Verwendung eines OpAmps als Stromfühler

[Christian (Gast)]

Guten Tag,
das Ziel meiner Schaltung ist es, einen ziemlich kleinen Strom zu 
messen, aber unabhängig seiner tatsächlichen Größe, ein halbwegs binäres 
Signal auszugeben.
Meine Idee war es hier, den Spannungsabfall über einem Widerstand, 
mittels eines OpAmps zu verstärken.
Den relevanten Teil der Schaltung hänge ich an, wobei der Pfeil die 
technische Stromrichtung des zu "fühlenden" Stromes darstellt.
Ich habe diese Schaltung gebaut und sie funktioniert auch, wie ich es 
erwartet habe.
Da ich jedoch recht wenig Erfahrung mit OpAmps habe und diese Schaltung 
so nirgends Online gefunden habe, wollte ich fragen, ob es irgendein 
potenzielles Problem mit der Idee gibt, welches mir bisher nicht 
aufgefallen ist.

Vielen Dank im Voraus

Christian

[Christian P. (cp753951)]

Hatte vergessen, dass ich eine Account habe, schreibe das nur, damit ich 
Emails bei Antworten bekomme.

[Jörg R. (solar77)]

Was möchtest Du, einen Strom messen (analoger Messwert) oder ein binäres 
Signal (0 oder 1) ausgeben? Wenn binär, was soll dann signalisiert 
werden? Was heißt deine Schaltung funktioniert? Unter Umständen gibt der 
OPV ständig eine 1 am Ausgang raus, unabhängig davon wieviel Strom durch 
den Widerstand (5K ?) fließt.

Christian schrieb:
> Meine Idee war es hier, den Spannungsabfall über einem Widerstand,
> mittels eines OpAmps zu verstärken.

Dein OPV verstärkt in dieser Schaltung rein Theoretisch unendlich, 
praktisch irgendwas um die 100000.

Christian schrieb:
> Den relevanten Teil der Schaltung hänge ich an..

Besser wäre alles zu zeigen. Schreibe mal genau was du machen möchtest, 
und bitte nicht in der oftmals beliebten Salamitaktik;-)

[Christian P. (cp753951)]

Danke für die schnelle Antwort.
Wahrscheinlich ein Fall von "ich weiß ja was ich meine, also werden es 
andere auch verstehen".

Die Schaltung soll als Besetztmeldeelektronik bei einer Modelleisenbahn 
verwendet werden.
Der Widerstand soll immer eine Verbindung von der Fahrspannung U_Fa zum 
Gleis erzeugen, sodass bei Vorhandensein eines Zuges ein kleiner Strom 
fließt, welcher jedoch nicht ausreicht, um den Zug fahren zu lassen.

>Unter Umständen gibt der OPV ständig eine 1 am Ausgang raus, unabhängig davon 
wieviel Strom durch den Widerstand (5K ?) fließt.

Da bei Abwesenheit eines Zuges kein Strom fließt nicht.

>Dein OPV verstärkt in dieser Schaltung rein Theoretisch unendlich, praktisch 
irgendwas um die 100000.

Aber ja nicht über die Versorgungsspannung. Dies meine ich mit Binär.
Wenn ein Strom fließt - +U
Wenn keiner fließt - +0

>Besser wäre alles zu zeigen.

Der Transistor unten links schaltet den eigentlichen Fahrstrom zum 
Gleis, das Relais soll angehen, wenn das Gleist besetzt ist, der 
Kondensator ist zum Glätten kurzzeitiger Kontaktverluste zwischen Zug 
und Gleis.

[Jörg R. (solar77)]

Ist die Spannung +U_FA immer vorhanden? Versorgt sie auch den OPV? 
Welche Spannung misst Du über dem Widerstand wenn a) Gleis besetzt, b) 
Gleis nicht besetzt?

Meiner Ansicht nach funktioniert die Schaltung so nicht. Der positive 
Eingang des OPV ist immer höher als die Spannung am negativen Eingang.

[MiWi (Gast)]

Christian schrieb:
> Guten Tag,
> das Ziel meiner Schaltung ist es, einen ziemlich kleinen Strom zu
> messen, aber unabhängig seiner tatsächlichen Größe, ein halbwegs binäres
> Signal auszugeben.

Was ist im Rahmen von Modelbahnen ein kleiner Strom?

Da wo ich arbeite sind 100mA ziemlich kleine Ströme...

bei einem aktiven Sensor sind 10nA kleine Ströme.


Und sei so nett und schalte - egal was sonst noch kommt - zwischen dem 
Shunt und den Eingängen 10k-Widerstände. Der OPV wird es mit längerer 
Lebensdauer danken.

Und wegnehmen kannst Du sie dann immer noch

[Christian P. (cp753951)]

>Ist die Spannung +U_FA immer vorhanden?

Ja, ca. 15V

>Versorgt sie auch den OPV?

