Hallo,
ich sitze grade hier und zerbreche mir den Kopf wie ich einen induktiven
Näherungsschalter bauen könnte. Das ganze ist mehr Neugierhalber als ein
konkretes Projekt. Wie bekommen die Hersteller von solchen "Initiatoren"
die benötigte Elektronik und was man sonst noch so braucht in ein
winziges Gehäuse von 3mm Durchmesser (rund) und 15mm länge rein? Vor
allen Dingen, was ist da genau drin? :)
Mein Gedanke war folgender:
Ein Tiny13 erzeugt mittels PWM ein Signal mit 50% Duty-Cycle und f=ca.
20Khz. Das ganze wird über einen Widerstand auf eine kleine Spule
gegeben die einen Ferritkern in Stabform umschließt. Halte ich ein Stück
Metall vor diese Konstruktion verändert sich die Induktivität der Spule
(Sollte größer werden oder?) Nur wie messe ich das? Ändert sich die
Spannung an der Spule? Gleichrichten und auf den ADC geben?
Ist eventuell ein paraleller Kondensator zur Spule ein besserer Weg,
damit hätte ich ja einen Schwingkreis den ich durch Metallannäherung
verstimme, dann könnte ich vielleicht die Stromaufnahme messen (über
Shunt).
Gibt es konkrete Schaltpläne oder eine genaue Erklärung dazu? Wenn ich
über Google suche finde ich haufenweise Seite wo es massenhaft heißt
"Kaufen Sie JETZT und HIER das das das........" Ich möchte aber konkrete
Infos haben wie man so einen Induktiven Sensor praktisch bauen würde.
Ich bin für jede Info offen. :)
Danke
Martin
Hallo Martin,
zur Funktionsweise eines konventionell aufgebauten induktiven
Näherungsschalters: "Vorne" sitzt ein Schwingkreis bestehend aus einer
bekannten Spule und einem C. Nähert sich nun ein Metall verändert sich
die Amplitude am Schwingkreis. Über einen Schmitt-Trigger wird bei einer
bestimmten Veränderung der Ausgang durchgeschaltet. Das wars auch schon.
Hierzu benötigt man ein paar wenige Transistoren, ein paar Rs und ein
paar Cs, das wars auch schon.
Grüsse
Michael
Teilweise indirekt über die Stromaufnahme des Oszillators. So kenne ich
das von den Metallsuchgeräten.
Da liegt dann einfach ein Widerstand in der Masse oder
Betriebsspannungsleitung, und dessen Spannungsabfall wird gemessen.
Oder man lässt die Wechselspannung über eine Verdopplerschaltung laufen
und misst dann die Gleichspannung.
Bin wohl eher unwissend auf dem Thema Schwingkreise bzw. Induktivitäten
allgemein, aber ich denke bei näherung ändert sich die Resonanzfrequenz,
oder irre ich mich da?
> ... aber ich denke bei näherung ändert sich die Resonanzfrequenz,>oder irre ich mich da?
Nein, du irrst nicht.
Die Funktion lebt davon. Einen Schwingkreis wird man für diese Anwendung
so aufbauen, dass er in Resonanz ist mit dem anregenden
Oszillatorsignal. Dadurch ergibt sich eine deutliche Spannungsüberhöhung
an Spule und Kondensator. Wird nun durch irgendeine Aktion der
Schwingkreis verstimmt, so ist er nicht mehr in Resonanz und die
Spannungen an L und/oder C werden deutlich kleiner. Dies detektiert man.
In den ersten TV-Sets mit Ultraschall-Fernbedienung wurde dies auch
ausgenützt. Die einzelnen Funktionen hatten unterschiedliche Frequenzen
und beim Empfänger gab es mehrere Resonanzkreise. Der, der gerade
gemeint war, lieferte eine hohe Spannung (irgendwo zwischen 50 ... 200V)
und so konnte die gewünschte Funktion erkannt werden.
>wie wird die Amplitudenänderung gemessen?
Man nimmt eine Diode und richtet die Schwingungen gleich. In Resonanz
gibts eine höhere Schwingungsamplitde und damit höhere DC als
ausserhalb.
Den Rest macht ein Komparator.
Vielen Dank an alle Poster,
ich werde mich jetzt mal mit meinem Taschenrechner bewaffnet in Richtung
Layoutprogramm begeben und schauen ob ich was vernünftiges rausbekomme.
