Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schalten mit 1,5 V


von Michael (micerd)


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Hallo zusammen,
ich habe mit Elektronik nicht viel Erfahrung, und stelle vermutlich 
gleich eine für Euch vergleichsweise "dumme" Frage. Aber vielleicht kann 
ich ja zumindest von einer klugen Antwort etwas lernen - dann ist mir ja 
auch schon geholfen:
Ich bin Modellbahner, und nutze einen S88-Bus zum Rückmelden. Der Input 
in diesen Bus reagiert auf Strom an und Strom aus - also schön einfach 
analog. Über AZ-Delivery habe ich relativ günstige IR-Lichtschranken 
beziehen können, die aber eigentlich für Arduino & Co gedacht sind, und 
digital OUT rückmelden. Mit diesem Signal kann ich im S88-Bus erst etwas 
anfangen, wenn ich ein Relais oder etwas ähnliches verwende, das 
getriggert wird, wenn digital OUT z.B. high liefert, und damit im 
S88-Bus einen analogen Eingang triggert. Dieses Wandeln von digital in 
analog ist für mich derzeit eine nicht überwindbare Hürde.
Aber was das IR-Modul bietet, ist eine Kontroll-Diode, die aufleuchtet, 
wenn das Modul schaltet. Da habe ich ein analoges Signal, nämlich 
zwischen 1,8 und 1,9 V - je nachdem, ob das IR-Modul mit 3V oder 5V 
betrieben wird.
Also suche ich nach einer Möglichkeit, mit einem Relais ab 1,5 V zu 
schalten. Ich habe schon herausgefunden, dass es solch ein Relais nicht 
gibt, weil vermutlich die Spannung zu gering ist. Bei meiner weiteren 
Suche bin ich auf MOSFET-Bausteine der n-Klasse gestoßen, die mir evtl. 
weiterhelfen könnten, weil ziemlich billig und keine Programmierung 
nötig.
Aber ich verstehe die Art der Anschlüsse nicht, weil in meinem Kopf die 
Idee herumgeistert: Ich möchte mit 1,5 V Spannung ein Relais schalten, 
welches mir einen anderen Stromkreis verbindet, der mit einer eigenen 
Spannungsversorgung läuft.
Vielen Dank für Tipps und Aufklärung.
Gruß
Michael

von H. H. (Gast)


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Michael schrieb:
> Über AZ-Delivery habe ich relativ günstige IR-Lichtschranken
> beziehen können, die aber eigentlich für Arduino & Co gedacht sind, und
> digital OUT rückmelden.

Und welche sind das?


> S88-Bus

Der sieht völlig digital aus.

von MaWin (Gast)


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Michael schrieb:
> Der Input in diesen Bus reagiert auf Strom an und Strom aus - also schön
> einfach analog.

Nein.

Mit Masse verbunden oder offen, und das ist sehr digital. Am 5-12V S88 
Bus.

Michael schrieb:
> Über AZ-Delivery habe ich relativ günstige IR-Lichtschranken beziehen
> können, die aber eigentlich für Arduino & Co gedacht sind, und digital
> OUT rückmelden. Mit diesem Signal kann ich im S88-Bus erst etwas
> anfangen, wenn ich ein Relais oder etwas ähnliches verwende,

Nein. Es muss einfach der Phototransistor mit E an Masse und C an den 
S88 Eingang geklemmt werden.

Michael schrieb:
> Aber was das IR-Modul bietet, ist eine Kontroll-Diode, die aufleuchtet,
> wenn das Modul schaltet.

Dein Modul enthält offenbar zusätzlichen Unsinn neben der eigentlichen 
Lichtschranke.

Da du SELBSTVERSTÄNDLICH nicht verlinkt hast, welchen überteuerten 
Quatsch du bei Multimilliardär Bezos für viel zu viel Geld gekauft hast, 
weiss keiner, wie weit dieser zusätzliche Unsinn stört. Wegknipsen der 
LED könnte eine Lösung sein.

von Philipp G. (geiserp)


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MaWin schrieb:
> Da du SELBSTVERSTÄNDLICH nicht verlinkt hast, welchen überteuerten
> Quatsch du bei Multimilliardär Bezos für viel zu viel Geld gekauft hast,
> weiss keiner, wie weit dieser zusätzliche Unsinn stört. Wegknipsen der
> LED könnte eine Lösung sein.

