Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sensor hat nur 140Ohm wenn offen, wie für Digitaleingang beschalten?


von ESP4096 S. (esp4096)


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Ich habe hier einen Füllstandssensor mit 2 Anschlüssen der bei Füllstand 
zu niedrig 0 Ohm zwischen den Anschlüssen hat und bei ausreichendem 
Füllstand 140Ohm hat.

Versorgungsspangung 5V und die Grenzwerte des Controllers sind:
<1V = 0
>3V = 1

Beim rumtüfteln haben sich diese 140 Ohm als echt blöd erwiesen, wenn 
man damit einen Digitaleingang speisen will.

Habe ich z.B.
1
               D-In
2
                |
3
5V---[Sensor]---|-----[1k]-----GND

kann ich "dank" des niedrigen Ohm-Werts die Spannung, durch Schalten 
kaum beeinflussen.
Wähle ich den Pull-Down deutlich kleiner, dann baue ich bei 
geschlossenem Sensor quasi einen Kurzschluss.

Wie müsste ich den Sensor beschalten, damit ich mit den 140Ohm auf die 
benötigen Spannugen für Logisch 0 und 1 komme, ohne das ich eine kleine 
Heizung baue?

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Komparator verwenden, z.B. LM393.

von Wolf17 (wolf17)


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Hat der Controller keinen Analogeingang?
Dann NPN B-E mit Sensor brücken und 680R Basis nach +5V, 10k Collector 
nach +5V. Verschwender halt 7mA.

: Bearbeitet durch User
von ESP4096 S. (esp4096)


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Wolf17 schrieb:
> Hat der Controller keinen Analogeingang?

Doch, aber die Eingänge haben feste 56.7k Pull-ups dran. Wenn ich das 
mache, habe ich 12mV Spannungsunterschied beim Schalten.

: Bearbeitet durch User
von Wolf17 (wolf17)


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Na dann halt noch externen 3k3 Pullup, die 1,5mA ergeben 0,2V/0V Input, 
das reicht selbst bei nur 8bit Auflösung.

von Gerald B. (gerald_b)


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Wenn es stromsparend werden soll, dann kannst du den niederohmigen 
PullUp ja erst vor der Messung zuschalten und danch wieder abschalten.

von Carypt C. (carypt)


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Der normale 3-Widerstands-Spannungsteiler hat 2 Lösungen, die aber 
ordentlich Strom verbrauchen. Einmal R1:28r-Sensor-R2:42r mit Anzapfung 
1 verbraucht 23-71mA, Lösung 2 mit Anzapfung 2 braucht 18-35mA 
R1:113r-sensor-R2:28r.

ich dachte noch, ob man nicht mit höherer Spannung 5-3V abgreifen könnte 
und anschließend die Spannung runterziehen, bzw Arbeitsspannung 
einstellen, hab ich nicht ((und stromsparender)) hingekriegt. Das muß ja 
nichts heißen.

Geht da nichts mit Wienbrücke ?

Die Transistor-schaltung verstehe ich nicht, habe es versucht zu 
simulieren, keine Ahnung was da geht, sehr schwer überhaupt etwas 
einzustellen.



5V---+
     |
     R1
     |
     +--(1)
     |
   sensor
     |
     +--(2)
     |
     R2
     |
gnd--+--------

: Bearbeitet durch User
von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Carypt C. schrieb:
> [wirres Zeug]

Du hast vergessen, deinen Beitrag mit der Standard-Ergänzung ("Ich weiß 
es nicht") abzuschließen.