Ja

>Welche Spannung misst Du über dem Widerstand wenn a) Gleis besetzt, b) Gleis 
nicht besetzt?

a): wenn der Transistor zu ist, 15V, wenn er offen ist, ca. 2V
b): 0V

>Der positive Eingang des OPV ist immer höher als die Spannung am negativen 
Eingang.

Nicht, wenn kein Zug auf dem Gleis steht, demnach keine Verbindung zur 
Masse da ist, weshalb kein Strom fließt und keine Spannung am Widerstand 
abfällt.

>Was ist im Rahmen von Modelbahnen ein kleiner Strom?

Eine Lok braucht, wenn sie fährt ca. 500mA. Der Widerstand muss aber so 
groß sein, dass sie durch den zu fühlenden Strom (bei meinen Werten ca. 
3,5mA) nicht fährt.

>Und sei so nett und schalte - egal was sonst noch kommt - zwischen dem Shunt und 
den Eingängen 10k-Widerstände.

So etwas meinte ich mit Sachen, die ich nicht über OpAmps weiß.
Ich werde das mal machen und sehen was passiert.

Ich hatte irgendwie die Sorge, dass an dem OpAmp irgendwelche 
Schwingungen entstehen. Ist so etwas möglich/ ein Problem?

[Wolfgang (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Der Transistor unten links schaltet den eigentlichen Fahrstrom zum
> Gleis, das Relais soll angehen, wenn das Gleist besetzt ist, der

Wie hast du dir das mit dem Relais vorgestellt?
R10 mit 100kΩ - falls ich die Klötzchengraphik nicht falsch 
interpretiert habe - ist ziemlicher Unfug.

Dem OP solltest du an seinem nicht invertierenden Eingang eine Spannung 
geben, die definiert kleiner als U_FA ist, sonst kann dir die 
Offset-Spannung des OP in die Suppe spucken. Du willst eine wohl 
definierte Schaltschwelle!

[Christian P. (cp753951)]

>ist ziemlicher Unfug

Das stimmt natürlich, hab da einfach noch nicht die richtigen Werte 
eingetragen.
Die Idee ist, dass sich der Kondensator relativ schnell über die Diode 
aufläd und sich dann langsam über den parallelen Widerstand entläd.

[Stefan F. (Gast)]

Versuche es mal mit einem ganz simplen bipolaren Transistor.

U_FA o---+-------------+
         |             |
        |~|            |
RBES    |_|            |
         |     1k    |/<
         +---[===]---|     BC327-40
         |           |\
       Gleis           +--------+
         |             |        |
         |        Relais-Spule  |
         |             |        |
GND o----+-------------+---|>|--+
                           Freilaufdiode

Falls das Relais flattert, schalte einen Kondensator parallel:

---------+--Relais Spule--+-----------
         |                |
         +---||---[===]---+
        
           220µF   75Ω

Der Widerstand begrenzt den Ladestrom.

[Christian P. (cp753951)]

> Dem OP solltest du an seinem nicht invertierenden Eingang eine Spannung
> geben, die definiert kleiner als U_FA ist, sonst kann dir die
> Offset-Spannung des OP in die Suppe spucken. Du willst eine wohl
> definierte Schaltschwelle!

Ist dies auch ein Problem, wenn ich den OpAmp nur mit +0 und +U_FA 
versorge, denn am Ausgang messe ich nur 0V oder ca. 13,5V und meine 
Schaltung funktioniert halt, wie ich es möchte.

[Christian P. (cp753951)]

> Versuche es mal mit einem ganz simplen bipolaren Transistor.

An welcher Stelle soll ich denn da die eigentliche Fahrspannung 
einspeisen?

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> denn am Ausgang messe ich nur 0V oder ca. 13,5V und meine
> Schaltung funktioniert halt, wie ich es möchte.

Ja, zufällig. Und morgen vielleicht nicht mehr. order wenn due den 
OP-Amp aml erneuern musst. Du kannst dich nicht darauf verlassen, dass 
der OP-Amp bei 0V Eingangsspannung auch 0V ausgibt. Das ist reiner 
zufall, der hier aus der Kombination des Eingangs-Offset mit der sehr 
hohen Verstärkung entsteht. Der Op-Amp könnte genau so gut auch ständig 
13,5V ausgeben.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> An welcher Stelle soll ich denn da die eigentliche Fahrspannung
> einspeisen?

Ich dachte das sei eindeutig. An U_FA.

[Christian P. (cp753951)]

> Ich dachte das sei eindeutig. An U_FA.

Was ist denn dann RBES?

[Christian P. (cp753951)]

Also welche Größenordnung?

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Was ist denn dann RBES?

Ich verstehe nicht worauf du hinaus willst. Du hast diese Bezeichner 
selbst in deiner eigenen Schaltung gewählt und ich habe sie 1:1 
übernommen, damit die sie wieder erkennst.

> Meine Idee war es hier, den Spannungsabfall über einem
> Widerstand, mittels eines OpAmps zu verstärken.