Nu ja, ein Transistor und Relais könnten doch durchaus eine Lösung für 
ihn sein.

von MaWin (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Nu ja, ein Transistor und Relais könnten doch durchaus eine Lösung für
> ihn sein

Um die Sache NOCH teurer und komplexer und damit fehlertrachtiger zu 
machen ?

Ihr müsst Informatiker sein, die nageln über ihren Schrott vom letzten 
Jahr auch immer nur eine neue Schicht drüber, um sich von dem Scheiss 
den sie letztes Jahr verbrochen haben zu isolieren, ohne jemals die Bugs 
zu beheben, die Funktionalität benutzbar zu machen, und wundern sich 
dass niemand mehr die Komplexität überblickt und das Zeug immer noch 
fehlerhaft arbeitet ohne je eine Chance zu haben es zu fixen.

von HildeK (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ihr müsst Informatiker sein, ...

LOL!

von Miles Bennet D. (Firma: Cyberdyne Systems) (milesbennetdyson)


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Philipp G. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Da du SELBSTVERSTÄNDLICH nicht verlinkt hast, welchen überteuerten
>> Quatsch du bei Multimilliardär Bezos für viel zu viel Geld gekauft hast,
>> weiss keiner, wie weit dieser zusätzliche Unsinn stört. Wegknipsen der
>> LED könnte eine Lösung sein.
>
> Nu ja, ein Transistor und Relais könnten doch durchaus eine Lösung für
> ihn sein.

Könnte? Nein, das ist die Lösung.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

Der Vorwiderstand muss natürlich entsprechend kleiner sein. 
Möglicherweise lohnt es sich aber auch, die LED zu opfern und 
stattdessen den Transistor einzusetzen.

Wahrscheinlich kann man aber auch das gesamte AZ-Delivery-Gedöns 
weglassen.

: Bearbeitet durch User
von Philipp G. (geiserp01)


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Miles Bennet D. schrieb:
> Philipp G. schrieb:
>
>> MaWin schrieb:
>>
>>> Da du SELBSTVERSTÄNDLICH nicht verlinkt hast, welchen überteuerten
>>> Quatsch du bei Multimilliardär Bezos für viel zu viel Geld gekauft hast,
>>> weiss keiner, wie weit dieser zusätzliche Unsinn stört. Wegknipsen der
>>> LED könnte eine Lösung sein.
>>
>> Nu ja, ein Transistor und Relais könnten doch durchaus eine Lösung für
>> ihn sein.
>
> Könnte? Nein, das ist die Lösung.
> https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern
> Der Vorwiderstand muss natürlich entsprechend kleiner sein.
> Möglicherweise lohnt es sich aber auch, die LED zu opfern und
> stattdessen den Transistor einzusetzen.
> Wahrscheinlich kann man aber auch das gesamte AZ-Delivery-Gedöns
> weglassen.


Ist ja dasselbe was ich schrieb.

von Michael (micerd)


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Vielen Dank für Eure lebhaften Beiträge. Ich habe mit Erstaunen zur 
Kenntnis genommen: Ich könnte wohl die Fotodiode direkt am gewünschten 
S88-Port betreiben. Ich vermute, das geht nur deshalb, weil die Diode 
mit derselben Spannung betriebsfähig ist, die schon das S88-Modul an dem 
gewünschten Port bereitstellt. Habe ich das richtig verstanden? Das wäre 
erst mal toll, weil super einfach.
Allerdings weiß ich, dass ich meine IR-Module immer erst mittels 
Trimpoti auf einen sinnvollen Erkennungsbereich einstellen muss. Kann 
ich das Trimpoti auch einfach in diesen Stromkreis der Fotodiode mit 
einbauen, um vermutlich die Spannung zwischen min. und max. so 
einzustellen, dass die Diode genau mit der Spannung arbeitet, die ich 
für meinen gewünschten Erkennungsbereich brauche? Kann es dann jedoch 
sein, dass die Spannung so niedrig ist, dass der S88-Port den 
geschlossenen Stromkreis gar nicht mehr erkennt? Denn dann müsste ich ja 
vermutlich doch die Betriebsspannung der Fotodiode von dem Stromkreis 
des S88-Ports getrennt betreiben. Aber mit welchem Bauteil melde ich 
dann an den S88-Port zurück?

von H. H. (Gast)


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Du hast das wichtigste vergessen zu schreiben!

von Michael (micerd)


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? Sorry, ich stehe auf der Leitung.