: Bearbeitet durch User
von Carypt C. (carypt)


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ich weiß es nicht

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Carypt C. schrieb:
> ich weiß es nicht

Du scheinst wenigstens Humor zu haben 👍🤗👍

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Kannst den Sensor aus einer 25mA Konstantstromquelle in der Highside 
speisen. Dann fallen bei 140Ohm an ihm 3,5V ab. Bei 0 Ohm sinds 
logischerweise 0V. Der ganze Spass kostet 25mA Stromverbrauch, aber man 
kann die Quelle ja evtl. abschalten.

von Jens G. (jensig)


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Magnus M. schrieb:
> Carypt C. schrieb:
>> ich weiß es nicht
>
> Du scheinst wenigstens Humor zu haben 👍🤗👍

Naja, aber wo ist denn Dein Humor geblieben?

von Michi S. (mista_s)


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ESP4096 S. schrieb:
> Wie müsste ich den Sensor beschalten,
> damit ich mit den 140Ohm auf die
> benötigen Spannugen für Logisch 0 und 1 komme,

Spannungsteiler aus <90 Ohm und Deinem Sensor. Bei z.B. 80 Ohm hast Du 
dann 3,18V bzw. 0V.

> ohne das ich eine kleine Heizung baue?

Selbst die 320mW die dann bei zu niedrigem Füllstand fließen sind von 
einer kleinen Heizung noch weit entfernt; wenn Du hingegen eine maximal 
energiesparende Lösung willst, dann machst Du die 5V für den 
Spannungsteiler schaltbar und schaltest sie immer nur für die Zeit der 
Messung ein; z.B. alle paar Sekunden für ein paar µs einschalten und Du 
heizt nur mehr mit <1/3µW.


ESP4096 S. schrieb:
> Wähle ich den Pull-Down deutlich kleiner,

Gezeichnet (und wäre auch sinnvoller) hast Du aber einen Pull-Up.

> dann baue ich bei geschlossenem Sensor quasi einen Kurzschluss.

Wenn Du 80 Ohm (da fließt an 5V ein sagenhaftes sechzehntel Ampere) 
schon als Quasi-Kurzschluss ansiehst, dann sind aber auch die 140 Ohm 
Deines Sensors noch ein Quasi-Kurzschluss; und ja, einen Sensor 
auszuwerten, der nur die Zustände Quasi-Kurzschluss und satter 
Kurzschluss kennt, ohne dabei gelegentlich einen Quasi-Kurzschluss zu 
fabrizieren wird dann entsprechend anspruchsvoll.

von Werner H. (werner45)


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Finde erstmal raus, ob der zweipolige Sensor vielleicht eine PTC-Pille 
ist (angeschlossen am Ohmmeter in ein Glas warmes und ein Glas kaltes 
Wasser tauchen).
Dann wird die Schaltung anders: Der Sensor wird über einen Widerstand 
mit wenigen mA ständig bestromt, er erwärmt sich, sein Widerstand steigt 
und der Strom wird ein Minimum. Wird er in Wasser getaucht, kühlt das 
die Pille ab und der Strom steigt wieder. Also: in Luft große Spannung 
am Sensor, in Wasser kleine. Das kann man auswerten. Funktioniert auch 
in Heizöl (Pumpe abschalten, wenn die Ölkanne voll ist).

von Andreas B. (bitverdreher)


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Werner H. schrieb:
> Der Sensor wird über einen Widerstand
> mit wenigen mA ständig bestromt, er erwärmt sich,

Wir rechnen mal: 140 Ohm an 5V: 25/140= 170mW. Da waere so etwa die 
Leistung, die man braeuchte um eine kleine Pille zu erwaermen.
Da waeren die 140 Ohm in einem Spannungsteiler aber sparsamer.

Ich wuerde es, wie schon von Wolf17 beschrieben, mit einem ADC machen. 
Dazu noch den Pullup uebet einen PIO geschaltet, wenn es sparsam fuer 
Batteriebetrieb sein soll.

von Werner H. (werner45)


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Könnte eventuell funktionieren, mein Vorschlag funktioniert aber sicher 
und ist kommerziell vielfach erprobt (scharfer Umschlag).
Also, erstmal rausfinden ob es ein PTC ist oder nicht.
Wenn ja, dann sich über PTCs informieren, dort findet man auch solche 
Anwendungen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Werner H. schrieb:
> vielleicht eine PTC-Pille
> ist

Der würde aber nicht auf 0 Ohm kommen.

von Carypt C. (carypt)