Dieser Widerstand ist RBES, der Shunt. Kann es sein, dass du deine 
eigene Schaltung nicht einmal ansatzweise verstanden hast? Von wo hast 
du sie und die Erklärungen dazu kopiert?

> Also welche Größenordnung?

Du hast bereits einen passenden Wert festgelegt, hast du selbst 
geschrieben. Am Widerstand fallen bei "besetzt" 2 bis 15V ab. So soll 
das auch bleiben.

[Christian P. (cp753951)]

> Ja, zufällig.

Was meinst du denn mit 0V Eingangsspannung? 0V Differenz, denn die habe 
ich ja immer, wenn kein Strom durch den Widerstand fließt.
Und ist das nicht etwas anderes, als das, was du vorher über den 
nicht-invertierenden Eingang geschrieben hast?
Würde dort eine Art Spannungsteiler reichen?

[Christian P. (cp753951)]

An Stefanus:

Kopiert habe ich das nirgendwo, deshalb frage ich ja hier, ob es 
Probleme geben könnte.

Tut mir leid, wenn ich mich nicht verständlich genug ausdrücke.

In meiner Schaltung kommt der eigentliche Fahrstrom nicht durch RBes, 
sondern wie in meiner 2. Abbildung zu sehen, durch den Transistor unten 
links.
RBes hat bei mir ca 5kOhm, was in deiner Schaltung dazu führt, dass der 
Zug nicht fahren wird.
Meine Schaltung ist nähmlich darauf ausgelegt, dass der Zug auch stehen 
bleiben kann, aber das Gleis trotzdem besetzt gemeldet wird.

[Stefan F. (Gast)]

Jeder OP-Amp hat einen Eingangsspannungs-Offset, weil er nicht perfekt 
ist. Der kann je nach Glück und Temperatur mal positiv und mal negativ 
sein. Spannungen in Höhe einstelliger Millivolt sind da üblich.

Dass heisst: Während an deinem Widerstand tatsähclich 0V abfallen, 
"sieht" der OP-Amp stattdessen zum Beispiel +5mV. Oder auch -7mV.

+5mV im Faktor 100.000 Verstärkt ergeben (zusammen mit dem maximal 
Möglichen) deine 13,5V. Der Ausgang würde ständig auf 13,5V kleben.

Du hast hier einfach nur Glück, dass deine Offsetspannung zufällig exakt 
0 oder negativ ist.

[Christian P. (cp753951)]

> Jeder OP-Amp hat einen Eingangsspann...

Ok, vielen Dank für den Hinweis.
Tatsächlich, wenn ich den OpAmp etwas aufheize, geht die Besetztmeldung 
an.
Was mich an der Transistorlösung, die wir aktuell auch verwenden, etwas 
stört, ist, dass die Funktion sehr von den Widerstandswerten abhängt, 
weshalb ich nach Alternativen suchen wollte.

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Ein Dual-Optokoppler mit antiparallelgeschalteten LED's und einem 2k2 
Vorwiderstand könnte das auch erkennen und sogar in beiden 
Fahrtrichtungen, je nach Polung.

[Christian P. (cp753951)]

> Ein Dual-Optokoppler mit antiparallelgeschalteten LED's und einem 2k2
> Vorwiderstand könnte das auch erkennen und sogar in beiden
> Fahrtrichtungen, je nach Polung.

An Optokoppler hatte ich auch gedacht, muss mal probieren, ob die 
feinfühlig genug sind.
Es gibt nähmlich neben der Lok selber, auch noch die Wagen, welche ca. 
einen 5k Widerstand darstellen und auch erkannt werden müssen.
Da die Richtung erst nach dieser Schaltung festgelegt wird, sollte einer 
reichen.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Was mich an der Transistorlösung, die wir aktuell auch verwenden, etwas
> stört, ist, dass die Funktion sehr von den Widerstandswerten abhängt,
> weshalb ich nach Alternativen suchen wollte.

Das ist doch auch so gewollt. Ich würde es wollen.

Irgendwo will man ja einstellen, ab welchem Strom die Besetzt-Meldung 
aktiviert wird. Du willst ja nicht, dass das Gleis schon als "besetzt" 
gilt, wenn die Katze drauf sitzt - oder vielleicht doch? Hmm,....

Klar kannst du den Shunt einfach weg lassen. Aber dann reagiert die 
Schaltung schon auf jeden kleinen Furz, das wirst du nicht wollen.

[Christian P. (cp753951)]

> Irgendwo will man ja einstellen, ab welchem Strom die Besetzt-Meldung

Natürlich, ich dachte nur ein OpAmp würde da eine klarere Meldung geben.
Der Transistor muss halt im Bereich von eim paar Zehntel Volt 
öffnen/Schließen.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> ich dachte nur ein OpAmp würde da eine klarere Meldung geben.

