickt wird, dient dieser variable
Der Strom durch D5 ist wirklich konstant. Der Trick der Schaltung
besteht darin, dass die Diode bereits über TR1 und Vref einen
"Grundstrom" aufgeprägt bekommt. Das Signal vom LM741 speist dann
zusätzlich über den Schleifer von TR1 was ein oder zieht was raus.
Man kann die Schaltung besser verstehen, wenn man sich klarmacht, das an
R6 temperaturunabhängig immer die gleiche Spannung anliegt und zwar die,
die an TR2 eingestellt wurde. Über D5 fällt immer eine
Temperaturabhängige Spannung ab. Damit wird aber die Spannung über TR1
(zwischen Vref und D5) ebenfalls temperaturabhängig werden( und damit
dann eigentlich auch der Strom in D5). Aber der LM741 speist über den
Schleifer zusätzlich Strom ein ( oder zieht welchen heraus) und zwar
genau so, das über R6 ( und damit auch die Diode) immer der gleiche
Strom fließt.
Eventuell wird es einfacher wenn man sich TR1 als zwei getrennte
Widerstände vorstellt. Die Spannung zwischen D5 Anode und dem Schleifer
ist immer konstant, weil über R6 und diesen Teilwiderstand der gleiche
(konstante) Strom fließt. Was sich jedoch ändert, ist die Spannung über
den oberen Teilwiderstand von TR1. Und damit auch der Strom über diesen
Teil. Das Messgerät sieht genau die Differenz von diesem Strom und dem
(konstanten) Strom über die Diode/R6.
Damit ist dann auch klar, das meine ursprüngliche Aussage falsch war.
TR1 stellt die Skalierung deltaU Diode -> Messtrom ein während TR2 den
Nullabgleich macht. TR2 wird zwar den Arbeitspunkt der Diode etwas
verschieben, aber das ist vermutlich nicht so kritisch.
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