von Axel R. (axlr)


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Aber die IR-Lichtschranke wird doch noch mehr ausgeben, als eine 
Kontroll-LED leuchten zu lassen? Wie ich ben mal kurz reingelesen habe, 
besteht so ein BUS aus Schieberegistern HEF4014
https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/HEF4014B_Q100.pdf
und vorgeschalteten Flip-Flops HEF4044
https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/NXP%20PDFs/HEF4044B.pdf

Wahrscheinlich als DaisyChain hintereinander und die Flipflops als 
Datensynchronisierung an den Eingängen. inwieweit nun die Eingänge der 
Schaltkreise das anliegende Signal konditionieren, ob da un noch 
Pegelwandler oderso drinnen sind, kann ich nicht sagen; müsste man 
weitergooglen.
Aber es sollte ja nun garkeine Probleme geben, einfach den Ausgang der 
IR-Lichtschranke an einen der freien Eingänge anzuschließen. Mich würde 
eher die Signalaufbereitung von Takt und Daten und deren "fachgerechte" 
Terminierung interessieren. Ich kann mir kaum vorstellen, dass die CMOS 
Signale CLK,DAT und LE einfach so über mehrere Meter über die 
Modellbahnplatte gehen. Das kann ja nur Probleme machen. Aber darum soll 
es ja hier nicht gehen. Gibt es denn irgendwo ein Schaltplan für solch 
einen S88-Rückmelder?
"Reagiert auf Strom an - Strom aus" reicht mir jedenfalls nicht, um hier 
bverlässliche Informationen geben zu können. Ich würde einfach der 
Kontroll-LED die IR-Diode eines TLP250
https://toshiba.semicon-storage.com/info/TLP250_datasheet_en_20190617.pdf?did=16821&prodName=TLP250
in Reihe schalten, dem TLP 12V geben und hinten ein verlässliches 
HIGH-LOW Signal erwarten, welches ich dann weiterverwenden würde. 
Transistor und Relais geht aber auch sicher ganz gut. Spannund wäre 
noch, ob die 1.8V (rote LED?) gegen Masse gemessen wurden? Demnach 
müsste man dann den Basisspannungsteiler verdrahten und die Polarität 
(NPN/PNP) des Transistors  beachten.

von dummschwaetzer (Gast)


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DAS!
MaWin schrieb:
> Da du SELBSTVERSTÄNDLICH nicht verlinkt hast, welchen überteuerten
> Quatsch du bei Multimilliardär Bezos für viel zu viel Geld gekauft hast,
> weiss keiner, wie weit dieser zusätzliche Unsinn stört. Wegknipsen der
> LED könnte eine Lösung sein.

von Axel R. (axlr)


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Michael schrieb:
> Stromkreis der Fotodiode mit
> einbauen, um vermutlich die Spannung zwischen min. und max. so
> einzustellen, dass die Diode genau mit der Spannung arbeitet, die ich
> für meinen gewünschten Erkennungsbereich brauche? Kann es dann

Nein. Angedacht war, den "neuen" FotoTRANSISTOR auf die Kontroll-LED 
deiner IR-Lichtschrankezu kleben, um deren Aufleuchten als Indiz 
verwenden zu können (Naja - denk ich jedenfalls...)

von Joachim B. (jar)


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H. H. schrieb:
> Und welche sind das?
MaWin schrieb:
> Da du SELBSTVERSTÄNDLICH nicht verlinkt hast, welchen überteuerten
> Quatsch du bei Multimilliardär Bezos für viel zu viel Geld gekauft hast

Michael schrieb:
> Vielen Dank für Eure lebhaften Beiträge
Michael schrieb:
> ? Sorry, ich stehe auf der Leitung.

sach mal willst du uns verars**en?
Wie verpeilt muss man sein um Fragen nicht zu beantworten?
Ist wieder mal ein typischer Trollbeitrag!

von Axel R. (axlr)


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https://www.digital-bahn.de/info_tech/s88/splan.pdf
https://www.digital-bahn.de/info_tech/s88.htm
Das möchte ich sehen, wie man hier ohne Serienterminierung und ohne 
weitere Treiber ein verlässliches Signal quer durch die Bude schicken 
will, wenn dann auch noch vergessen wurde, die Masse irgendwo mit 
anzuschliessen. Die Loks fahren da ja auch noch irgendwo umher.
Ist ja fast schon ne Frechheit, ohne Schnittstelle zur Aussenwelt 
(Treiber SlewRate-Begrenzung, ESD-Kram etc.) für derart viel 
"Halbwissen", verpackt in bunten Schachteln, soviel Geld zu verlangen!

von Michael (micerd)


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von Andrew T. (marsufant)


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Michael schrieb:
> Also suche ich nach einer Möglichkeit, mit einem Relais ab 1,5 V zu
> schalten. Ich habe schon herausgefunden, dass es solch ein Relais nicht
> gibt, weil vermutlich die Spannung zu gering ist.