Falls du damit eine eindeutige Unterscheidung zwischen "besetzt" und 
"nicht besetzt" meinst, die erledigt das Relais. Das Zauberwort dahinter 
heisst: Hysterese.

Falls du eine möglichst kleine Hysterese erreichen möchtest, verwende 
einen Transistor mit möglichst hoher Stromverstärkung. Darlington 
Transisoren (bestehend aus zwei einzelnen) haben eine sehr hohe 
Verstärkung, brauchen aber 1,4V Steuerspannung, während ein einzelner 
Transistor bei etwa 0,7V anspricht.

Ich halte eine besonders kleine Hysterese allerdings für nocht sinnvoll, 
da störanfällig.

[Christian P. (cp753951)]

Das dass Relais nur ein oder aus kann, ist mir klar. Ebenfalls nutze 
ich, wie in meinem Schaltplan zu sehen, ein Darlington-Array.
Mich stört nur, dass bei einer bestimmten Spannung an dessen Basis das 
Relais anziehen soll, aber bei nur ein paar zehntel Volt unterschied 
nicht.
Die Abstimmung der Widerstandswerte muss also in einem sehr kleinen 
Fenster geschehen, da das Relais sonst immer oder nie an geht.
Bei meinem OpAmp fand ich das deutlich tolleranter. Mit meinem 5k Shunt 
lag die Grenze, bei der eine Last Besetzt gemeldet wird bei ca. 10k.
Mit einem 100K Shunt, hat er auch 100k bemerkt, als ich diesen wegnahm 
ging die Meldung wieder aus.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Ebenfalls nutze
> ich, wie in meinem Schaltplan zu sehen, ein Darlington-Array.

Welcher Plan?

> Mich stört nur, dass bei einer bestimmten Spannung an dessen Basis
> das Relais anziehen soll, aber bei nur ein paar zehntel Volt
> unterschied nicht.

Den Satz verstehe ich nicht nicht. Willst du, dass die Schaltung auf ein 
paar zehntel Volt reagiert, oder nicht? Ich würde es nicht wollen, eben 
weil sie sonst sehr Störanfällig würde.

> Die Abstimmung der Widerstandswerte muss also in einem sehr
> kleinen Fenster geschehen, da das Relais sonst immer oder nie an geht.

Wie passt das zu deiner Aussage, dass am Widerstand bei "besetzt" 2V 
abfallen und bei "nicht besetzt" Null Volt?

Wenn es da wirklich auf wenige Millivolt ankommt, dann solltest du den 
ganzen Ansatz komplett in die Tonne kloppen. Denn derart geringe 
Schwankungen werden schon durch wechselnde Belastung des Netzteils, 
wechselnde Übergangswiderstände zwischen Rad und Schiene sowie 
Temperaturschwankungen entstehen.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Versuche es mal mit einem ganz simplen bipolaren Transistor.
>
> An welcher Stelle soll ich denn da die eigentliche Fahrspannung
> einspeisen?

Christian P. schrieb:
>> Ich dachte das sei eindeutig. An U_FA.
>
> Was ist denn dann RBES?

Du stellst Fragen zu deiner eigenen Schaltung. Ich dachte sie 
funktioniert. Meiner Ansicht nach kann sie nicht funktionieren, dass 
schrieb ich schon. Wenn +U_FA immer da ist, und das ist lt. einer Frage 
von mir an Dich so, liegt diese Spannung permanent an dem positiven 
Eingang des OP. Wie soll der jemals den Ausgang auf 0V kommen, außer 
wenn sich der von Stefanus erwähnte Offsetfehler bemerkbar macht. Wenn 
der Ausgang dadurch bedingt auf 0V geht ist dieser Zustand aber nicht 
erwünscht. Damit der Ausgang OP auf 0V am Ausgang kommt muss die 
Spannung +Gleis höher sein wie +U_FA. Kann das passieren? Ich vermute 
mal nein. Die Schaltung zeigt sich für uns auch nicht komplett und ist 
daher auch nur in Teilen zu interpretieren.

Ist der Plan wirklich so wie deine praktische Umsetzung aussieht?

Vielleicht wären weitere Informationen interessant.

[Christian P. (cp753951)]

> Welcher Plan?

Den Anhang des 4. Posts

>Wie passt das zu deiner Aussage, dass am Widerstand bei "besetzt" 2V
>abfallen und bei "nicht besetzt" Null Volt?

Diese Aussage galt für meine Schaltung mit dem OpAmp.
Der Satz mit den zehntel Volt bezog sich auf die von dir vorgeschlagene 
Schaltung mit dem Transitor.
Im Anhang ist die um einen Fahrstromtransistor erweiterte Fassung deiner 
Schaltung.
Wenn der Fahrstrom an ist und kein Zug da ist, liegt der Punkt A auf dem 
Potential von U_Fa. Hier muss der Transistor zu sein.
Wenn der Fahrstrom an ist und ein Zug da ist, liegt der Punkt A auf dem 
Potential U_Fa-0,7V also nur 0,7V Unterschied. Hier muss der Transistor 
offen sein.
Diese Schwankungsabhängigkeit stört mich an deiner und auch an der in 
ähnlicher Form von uns aktuell verwendeten Schaltung, da ich dieses 
Problem mit meinem OpAmp nicht habe.

