Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fluidüberwachung mit NE555 und Komparatoren


von ichlötmirwas (Gast)


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Guten Tag,

ich möchte sicherstellen, dass eine Pumpe nicht trockenläuft. Diese wird 
mit DC betrieben und über ein Relais geschaltet, das mit 24 Volt 
arbeitet.
24 Volt stehen mir auch über ein Netzteil in ausreichender Belastbarkeit 
zur Verfügung.

Jetzt habe ich mich bereits ein wenig informiert und bin darauf 
gestoßen, dass man eine solche Messung am besten mit Wechselstrom macht, 
damit es nicht zur Elektrolyse kommt.

Folgende Denkidee:
Mit einem NE555 (mit 5V versorgt) generiere ich ein 50/50-PWM-Signal, 
das eine Spannung von 5V hat (bzw. 0 Volt).
Gleichzeitig stelle ich mit einem LM 317 eine Spannung von 2,5V zur 
Verfügung. An eine der Elektroden lege ich die 2,5 Volt, an die andere 
mit einem Widerstand von 100K in Reihe das PWM-Signal des NE555.

Meine Flüssigkeit hat einen Widerstand von ca. 100K. Es fließt also sehr 
wenig Strom, das sollte der NE555 aushalten.

Jetzt fließt je nach Situation (PWM an oder aus) der Strom in die eine 
bzw. andere Richtung. Vorausgesetzt es ist Flüssigkeit da, sonst fließt 
überhaupt nichts.

Über dem Widerstand fallen also einmal +1,25V bzw. -1,25V ab.
Diese 1,25V schicke ich in einen Komparator pro Richtung (mit Diode 
abgesichert) in den nichtinvertierenden Eingang.
Auf den invertierenden Eingang lege ich eine Spannung von weniger als 
1,25V (2,5V des LM 317 + Spannungsteiler).
Der Komparator wird also, sobald ein Signal anliegt, durchschalten auf 
die +24V Versorgungsspannung. Die beiden Ausgänge der Komparatoren 
schließe ich kurz, es liegt also bei jeder Phase eine Ausgangsspannung 
an, wenn Fluid da ist.
Die Belastbarkeit erhöhe ich mit einem Transistor, dessen Basis mit 2,7K 
abgesichert ist.
Die belastbaren +24 gehen an den return-Pin des Steckverbinders.

Denkweise korrekt/grobe Denkfehler drin?

Grobe Fehler im Schaltplan? Anregungen, was man verbessern könnte?

Danke fürs Anschauen und schönen Sonntag noch!

von hinz (Gast)


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Der "Schaltplan" ist ehr was fürs MoMA.

von Harry (Gast)


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Wenn du die Messung sehr hochohmig, d.h. mit wenig Strom durchführst, 
brauchst du dir über die Elektrolyse keine Gedanken machen, eher um die 
Haltbarkeit der Elektroden. Ist das ein geschlossener Kreislauf ?

von ichlötmirwas (Gast)


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Nein, kein geschlossener Kreislauf, sonst müsste ich ja den ganzen 
Aufstand nicht machen.

Ich habe mal probehalber ein Multimeter reingehangen - da verändert sich 
der Widerstand aber schon merklich, etwa 40K in zehn Minuten.

von Alexxx (Gast)


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du könntest auch mit einer Spannungsverdoppler Schaltung das Signal 
gleichrichten und nur einen Komparator benutzen.

Dein Schaltplan ist so verwurstelt und konfus, dass ich keine Lust habe 
den auf Fehler zu analysieren - Sorry.

von Thomas B. (thombde)


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Voraussetzung für eine funktionsfähige Schaltung ist ein
sortierter übersichtlicher Schaltplan.
Sonst baust du dir immer wieder einige Fehler ein.
Und wenn man einen Fehler sucht,....wird es schwierig den zu Finden.


Das sieht eher aus, als wenn das auf dem Lokus
mit dem Laptop zusammengekritzelt wurde :-)

PS:
Wenn du eine Pumpe überwachen willst (Trockenlauf), würde
ich das nicht über den Füllstand machen. Wenn dann nur mit
Schwimmerschalter.
Sonst gibt es wahrscheinlich Probleme mit den Elektroden.
Die könnten noch feucht sein, obwohl der Pegel schon zu niedrig ist.

Nimm einen Schwimmerschalter oder überwache den Motorstrom.
oder besser beides.

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thombde)


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Sorry ich bin’s noch mal.

Wen Du unbedingt bei der Niveauüberwachung bleiben
willst, würde ich das mit einem PTC machen.
Ist sogar noch eleganter als der Schwimmerschalter.

Du fütterst den PTC mit einem definierten Strom.
Wenn der PTC mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, kühlt er ab.
Sinkt der Flüssigkeitspegel unter dem PTC , heizt er sich auf.
Über den Spannungsabfall am PTC kannst du einen Komparator schalten.
Dann ein Transistor und Relais usw.

