Huhu zusammen! Ich versuche nun schon seit einiger Zeit eine Spannungsanzeige mit einem LM393 zu realisieren... Und zwar möchte ich bei 7,2V ein Low Signal und bei 6,8V ein High Signal haben. Allerdings finde ich einfach nicht herauf wie ich die Widerstände und die Hysterese, sowie Uref berechne. Kann mir da jemand weiterhelfen ? Der Verwendungszweck ist eine einfach eine Anzeige ob der Akku noch laden kann oder halt die Spannung erreicht hat. Die Widerstände sind allerdings nicht dimensioniert im Schaltplan, er ist als Prinzip zu verstehen. OT: Ich weiss dass es schöner geht, vielleicht auch eleganter, aber das sind nunmal die Bauteile die ich hier habe und mir soll es für den Anfang reichen. Ich möchte erstmal schauen ob es funktioniert und die ganze Sache dann bei Bedarf erweitern vielleicht.
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Eine "Uref" gibt es ja noch garnicht. Der unstabilisierte Teil der Betriebsspannung ist keine Spannungsreferenz. Ferner sollten die beiden LM317 ihre Plätze tauschen. Zuerst der Spannungsregler für die Elektronik, und dann der Stromregler für den Akku.
Marcel B. schrieb: > Allerdings finde ich einfach nicht herauf wie ich die Widerstände und > die Hysterese, sowie Uref berechne. Kann mir da jemand weiterhelfen ? Zunächst: was ist Uref in deiner Schaltung? Dann: - lass zunächst mal R7 weg. Mit R6 und R8 berechnest du die Schwelle, die den Umschaltpunkt gibt in Bezug zu VBAT. - Der Einfluss des R7 verändert den Umschaltpunkt, weil er die Spannung an +E des 393 verändert. Die Veränderung hängt ab von R6, R8, R5 und natürlich R7. Unschön an dem Design ist, dass ja VCC schwanken kann und somit der Beitrag des Hystereswiderstand bei HIGH am Ausgang vom 393 sich auch ändert. Also, der Pullup R3 auf die schwankende VCC taugt nichts. Eigentlich müsste an Stelle von R6/R7 eine Referenzspannung (z.B. mit TL431) angebracht sein und R3 auf eine weitgehend stabile Spannung gelegt werden.
der schreckliche Sven schrieb: > Ferner sollten die beiden LM317 ihre Plätze tauschen. > Zuerst der Spannungsregler für die Elektronik, und dann der Stromregler > für den Akku. Ich verstand das so: Ladegerät mit Strombegrenzung (bei recht leerem Akku) und Spannungsbegrenzung (bei vollem Akku). Dann wäre die Reihenfolge schon richtig.
Beitrag #5168765 wurde vom Autor gelöscht.
HildeK schrieb: > Zunächst: was ist Uref in deiner Schaltung? > > Dann: > - lass zunächst mal R7 weg. Mit R6 und R8 berechnest du die Schwelle, > die den Umschaltpunkt gibt in Bezug zu VBAT. Danke! Das wird ja Vref. > - Der Einfluss des R7 verändert den Umschaltpunkt, weil er die Spannung > an +E des 393 verändert. Die Veränderung hängt ab von R6, R8, R5 und > natürlich R7. Ganz genau da liegt mein Problem! Wie berechne ich das am besten und einfachsten ? > > Unschön an dem Design ist, dass ja VCC schwanken kann und somit der > Beitrag des Hystereswiderstand bei HIGH am Ausgang vom 393 sich auch > ändert. Also, der Pullup R3 auf die schwankende VCC taugt nichts. > Eigentlich müsste an Stelle von R6/R7 eine Referenzspannung (z.B. mit > TL431) angebracht sein und R3 auf eine weitgehend stabile Spannung > gelegt werden. Das wäre die nächste Phase, das Feintuning, hehe. Könnte man auch mit einer Z-Diode und anpassen von R6 und R8 hinbekommen, oder ? HildeK schrieb: > Ich verstand das so: Ladegerät mit Strombegrenzung (bei recht leerem > Akku) und Spannungsbegrenzung (bei vollem Akku). Dann wäre die > Reihenfolge schon richtig. So soll es sein! LG, Gigi