[Christian P. (cp753951)]

> Du stellst Fragen zu deiner eigenen Schaltung.

Nein, die waren auf die Schaltung von Stefanus bezogen

> Ich dachte sie funktioniert.

Tut sie auch.

> Wenn +U_FA immer da ist, und das ist lt. einer Frage
> von mir an Dich so, liegt diese Spannung permanent an dem positiven
> Eingang des OP. Wie soll der jemals den Ausgang auf 0V kommen

Da er meines Wissens nach die Differenz der beiden Eingänge verstärkt, 
und die kann ja 0V sein.

>Ist der Plan wirklich so wie deine praktische Umsetzung aussieht?

Ich Poste gleich ein Bild

[Stefan F. (Gast)]

> Christian P. schrieb:
>> Ebenfalls nutze ich, wie in meinem Schaltplan
>> zu sehen, ein Darlington-Array.

Stefanus F. schrieb:
> Welcher Plan?

Christian P. schrieb:
> Den Anhang des 4. Posts

Da sehe ich einen Operationsverstärker an der relevanten Stelle, keinen 
Darlington Transistor.

Christian P. schrieb:
> Diese Schwankungsabhängigkeit stört mich an deiner und auch an der in
> ähnlicher Form von uns aktuell verwendeten Schaltung, da ich dieses
> Problem mit meinem OpAmp nicht habe.

Doch die hast du dort auch, hast du selbst weiter oben bestätigt.

Ansonsten kann ich deiner Antwort in wesentlichen Teilen nicht folgen. 
Ich verstehe nicht, was du damit aussagen möchtest.

Das Kernproblem dieses Threads ist, dass du die Ausgangssituation und 
die Anforderungen nicht kommuniziert hast. Also fange nochmal von vorne 
an.

1) Du möchtest, dass ein Relais anzieht, wenn ein Gleis durch den Zug 
belegt ist. Richtig? Wenn nicht, bitte detailliert klarstellen.

2) Um zu erkennen, ob das Gleis belegt ist, legst du eine Spannung von 
+15V über einen Widerstand an das Gleis. Wenn es belegt ist, fällt an 
dem Widerstand eine Spannung ab. Wenn es nicht belegt ist, fällt (im 
Idealfall) keine Spannung ab. Richtig? Wenn nicht, bitte detailliert 
klarstellen.

3) Du hast einen geeogneten Widerstands-Wert ermittelt, an dem 2V bei 
belegt abfallen und fast Null Volt Weniger bei nicht belegt. Richtig? 
Wenn nicht, bitte detailliert klarstellen.

4) Obwohl der Spannungsabfall an dem Widerstand sehr deutlich ausfällt, 
möchtest du, dass die Schaltung auf wenige Millivolt Unterschied 
reagiert. Warum? Bitte detailliert klarstellen.

Außerdem wird es wohl hilfreich sein, den gesamten Schaltplan zu sehen. 
Denn offensichtlich liegen Dir irgendwelche wesentlichen infos vor, die 
du hier noch icht genanntn hast. Viellier ergeben die sich aus der 
Schaltung.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Wenn +U_FA immer da ist, und das ist lt. einer Frage
>> von mir an Dich so, liegt diese Spannung permanent an dem positiven
>> Eingang des OP. Wie soll der jemals den Ausgang auf 0V kommen
>
> Da er meines Wissens nach die Differenz der beiden Eingänge verstärkt,
> und die kann ja 0V sein.

Christian P. schrieb:
>>Ist die Spannung +U_FA immer vorhanden?
>
> Ja, ca. 15V

Was denn nun? Dann trifft meine Theorie zu.

Wenn die Differenz 0V ist kommt das Problem mit dem Offsetfehler.


Christian P. schrieb:
>> Du stellst Fragen zu deiner eigenen Schaltung.
>
> Nein, die waren auf die Schaltung von Stefanus bezogen

Nein, RBES (5K) ist in deinem Plan, und nach ihm fragst Du.


Die User die hier mitschreiben würden dir gerne helfen. Das geht aber 
nur wenn korrekte Informationen vorliegen.


Stefanus F. schrieb:
> Das Kernproblem dieses Threads ist, dass du die Ausgangssituation und
> die Anforderungen nicht kommuniziert hast. Also fange nochmal von vorne
> an.

Das sehe ich auch so.

[Christian P. (cp753951)]

Ok ich versuche es nochmal:

> 1) Du möchtest, dass ein Relais anzieht, wenn ein Gleis durch den Zug
> belegt ist. Richtig? Wenn nicht, bitte detailliert klarstellen.

