Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lüftersteuerung & Schaltungsoptimierung


von hans b. (Firma: ich AG) (e-ler)



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Grüße Euch,

ich war bislang lange Zeit Leser und habe die meisten Antworten auch 
schon gefunden.
Jetzt habe ich jedoch ein Projekt welches ich umsetzen muss, zudem ich 
gezielte Fragen habe. Bilder im Anhang!
Eines vorweg: ich bin (noch) kein Elektronik Pro und lerne dazu...

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Erster Teil
Zum einen muss ich die Schaltung analysieren:
Eine Brückenschaltung mit einem Subtrahierer.
Über P1 kann ich eine Schwelltemperatur einstellen ab der der OP so sehr 
verstärkt, das mein Transistor durchschaltet. Mit der Mitkopplung P2 
kann ich meine Verstärkung einstellen.
Wenn S1 geöffnet ist, arbeitet mein OP als Schalter wegen der fehlenden 
Rückkopplung.

R3 scheint der Vorwiderstand der Z-Diode D1 zu sein. D2 sieht nach der 
Freilaufdiode aus.

Mir ergeben sich aus meiner kurzen Analyse 2 Fragen:
1) Wieso habe ich meine Z-Diode an der Basis mit 3,9V?
2) Der Transistor soll meiner Auffassung nach als Schalter arbeiten, 
d.h. an ihm fällt eine geringe Spannung ab (U_BE < 1V). Meine 
Anschlusspannung beträgt 15V, meine Relais hat jedoch eine 
Anschlussspannung von 12V: Wenn ich U_BE vernachlässige habe ich 3V 
zuviel -> da muss ich doch noch was tun?

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Zweiter Teil.
Ich kann für die Umsetzung die Schaltung 1:1 so übernehmen wie sie auf 
dem Plan abgebildet ist oder ich kann Sie verbessern - was ich auch 
versucht habe und Eure Meinung mir dazu anhören will. Weitere 
Verbesserungsvorschläge sind natürlich erwünscht.

Zu den Messpunkten:
Ich habe Messpunkte über alle Widerstände/Dioden angeordnet, sodass ich 
die Spannungen welche über diesen abfällt messen kann.
Mit S2 und S3 kann ich meinen Poti "trennen", sodass ich meinen aktuell 
eingestellen Widerstandswert messen kann (Soll auch bei P2 so sein).

Zu den Kondensatoren:
C3: Dieser soll ein EMV-Schutzkondensator sein und die 
Ausgangsgleichspannung am Ausgang des OP durch hochfrequente 
Einstreungen schützen und eine evtl. Schwingen des Ausgangssignals 
kurzschließen. Dimensionierung: Ich hätte möglichst klein gewählt -> 
3,3pF.

Elko C1 und C2: Sollen zum einen die Schaltungen vor evtl. 
Wechselspannungen und Spannungspeaks der Spannungsquelle (=unbekannt) 
schützen und zum anderen Stromspitzen bereitstellen falls die 15V 
Spannungsquelle dies nicht kurzzeitig liefern kann. Was mir gerade 
aufällt: Eigentlich könnte ich C1 und C2 durch einen gemeinsamen 
ersetzen.
Dimensionierung: Ich hätte möglichst groß gewählt -> 4700µF.

Bislang habe ich nichts wirklich berechnet sondern nur Überlegungen in 
den Schaltplan hinzugefügt. Wenn ich postivie Resonanzen auf meine 
Veränderungen bekomme und sogar weitere Verbesserungsvorschläge würde 
ich das Dimensionieren anfangen.

Vieln Dank für das Lesen - ich hoffe auf positive Resonanz.

MFG

von Anja (Gast)


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hans bouhler schrieb:
> 1) Wieso habe ich meine Z-Diode an der Basis mit 3,9V?

Weil Du einen ungeeigneten Operationsverstärker für die Schaltung 
verwendest der am Ausgang nicht auf 0V herunter ausgesteuert werden 
kann.

-> ich würde einen LM311 oder LM393 Komparator oder notfalls einen LM358 
Operationsverstärker nehmen.

hans bouhler schrieb:
> Wenn ich U_BE vernachlässige habe ich 3V
> zuviel -> da muss ich doch noch was tun?

die meisten 12V-Relais arbeiten zwischen 9 und 16 V ordentlich. Du 
kannst natürlich auch noch einen Serienwiderstand in Reihe zum Relais 
schalten.


C1 und C2 sollten möglichst unterschiedliche Werte haben.

C1 als Blockkondensator direkt am IC = 100nF
C2 als Pufferkondensator 100uF bis 4700uF je nach Überbrückungszeit.