So so, und nun ?
Und das hier ist kaufbar:

DS1EM 1.5VDC (RoHS) Signalrelais SDS 1.5 V Spule 2 A 1 x um,

von Michael (micerd)


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> DS1EM 1.5VDC (RoHS) Signalrelais SDS 1.5 V Spule 2 A 1 x um,
Du hast absolut recht - ist kaufbar. Aber der Preis ist der Wahnsinn. 
Ich dachte eher an Komponenten, die im Bereich bis 1 € angesiedelt sind.

von Axel R. (axlr)


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https://m.media-amazon.com/images/I/613TyZxiS-L._SX522_.jpg
Da gibts sogar ne Schaltung für die Lichtschranke.
Die VCC mit an die 5Volt vom Rückmelder, Masse an Masse und den Ausgang 
an den Eingang. Kein Relais oder dgl. nötig.
Hättest mal gleich das Datenblatt der Lchtschranke gepostet.
Hast Du auch n Datenblatt von deiner Rückmelde-Elektrronik, deines 
S88-Bausteins?

von MaWin (Gast)


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Michael schrieb:
> Sorry, jetzt habe ich verstanden.
> IR-Lichtschranken =

Wow, das ist ja noch schlimmer als erwartet.

Lege VCC an die Betriebssannung deines S88 Bus (egal ob 5 oder 12V) und 
der Azsgang kann direkt an einen S88 Eingang

Oder wenn du VCC getrennt vom S88 Bus haben willst, knipse den 10k und 
den 1k Widerstand vom Ausgang weg und schalte dann den Ausgang an den 
S88 Eingang, egal ob der eine 5V und der andere 12V benutzt, aber Masse 
von beiden muss verbunden sein.


Das hier wäre der deal gewesen
https://eckstein-shop.de/10StkTCRT5000InfrarotReflektierendeSensorTCRT5000LIR950mm5V3A 
mit https://www.ebay.de/itm/173862465022 aber beide Lichtschranken sind 
nicht fremdlichimmun, also niedrigste Qualitätsstufe.

Fas hier wäre schlauer
Beitrag "Lichtschranke mit LM567 / DBL567 will nicht" und 
http://www.trigonal.de/sel/blobs/relisch.png
1
  +---+--+----------------+------+--+-- +5V
2
  |   |  |                |      |  |
3
  |  4k7 |           +----+---+ 1M 220R
4
 E|   |  |           |    4   |  |  |
5
  >|--+--(--4k7---+--|5      1|--+  | 
6
  |BC307 |       10k |LM/NE567|  |  |A
7
  |      |        +--|6       |  | LED
8
  |      |        |  |        |  |  |
9
 100R 10kPoti-22n-(--|3 2  7 8|--(--+--  kann bis 100mA nach Masse schalten
10
  |      |        |  +--+--+--+  | 
11
 A|     C|        |     |  |     |
12
 LED=PhotoTrans  22n   2u2 |    4u7
13
  |      |        |     |  |     |
14
  +------+--------+-----+--+-----+----- GND

von Michael (micerd)


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Leider habe ich kein Datenblatt über meinen S88-Baustein. Aber jetzt 
würde mich mal interessieren, was dann laut Schaltplan am Ausgang der 
Lichtschranke für ein Signal anliegen sollte. Mit einem Spannungsprüfer 
(Wechselstrom) konnte ich in beiden Zuständen der Lichtschranke eine 
anliegende Spannung feststellen, die aber sehr volatil war. Mit 
Einstellung Gleichstrom konnte ich gar nichts messen. Ich gehe daher 
davon aus, dass die Lichtschranke - wie für einen Arduino vorgesehen - 
mit einem irgendwie gearteten Signal auf einer Sinuswelle ausgibt. Solch 
ein Signal kann ein S88-Baustein niemals verarbeiten, der kapiert nur 
Spannung 0V (aus) oder 5V oder 12V (keine Ahnung, mit wieviel der läuft) 
- aber Gezwitscher auf xV versteht der nicht.

von H. H. (Gast)


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Michael schrieb:
> Mit einem Spannungsprüfer
> (Wechselstrom) konnte ich in beiden Zuständen der Lichtschranke eine
> anliegende Spannung feststellen, die aber sehr volatil war. Mit
> Einstellung Gleichstrom konnte ich gar nichts messen.