Richtig

> 2) Um zu erkennen, ob das Gleis belegt ist, legst du eine Spannung von
> +15V über einen Widerstand an das Gleis. Wenn es belegt ist, fällt an
> dem Widerstand eine Spannung ab. Wenn es nicht belegt ist, fällt (im
> Idealfall) keine Spannung ab. Richtig? Wenn nicht, bitte detailliert
> klarstellen.

Richtig

> 3) Du hast einen geeogneten Widerstands-Wert ermittelt, an dem 2V bei
> belegt abfallen und fast Null Volt Weniger bei nicht belegt. Richtig?
> Wenn nicht, bitte detailliert klarstellen.

2V wenn belegt, 0V wenn nicht.

> 4) Obwohl der Spannungsabfall an dem Widerstand sehr deutlich ausfällt,
> möchtest du, dass die Schaltung auf wenige Millivolt Unterschied
> reagiert. Warum? Bitte detailliert klarstellen.

Nein alle meine Aussagen über die zehntel Volt bezogen sich auf den 
Vorschalag von Stefanus.

Jörg R. schrieb:

>Was denn nun? Dann trifft meine Theorie zu.

U_Fa liegt ständig am + Eingang des OpAmps an. Der -Eingang liegt am 
Gleis, sodass die Differenz 0 sein kann, aber nicht immer ist.

> Nein, RBES (5K) ist in deinem Plan, und nach ihm fragst Du.

Ich fragte nach dem RBEs in Stefanus Plan, welcher die Bezeichung 
übernahm.


Ich wollte nochmal sagen, was mein eigentliches Problem ist:
Ich habe die Schaltung gebaut und sie funktioniert auch.
Da ich jedoch nicht viel Erfahrung mit OpAmps habe, wollte ich hier nach 
möglichen Problemen fragen.
Bisher habe ich folgende Ergebnisse:
  1. 10k Widerstände vor die Eingänge zum Schutz des OpAmps
  2. Der Eingangsspannungs-Offset kann Probleme machen

[Christian P. (cp753951)]

Hier ein Bild des Aufbaus.

Und hier ein Link, zu meiner Schaltung in Aktion.
https://www.youtube.com/watch?v=OUCIaPH_deA&feature=youtu.be

Die schwarze Box simuliert eine Lok.
Der Taster schaltet den Fahrstromtransistor an.
Die LED rechts zeigt die Besetztmeldung an.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Nein alle meine Aussagen über die zehntel Volt bezogen sich auf den
> Vorschalag von Stefanus.

Ich bin doch der Stefanus!

Du hast gerade alle meine Annahmen bestätigt und dennoch verlangst du 
irgendwas mit feinen Millivolts, obwohl dazu keinerlei Notwendigkeit 
besteht.

> Ich habe die Schaltung (mit OP-Amp) gebaut und sie funktioniert auch.

Waren wir uns nicht darüber einig, dass sie nicht funktioniert?

> Tatsächlich, wenn ich den OpAmp etwas aufheize,
> geht die Besetztmeldung an.

Sorry, aber so kommen wir nicht weiter. Ich bin raus, denn ich fühle 
mich von Dir nicht ernst genommen.

[Christian P. (cp753951)]

> Sorry, aber so kommen wir nicht weiter. Ich bin raus, denn ich fühle
> mich von Dir nicht ernst genommen.

Ok, das tut mir leid, trotzdem danke für deine Hilfe.

Mit erhitzen meinte ich übrigens mit der Heißluftpistole draufhalten und 
sah das als Bestätigung, dass das Problem der Eingangsspannungs-Offset 
existiert, aber vielleicht lösbar ist.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> dass das Problem der Eingangsspannungs-Offset
> existiert, aber vielleicht lösbar ist.

Sicher ist es lösbar. Am Vernünftigsten, indem man an dieser Stelle 
keinen OP-Amp verwendet.

[Christian P. (cp753951)]

> Sicher ist es lösbar. Am Vernünftigsten, indem man an dieser Stelle
> keinen OP-Amp verwendet.

Ok, ich wollte nur alternative Ideen ausprobieren

[Jörg R. (solar77)]

Stefanus F. schrieb:
> Ich bin raus, denn ich fühle mich von Dir nicht ernst genommen.

Hallo Stefanus, ich denke der TO nimmt die Kommentare schon ernst. Es 
gibt aber massive Verständnisprobleme. Dazu kommt (Sorry TO) Unkenntnis 
über z.B. was Offset bedeutet und wie es sich auswirkt, um ein Beispiel 
zu nennen.

Der TO gibt sich schon Mühe, das sieht man am Aufbau und dem Video.
Also, mache wieder mit;-)


@TO
Hast Du von dem Aufbau auf dem Breadboard einen kompletten Schaltplan 
mit Bezeichnung und den Werten der Bauteile, und welche Potentiale wo 
anliegen.
Also Versorgungsspannung, GND...


Welches Potential legst du in dem Video mit der roten Klemmen an die 
Stifte unten links an?

