Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verstehe nicht SN74HC132N Eingang mit R dimensionieren


von Norbert W. (nw42)


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Hallo Zusammen,
kann mir bitte jemand die Schaltung erklären?
Ich dachte, ich würde sie verstehen.
Ich verwende ein SN74HC132 mit 2 Eingängen pro NAND.
An beiden Eingängen hängt über 1M Ohm die Vcc 3,3V.
An beiden hängt noch, über ein "Wasserkontakt", GND.
Bei offenem Kontakt steht nur 1,65V am Eingang des NANDs.
1.Frage: Warum nicht Vcc?

Beim Schließen der Wasserkontakte, reagieren alle drei NANDs sofort, 
beim darauffolgendem Öffnen gibt es zeitliche Unterschiede.
Das liegt wohl am unterschiedlich langsam steigenden Widerstand der 
Wasserkontakte (150M bis 1500M bis offen).
2.Frage: Wie behebt man das?

Vielen Dank für Hilfe

: Verschoben durch Admin
von Wolfgang (Gast)


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Norbert W. schrieb:
> Bei offenem Kontakt steht nur 1,65V am Eingang des NANDs.
> 1.Frage: Warum nicht Vcc?

Guck dir mal die Logik eines NANDs an. Wenn die Eingänge auf High sind, 
sollte der Ausgang auf Low gehen.

Vielleicht solltest du auch erstmal klären, was für ein Bauelement du in 
deiner Schaltung eingebaut hast. Ein SN74HC132 ist ein 4-fach NAND, 
gezeichnet hast du einen 6-fach Inverter (74HC14 o.ä.).

von Max H. (hartl192)


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Norbert W. schrieb:
> Bei offenem Kontakt steht nur 1,65V am Eingang des NANDs.
> 1.Frage: Warum nicht Vcc?
1MΩ ist schon sehr hochohmig, hast du vllt. irgendwelche 
Flussmittelreste oder sonstige Verunreinigungen auf der Platine? Zudem 
fließt auch ein bisschen Leckstrom in den Eingang.

> 2.Frage: Wie behebt man das?
Du musst irgendwie dafür sorgen, dass alle Kontakte gleich schnell 
trockenen.
Wie hast du die Kontakte realisiert?

: Bearbeitet durch User
von Noch einer (Gast)


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Offensichtlich fließen 1,5 Mikroampere über deinen 1MOhm Widerstand.

Zum einen die Leckströme im 47HC und dann die Ströme über dein nicht 
ganz trockenes Kabel.

Kann man wenig machen - ist halt eine sehr einfache Schaltung - musst 
verschiedene Widerstände ausprobieren, oder eine aufwendigere, 
zuverlässige Schaltung auswählen.

von Amateur (Gast)


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Wenn Du nicht unter chronischem Energiesparzwang leidest, würde ich die 
Widerstände etwas verringern.

Auch wenn Du 10-Mal über ein XX14 XX132 schreibst, ändert es seine 
Funktion nicht.
Da es beim XX132 ein dutzend Möglichkeiten gibt es falsch anzuschließen, 
ist eine >>wenn - dann<< Aussage ohne Schaltbild (Deins ist ja ein Witz) 
nicht möglich.

von Norbert W. (nw42)


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Max H. schrieb:
> 1MΩ ist schon sehr hochohmig, hast du vllt. irgendwelche
> Flussmittelreste oder sonstige Verunreinigungen auf der Platine? Zudem
> fließt auch ein bisschen Leckstrom in den Eingang.
Bei den Wasserkontakten handelt es sich um einfache verzinnte 
Kupferkabel.
Ich dachte, dass ein hoher Widerstand wenig Galvanik verursacht und sich 
deshalb positiv auf die Lebensdauer auswirkt.
Frage: Unter optimalen Bedingungen müsste Vcc anstehen, oder?



Noch einer schrieb:
> Offensichtlich fließen 1,5 Mikroampere über deinen 1MOhm Widerstand.
>
> Zum einen die Leckströme im 47HC und dann die Ströme über dein nicht
> ganz trockenes Kabel.
>
> Kann man wenig machen - ist halt eine sehr einfache Schaltung - musst
> verschiedene Widerstände ausprobieren, oder eine aufwendigere,
> zuverlässige Schaltung auswählen.
Kannst du mir eine Schaltung empfehlen?

Danke für alle konstruktiven Antworten!

von Wolfgang (Gast)


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Norbert W. schrieb:
> Ich dachte, dass ein hoher Widerstand wenig Galvanik verursacht und sich
> deshalb positiv auf die Lebensdauer auswirkt.

Statt eines hohen Widerstandes wäre es günstiger, nicht dauernd Strom 
fließen zu lassen. Häng die "Einspeiseleitung" für deine Spannungsteiler 
einfach an einen Ausgangspin des µC und schalte nur ab- und zu ein. Es 
sollte doch reichen, alle Sekunde oder seltener mal nach der 
Leitfähigkeit zu gucken.

Vielleicht sind deine 1.65V auch gar keine 1.65V, sondern ein 
Zeitmittelwert über eine von deinen Anschlußdrähten empfangene 
Brummspannung.