C3 am Ausgang des OP würde ich nicht verbauen.
   1. 3,3pF bringen erst im GHz-Bereich etwas,
      die meisten Störungen sind aber um die 60MHz (= 4,7nF)
   2. ein C direkt am Ausgang des OP führt zu Schwingneigung.

Gruß Anja

von Michael (Gast)


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hans bouhler schrieb:
> Wenn S1 geöffnet ist, arbeitet mein OP als Schalter wegen der fehlenden
> Rückkopplung.

Nein, bei geschlossenem S1 arbeit dein OP als Schalter mit Hysterese, 
bei offenem Schalter arbeitet der OP mit seiner Leerlaufverstärkung, so 
dass das Relais in der Nähe des Schaltpunktes schon bei kleinsten 
Störungen wild hin- und herschalten wird. Ich würde darum den Schalter 
ganz weg lassen.

von hans b. (Firma: ich AG) (e-ler)


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Anja schrieb:
> hans bouhler schrieb:
>> 1) Wieso habe ich meine Z-Diode an der Basis mit 3,9V?
>
> Weil Du einen ungeeigneten Operationsverstärker für die Schaltung
> verwendest der am Ausgang nicht auf 0V herunter ausgesteuert werden
> kann.

Woher weist du das sich der Ausgang nicht auf 0V runter regelt? Habe mir 
das Datenblatt angeschaut aber nichts der gleichen gefunden bzw. 
übersehen.
Und was hat die Z-Diode damit zu tun? Das würde ich gerne genauer 
wissen.

> -> ich würde einen LM311 oder LM393 Komparator oder notfalls einen LM358
> Operationsverstärker nehmen.

Die vorgegebene Schaltung will ich in ihrer Basis ungern ändern - 
sondern nur durch hinzufügen verbessern und ausschmücken. Für Versuche 
mit anderen/besseren OP's fehlt mir leider die Zeit.

@ Michael & Anja
Danke für die bisherigen Tipps und anmerkungen! Auf geht's in die 2te 
Runde!

MFG

von Anja (Gast)


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hans bouhler schrieb:
> Woher weist du das sich der Ausgang nicht auf 0V runter regelt? Habe mir
> das Datenblatt angeschaut aber nichts der gleichen gefunden bzw.
> übersehen.

steht unter "Output Voltage Swing" bei +/-15V Versorgung hast du +/-10 
bis +/-13V Ausgangsspannung.
Da Du keine negative Versorgung hast fehlen bei Dir jeweils ca 2-5V 
Aussteuerung zu 0V bzw. +15V. Die Z-Diode sorgt dafür daß die Basis bei 
dieser Spannung noch nicht durchgesteuert wird.
(Kannst ja mal die Z-Diode kurzschließen, dann verstehst Du schon was 
ich meine).

Gruß Anja

von hans b. (Firma: ich AG) (e-ler)


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Anja schrieb:
> hans bouhler schrieb:
>> Woher weist du das sich der Ausgang nicht auf 0V runter regelt? Habe mir
>> das Datenblatt angeschaut aber nichts der gleichen gefunden bzw.
>> übersehen.
>
> steht unter "Output Voltage Swing" bei +/-15V Versorgung hast du +/-10
> bis +/-13V Ausgangsspannung.
> Da Du keine negative Versorgung hast fehlen bei Dir jeweils ca 2-5V
> Aussteuerung zu 0V bzw. +15V. Die Z-Diode sorgt dafür daß die Basis bei
> dieser Spannung noch nicht durchgesteuert wird.
> (Kannst ja mal die Z-Diode kurzschließen, dann verstehst Du schon was
> ich meine).
>
> Gruß Anja

Danke,
ich weis jetzt was du meinst!

Gäbe es sonst noch Anmerkungen oder Verbesserungsvorschläge? Ich müsste 
die Bauteile dann heute Bestellen damit ich alles rechtzeit bekomme.

MFG

von Thomas (Gast)


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Schau doch erstmal ob dein OP nicht zufällig pinkompatibel mit den 
genannten OP´s ist. Der den du verwendest ist wirklich mehr als 
ungeeignet. Wenn du den OP wirklich nur zum Schalten brauchst, nimm ein 
Komparator! LM311 kann ich nur empfehlen und kostet nicht die Welt. Und 
wenn du die Bauteile eh bestellen musst, wieso nicht gleich den 
richtigen OP bestellen? Platine mit Layout wirst du doch sicher sowieso 
nicht haben, oder?
Viel Erfolg und Grüße
Thomas

von Nachtaktiver (Gast)


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Da ist ihn wohl jemand auf die schliche gekommen :>

von Nachtaktiver (Gast)


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Ups.. falscher Thread -.-

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