Weitere Fragen folgen...;-)

[Christian P. (cp753951)]

Vielen Dank.

>Welches Potential legst du in dem Video mit der roten Klemmen an die
>Stifte unten links an?

Wenn du unten rechts meinst:
Das ist das eine Ende des Lok-Simulators. Das andere ist die Schwarze 
Klemme oben an 0V. Der Lok-Simulator besteht aus der Glühbirne und einem 
parallelen 39Ohm Widerstand, sodass durch ihn ungefähr der selbe Strom, 
wie bei einer Lok fließt

[Christian P. (cp753951)]

> Hast Du von dem Aufbau auf dem Breadboard einen kompletten Schaltplan
> mit Bezeichnung und den Werten der Bauteile

Bitte sehr.

[Christian P. (cp753951)]

Hier noch das Steckbrett.
Ich hatte die irrelevanten Bauteile entfernt, das Verhalten blieb wie im 
Video.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Bitte sehr.

Willst du den BD675 unbedingt als Raumheizung verwenden, oder was hast 
Du Dir bei dabei gedacht, ihn so zu beschalten?

[Christian P. (cp753951)]

Was soll den denn grillen?

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Was soll den denn grillen?

Seine eigene Verlustleistung. Der wird doch heiß!

[Christian P. (cp753951)]

Der ist für 4A ausgelegt und auf den fertigen Platinen werden wir auch 
Kühlkörper verwenden. Der wird ja auch nur belastet, wenn ein Zug dort 
fährt.

[Christian P. (cp753951)]

Der Gleisabschnitt, der von dieser Schaltung überwacht wird, ist auch 
immer nur ein paar Meter lang. Der wird also nicht dauerbelastet.
Ich sehe bei dem kein Problem, vor allem da wir den schon seit Jahren 
verwenden und (solange man keinen Leiter auf den Schienen liegen lässt) 
keine Probleme macht.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Der ist für 4A ausgelegt und auf den fertigen Platinen werden wir auch
> Kühlkörper verwenden.

Das ist auch wieder maximal schlecht gelöst. An diese Stelle gehört ein 
P-Kanal MOSFET, an dem weniger als 0,1 Volt verloren gehen würde und 
dementsprechend wenig Verlustleistung. Kühlkörper wären dann gar nicht 
nötig.

Die beiden Dioden gehören da auch nicht hin, die verheizen auch unnötig 
Energie. Das bisschen Energie mag Dir egal sein, aber die ganze Abwärme 
abzuführen ist ein Aufand, den ich mir nicht ohne Not antun würde.

[Christian P. (cp753951)]

> An diese Stelle gehört ein
> P-Kanal MOSFET

Daran hatte ich auch schon gedacht, jedoch geht es mir hierbei wirklich 
nur um den OpAmp.
Die Diode in der Basis ist da, da der BD675 als Darlington-Array eine 
Verbindung vom Emitter zur Basis hat, welcher ebenfalls die 
Besetztmeldung auslösen würde.
Die Diode im Collector ist in dieser Schaltung schlicht überflüssig und 
ist noch überrest einer Schaltung, die anzeigen sollte, ob die Sicherung 
durch ist.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> jedoch geht es mir hierbei wirklich nur um den OpAmp.

Das habe ich schon gemerkt. Aber so wie du ihn eingesetzt hast, ergibt 
die Schaltung keinen Sinn. Er verstärkt die Spannung am Shunt fast 
unendlich hoch. Selbst wenn er absolut Null Offset hätte, ergäbe das 
keinen Sinn, da "unendlich" zu viel ist, um ein definiertes Verhalten 
vorauszusagen.

Wen du unbedingt Operationsverstärker verwenden willst, dann brauchst du 
eine Referenzspannung, mit der du die Spannung an Shunt vergleichst. 
Außerdem würde ich einen Schmitt-Trigger einsetzen, damit der Ausgang im 
Grenzbereich nicht hin und her flattert.

Da hast du Stichwörter zum lernen: Komparator, Schmitt-Trigger, 
Referenzspannung. Komparator und Schmitt-Trigger kann man zu einer 
Einheit kombinieren.

Damit sind wir wieder weit weg von deinen wenigen Millivolt und kommen 
erneut zu der Erkenntnis, dass ein einfacher Transistor + Relais an 
dieser Stelle einfacher, billiger und robuster ist.

Aber ich will nicht nerven, tust du ja auch nicht :-)

[Christian P. (cp753951)]

> Aber ich will nicht nerven, tust du ja auch nicht :-)

Ich nerve ja nicht absichtlich und zwinge dich auch nicht hier zu 
Antworten.

Du hast recht, die von dir genannten Begriffe kenne ich nicht.
Ich habe aber ja nun auch (noch) kein E-Tecknik Studium abgeschlossen 
und mache dass hier rein als Hobby im Rahmen einer AG an meiner Schule.

