Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Auto. Bewässerungsanlge , Technik FIP RS


von Nick H. (nick_h)


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Hallo,
ich möchte gerne für meine Technik FIP Klasse 10, eine Automatische 
Bewässerungsanlage bauen. Nun habe ich eine Schaltung gezeichnet. Meine 
Frage nur wird sie auch funktionieren. Nach meinem Verständnis sollte 
sie das, möchte mir aber sehr gern dass mal jemand drüberschaut ob das 
denn Sinn ergibt.


Der Feuchtigkeitssensor wird mit einem Poti eingestellt. Sobald die 
Pflanze trocken ist, fließt ja nur wenig / kein Strom. Sollte dies der 
Fall sein, so ist ja am Komparator- Chip LM393(ist ja ein bekannter) IN- 
kleiner als In+ und am Output ist ein Signal abzugreifen. Welches dann 
über einen Transistor die Pumpe aktiviert. Das Ganze geht dann so lange, 
bis IN+ kleiner ist als IN- und die Pumpe stoppt.


Das Ganze soll jetzt ohne Bestimmte Spannungen, Stromstärken oder 
Widerstandsgrößen angesehen werden, erstmal geht es nur um die Logische 
Zusammensetzung der Schaltung.
(Schaltung ist angehängt)

Danke schon mal !

von Hubert G. (hubertg)


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Der Ausgang des OP ist OC, daher wird es nicht funktionieren.
Ein Widerstand nach + ist noch notwendig.
Die Pin des nichtbenutzten OP nach GND legen.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
und du meinst, das Abkürzungen wie FIP Allgemeingut sein müssen?
Und was hat Technik FIP mit dem Thema Bewässerung zu tun?
Der Betreff sollte zum eigentlichen Thema passen!

> Nick H. schrieb:
> eine Automatische Bewässerungsanlage bauen.
> Nun habe ich eine Schaltung gezeichnet.
In der Technik gibt es normierte Sprachen. Das dient sehr dazu, dass man 
sich unter Technikern versteht. Deine Schaltung ist auf dem Niveau von 
Unterstufe, aber sicher nicht Klasse 10.
Operationsverstärker (OPV) bzw. Komparatoren haben konkrete 
Schaltsymbole:
https://de.wikipedia.org/wiki/Komparator_(Analogtechnik)#/media/File:Op-amp_symbol.svg
https://de.wikipedia.org/wiki/Komparator_(Analogtechnik)
Punke werden in Schaltungen nur an Abzweigungen gesetzt.

> Meine Frage nur wird sie auch funktionieren.
Nein, so niemals.

Die Eingänge +In und -In hängen einfach über Widerstände an +5V.
Unter der idealisierten Annahme, dass Eingänge von OPVs einen 
Eingangsstrom gegen Unendlich haben, ist also das Potential von +In = 
-In = +U_usb
Es fehlen also Widerstände.
Im Prinzip wolltst du so etwas wie eine Brückeschaltung mit einem Sensor 
aufbauen, nicht wahr.
https://www.elektrotechnik-fachwissen.de/grundlagen/brueckenschaltung.php
-> Sensor z.B. an Stelle R3 , Abgleichpoti dann z.B. für R4.

> Der Feuchtigkeitssensor wird mit einem Poti eingestellt. Sobald die
> Pflanze trocken ist, fließt ja nur wenig / kein Strom. Sollte dies der
> Fall sein, so ist ja am Komparator- Chip LM393(ist ja ein bekannter) IN-
> kleiner als In+
Das bezieht sich aber auf Spannungen, nicht auf die winzigen 
undefinierten Biasströme.

> und am Output ist ein Signal abzugreifen. Welches dann
> über einen Transistor die Pumpe aktiviert.
Q1 wird auch nicht schalten, weil der als npn-Typ mit einem pos, 
Basistrom geschaltet wird. Dieser müßte in deiner Schaltung von einem 
Potential über +U_usb kommen.  Außerdem, wie soll ein DC-Motor über den 
Elko C1 Strom bekommen?

Da der LM393 einen OC-Ausgang (open collector) hat, muß der Q1 als 
Ppnp-Typ gegen +U_usb arbeiten:
So geht es richtig (siehe 2. Bild von oben):
https://learn.sparkfun.com/tutorials/transistors/applications-i-switches

Man beachte auch die Schutzdiode (Freilaufdiode) über den Motor, welche 
Induktionsspannungen kurzschließt, damit der Transistor nicht gleich 
stirbt.

Q2 R2 LED sind so völlig überflüssig, weil Q2 mit der Basis am Emitter 
und der falschen Polarität niemals irgend was schalten wird.

