Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage: Sensor mit Kriechstrom auswerten und damit schalten


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von Ben (ben_sailing)


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Hallo,

ich komme mit einem Sensor/Schalter nicht weiter und hoffe es kann mir 
jemand helfen oder in die passende Richtung einen Tipp geben.

Zur Situation:
An 12V ist ein Sensor angeschlossen, der bei Wasserkontakt voll 
durchsteuert und zu einem Schalter wird. Der Sensor hat nur 2 Anschlüsse 
worüber er versorgt wird und gleichzeitig als Schalter für eine 
nachgeschaltete z.B. Pumpe genutzt werden kann. (Es handelt sich um 
"SEAFLO Bilgenschalter mit elektrischem Feld")
Nun nutze ich anstelle einer nachgeschalteten Pumpe jedoch eine LED und 
einen Buzzer.

Zum Problem:
Auf Grund der Selbstversorgung des Sensor fließt ein kleiner 
Kriechstrom, der die LED zum glimmen bringt und der Buzzer anfängt zu 
summen.
Sobald der Sensor Wasser detektiert, schalter dieser durch und der 
Buzzer und LED erhalten volle Leistung. Ich möchte das Summen 
unterbinden.

Zur Frage:
Wie kann ich verhindern, dass die LED & Summer den Kriechstrom bemerken, 
jedoch aktiviert werden, sobald der Sensor zum Schalter wird da er 
Wasser entdeckt hat.
Als Randbedingung gilt, dass in dem Kreis auch parallel zum Buzzer in 
Zukunft wohl noch eine Pumpe kommen soll. Man müsste demnach durchaus 
etwa 12V 10A schalten können.
Ein Tipp welche simple Schaltung hier die Lösung sein könnte würde mir 
sehr helfen.

Viele Grüße
Ben

von Axel R. (axlr)


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Einen 100R über led und buzzer drüberlöten

von Rainer W. (rawi)


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Axel R. schrieb:
> Einen 100R über led und buzzer drüberlöten

Falls das nicht hilft, hat der Sensor möglicherweise ein anderes Problem 
und das Kind ist am Ausgang schon längst in den Brunnen gefallen.
Das Ding könnte ein grundlegendes Problem mit Entstörung und/oder 
Schwellwert der Eingangsstufe haben.

Handelt es sich wirklich um einen Kriechstrom oder schaltet der Ausgang 
statistisch dauernd kurz ein, so dass die LED mit niedrigem 
Tastverhältnis rumfunzelt?

von Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)


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Wie oben, ein Lastwiderstand, und etwas Elektronik.
Ein Schmitt-Trigger, und dann deine Schaltung. Wennd Du eh schon eine 
LED dran hast, werden hier ja 5V /3,3V auch in der Nähe sein. Also 
Schmitt-Trigger (7413, 74132, ..., oder C-Mos)

von Florian R. (flo80)


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Am einfachsten ein 12V Relais in die Zuleitung einschleifen und über die 
Kontakte die LED und Summer bzw. Pumpe ansteuern.

von Ben (ben_sailing)


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Hallo,
vielen Dank für die Antworten :)
Folgend vielleicht noch ergänzend ein "Bild" von der Situation
12V---
     |
     Sensor
    _|_
   |   |
LED    Summer
   |___|
     |
GND---

Zum Betrieb des Sensors fließen geringe Ströme durch den Sensor was dazu 
führt, dass die LED leuchtet und der Summer leise summt.
Sobald Wasser detktiert wird, wird der Sensor zum Schalter und lässt den 
vollen Strom durch.

@axlr: Ich bin mir nicht sicher, ob der 100R Widerstand seriell zum 
Sensor gut funktioniert? Denn sobald Wasser detektiert wird, würden ja 
12V direkt über den 100R gegen Masse anliegen. Das könnte warm werden? 
Selbst mit einem dedizierten Lastwiderstand verbrate ich doch unnötig 
Ernergie?

@flo80: Wie meinst du das mit dem Relais? Es würden ja ständig geringe 
Ströme auf Grund des Sensobetriebes über die Spule des Relais laufen und 
dieses erwärmen oder "halb" anziehen? Oder wie würdest du dies 
einschätzen?

@tom_63: Das mit dem Schmitt-Trigger muss ich mir nochmal genauer 
ansehen wie die Schaltung aussehen könnte. Es sind jedoch keine 5V oder 
3,3V in der Nähe, da LED und Summer über Vorwiderstände direkt an 12V 
hängen.

Viele Grüße
Ben

von Frank O. (frank_o)


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Ben schrieb:
> Ich bin mir nicht sicher, ob der 100R Widerstand seriell zum
> Sensor gut funktioniert? Denn sobald Wasser detektiert wird, würden ja
> 12V direkt über den 100R gegen Masse anliegen. Das könnte warm werden?
> Selbst mit einem dedizierten Lastwiderstand verbrate ich doch unnötig
> Ernergie?

Mach den Widerstand vor den Sensor, nach den +12V.
Kannst auch mit der Hälfte anfangen.

von Monk (roehrmond)


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Das Problem wird sich von selbst erledigen, sobald die Pumpe 
angeschlossen ist.

von Rainer W. (rawi)


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Ben schrieb:
> Es würden ja ständig geringe Ströme auf Grund des Sensobetriebes über
> die Spule des Relais laufen und dieses erwärmen oder "halb" anziehen?