Gruß
Thomas

von ichlötmirwas (Gast)


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Die PTC-Sache ist auch interessant - dann erspare ich mir das ganze 
Gefummel mit Wechselstrom und habe trotzdem keine Probleme mit 
Elektrolyse. Genial!

Einen Schwimmerschalter will ich ungern benutzen, da die Pumpe in einem 
tragbaren Gerät eingebaut ist, das auch mal mit einem Winkel aufgestellt 
sein kann, dann würde das nur bedingt funktionieren. Ich wollte das 
überwachende Element direkt in die Zuleitung integrieren.

von ichlötmirwas (Gast)


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Die Version mit dem PTC sähe dann so aus.
Reichen die eingestellten 100 mA, um den PTC ausreichend zu erhitzen, 
wenn keine Kühlung mehr gegeben ist? Müsste ja eigentlich. AM PTC fallen 
im heißen Zustand 12V ab, gäbe 1,2 Watt.

Der LM 317 der als Referenzspannung dient, ist auf 8V eingestellt. 
Müsste also beim Komparator relativ zügig umschwingen.

von Thomas B. (thombde)


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100mA ist zu viel.
Der glüht dir sonst weg.(PTC)

Die OPs sind auch falsch beschaltet.
Und lass die LM317 weg, das sind keine Referenzen, dass sind 
Spannungsregler.

von ichlötmirwas (Gast)


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Wieviel würdest du dem PTC geben?

Der eine Lm 317 dient als Konstantstromquelle.
Sind die so ungenau? Ich habe ja, wenn ich ihn auf 8V einstelle, bis 2V 
Toleranz nach oben.

Warum ist der OP falsch beschaltet? :(
VCC+ auf 24V Versorgungsspannung, VCC- auf GND, Nichtinvertierend die zu 
messende Spannung, invertierend die Referenz.
Ich komm nicht drauf. :(

von Thomas B. (thombde)


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Hallo, kann jemand für mich aus dem Forum hier einspringen.

Wäre sehr dankbar :-)

Ich muss morgen Früh raus.
Ich melde mich morgen wieder.

Gruß
Thomas

von Mot (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Hallo, kann jemand für mich aus dem Forum hier einspringen.

Hallo, gibts hier eine "Antwort innerhalb 10 min." Garantie?

von Thomas B. (thombde)


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nein ;-)

von ichlötmirwas (Gast)


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Eilt absolut nicht, bin ja froh, dass es hier überhaupt Hilfe gibt!

von Thomas B. (thombde)


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Thomas B. schrieb:
> 100mA ist zu viel.
> Der glüht dir sonst weg.(PTC)

Sorry, ist ja PTC.
Der glüht nicht weg.
War ein Denkfehler von mir.

von ichlötmirwas (Gast)


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Ah, danke, war schon beunruhigt.

Wo liegt im OP-Amp der Fehler?

von Udo S. (urschmitt)


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Suche mal nach
"kapazitiver wasserstandssensor"

von Thomas B. (thombde)


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Hallo,
ich habe mal so ein Beispiel angehängt, wie ich das versuchen würde.
Gezeichnet mit Laptop, Lokus und S-Plan :-)

Ist jetzt nicht die optimale Schaltung, aber müsste funktionieren.
Gibt natürlich noch andere Möglichkeiten and der Eingangsbeschaltung
des OP.
(viele Wege führen nach ROM)

Eine Referenzspannungsquelle würde ich gar nicht einsetzen.
Du willst ja nicht die Temperatur messen, sondern nur die 
Widerstandsänderung zum schalten nutzen. (und bestimmt nicht den 317)
Da reichen der 7812 und der Spannungsteiler als Referenz.

Mit dem Widerstand R1 musst du den Heizstrom für den PTC
bestimmen.
(Datenblatt des PTC beachten)
Kommt aber auf dem PTC an, und ob er Wasserdicht vergossen und wie er
isoliert wird.
Wichtig ist , dass der PTC auch durch das Medium gekühlt wird.

Die Verriegelung mit T1 am Ausgang des OP halte ich für Sinnvoll.
Deshalb habe ich es mal mit eingezeichnet.

Ich hoffe ich habe keine Fehler drin ;-)

Welches Medium willst du pumpen?
Wasser? Diesel? Benzin?
Und was ist das für eine Pumpe?

von ichlötmirwas (Gast)


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Medium ist ein Gemisch aus Wasser und Glyzerin, Pumpe ist eine 
Axialhubpumpe.

von Thomas B. (thombde)


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Habe doch noch einen Fehler gefunden.
T1 muss ein PNP sein.
BC557 ist richtig, aber Schaltbild ist falsch.

von ichlötmirwas (Gast)


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Vielen Dank!!

Du hast mir echt geholfen!

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