> Das Ganze soll jetzt ohne Bestimmte Spannungen, Stromstärken oder
> Widerstandsgrößen angesehen werden, erstmal geht es nur um die Logische
> Zusammensetzung der Schaltung.
Es fehlen sowieso Abblock-Kondensatoren (Elkos, Keramik-C) um die 
Betriebsspannung zu stabilisieren und Störungen zu unterdrücken.
Wenn du schon vor +Ub des LM393 einen Widerstand setzt, dann muß da auch 
ein Kond. dran (par 10uF, Tiefpass).
https://www.electronics-tutorials.ws/de/filtern/passiver-tiefpassfilter.html

Außerden sollten keine ungenutzten Eingänge von OPVs offen bleiben, das 
kann zu Schwingen führen und den anderen Kanal stark beeinflussen.

Von der Idee her könnte das zu einer Schaltung für ein Demo-Projekt 
dienen.
Praktisch gibt es dann immer noch einige Fallen.

So muß die USB-Stromversorgung genug Strom für eine kleine Pumpe 
bringen.
Da zählt aber nicht nur der Nennstrom, sondern auch der Anlaufstrom, der 
das mehrfache des Nennstroms sein kann. Auch die Auswahl des Transistors 
Q1  für die Pumpe und des Basiswiderstandes R4 muß darauf hin ausgewählt 
werden. Evtl. reicht dann aber der Strom des Out-Pins nicht aus, um Q1 
sauber anzusteuern.
Ich würde bei so was eher auf 12V als Betriebsspannung setzen.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Auch die Eingänge des Komparators sind falsch beschaltet.

Was ist FIP?

https://de.wikipedia.org/wiki/FIP

von Nick H. (nick_h)


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Danke ,da werde ich mich mal rann machen um das ganze zu lernen und dann 
auch zu bauen. xD
FIP = Fachinterne Kompetenz Prüfung , an (Realschulen)

von Nick H. (nick_h)


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So dann evtl. ? Hoffe ich hab des jetzt so scho richtig verstanden.

von Hubert G. (hubertg)


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Sicher nicht.
C1,2,3 sind so fehl am Platz.
Der OP ist nach wie vor falsch beschaltet.
Die Led würde auch ohne C3 nie leuchten.

von HildeK (Gast)


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Nick H. schrieb:
> So dann evtl. ?

Auch nicht, die LED wird nie leuchten ... Mach R6 an Q1-C.

Wozu R7 und R10 in den Versorgungsleitungen? Zudem: Was soll C1? Damit 
erhält U1 keinen Strom und wird nichts tun.

C3 unterbricht die Versorgung der Transistorstufen.

R4 und R5 in Reihe? Du musst einen Teiler mit den beiden bauen, so dass 
am +E von U1 eine Referenzspannung anliegt.

C2 wird jeglichen Stromfluss durch den Sensor unterbrechen, damit kann 
E- nicht feuchteabhängig verändert werden. Auch das sollte ein 
Spannungsteiler aus R1, dem Sensor und R8 sein. Was soll D2 bewirken?

Sorry, aber das sieht alles recht falsch aus, außer:
- D1 ist korrekt.
- Q1 ist korrekt an U1 angeschlossen.

von Fred R. (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)


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Nimm nen Giesomat Sensor ;-)
Mal ernsthaft: Es gibt schon einige Pläne hier im Forum, bei denen du 
Teile davon verwenden kannst.

von Nick H. (nick_h)


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> Sorry, aber das sieht alles recht falsch aus, außer:
Hey , ich bin dir dankbar , ich wills ja schließlich auch dann 
verstehen.

von HildeK (Gast)


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Nick H. schrieb:
> Hey , ich bin dir dankbar

Ich helfe dir auch gerne. Aber als Hilfe zur Selbsthilfe, du willst ja 
was lernen.
Erklär mal in deiner Schaltung ein paar der angemerkten Bauteile und 
überlege, warum ich 'falsch' dazu sagen. Übrigens: ein Komparator 
vergleicht Spannungen, keine Ströme ... Du musst ihm also zwei 
Spannungen zum Vergleich anbieten, eine davon abhängig vom Widerstand 
des Feuchtesensors.

Beantworte meine Fragen von oben und von hier ...
Was beabsichtigst du mit:
- C2
- C3
- C1, R7, R10
- D2
- dem Anschluss von R6 (wann soll übrigens die LED leuchten?)
- Weißt du, was ein Spannungsteiler ist?