:)
Macht es denn für den Bastler Sinn, Inis selbst zu bauen, wenn man sie
doch mittlerweile recht preiswert bekommt. Wenn man das ganze
entsprechend optimiert und die Fertigung im Griff hat, ist das alles
nicht so wild, aber wenn ich mir die Wandstärken bei den kleinen
Durchmessern so ansehe, dann kosten schon allein die Gehäuse bei
Stückzahlen bei <400 einen nennenswerten Betrag.
Selbst die Ø3mm kosten bei uns keine 19€ mehr...
HildeK wrote:
>> ... aber ich denke bei näherung ändert sich die Resonanzfrequenz,>>oder irre ich mich da?> Nein, du irrst nicht.> Die Funktion lebt davon. Einen Schwingkreis wird man für diese Anwendung> so aufbauen, dass er in Resonanz ist mit dem anregenden> Oszillatorsignal. Dadurch ergibt sich eine deutliche Spannungsüberhöhung> an Spule und Kondensator. Wird nun durch irgendeine Aktion der> Schwingkreis verstimmt, so ist er nicht mehr in Resonanz und die> Spannungen an L und/oder C werden deutlich kleiner. Dies detektiert man.>> In den ersten TV-Sets mit Ultraschall-Fernbedienung wurde dies auch> ausgenützt. Die einzelnen Funktionen hatten unterschiedliche Frequenzen> und beim Empfänger gab es mehrere Resonanzkreise. Der, der gerade> gemeint war, lieferte eine hohe Spannung (irgendwo zwischen 50 ... 200V)> und so konnte die gewünschte Funktion erkannt werden.>>>wie wird die Amplitudenänderung gemessen?> Man nimmt eine Diode und richtet die Schwingungen gleich. In Resonanz> gibts eine höhere Schwingungsamplitde und damit höhere DC als> ausserhalb.> Den Rest macht ein Komparator.
Ah, ok!
Danke für diese Information!
Gruß
Christian
Hallo,
habe aus dem Buch: Schaltungsbeispiele, Siemens 1974/75
eine Schaltung für einen induktiven Näherungsschalter gefunden.
Sicher gibt es schon einen SMD-IC, aber das Prinzp kann vielleicht so
noch besser erkannt werden.
mfg
Max
TCA205 von Siemens oder A301, B303 bis B306 von RFT.
Die Innenschaltung der DDR-BE ist in einigen KdT-Heften (RFT) enthalten.
Die Funktionsweise:
Ein 3stufiger Verstärker ist über einen einstellbaren R gerade so weit
rückgekoppelt, dass er schwingt (ca. 10kHz bis 1MHz je nach LC-Kreis).
Kommt irgendein Metallstück in die Nähe (ca. 2-3mm bis ca. 1m je nach
Spule), so setzen die Schwingungen aus und ein Trigger schaltet.
Blackbird
Hallo!
Ich war auch schonmal neugierig, wie die die Schaltung in so ein kleines
Teil reinkriegen. Der Trick bei dem Näherungschalter den ich zersägt
habe war..............
die Bauteile sind auf ner Folienplatine aufgebracht und die Platine
wurde dann aufgerollt.
gruß,
Bjoern
@Stefan (Gast),
wo bekommt man die Dinger so billig? Bitte um eine Quelle.
Ich will die Teile ja nicht bauen für den Eigenbedarf sondern es geht
mir mehr um das Prinzip und das Verstehen der Schaltungstechnik, bzw.
wie das die "großen" Lösen...
hier: http://www.ps-blnkd.de/ME-InfoAppl(KdT).htm
Im Heft 2 und Heft 23 wird die Technik der induktiven Näherungssensoren
beschrieben, die Innnenschaltung im Detail erläutert und Anwendungen
gezeigt.
Die Schleifen an den Kreuzungen sind nur eine von vielen Anwendungen, im
Maschinenbau werden diese Sensoren häufiger verwendet.
Es gibt aber mehr als nur das eine Prinzip, welches mit den ICs TCA205,
A301 usw. realsiert wurde, um induktive Näherungssensoren aufzubauen.
Metalldetektoren zur "Schatzsuche" sind aber wieder was ganz anderes.
Blackbird
PS: Bei mir tun diese Initiatoren auf der Modelleisenbahn ihren Dienst
ganz gut - in ungefähr 50facher Ausführung. Mit und ohne ICs.
es geht schließlich um die ´mechanische, gleichzeitig aber auch
unheimlich ehtische frage der monooxidproduktion in benachteiligten
entwicklungsländern, wir wollen hier keine beispile anführen!