Ein Relais zieht nicht "halb" an. Dafür sorgt die Hysterese auf Grund 
der Konstruktion des Magnetkernes.
Ein bisschen Strom schadet nicht und wenn es nur ein bisschen ist, 
erwärmt sich die Spule im Vergleich zum angezogenen Zustand auch nur ein 
ganz bisschen. Wie warm wird die Spule, wenn das Relais angezogen hat?

von Michael B. (laberkopp)


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Ben schrieb:
> Wie kann ich verhindern, dass die LED & Summer den Kriechstrom bemerken,
> jedoch aktiviert werden, sobald der Sensor zum Schalter wird da er
> Wasser entdeckt hat.

Gar nicht.

Du kannst Kriechstrom von Wasser'strom' nicht unterscheiden.

Sauberes Wasser lässt kaum Strom fliessen.

Diese Sensoren darf man nicht an Gleichstrom legen, weil sie sich dabei 
durch Elektrolyse zersetzen und (bei Edelstahlelektroden) 
Passivierungsschichten bilden.

Solche Sensoren werden prinzipiell mit Wechselstrom ausgewertet und 
funktionieren nur bei dreckigem Wasser  Salzwasser.

Vergiss deine viel zu primitive Schaltung.

von Monk (roehrmond)


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Michael, du bist auf dem falschen Pfad. Schau dir dir Dokumentation des 
Sensors an: https://seaflo.de/products/1-bilge-switch

von Michael B. (laberkopp)


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Monk schrieb:
> Michael, du bist auf dem falschen Pfad.

Ok, Schwimmerschalter.

von Andrew T. (marsufant)


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Monk schrieb:
> Michael, du bist auf dem falschen Pfad. Schau dir dir
> Dokumentation des Sensors an: https://seaflo.de/products/1-bilge-switch

Und du weißt woher das dies die Schaltung des TE ist?

von Monk (roehrmond)


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Michael B. schrieb:
> Ok, Schwimmerschalter

Das ist kein Schwimmerschalter

von Monk (roehrmond)


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Andrew T. schrieb:
> Und du weißt woher das dies die Schaltung des TE ist?

Weil er das Produkt im Eröffnungsthread benannt hat.

von Rainer W. (rawi)


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Michael B. schrieb:
> Diese Sensoren darf man nicht an Gleichstrom legen, weil sie sich dabei
> durch Elektrolyse zersetzen und (bei Edelstahlelektroden)
> Passivierungsschichten bilden.

Laberkopp - einfach mal die K..ppe halten.
Oder weißt du mehr, als in der Beschreibung zum Sensor steht.
Dort ist explizit angegeben:
"Keine freiliegenden Sensoren zur Vermeidung von Korrosion"

Michael B. schrieb:
> Ok, Schwimmerschalter.

Willst du damit sagen, dass du Informationen über diesen Schalter 
besitzt, die der Produktbeschreibung widersprechen?
Dann her damit - oder Klappe ...

In der Beschreibung steht: "Keine beweglichen Teile, vollständig 
abgedichtete Festkörperelektronik und Felddetektoren"

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (axlr)


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Was soll denn an dem 100R in Wärme verbraten werden? Du hat einen 
Kriechstrom, der deine LED und den Buzzer glimmen lässt, wenn der 
Wasserstand niedrig ist. Dieser Widerstand leitet den Kriechstrom an 
buzzer und led vorbei und deshalb bleiben die aus. Wenn der Wasserstand 
erreicht wurde, werden die vollen 12V durchgeschaltet und ja, in diesem 
Moment fließt natürlich Strom über den 100R.
12 x 12 sind 144 durch 100 macht 1.4 Watt. Hängt denn noch was anderes 
am Sensor? Der kann ja 20A.
Also spätestens nach ner Minute oderso wirst du ja sicher das lästige 
Piepen vom Sensor abgestellt haben oder dir Ursache beseitigt haben.

von Axel R. (axlr)


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Hab eben nochmal gegengelesen. Hängt also nichts weiter dran. Na dann 
mach doch das so. Kannst ja (100R waren ja nun auch nur „geraten“) mal 
den Strom im mA-Bereich OHNE Wasser messen und den Widerstand 
entsprechen so berechnen, dass im Ruhezustand eben gerade so viel 
Spannung an ihm abfällt, die das glimmen der LED und das fiepen des 
Buzzers verhindert. Und das da n Redestrom fließt, ist ja auch logisch. 
Von irgendwas muss der Sensor ja „leben“, wenn da „Feldgesteuert“(oder 
wie das da hieß) im Prospekt steht.
Also einfach mal, statt einer Anschaltung (Buzzer und LED) das 
Multimeter im mA-Bereich anklemmen. Vorher Wasser ablassen. Sind sicher 
1-5mA, die du dort messen kannst.

von Axel R. (axlr)


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Wortersetzung (früher T9) im iPhone. Entsprechend lesen, bitte. 
„Ruhestrom“ zB.

von Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)


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Ben schrieb:
> Es sind jedoch keine 5V oder
> 3,3V in der Nähe, da LED und Summer über Vorwiderstände direkt an 12V
> hängen.

Na dann nimmt man IC's aus der c-mos Technik.Zum Beispiel CD4093. Die 
arbeiten mit 12-15V.
Und am Schmitt-Trigger kann noch ein Poti hin, wo man die Schaltschwelle 
justieren kann.

: Bearbeitet durch User
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