Nur am Rande: eine solche Art der Feuchtebestimmung funktioniert zwar, 
aber nicht lange. Der Sensor wird recht schnell korrodieren und in der 
feuchten Erde gibt es Elektrolyse. Für eine prinzipielle Demo reicht das 
aber schon.

Beitrag #5588228 wurde vom Autor gelöscht.
von HildeK (Gast)


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Sie sollen ja die Spannung teilen. Batteriespannung auf einen 
Referenzwert, z.B. auf die halbe Batteriespannung.
Und ein zweiter Teiler besteht aus dem Sensor und dem Poti. Auch die 
Anordnung teilt die Batteriespannung, aber jetzt auf einen von der 
Feuchte abhängigen Wert.
Die eine Teilspannung ist fest, die andere von der Feuchte abhängig. Und 
ein Komparator vergleicht Spannungen ...
Klingelt's?

von HildeK (Gast)


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Beitrag #5588228 wurde vom Autor gelöscht
Blöd - darauf hab ich geantwortet ...

von Nick H. (nick_h)


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> - C2              Sollte als Tiefpassfilter dienen
> - C3              Betriebsspannung aufrecht halten
> - C1, R7,R10      Tiefpass
> - D2              Weiß ich jetzt auch nimmer
> - dem Anschluss von R6 (wann soll übrigens die LED leuchten?)
Sobald die Pumpe angeht.

> - Weißt du, was ein Spannungsteiler ist?
Voher nicht habs mir jetzt aber mal angeschaut.
Aber wie aus R4 und R5 Teilen die Spannung doch schon..?

> feuchten Erde gibt es Elektrolyse. Für eine prinzipielle Demo reicht das
Ja das , dass war mir klar , ist ja auch nur für eine Präsentation.
Gibt es auch welche die nicht Korrodieren? Hätte jetzt halt so einen für 
den Arduino genommen, aber ohne das Rele , das wollt ich in meine 
Schaltung sozusagen glei mit ein bauen.

Die einen sagen jetzt halt , man braucht Kondensatoren und die anderen 
net...
Oder auch Widerstände am + und - pol vom Komparator?

Ich bin 15 und will des auch verstehen. Weil ich Elektronik wirklich 
toll find.

von Nick H. (nick_h)


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HildeK schrieb:
> Beitrag #5588228 wurde vom Autor gelöscht
> Blöd - darauf hab ich geantwortet ...

Wollt des grad mal zusammenfassen xD

von HildeK (Gast)


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Nick H. schrieb:

>> - dem Anschluss von R6 (wann soll übrigens die LED leuchten?)
> Sobald die Pumpe angeht.
Dann kann man den R und die LED parallel zum Motor legen. Spart den 
zweiten Transistor.
>
>> - Weißt du, was ein Spannungsteiler ist?
> Voher nicht habs mir jetzt aber mal angeschaut.
> Aber wie aus R4 und R5 Teilen die Spannung doch schon..?
Nein, zum Teilen einer Spannung nimmt man zwei Widerstände, einer an 
Plus, einer an GND und dazwischen ist die geteilte Spannung zu finden.
>
>> feuchten Erde gibt es Elektrolyse. Für eine prinzipielle Demo reicht das
> Ja das , dass war mir klar , ist ja auch nur für eine Präsentation.
> Gibt es auch welche die nicht Korrodieren?
Man kann sie vergolden. Aber die Elektrolyse bleibt. Üblicherweise 
betreibt man den Sensor mit einer Wechselspannung, dann ist das Problem 
wesentlich kleiner.

> Die einen sagen jetzt halt , man braucht Kondensatoren und die anderen
> net...
> Oder auch Widerstände am + und - pol vom Komparator?
Ja, braucht man auch. Aber zwischen Plus- und Minuspol! Nicht in Reihe 
zur Versorgung! Der Komparator bekommt eine Spannung an den 
Versorgungspins und es fließt ein (Gleich-)Strom, aber durch einen 
Kondensator kann der nicht durch.
Im Anhang mal ein Teilbild vom "Frontend", noch minimalistisch. Versuche 
das zu verstehen. C4 ist übrigens der genannte Kondensator.
>
> Ich bin 15 und will des auch verstehen. Weil ich Elektronik wirklich
> toll find.
War mir klar, dass du noch nicht soo alt bist (Realschule).

von Nick H. (nick_h)


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Vielen dank , hilft mir wirklich weiter

von HildeK (Gast)


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Du könntest jetzt mal versuchen, den Teil zu dimensionieren ...

Und dich über den Begriff 'Hysterese' im Zusammenhang mit Komparatoren 
schlau machen.

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