Hallo,
Sorry das ich den alten Tread Ausgrabe aber hat jemand eine günstige
bezugsquelle für solche Induktiven Näherungsschalter? Es sind keine
besonderen Anforderungen an die Dinger notwendig ich möchte in einem
privaten Bastelprojekt einige mechanischen Schalter die wegen
übermäßiger benutzung dauernd den Löffel abgeben durch diese
Elektronischen Schalter ersetzen. Da diese ja keine mechanischen Teile
haben die brechen können dürfte ich das Problem damit los sein.
Wenn jemand eine Bezugsquelle hat, gerne auch Gewerblich (Ein Kollege
kann mir das dann über seine Firma mitbestellen) bitte ich um Info.
Weiter oben steht etwas von ca. 19-20€ pro Stück. Leider wird dort trotz
nachfrage keine Quelle genannt.
Stefan Z :)
Eine Quelle, wo Du sowas kaufen kannst, mußt Du selber suchen. Das war
ja auch nicht der Sinn des Threads. Aber selberbauen geht sehr gut; das
ist weiter oben von mir beschrieben worden.
Von wenigen Millimetern bis weit über 10 cm geht das langzeitstbil und
störsicher. Mit entsprechend größerer Flachspule (die Form ist
entscheidend) bis 1m Durchmesser kann man auch gröbere
Metallgegenstände, Brecheisen, usw.) bis in einem halben Meter Anstand
detektieren. Dann aber mit Abgleich.
Die Sensoren für die kleinen Abstände kann man bei entsprechender
Dimensionierung mit bis zu ca. 10000 mal pro Sekunde schalten lassen.
Meine Modelleisenbahn hat so ca. 60 dieser induktiven (selbstgebauten)
Näherungsschalter unter den Gleisen - funktioniert.
Blackbird
Hallo Blackbird,
wie bist du dann zu den Spulen gekommen für die Eisenbahn? Ich vermute
mal selber Wickeln ist angesagt, über eine Anregung würde ich mich
freuen, da mich das ganze Neugierig gemacht hat.
Stefan Z
Die Spulen sind aus 0,22mmCuL (hatte ich gerade da). Abmaße sind (B x
L): 25mm x 25mm (40mm, 65mm), Windungszahl: 80Wdg. (65Wdg., 45Wdg.)
Die Höhe ist ca. 3mm, also eine Flachspule, die in das "Schotterbett"
des Gleises paßt. Das Schotterbett besteht aus einem 3mm dicken und ca.
60mm breiten Korkstreifen, in dem alle paar Zentimeter die Spulen
eingelegt sind mit einem etwas schmaleren 2mm dicken Korkstreifen als
"Deckel". Auf diesem ist dann das Gleis befestigt (alles mit
Doppelklebeband). Um einen Entwässerungsgraben neben dem Gleis zu haben,
habe ich stellenweise noch 5mm selbstklebende PUR-Schaumstreifen ganz
unten (als unter dem 3mm Korkstreifen) verlegt. Die Geräuschdämmung ist
sehr gut, die Ansprechempfindlichkeit der Sensoren reicht dicke für
einen einzelnen Metall-Radsatz.
Die Spulen habe ich mit einer Lehre aus 3 auseinanderschraubbaren
Sperrholzplättchen (innen das kleinere) gewickelt und vor dem Abnehmen
aus der Lehre mit Zwirn zusammengebunden.
Runde Spulen gehen auch, aber sie sollten IMMER als Flachspule
ausgeführt sein.
Am Besten gehen richtige Flachspulen, wie sie von alten
Detektorempfängern bekannt sind. Gleiche Windungszahl, aber größer im
Durchmesser, dann ist der Schaltabstand für einen Radsatz ca. 20-25mm.
Also geeignet zum nachträglichen Einbau unter die Anlage.
Mit entsprechend weniger Windungen, aber größerem Durchmesser ist ein
noch höherer Schaltabstand erreichbar. Die Störsicherheit nimmt dann
aber auch ab.
Blackbird
Hallo!
Wo kann man den TCA205 kaufen?
Bei RS, Farnell, Burklin, Conrad habe ich ihn nicht gefunden :-(
Wer hat Beispiel-Schaltpläne mit dem TCA205 für mich?