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Eine Kollektorschaltung ist ja schon leichter zu bändigen, aber auch 
eine Konstantstromquelle als Strombegrenzer fungiert als Widerstand in 
der Widerstandsreihenschaltung als Spannungsteiler. Es scheint egal, um 
den Spannungsabfall am Sensorwiderstand für einen Transistor nützen zu 
können muß ich wieder zu viel Strom verheizen. So ganz einfach geht es 
wohl nicht, könnte sein man braucht einen Operationsverstärker oder 
macht eine Pulsweitenmodulation davon. Nichts was ich könnte. Ok

von Gerald B. (gerald_b)


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Ene PTC Pille muß aber länger als ein paar Millisekunden bestromt 
werden, da sie an der Luft auch die Chance bekommen muß, sich zu 
erwärmen. Da reicht ein einfacher Schleifendurchlauf in der Software 
nicht. (einschalten, messen, abschalten)

von Carypt C. (carypt)


Angehängte Dateien:

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ich habe versucht den Vorschlag von wolf17 nachzuvollziehen und eine 
Schaltung dazu simuliert in falstad, s.u.,  bei 5V. ich komme da auf 
etwas andere Werte, nicht so schlimm, Leistung geht aber nur 8mA runter.
Was ich verstanden habe, ist, daß man durch den fließenden Übergang von 
Emitter- zu Kollektorschaltung, also beide Widerstände(E- u K-) variabel 
gewichtet, die Verstärkung des Basiseingangs einstellen kann 
(Spreizung). Aha.
R4 ist also der Sensor-widerstand, von dem ich annehme, daß er linear 
sei, wo andere nur 2 Schaltzustände annehmen, auch gut. Die ganzen Potis 
sind zum einregeln, sehr kniffelig, nicht zu empfehlen. Aber einer der 
Ausgänge (Voltmeter) gibt den Pegel von ca 1-3V. Sensorwiderstand ist 
oberster Regler rechts.
ächz.
Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit.

http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgoqoQFMBaMMAKADcQAWPEQjFLj2YCqVTrSiSYCFgBcu2AdkI9OxQiGU8qEGIWzc8eSsTzFO+lMSjRCCbMWx584yAjDYMGsHBAATOgAzAEMAVwAbWRYwDE5NZQUBTjANCziIMHEbMgQ0eHz4CAAlOgBnAEtS2WCAOwBjOmjYikIqNB4EYiVIdOR4bIxcguHissrq+saYuIRWrm4KLooUIT7RaDAUJ2HhgRKKqtqGprjsBJRZxJAUFF7M9YROuP3xo8aAdxaqXDi1DWxclAWJ8-po8DM5pwFpBgYJePxrlk+AJWJ9blRkV94SJYZxFNdLnilCogQAHEA4VIpCkJWbfKQscl4fGYATMpTgzQMz7ssFxXl0oHTAneKGaHqInRrGwGakvQ6TFgAJ3AXnAYpiGnRkhUMJBQk2qu8hr1RvAhouxpxaMuwixdtNmvNKLVmTijtdYst6vdsO92p+kqBn0DAYlYCWpqJIquN19IJZtz51yTpqcv0Iv3xaWDV2j+czuc6Am9xfF8axgbLgdNZdBZYQYtrc0bMyWrdzZy1l1DWSj2cLuVUhdrKy4g8h0NhXc0JOjWiLc0xlOxuZXy9pc1N64RvMxpr3u-xgphwqd0ZWw7uvj0CHBO3yowOE2OIYS84l0bTn-xgZz34zOJtX-WFz3xJ0Fw9f4SRnSCWAAD14NxrgcXgAURJJERAIoZEQwgfBoDRM1oSBrCA55CAQ65SK4UgUOsShMKTIpsCo5RyHaTQyGuZguCwooUDYyBsHAQszhElJyHI7DWEQ3IlDVBAEU8MisIAOQABTU2FBTtQVOObWgxUFfcdMnHhCCTVxc0s35fBXZINFrJZA0xbVTTcrJeVZIFEMUVJTAoXjKAgaSik4AAdUpSjoGpSgAeyVKLICYcQlRYIA

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