Marcel B. schrieb: > Ganz genau da liegt mein Problem! Wie berechne ich das am besten und > einfachsten ? Nehmen wir mal an, VCC sei wirklich konstant. Dann hast du durch R6 und R8 eine Spannungsquelle mit VCC*R8/(R6+R8) und dem Innenwiderstand R6||R8. Zusammen mit R5 liegt also an +E diese Spannung mit dem Innenwiderstand R6||R8 + R5 an. Jetzt hast du eine zweite Spannungsquelle am Ausgang des 393, die entweder 0V sein kann mit Ri≈0 oder aber VCC mit Ri=R3. Jetzt musst du bei gegebenen R6, R8 und R5 R7 so bestimmen, dass bei 393-Out = 0V am +E 6.8V anliegen und bei 393-Out = VCC 7.2V anliegen. Überlagerungssatz von zwei Quellen mit sogar wechselndem Innenwiderstand Nicht ganz einfach, zumal ja die Abstände von VCC zu VBAT und VBAT zu GND nicht mal symmetrisch sein müssen. Ich wäre an deiner Stelle faul und würde LTSpice fragen. Zunächst ohne R7 den Schaltpunkt auf die 7V festlegen und dann mit R7 sehen, wie groß er sein muss und was ggf. an R6 und R8 (also der Referenzspannung) bzw. R3 noch angepasst werden sollte. Ein paar Iterationen, man sieht den Einfluss der Teilnehmer und hätte schnell ein brauchbares Ergebnis. Wie gesagt: ich wäre faul :-).
Wenn die Spannung am -Eingang genauso groß ist wie die Betriebsspannung des LM393, dann ist daß eine Fehlkonstruktion. Erzeuge mit einer Z-Diode eine Hilfsspannung die etwa halb so groß ist wie die Beriebsspannung des LM393 und setze am -Eingang einen einstellbaren Spannungsteiler.
HildeK schrieb: > ich wäre an deiner Stelle faul und würde LTSpice fragen. Genau das werde ich tun. :D Vielleicht auch die Spannung mithilfe eines Shunts messen, das wird wohl einfach sein, denke ich. Danke jedenfalls schonmal für die freundlichen Erklärungen! Günter Lenz schrieb: > Wenn die Spannung am -Eingang genauso groß ist wie > die Betriebsspannung des LM393, dann ist daß eine > Fehlkonstruktion. Erzeuge mit einer Z-Diode eine > Hilfsspannung die etwa halb so groß ist wie die > Beriebsspannung des LM393 und setze am -Eingang > einen einstellbaren Spannungsteiler. Spannung am Eingang ist UBat = max. 7,2V VCC hat 12V :)
Marcel B. schrieb: > Vielleicht auch die Spannung mithilfe eines Shunts messen, das wird wohl > einfach sein, denke ich. Da verwechselt du was. Mit einem Shunt werden Ströme gemessen. Nein, deine Spannungsmessung von VBat ist schon ok. Was du brauchst, ist eine stabile Referenz mit 7V (VBatt_nominal), leicht herzustellen mit einem TL431.
Neuer Vorschlag Einfach die Spannung an R10 messen und als Kriterium für Batterie ist voll nehmen. Während des Ladens liegen dort 1,25V an. Wenn die Batterie die Endladespannung erreicht hat, geht der zweite Regler in den Modus Spannungsbegrenzung. Ab da sinkt der Ladestrom und damit der Spannungsabfall an R10. Der zweite Regler muss natürlich mit den 2 Widerständen exakt auf die Endladespannung eingestellt sein. Das kann man aber sehr gut ohne Batterie mit einem Lastwiderstand testen.
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Okay, dann habe ich mich falsch ausgedrückt. Wollte über den Spannungsabfall den Ladestrom messen und wenn der un 1C/100 fällt, Lampe leuchten lassen. Dachte das wäre einfacher. Gut, dann muss ich mir eine Vref bauen. TL431 habe ich aber nicht im Hause, also erstmal warten bis zur nächsten Bestellung. Ich habe gerade mal LTSpice probiert, aber ich bekomme nichtmal den Schaltplan importiert von Eagle. Also bleibt nur rechnen und das wird ja uferlos.
