Schwellwert Schaltung

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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Joergen
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So, 06.01.19, 20:21

Hallo zusammen,

kann mir jemand helfen? Ich suche eine Schaltung die bei einem bestimmten Wert eine LED leuchten lässt.
Das ganze dient als Tankanzeige bzw. die Reserve Anzeige. Im Tank ist ein Geber der bei leeren Tank um die 200Ohm haben soll.
Dieser Widerstand liegt auf einer Seite an Masse und mit der anderen an der LCD Tankanzeige.
Ich möchte diesen Spannungswert abnehmen und damit ab einem bestimmten Wert eine LED leuchten lassen.
In welchem Bereich die Spannung ist weiß ich noch nicht, entweder max. 5V für die Digitale Schaltung oder max. 12V.

Es muss wahrscheinlich irgend was in diese Richtung sein: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_spannungswaechter.htm

Für ein paar Tipps wäre ich dankbar.

Gruß
Jörgen
Borax
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So, 06.01.19, 23:20

Prinzipiell gar kein Problem. Ein 4 fach OP (wie der LM324) ist aber nicht nötig. Da würde ich eher einen Single oder Dual Rail to Rail OP vorschlagen. Z.B. einen MCP602: https://www.reichelt.de/dual-operationsverstaerker-2-7v-dip-8-mcp-602-i-p-p90032.html?&trstct=pos_7 . Der verträgt aber nur 5V. Für 12V eher einen LM358 nehmen: https://www.reichelt.de/operationsverstaerker-2-fach-dip-8-lm-358-dip-p10483.html?r=1 . So gesehen wären 2 Werte erst mal wichtig: Betriebsspannung (womit willst Du die Schaltung versorgen) und Eingangspannung (die zu 'messende' Spannung).
...Im Tank ist ein Geber der bei leeren Tank um die 200Ohm haben soll. Dieser Widerstand liegt auf einer Seite an Masse und mit der anderen an der LCD Tankanzeige. Ich möchte diesen Spannungswert abnehmen...

Dann ist diese Spannung möglicherweise sehr klein (ggf. nur ein paar hundert mV). Das wäre schon halbwegs wichtig zu wissen, um Dir einen möglichst gut passenden Schaltplan zu erstellen.
Joergen
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Mo, 07.01.19, 09:49

Hallo,

das hört sich schon mal gut an.

Ja ohne genaue Messung geht es wohl nicht, aber eine fein Justierung sollte doch später über ein Poti möglich sein, oder?

Laut Service Anleitung hat der Geber bei vollem Tank 10 Ohm und leerem 216 Ohm, heißt die Spannung ist bei vollem Tank niedrig, bei leerem hoch.
Mal angenommen der Tank ist jetzt halb voll, dann sollte sich doch mit dem gemessenen Wert und den Angaben oben der Bereich ausrechnen lassen?
Den Tank kann ich im Moment nämlich nicht leeren.

Danke
Jörgen

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Borax
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Mo, 07.01.19, 10:14

Fein Justierung ist überhaupt kein Problem. Es geht aber erst mal um die Grob Justierung:
...Laut Service Anleitung hat der Geber bei vollem Tank 10 Ohm und leerem 216 Ohm, heißt die Spannung ist bei vollem Tank niedrig, bei leerem hoch.
Schon klar. Aber die Spannung (respektive der Strom - die Spannung ergibt sich dann) die durch diesen Widerstand fließt wissen wir nicht. Das können 12V sein (sehr unwahrscheinlich) oder auch 1V (oder noch weniger). Bei dem geringen Widerstand würde ich von einer eher geringen Spannung ausgehen (1V oder weniger), weil ansonsten die Leistung zu groß wäre (bei 12V und 10 Ohm wären es über 14W - bei 1V immer noch 0.1W). Auch wenn es nur 0.1V ist (bei vollem Tank), wäre es problemlos auswertbar, aber es wäre schon wichtig zu wissen. Der Unterschied zwischen 1V und 0.1V ist immerhin noch Faktor 10...
Joergen
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Mo, 07.01.19, 13:46

Hallo,

bin ganz gut an das Kabel gekommen und habe 3,5Volt gemessen. Das bei einem fast leeren Tank. Bin jetzt wie auf dem Bild bei ca. 190 Ohm.
Tanksymbol blinkt, aber erster Balken noch nicht.
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Borax
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Mo, 07.01.19, 14:19