Danke!
Hallo
Beigefügt der Schaltplan eines einfachen ind. Näherungsschalters.
Die Spule besteht aus einer Ferrit - Halbschale D = 28 mm, H ca. 10 mm
(Bürklin, Conrad ?) Der Transistor ist als Meißsner- Oszillator
geschaltet.
(Spulen- Polung beachten, sonst schwingt der nicht !) L 1 sind ca. 20
Wdg. , L2 Ca. 200 Wdg, 0,20 mm CUL- Draht. An R4 kannst Du den
Schaltabstand einstellen und mit R10 die Schalthysteres bestimmen. Muß
kein alter 741 OP sein, geht jeder andere OP auch, der als Komparator
funktioniert.
Und kluge Faule kaufen sich für 1 Euro in ebay was Fertiges vom Baumer,
Pepperl&Fuchs, sick, ifm.
Funktioniert und lohnt bei diesen geringen Kosten keinen Selbstbau.
Ich will mir einen bestimmten eigenen Näherungssensor bauen und bissl
forschen! (eine Metallkugel soll durch 10mm starkes Holz hindurch von
einer Induktionsschleife (20mm x 200mm) induktiv detektiert werden, z.B.
für ein Flipperspiel)
Also brauche ich unbedingt den IC!
Hallo Martin,
meine Vorredner haben den Aufbau und die Funktionsweise von Induktiven
Näherungsschaltern ja schon ausgiebig und umfassend beschrieben. Der
übliche Weg ist wie schon beschrieben die Amplitudenänderung oder die
Stromaufnahme eines Schwingkreises auszuwerten. Ich habe mir auch mal
intressehalber einen Induktiven Näherungsschalter gebastelt. Dieser
nutzt einen AtTiny45 zum messen der Frequenzänderung des Schwingkreises,
also eher ein unüblicher Weg. Funktioniert aber ganz hervorragend, hat
wenig Bauteile, ist trotz Eigenbau sehr klein und kommt mit einem 2x2mm
großen Chipcoil aus. Mit einer ordentlichen Sensorspule ließe sich die
Empfindlichkeit sicher noch steigern.
Ich habe das Ding mal auf meiner Seite:
http://www.a-reinert.de/Atmega_Projekte/Ini_mit_AtTiny/ini_mit_attiny.html
beschrieben.
Gruß Andreas
Andreas Reinert schrieb:
> ... schrieb:>> ich glaube nach 2 Jahren hat Martin deine Seite sicher schon>> gefunden.....>> glaub ich nicht, die Seite gibt`s erst seit dem 17.01.2010
Und er wird wohl trotzdem nicht 1,5 Jahre darauf gewartet haben. ;)
Andreas Klepmeir schrieb:
> Und er wird wohl trotzdem nicht 1,5 Jahre darauf gewartet haben. ;)
Da hast du sicherlich recht ;-)
Informier doch einfach einen Admin das er den Tread löscht, da der schon
sehr alt ist und ein allgemeines Intresse nicht erkennbar ist!
Wer braucht heutzutage noch Inis wenn man schon für 1,5€
Photonen-Sensoren-mit -Heisenberg-Kompensator :-)) bekommen kann...
Andreas Reinert schrieb:
> Informier doch einfach einen Admin das er den Tread löscht, da der schon>> sehr alt ist und ein allgemeines Intresse nicht erkennbar ist!
Ach? Schon selber drauf gekommen?
Dann frag ich mich nur, warum du den noch aus dem Grab gezogen hast.
An dem Thread ist gar nichts schlecht. Inis sind auch heute noch sehr
weit verbreitet und sie sind immer noch nicht wirklich billig. Und es
zeigt sich ja auch das offensichtlich noch Leute auf diesen Thread
stossen, sonst wären ja nicht innerhalb weniger Minuten einige Antworten
auf meinen verspäteten Beitrag hier aufgelaufen. Ich denke jedenfalls
das ich hier einen sinnvolen Beitrag zum Thema abgelassen habe, auch
wenn der Ursprüngliche Verfasser da 2 Jahre später kein Intresse mehr
dran haben mag. Und wie der ein oder andere nur sinnloses rumgefrotzel
ohne Bezug zum Thema und dann auch noch anonym hier abzulassen finde ich
einfach daneben. Wenns euch nicht intressiert dann lest doch was
anderes...