Marcel B. schrieb: >Allerdings finde ich einfach nicht herauf wie ich die Widerstände und >die Hysterese, sowie Uref berechne. Kann mir da jemand weiterhelfen ? R5 und R7 bilden einen Spannungsteiler, mit Spannungsteilerformel kannst du dann die beiden Schaltschwellen ausrechnen. Voraussetzung ist aber eine stabile Hilfsspannung. Die Spannung an C3 ist dafür total ungeeignet.
Marcel B. schrieb: > Also bleibt nur rechnen und das wird ja uferlos. Du solltest mal Dein altes Rechenbuch suchen, und den Dreisatz wiederholen.
Günter Lenz schrieb: > R5 und R7 bilden einen Spannungsteiler, mit Spannungsteilerformel > kannst du dann die beiden Schaltschwellen ausrechnen. Danke! Aber was genau teilen R5 und R7 ? Wenn der Pegel auf High ist liegt ja VCC an, das heisst von VCC nach VCC fliesst kein Strom. Beim Lowpegel wird die Spannung über R8 nochmals geteilt. Allerdings dreifach durch den Pullup. Wobei mir dort auffällt das Q1 auch noch einen Widerstand nach GND an der Basis braucht oder ? Denn wenn der Pegel low ist dann fliesst ja der Strom über R3,R7,R5 und R8 nach GND und der Transistor sieht den Spannungsabfall an R7. Mensch das alles nur um 2 LEDs leuchten zu lassen. Ich blick da nichtmehr durch. :D
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Ich habe mal R3 und R5 weggelassen. Damit wird die Berechnung etwas einfacher, und man hat trotzdem noch genügend Freiheitsgrade, um die beiden Schwellwerte UH und UL unabhängig voneinander festzulegen. R6, UH, UL und Uref>UH gibst du vor, dann liefern die folgenden Formeln R7 und R8:
Mit UH=7,2V, UL=6,8V, Uref=12V und R6=1,2kΩ ist R7=12,24kΩ≈12kΩ und R8=1,8kΩ. Simulation s. Anhang. Da eine Belastung des Ausgangs die Schwellwerte des Schmitt-Triggers beeinflusst, würde ich den zweiten Komparator des LM393 zwischen den Ausgang des ersten und die LED-Treiberstufen schalten. Evtl. kann der zweite Komparator eine LED direkt treiben, dann kannst du einen der beiden Transistoren einsparen.
Warum so kompliziert? Nimm zwei TL431, die jeweils eine LED schalten, und zwei Trimmpotis, um sie einzustellen.
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Yalu X. schrieb: > Ich habe mal R3 und R5 weggelassen. Damit wird die Berechnung etwas > einfacher, und man hat trotzdem noch genügend Freiheitsgrade, um die > beiden Schwellwerte UH und UL unabhängig voneinander festzulegen. Ich habe den Plan jetzt nochmal neu aufgebaut (ohne die LED Stufe) und mit einem TL431 eine VRef erzeugt. (Hoffentlich richtig ?) Hat das einen bestimmten Grund dass du 12V als VRef genommen hast ? LG, Gigi
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Es fehlt ein Pullup am OC-Ausgang des 393. Außerdem sind die Widerstände R6-R8, R3 und das Poti meiner Ansicht nach um den Faktor 10 zu klein. Ob die Verhältnisse passen, habe ich nicht geprüft.
HildeK schrieb: > Es fehlt ein Pullup am OC-Ausgang des 393. Jau stimmt, da kommt ja eh noch das LED Gedingsel hin. :) > Außerdem sind die Widerstände R6-R8, R3 und das Poti meiner Ansicht nach > um den Faktor 10 zu klein. Woran macht man das denn eigentlich fest? Gibts da eine Faustregel? LG, Gigi
Marcel B. schrieb: > Woran macht man das denn eigentlich fest? Ich hab das an R4 festgemacht. Der TL431 ist ja sowas wie eine einstellbare Z-Diode und über R4 muss der Strom auch für die anderen Widerstände und für den 431 kommen. R4 ist in der Schaltung aber der Größte ... Ansonsten: 10k als so 'ne Art Grundwert in OPA- oder Komparatorschaltungen ist ein brauchbarer Anfangswert. Deutlich darunter braucht man unnötig viel Strom, deutlich darüber wird die Schaltung empfindlicher - so ganz grob gesagt.
