Einkopplung/ Schaltung optimieren

[Egon (egon12345)]

Hallo in die Runde,

ich habe einen  digitalen Tacho für den SR 50 gebaut. Das Teil läuft 
soweit selbst einwandfrei. Einzig, wenn die Hupe betätigt wird sind 
plötzlich 400 m mehr aufm Zähler und km/h werden angezeigt.

Ich habe mal die Stromaufnahme der Hupe und am Eingang des Hallsensors 
gemessen. Die Einkopplung zieht den Pull down im Takt der DC Hupe 
runter.

Der Hallsensor wird mit 12 V DC versorgt und der Kreis wurde schon etwas 
für Störungen "optimiert"

Hat jemand eine Idee, wie ich den Eingang (größerer Pull down ?, 
größeres C ?) besser beschalten / schützen kann?

Danke

[H. H. (Gast)]

Zeig nicht nur unverständliche Brocken.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Egon schrieb:
> Ich habe mal die Stromaufnahme der Hupe und am Eingang des Hallsensors
> gemessen.
Was sieht man da auf welchem Bild? Wie sieht das Tachosignal 
normalerweise aus? Wieviele Pulse kommen pro Radumdrehung?

> wie ich den Eingang (größerer Pull down ?,
In der gezeigten Schaltung ist kein Pulldown.

> größeres C ?
Als Tipp: rechne mal die Zeitkonstante dieses RC-Gliedes mit den 10pF 
aus. Du wirst sehen: die Radumdrehungen kommen um viele Zehnerpotenzen 
langsamer als im Zeitbereich um 5ns, wo das RC-Glied wirkt.

[Wolf17 (wolf17)]

Wofür ist die 220µH Drossel in der Masseleitung?

[Egon (egon12345)]

Was sieht man da auf welchem Bild? Wie sieht das Tachosignal

Auf den ersten zwei Bildern die 5 V, welche normalerweise vom Hall auf 
GND gezogen werden. Hier zieht / koppelt die Hupe ein und „zieht auf 
GND“

normalerweise aus? Wieviele Pulse kommen pro Radumdrehung?

1 Impuls high -> low-> high pro Umdrehung, Radumfang 1,5 m

wie ich den Eingang (größerer Pull down ?,
In der gezeigten Schaltung ist kein Pulldown.

Stimmt, die 5 V werden mit Open Kollektor vom Hall auf GND gezogen

Danke

[Michael B. (laberkopp)]

Egon schrieb:
> Hat jemand eine Idee,

10pF sind zu wenig, 1-10nF,
und 1N4004 sind zu langsam, BAV199 macht das besser.

Ansonsten: eine Prinzipschaltung hinzuzeichnen ist einfach, eine 
störsichere und betriebssichere Schaltung aufzubauen ist halt erheblich 
schwieriger, es gibt ganze Kurse und Lehrgänge und Spezialisten für EMV.

Die Schaltung braucht EINEN Massebezugspunkt, die Betriebsspannung wird 
gefiltert und an ihr abgestützt, jede wichtige Masseverbindung führt auf 
kurzem Wege zu diesem Punkt.

Dein Hallsensor auch, mach L1 da weg, die stört ungemein. Wenn, dann 
kommt sie in die Leitung von R9.

[Stefan S. (seife)]

Mach in die Betriebsppannungsleitung eine Diode und einen großen Elko, 
dann kann die Hupe dem Hallgeber nicht mehr so leicht die Spannung 
runter ziehen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Mich würde auch interessieren, was nach diesem "Eingangsfilter-RC-Glied" 
kommt: wohin geht das Signal RAD_RPM?

Falls danach ein µC kommt und du selber die SW in der Hand hast, dann 
könntest du die Filterung auch ganz einfach in der SW machen. Denn du 
weißt ja dank einer Messung sicher, welche Pulsdauern bei diesem Signal 
relistisch und sinnvoll sind.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Egon schrieb:
>> Wieviele Pulse kommen pro Radumdrehung?
> 1 Impuls high -> low-> high pro Umdrehung, Radumfang 1,5 m
Wie ist das Tastverhältnis des Signals? Wie lange ist es bei der 
Maximalgeschwindigkeit low und wie lange ist es high?

Mal eine überschlägige Rechnung: wenn der Hallgeber 10° von den 360° 
einer Radumdrehuung belegt ist und der Göppel 80km/h (bergab mit 
Rückenwind) schafft, dann hast du 22m/s. Mit 1,5m Radumfang sind das ca. 
15Hz und damit 66ms. Davon 10°/360° sind knapp 2ms. Somit ist dein 
RC-Glied mit der 5ns Zeitkonstante fast "tausendmal zu schnell". Und 
lässt damit auch "tausendfach zu viele unnötige Störungen" durch.

