Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sprunghafte Spannungsänderung detektieren


von Flo K. (kerolag)


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Hallo Leute,
ich habe eine Spannung, die sich so ähnlich wie ein Sägezahnimpuls 
verläuft, sie steigt also langsam an, bis sie abrupt abfällt und das 
Ganze von neuem beginnt. Dabei werden die minimale und maximale Spannung 
immer ungefähr gleich sein, lediglich der Anstieg, und damit der 
Zeitabstand zwischen zwei Spannungsabfällen variiert.
Um das Ganze jetzt auszuwerten suche ich eine Schaltung, die immer 
jedesmal wenn die Spannung abfällt einen Impuls (z.B. 5V) abgibt, und 
sich ansonsten nahe 0V aufhält.
Könnte das irgendwie über einen OPV-Differentiator funktionieren? 
Schneller Anstieg bzw. Abfall dürfte da ja für eine hohe 
Ausgangsspannung, kleiner Anstieg für eine geringe Ausgangsspannung 
sorgen, oder?

von MaWin (Gast)


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Eben, Differenzierglied, einen OpAmp braucht man nicht unbedingt

           +5V
            |
            R
            |
Signal --C--+--| Logikeingang

Im Fehlerfall erfolgt Mitbenutzung der Eingangsschutzdiode.

von Flo K. (kerolag)


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Hm, vielleicht hab ich was an der Schaltung falsch verstanden, aber so 
funktioniert es nicht. Habs grad mal in LTSpice ausprobiert, die 
Ausgangsspannung schwankt immer im Bereich von 5V, da ja immer über R 
die ganzen +5V zum Logikeingang kommen, über den Kondensator wird die 
Spannung da nur jeweils etwas erhöht und gesenkt.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
keiner weiß, was du da simulierst.
Hast du die Werte des Differenziergliedes auch auf die Nutzfrequenzen 
abgestimmt?
Du hast ja keine konkreten Angaben zu Amplitude und zeitlichen Verlauf 
des Signals gemacht.

Natürlich schwankt die Spannung um 5V.
Bei einer steilen High-Low-Flanke wird die Spannung hinter dem 
Differenzierglied um den Betrag der Differenzspannung deines Signals 
Richung 0V springen.
Diesen Low-Impuls kann man mit einer geeigenten Triggerschaltung 
detektieren. Wenn die Signalamplitude groß genug ist, geht das mit 
5V-Logik.
Evtl. sollte dieser Impuls noch mit einem Monoflop auf definierte Länge 
gebracht werden.
Wenn die Auswertung noch die falsche Polarität liefert, dann mußt du das 
Siganl noch mal invertieren.
Gruß Öletronika

von MaWin (Gast)


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Flo K. schrieb:
> aber so funktioniert es nicht

Die funktioniert schon, WENN die Bauteilwerte an deine 
Sägezahnsteilheiten angepasst werden die WIR nicht kennen.

von Flo (Gast)


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ihr habt recht, ein paar mehr daten wären gut, das ganze ist halt 
momentan nur theoretisch und mir fehlen auch noch ein paar werte. Aber 
ich werd es mal versuchen grob zu skizzieren:
Das signal kommt von einem LDR, der immer mehr licht bekommt, und dann 
schlagartig wieder die ausgangsbeleuchtung. den an einem 
spannungsteiler, so dass die ausgangsspannung sagen wir mal zwischen 
1,5V und 3,5V. Die zeit in der die Spannung (wohl gar nicht mal sooo 
linear) ansteigt wird ziemlich schwanken, mal eine minute, mal drei 
minuten, vielleicht auch mal nur 20 sekunden. der spannungsabfall 
hingegen wirds schnell ablaufen, <1sec.
ich hoffe das hilft jetzt weiter.

von MaWin (Gast)


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LDR sind so träge, da ist nichts mit schlagartig, du solltest eine 
Photodiode nehmen.

von Flo K. (kerolag)


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Ich hatte gehofft die Trägheit ist für meinen Zweck ausreichend... oder 
ist die bei Abdunklung wirklich im Sekundenbereich?
Wenn es sonst wirklich nur über ne Fotodiode läuft: Einfach ne LED 
nehmen? Deren Ausgangsspannung dann verstärken, differenzieren, wie auch 
immer?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Flo schrieb:
> der spannungsabfall hingegen wirds schnell ablaufen, <1sec.

Wenn das bis zu einer Sekunde dauern kann, dann ist das nicht "schnell". 
Aber sei es drum. Wenn du eine so langsame Flanke differenzieren willst, 
dann muß das Differenzierglied natürlich auch eine Zeitkonstante dieser 
Größenordnung haben. Sagen wir mal 1µF und 1MOhm.

Real würde man das viel eher mit einem kleinen µC mit eingebautem ADC 
machen. Der mißt dann einfach ab und zu (z.B. 100 Mal pro Sekunde, was 
für einen µC gähnend langsam ist) die Spannung und wertet den 
"schnellen" Spannungssprung in Software aus.

von Harald W. (wilhelms)


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MaWin schrieb:

> LDR sind so träge, da ist nichts mit schlagartig, du solltest eine
> Photodiode nehmen.

Die "Flanke" in Richtung hell dürfte schon  mal deutlich steiler
als die "Flanke" in Richtung dunkel sein. Mit einem richtig
bemessenen Differenzierglied müsste man die durchaus auswerten
können. Zur richtigen Dimensionierung müsste man aber wohl
einige Vorversuche machen.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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Flo K. schrieb:
> Wenn es sonst wirklich nur über ne Fotodiode läuft: Einfach ne LED
> nehmen? Deren Ausgangsspannung dann verstärken

Warum sollte man eine LED nehmen wenn man eine Photodiode haben will ?

Die LED macht mit ihrem extrem geringen Wirkungsgrad die Sache nur 
schwieriger.

Auch bei einer Photodiode würde ich aber einen Transimpedanzverstärker 
nachschalten, dann kommt man mit 5Vonly aus.

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