Marcel B. schrieb: > Ich habe den Plan jetzt nochmal neu aufgebaut (ohne die LED Stufe) > und mit einem TL431 eine VRef erzeugt. (Hoffentlich richtig ?) Ja, sieht richtig aus, bis auf die Widerstände R3, R4 udn RV1 (s. Kommentar von HildeK). Da musst du noch einmal darüber nachdenken, wenn du dich auf einen Wert für die Referenzspannung festgelegt hast (s.u.). > Hat das einen bestimmten Grund dass du 12V als VRef genommen hast ? Nein, du kannst eine beliebige andere Spannung nehmen, sie muss nur größer als 7,2V (die obere Schaltschwelle) sein. Änderst du die Spannung, musst du die Widerstände nach den Formeln in meinem letzten Beitrag neu berechnen. HildeK schrieb: > Es fehlt ein Pullup am OC-Ausgang des 393. Den habe ich bewusst weggelassen, weil er hier nicht unbedingt nötig ist. Der Ausgang floatet im High-Zustand wegen R8, R7 und R6 trotzdem nicht, ist allerdings vergleichsweise hochohmig, was aber nicht stört, wenn man den Ausgang nur mit einem weiteren Komparatoreingang (wie oben empfohlen) belastet. Man kann natürlich einen Pull-Up hinzufügen, muss dann aber die obigen Formeln neu aufstellen. Um die Schaltung halbwegs lastunabhängig zu machen, müsste man den Pull-Up aber schon sehr klein wählen, was wiederum den Low-Ausgangspegel des Komparators und damit die untere Schaltschwelle verfälscht. Wenn man sowieso dafür sorgt, dass der Ausgang durch die nachfolgende Schaltung kaum belastet wird, kann man den Pull-Up auch gleich weglassen. > Außerdem sind die Widerstände R6-R8, R3 und das Poti meiner Ansicht nach > um den Faktor 10 zu klein. Was R6-R8 betrifft: Macht man sie größer, wird der Ausgang noch hochohmiger. Da der TL431 bis 100mA liefern kann und mit mindestens 1mA belastet werden sollte, ist die Dimensionierung der Widerstände IMHO schon in Ordnung. Dem TL431 werden bei dieser Dimensionierung 4mA entnommen.
Guten Abend Yalu X. schrieb: > Marcel B. schrieb: >> Ich habe den Plan jetzt nochmal neu aufgebaut (ohne die LED Stufe) >> und mit einem TL431 eine VRef erzeugt. (Hoffentlich richtig ?) > > Ja, sieht richtig aus, bis auf die Widerstände R3, R4 udn RV1 (s. > Kommentar von HildeK). Da musst du noch einmal darüber nachdenken, wenn > du dich auf einen Wert für die Referenzspannung festgelegt hast (s.u.). Wenn ich die Widerstände aber erhöhe habe ich nicht genügend strom für den TL431! 12V / 7kOhm = 0,0017A Oder habe ich da einen Denkfehler ? Zur Stabilisierung kann ich ja den 2. Teil des 393 als Spannungsfolger an den Ausgang vom ersten Teil schalten, oder ? LG, Gigi
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Marcel B. schrieb: > Wenn ich die Widerstände aber erhöhe habe ich nicht genügend strom für > den TL431! > > 12V / 7kOhm = 0,0017A > > Oder habe ich da einen Denkfehler ? Ja, der Stom in den Ref-Pin beträgt max 4μA. Der Strom in die Kathode soll >1mA sein. Deshalb hatte ich den R4 auch von der Erhöhung ausgenommen. Der könnte/müsste ev. noch niedriger sein, je nachdem, welche Spannung Uz für den TL431 eingestellt wird. Der Strom durch den Teiler R3 und Poti sollte natürlich deutlich größer als die 4μA sein, aber so 0.1-0.5mA reichen gut!
Oh man, doch Denkfehler! Cathode nicht Ref!! Habe ich verwechselt. Danke!
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