> Kannst du mir eine Schaltung empfehlen?
https://www.mikrocontroller.net/articles/Giess-o-mat

von Norbert W. (nw42)


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Wolfgang schrieb:
> Statt eines hohen Widerstandes wäre es günstiger, nicht dauernd Strom
> fließen zu lassen. Häng die "Einspeiseleitung" für deine Spannungsteiler
> einfach an einen Ausgangspin des µC und schalte nur ab- und zu ein...
Gute Idee, das ließe sich machen.
Wie hoch sollte ich denn den R wählen?

> Vielleicht sind deine 1.65V auch gar keine 1.65V, sondern ein
> Zeitmittelwert über eine von deinen Anschlußdrähten empfangene
> Brummspannung.
Das messe ich auch bei nicht angeschlossenem Wasserkontakt.
Also doch Flußmittel,...???

>
>> Kannst du mir eine Schaltung empfehlen?
> https://www.mikrocontroller.net/articles/Giess-o-mat
Das ist mir zu kompliziert.

Danke

von Flow (Gast)


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> Bei offenem Kontakt steht nur 1,65V am Eingang des NANDs.
 > 1.Frage: Warum nicht Vcc?

Mit was misst du diesen Spannungswert?
Ist es ein Multimeter mit X Ohm Eingangswiderstand,
dann hast du doch die Lösung: Spannungsteiler.

von Norbert W. (nw42)


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Flow schrieb:
>> Bei offenem Kontakt steht nur 1,65V am Eingang des NANDs.
>  > 1.Frage: Warum nicht Vcc?
>
> Mit was misst du diesen Spannungswert?
> Ist es ein Multimeter mit X Ohm Eingangswiderstand,
> dann hast du doch die Lösung: Spannungsteiler.

Ja, du hast Recht!!
Habe nachgesehen.
1M Eingangswiderstand in allen Bereichen.
Spannungsteiler funktioniert:-)
DANKE

von Stefan F. (Gast)


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Die Schmitt Trigger bzw NAND Gatter sind überflüssig. Du kannst deine 
Wassersensoren direkt an die Eingänge des Mikrocontrollers anschließen.

> Häng die "Einspeiseleitung" für deine Spannungsteiler
> einfach an einen Ausgangspin des µC und schalte nur ab- und zu ein

Das meint er so:
1
µC Ausgang o----------Wasser----+----o µC Eingang
2
                                |
3
                                +---[====]----| GND
4
                                     1MΩ
In den Pausen wo du nicht misst, schaltest du den Ausgang auf Low.
Dann fließt kein Strom. Wenn du misst, schaltest du den Ausgang auf 
High.

So fließt nur in der Zeit Strom, wo er benötigt wird.


Sicherheitshalber würde ich in Reihe zu den beiden Messleitungen jeweils 
einen 10kΩ Widerstand schalten. Dann geht nichts kaputt, falls da mal 
aus versehend Fremdspannung (bis 20 Volt, kurzzeitigt auch mehr) 
anliegt.

Parallel zum 1MΩ Widerstand empfehle ich einen 100nF Kondensator, um 
Funkstörungen zu unterbinden. Allerdings dauert die Messung dann länger, 
die Software muss den Kondensator Zeit geben, sich aufzuladen. Was kein 
Problem sein sollte, oder?

von Norbert W. (nw42)


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OK, verstehe.
Ich hatte nur Bedenken, dass die Leitfähigkeit evtl. nicht ausreicht, 
einen High ankommen zu lassen.
Es handelt sich um Wasser in einem Drainageschacht.
Habe irgendwo gelesen, man kann nicht einfach zwei Leitungen reinhalten 
und ...

Im Moment bin ich einen Schritt weitergekommen und es klappt ganz gut.
Als "Sensoren" verwende ich ein 6x0,75 Kabel mit verzinnten Enden.
Als Träger dient eine 3m lange Latte, auf der das Kabel befestigt ist.

Die verzinnten Litzen hatte ich mit einem kleinen Nagel im Holz 
befestigt.
Das ist aber kontraproduktiv, weil es einen messbaren Widerstand bei 
Feuchtigkeit liefert.
Jetzt, nachdem die Enden "frei" in der Luft hängen, funktioniert es wie 
gedacht:-)

Danke an alle
Gruß
Norbert

von Peter D. (peda)


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Die ohmsche Methode benutzt man heutzutage kaum noch. Sie hat zuviele 
Nachteile (Tropfwasser, Zersetzung).

Man nimmt einfach die kapazitive Methode, wie beim Touch. D.h. 2 
isolierte Elektroden ragen in die Flüssigkeit und die Auswertung macht 
der MC direkt (AVR-Touch-Lib) oder der Kondensator bestimmt die Frequenz 
eines RC-Oszillators, die dann der MC zählt.

von Norbert W. (nw42)


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Hört sich gut, aber für mich auch aufwändig an.
Ich kann gut mit einem Raspberry und SW umgehen. Löten, Platine, IC, ... 
geht auch noch.
MC müsste ich zu viel investieren, gedanklich und wahrscheinlich auch 
Geld, bis ich das Umfeld u. Testumgebung zusammen habe.

Aber für andere bestimmt ein guter Hinweis:-)

von Wolfgang (Gast)


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Norbert W. schrieb:
> Hört sich gut, aber für mich auch aufwändig an.

Da täuscht dich dein Gehör
http://elm-chan.org/works/capsens/report_e.html

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