Dann darfst du davon ausgehen, dass du Mist gemessen hast.

von Michael (micerd)


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OK, dann messe ich gerne nochmal, und gebe dann wieder Rückmeldung.

von Steve van de Grens (roehrmond)


Angehängte Dateien:

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Der eigentliche Knackpunkt ist, dass unklar ist, welche technischen 
Eigenschaften der Eingang deines S88 Gerätes hat. Wir könnten im 
Internet nach Dokumentation suchen, aber dazu müsstest du uns schon 
verraten, um welches Produkt es sich handelt.

Um ein Relais mit geringer Steuerspannung zu schalten, brauchst du einen 
Transistor, wie im Anhang gezeigt. Wenn die Lichtschranke wirklich nur 
1,5 oder 2V liefert, musst du anstelle des 1kΩ Widerstandes einen mit 
330Ω nehmen. Aber ich gehe doch mal stark davon aus, dass sie einen 
normalen digitalen Ausgang hat der 3,3V oder 5V liefert.

Wie solche Transistoren funktionieren, kannst du in Kapitel 2.2 
nachlesen
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf
Da kommt auch das Bild her.

Allerdings ist mir völlig unklar, was du mit dem Relais vor hast. 
irgendwie willst du mit dem Relais ein analoges Signal erzeugen. Aber 
Relais sind digital! Naja, offenbar hast du einen geheimen Plan, dann 
mach' mal.

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (axlr)


Angehängte Dateien:

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Der verwendete LM393 hat einen OPEN Collector Ausgang, der lt Schaltplan 
mit 10K nach "VCC", also mit deinen 5Volt verbunden ist.
Wenn die LED "aus" ist, liegen dort die 5V über den 10K an, soltlen also 
auch zu messen sein. Leuchtet die LED, schaltet der kleine 
Ausgangstransitor gegen masse und du misst noch ca.100mV oder 200mV ( 
muss man mal im DB nachsehen).
Damit komme die Setzeingänge des CMOS Flip-Flops super zurecht. Kannst 
also direkt da drann.

von Axel R. (axlr)


Angehängte Dateien:

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Hier der LM393 von drinnen mit dem Transistor an "DO".
Und die Schaltung der Lichtschranke...

Und noch n Link
https://jo-fri.github.io/Eisenbahn/S88/S88N_24_Rueckmelder.svg

: Bearbeitet durch User
von Michael (micerd)


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Vielen Dank für den letzten Tipp mit dem LM393, ich glaube, das könnte 
sogar ich verstehen, wenn ich es mir noch ein wenig genauer anschaue - 
werde ich tun.
Aber ich habe im Verlauf dieses Threads zumindest verstanden, dass mir 
irgendwie essentielle Basics in diesem Bereich fehlen, um nur 
ansatzweise verstehen zu können, von was Ihr da alle schreibt.
Gibt es eine sinnvolle Tutorialreihe vielleicht auf youtube, um sich dem 
Thema zu nähern?

von H. H. (Gast)


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Michael schrieb:
> Gibt es eine sinnvolle Tutorialreihe vielleicht auf youtube, um sich dem
> Thema zu nähern?

Gleich neben "Herztransplantation ohne Medizinstudium"...

von Michael (micerd)


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> Gleich neben "Herztransplantation ohne Medizinstudium"...
Bedeutet: Hier tummeln sich nur studierte Elektrotechniker und niemand 
sonst, der sich für das Thema einfach nur interessiert?

von H. H. (Gast)


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Michael schrieb:
>> Gleich neben "Herztransplantation ohne Medizinstudium"...
> Bedeutet: Hier tummeln sich nur studierte Elektrotechniker und niemand
> sonst, der sich für das Thema einfach nur interessiert?

Nein, aber du stellst dir das zu einfach vor. Das lernt man eben nicht 
aus ein paar YT-Videos. Ein Studium ist für so Kleinkram natürlich nicht 
erforderlich.

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