Ein Tipp: je kleiner der Belegungswinkel des Hallsensors ist, umso 
"hochfrequenter" muss das Eingangsfilter ausgelegt werden. Im Sinne der 
Störsicherheit wäre es am besten, wenn der Hallgeber eine halbe 
Radumdrehung belegt wäre und eine halbe Radumdrehung frei. Rechne das 
einfach mal selber durch.

> wie ich den Eingang (größerer Pull down ?,
>> In der gezeigten Schaltung ist kein Pulldown.
> Stimmt, die 5 V werden mit Open Kollektor vom Hall auf GND gezogen
Und der 6k-Pullup dürfte dafür ruhig ein wenig niederohmiger sein.

Meine Eingangsschaltung sähe etwa so aus (wenn es bedrahtete Bauteile 
sein müssen):

  .----------------------o---------o----- 5V
  |                      |         |
  |                      -         |
  |                      ^ BAT41  2k2
  |                      |         |
Sensor ----------100R----o---------o-----> µC
  |                      |         |
  |                      -        === 220n
  |                      ^ BAT41   |
  |                      |         |
  '----------------------o---------o------ GND

Mit 220n und 2k2 Pullup ergibt sich eine Ladezeitkonstante von knapp 
einer halben ms. Das ist allemal schnell genug für das bei 80km/h 
entstehende 2ms-high-Signal.

Und der Eingang am µC ist selbstverständlich **kein Interrupteingang**.

Egon schrieb:
> Auf den ersten zwei Bildern die 5 V, welche normalerweise vom Hall auf
> GND gezogen werden. Hier zieht / koppelt die Hupe ein und „zieht auf GND“
Ja, da sind einfach "die üblichen Störungen zu sehen". Was ist auf dem 
dritten Bild?

Die Versorgung sähe bei mir etwa so aus:

            4007
Bordnetz ---->|--10R--o-----o-------7805----o-- 5V
                      |     |         |     |
                      -     | 470µ    |     | 100µ
                 4007 ^    ===        |    ===
                      |     |         |     |
Masse    -------------o-----o---------o-----o-- GND

Stefan S. schrieb:
> Mach in die Betriebsppannungsleitung eine Diode und einen großen Elko,
> dann kann die Hupe dem Hallgeber nicht mehr so leicht die Spannung
> runter ziehen.
Oder vorher einfach erst mal an zwei Massepunkten "Masse gegen Masse" 
messen, um zu sehen, ob das nicht auch von einer ungünstigen 
Masseführung kommt.

[Falk B. (falk)]

Lothar M. schrieb:
> Meine Eingangsschaltung sähe etwa so aus (wenn es bedrahtete Bauteile
> sein müssen):  .----------------------o---------o----- 5V
>   |                      |         |
>   |                      -         |
>   |                      ^ BAT41  2k2
>   |                      |         |
> Sensor ----------100R----o---------o-----> µC
>   |                      |         |
>   |                      -        === 220n
>   |                      ^ BAT41   |
>   |                      |         |
>   '----------------------o---------o------ GND

Nö. Das hatten wie schon mehrfach. Die Klemmdioden gehören direkt an den 
Eingang, das ist das kleine 1x1 des ESD-Schutzes. Danach kommt der 
Pull-Up Widerstand und DANN erst der RC-Filter. Den kann und sollte man 
dann auch etwas hochohmiger auslegen. Vor allem wirkt er dann für LOW 
UND HIGH mit etwa der gleichen Zeitkonstante und belastet den Ausgang 
des Sensors weniger.

Eher so.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Falk B. schrieb:
> Die Klemmdioden gehören direkt an den Eingang, das ist das kleine 1x1
> des ESD-Schutzes.
Nur haben wir es hier grundlegend nicht mit ESD zu tun. Aber seis drum: 
so kann man es auch machen. Solange die Filterzeitkonstante/-frequenz 
halbwegs zur Anwendung passt, ist die Maus so gut wie in der Falle.

[Egon (egon12345)]

Hallo zusammen und danke für das Feedback. Ich war leider eine Weile 
offline, ich hoffe das hindert nicht am anknüpfen...

Da die Zündung sehr EMV intensiv ist gibt es am Eingang eine 1mH 
stromkompensierte SMD Line Filter, WE-SL2 Serie gefolgt von 100 µF.