Ok. 190 Ohm bei 3.5 V entspricht knapp 20mA. Bei 10 Ohm wären das dann rund 0.2V. Bei maximalem Widerstand von 220 Ohm ergeben sich dann 4.4V. Die Spannung kann dann so gesehen nicht über 5V steigen. Du kannst also mit 5V Betriebsspannung arbeiten. Mit 12V geht aber auch. Diese Frage hast Du noch nicht beantwortet...
Da es Dir um eine Anzeige bei (fast) leerem Tank geht, reicht vmtl. eine Einstellung im Bereich zwischen 2.5V und 4V
Und noch was:
...bei einem bestimmten Wert eine LED leuchten lässt.
Was für eine LED? Kleine rote Anzeige-LED oder was größeres (oder andere Farbe...)
Joergen
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Mo, 07.01.19, 15:02

Ach ja, Betriebsspannung wäre am besten die 12Volt dann brauche ich keine zusätzliche 5V Regelung, außer alles geht mit den 4.4V.
Als Warn-Anzeige sollte eine kleine Rote reichen, wobei eine 5mm besser einzubauen ist?
5mm rot, bitte, da habe ich noch Rähmchen für.

Danke für deine Hilfe. :)
Borax
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Mo, 07.01.19, 16:10

Ok. Dann reicht der billige LM358. Anbei mal ein Schaltplan. Einstellung ist etwa zwischen 2,6V und 4.2V möglich. In der gezeigten Einstellung (Poti genau in der Mitte also 5K) geht die LED an, wenn die Spannung V1 (was Deinem Abgriff entspricht) über 3.4V steigt. Die 220 K zwischen Ausgang und Eingang sorgen für ein wenig Hysterese, sprich die LED geht erst wieder aus, wenn die Spannung unter 3,2V sinkt. Strom für die LED liegt bei ca. 10mA. Das reicht für eine Anzeige LED locker. Ob 3mm oder 5mm ist egal.
Wie willst Du die Schaltung aufbauen? Lochrasterplatine? Oder Streifenraster? In dem Fall könnte ich Dir auch einen Lochmaster Plan erstellen...

Nicht über die Bauteile wundern. In LTSpice (wo ich den Plan erstellt habe) gibt es keinen LM358 OP und auch keine 'rote Anzeige-LED'. Die sind aber ähnlich genug.
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Joergen
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Mo, 07.01.19, 17:55

Cool, vielen vielen Dank.
Werde wohl ein Stück Streifenraster Platine nehmen, die Schaltung bekomme ich zusammen, das hilft schon mal sehr.
Borax
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Mo, 07.01.19, 22:49

Noch eine Frage (weil da 'Kraftstoffstand' steht): Handelt es sich hier etwa um ein KFZ (oder Motorrad)? Weil dann sind die 12V nicht sauber. In dem Fall würde ich einen Spannungsregler investieren (5V oder besser 6V) sowie eine zusätzliche Schutzschaltung und den Schaltplan entsprechend anpassen (kann ich Dir gerne machen). Zitat von Linear Technology (die solche OPs herstellen) zum Thema KFZ Spannung:
' But before you connect, be advised: you are plugging into the supply from hell. '
Joergen
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Mo, 07.01.19, 23:05

Hi,

ja ist für´s Motorrad, ich Dusel vergesse immer zu Tanken, ich brauche für so was den Gummihammer, die LCD Anzeige sehe ich nicht. :wink:
Reicht für die Glättung nicht ein paar Passive Bauteile?

N8
Borax
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Mo, 07.01.19, 23:20

...Reicht für die Glättung nicht ein paar Passive Bauteile?
Nein. Die Stromversorgung bei KFZ/Motorrad ist dermaßen 'versaut' (z.B. durch Relais, Zündfunken usw.) dass es recht aufwändig ist, da eine hinreichend saubere Spannung zu erhalten. Üblicherweise verwendet man eine Standard-Silizium Diode (um negative Spitzen aufzufangen), eine Transil-Diode (für Spannungsspitzen > 20V) eine Spule (für sehr kurze Spannungsspitzen - bis zu 100V sind locker möglich) einen Spannungsregler und 2 Kondensatoren...
Joergen
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Di, 08.01.19, 12:41

Hi, jetzt machst du mir aber Angst. :shock:

Ich lade mein Smartphone über so einen kleinen USB Adapter für den Zigaretten Anzünder, ist da denn so was alles schon drin?
Borax
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Di, 08.01.19, 15:49

Ja. Ich würde jedenfalls davon ausgehen. Zumindest wenn es ein Gerät mit EU Zulassung ist. Da gelten entsprechende Regeln für Geräte die am KFZ angeschlossen werden. Soll ich Dir einen dafür geeigneten Schaltplan machen? Die Bauteile sind nicht wirklich teuer. Ca. 1 €...
Joergen
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Di, 08.01.19, 16:00

Ja das wäre sehr nett, ich weiß gar nicht wie ich mich erkenntlich zeigen kann. Kann ich dir mal ein Bierchen oder einen Kaffee ausgeben?
Borax
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Di, 08.01.19, 17:16

Kein Problem. Mach ich gerne. Falls Dich das Thema (KFZ-Spannung) interessiert: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23 .
Die Transil ist eine bidirektionale Diode, fängt also positive und negative Spannungsspitzen ab. Ob Du einen 7805 oder 78L05 nimmst ist Dir überlassen. Bei dem geringen Strom reicht der 78L05 aber aus.
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Joergen
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Mi, 09.01.19, 14:59

Prima, noch mal vielen Dank. :D

Bauteile sind bestellt, nächste Woche wird gebastelt. :wink:
Joergen
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Do, 17.01.19, 10:15

Moin, habe die Schaltung erst mal ohne Spannungsregelung auf dem Steckboard aufgebaut, funktioniert erst mal. (thumbup)

Habe aber da noch Fragen:
Ohne Eingang an V1 leuchtet die LED (ist ja vielleicht nicht schlecht als Kontrolle der Funktion, beim starten), würde ich so lassen, oder?
Die Tankanzeige kommt auch etwas verzögert.
Sollte ich am Eingang von V1 vielleicht noch einen Widerstand vorsetzen, als Schutz oder so?
Dann ist der Regelbereich von P1 etwas schmal und befindet sich nur bei einem viertel zur plus Seite. Kann man den noch etwas strecken?
Und zu Letzt, kann ich den Hysterese Bereich etwas verkleinern?

Danke
Borax
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Do, 17.01.19, 11:25

> Ohne Eingang an V1 leuchtet die LED
Der Eingang am OP ist extrem hochohmig. Wenn da nichts angeschlossen ist, hast Du eigentlich einen 'nicht definierten' Zustand. Den kannst Du auch 'definieren' indem Du einen (großen) Widerstand (100K) nach +5V oder nach Masse legst (=PullUp oder PullDown).
> Sollte ich am Eingang von V1 vielleicht noch einen Widerstand vorsetzen, als Schutz oder so?
Ist eigentlich nicht nötig. Eher eben einen PullUp oder PullDown um einen 'nicht definierten' Zustand zu vermeiden.
> Dann ist der Regelbereich von P1 etwas schmal und befindet sich nur bei einem viertel zur plus Seite. Kann man den noch etwas strecken?
Kann man. Idealerweise müsstest Du mal messen, welchen Widerstandsbereich Du in diesem 'viertel zur plus Seite' hast. Wenn ich das richtig verstehe, entspricht das dem Bereich zwischen 0 und 2.5KOhm Richtung + 5V? In diesem Fall wäre es am einfachsten einen 4.7K Widerstand parallel zu Poti zu schalten. Oder das 10K Poti durch eine Serienschaltung eines 5K Potis und eines 4.7K Widerstandes zu ersetzen
> Und zu Letzt, kann ich den Hysterese Bereich etwas verkleinern?
Ja. R5 größer machen. Z.B. auf 150K oder 220K Aber Vorsicht: Das ändert auch den Umkipp-Punkt. Also erst mal testen, wie es sich mit 150K oder 220K verhält, bevor Du anfängst den Regelbereich von P1 zu 'optimieren' . Ggf. musst Du dann R3 auch ein wenig kleiner machen (z.B. auf 8.2K oder 6.8K)
Joergen
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Do, 17.01.19, 11:40

Das ging ja schnell.

Danke schön
Joergen
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Mo, 04.02.19, 19:56

:D
So Schaltung steht und funktioniert im Labor, jetzt noch ein kleines Gehäuse und dann einbauen.

Werde weiter Berichten, danke noch mal für die nette Hilfe.


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Gruß
Jörgen
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