Nach der Stromkompensierten erfolgt die Massebildung, während die 100µF 
am +Eingang des Spannungsreglers sitzt.

Um Leitungsgebundene Störungen von Extern kommend abzumildern gibts beim 
Hallsensor nochmal die 100µ an GND sowie die 100 / 500 R.

Der Magnet (1 cm breit) fliegt am Hallsensor (Radius von Radmitte 12-15 
cm)  quasi fix vorbei. 8 Grad Winkel könnten das sein (1/45 von 360 
Grad).

Der Hall kann ja 100 mA, demzufolge könnte der Pulldown theoretisch bis 
auf 50 Ohm runter, wobei ich eher bei min. 500 Ohm (10 mA) bleiben 
würde. Das die Störungen in die Versorgung einkoppeln sehe ich eher 
nicht, da würde der Controller in Display spinnen..

Das Kabel zum Hall ist geschirmt und soweit ich mich erinnere am Sensor 
unten am Rad der Schirm auf GND gelegt. Vielleicht wäre es noch besser 
den Schirm oben an der LP auf GND zu legen ?

Softwarebearbeitung der Störung schließe ich aus, dass muss so 
hinzubekommen sein.

Danke

[Falk B. (falk)]

Egon schrieb:
> Hallo zusammen und danke für das Feedback. Ich war leider eine Weile
> offline, ich hoffe das hindert nicht am anknüpfen...
>
> Da die Zündung sehr EMV intensiv ist

Blödsinnige Wortkombination. EMV heißt Elektromagnetische 
Verträglichkeit.
Also brauchst du eine Schaltung, die eine hohe EMV hat, sprich sie ist 
sehr unempfindlich bezüglich von Störungen von außen. Wobei EMV beide 
Richtungen betrifft.

möglichst geringe Empfindlichkeit für Störungen von außen
möglichst geringe Aussendung von Störungen nach außen
-> hohe EMV!

> gibt es am Eingang eine 1mH
> stromkompensierte SMD Line Filter, WE-SL2 Serie gefolgt von 100 µF.

Die zeigt dein Schaltplan aber nicht, dort sind nur 2x 100nF. Die sind 
aber sinnvoller, denn 100uF sind bei HF nicht mehr sonderlich wirksam.

> Um Leitungsgebundene Störungen von Extern kommend abzumildern gibts beim
> Hallsensor nochmal die 100µ an GND sowie die 100 / 500 R.

Kompletter Unfug! Damit baust du dir eine hochohmige HF-Masse! DIREKTE 
Masseanbindung. Und 100nF zwischen VCC und GND DIREKT am HAL-Sensor!

> Der Hall kann ja 100 mA, demzufolge könnte der Pulldown theoretisch bis
> auf 50 Ohm runter,

Unsinn.

> wobei ich eher bei min. 500 Ohm (10 mA) bleiben

Reicht auch. Die hohe EMV wird durch den anschließenden RC-Filter 
erreicht.

> würde. Das die Störungen in die Versorgung einkoppeln sehe ich eher
> nicht, da würde der Controller in Display spinnen..

Das kann man so einfach gar nicht sagen.

> Das Kabel zum Hall ist geschirmt und soweit ich mich erinnere am Sensor
> unten am Rad der Schirm auf GND gelegt. Vielleicht wäre es noch besser
> den Schirm oben an der LP auf GND zu legen ?

BINGO! An beiden Seiten. Am Sensor und an der Platine.

> Softwarebearbeitung der Störung schließe ich aus, dass muss so
> hinzubekommen sein.

Vermutlich, wenn man es richtig macht. D11 und D12 müssen schnelle 
Dioden sein, 1N4148 reichen.
R32 ist auf der falschen Seite angeschlossen, der gehört vor R31. Das 
sagte und ZEIGTE ich schon.

Beitrag "Re: Einkopplung/ Schaltung optimieren"

C19 ist homöopatisch, viel zu klein. Hatte ich alles schon mal 
dimensioniert, siehe oben. Man kann auch auf 100 oder 47nF runter gehen, 
vielleicht sogar 10nF. Muss man testen.

Wenn Leute nicht mal zuhören und nachzeichnen können . . . Oder war 
ChatGPT schlauer?

[Rainer W. (rawi)]

Falk B. schrieb:
> Also brauchst du eine Schaltung, die eine hohe EMV hat ...

Genauso blödsinnige Wortkombination. An einer Verträglichkeit sind immer 
zwei beteiligt: Einer, der versucht, zu stören und einer, der versucht, 
sich nicht stören zu lassen.