>Damit sind wir wieder weit weg von deinen wenigen Millivolt

Ich habe das Wort "millivolt" nie benutzt und immer nur im Rahmen deiner 
Transistorschaltung von zehntel Volt gesprochen.
Bei meinem OpAmp ist an keiner Stelle eine solche Genauigkeit notwendig.
Von den Versuchen, die ich gemacht habe, scheint mir halt meine 
Schaltung robuster.

>Aber so wie du ihn eingesetzt hast, ergibt
>die Schaltung keinen Sinn. Er verstärkt die Spannung am Shunt fast
>unendlich hoch.

Wenn sie absolut keinen Sinn machen würde, würde sich ja nicht das 
Ergebnis aus dem Video zeigen.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Ich habe das Wort "millivolt" nie benutzt und immer nur im Rahmen deiner
> Transistorschaltung von zehntel Volt gesprochen.

Ok, ich habe übertrieben.

> Von den Versuchen, die ich gemacht habe, scheint mir halt meine
> Schaltung robuster.

Die Betonung liegt bei "scheint", denn sie ignoriert die Grundlagen der 
OP-AMP Schaltungstechnik und funktioniert daher nur mit Glück. Haben wir 
ja schon ausführlich erklärt.

> Wenn sie absolut keinen Sinn machen würde, würde sich ja
> nicht das Ergebnis aus dem Video zeigen.

Bei deiner 50/50 Chance hattest du einfach nur Glück. Es macht aber 
keinen Sinn, auf sein Glück zu hoffen und schon gar nicht von Robustheit 
zu sprechen.

[Christian P. (cp753951)]

>Bei deiner 50/50 Chance hattest du einfach nur Glück. Es macht aber
>keinen Sinn, auf sein Glück zu hoffen und schon gar nicht von Robustheit
>zu sprechen.

Ich würde halt nur gerne sehen, dass meine Schaltung nicht immer 
funktioniert und das nicht nur, wenn ich den Heißluftföhn draufhalte.
Welche Änderung würde denn "die Münze neu werfen"? Ein wechsel des 
OPAmps?

[Stefan F. (Gast)]

Kaufe mal den gleichen OP-AMP bei mehreren Händlern un dprobiere dich 
durch. Ich bin ganz sicher, dass einige davon nicht funktionieren 
werden.

Fall doch, können wir uns vielleicht für ein Lukratives Glücksspiel 
zusammen tun. Pferde Wetten oder Lotto. Wie wär's damit?

Meine Frau sagte mal vor ein paar Tagen: Ich gerate immer an dumme 
Freundinnen und doch beneide ich sie, denn das Glück ist mit den Dummen. 
Dann erzählte sie, was ihre aktuelle Freuding jetzt schon wieder 
verbockt hat und wie sie da mit viel Glück wieder heile heraus kam.

[Christian P. (cp753951)]

Tatsächlich scheinen es von den 10, die ich habe nur 2 zu tun (ich habe 
also eher Pech gehabt).

Vielen Dank, dass du (und die anderen, die was geschrieben haben), mich 
darauf hingewiesen hast. (Sonst wäre das teuer geworden, wenn wir 150 
davon gebaut hätten).

Ich entschuldige mich nochmal für meine Unwissenheit und meine unklare 
Ausdrucksweise.

Wir werden also wohl bei unserer aktuellen Transistorlösung bleiben, 
wenn auch ein kurzer Abstecher zu den Optokopplern nichts bringt.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>>Bei deiner 50/50 Chance hattest du einfach nur Glück. Es macht
> aber
>>keinen Sinn, auf sein Glück zu hoffen und schon gar nicht von Robustheit
>>zu sprechen.
>
> Ich würde halt nur gerne sehen, dass meine Schaltung nicht immer
> funktioniert und das nicht nur, wenn ich den Heißluftföhn draufhalte.
> Welche Änderung würde denn "die Münze neu werfen"? Ein wechsel des
> OPAmps?

Ein Wechsel wäre möglich, ist aber nicht unbedingt nötig. Die 
Beschaltung muss anders gemacht werden.

Du benötigst einen Komparator mit Schmitt-Trigger-Charakteristik. 
Komparator wurde bereits in einem Kommentar erwähnt, wenn ich mich recht 
erinnere.

Es gibt auch Bausteine mit 4 dieser Komparatoren in einem Gehäuse.

Mein Problem ist das ich noch nicht begriffen habe was an dem 
Minuseingang des OPV anliegt wenn Gleis besetzt. Ich sehe hier den Wald 
vor lauter Bäumen nicht.


Stefanus F. schrieb:
> Das ist auch wieder maximal schlecht gelöst. An diese Stelle gehört ein
> P-Kanal MOSFET, an dem weniger als 0,1 Volt verloren gehen würde und
> dementsprechend wenig Verlustleistung. Kühlkörper wären dann gar nicht
> nötig.

Ich würde such keinen BD... verwenden, sondern den von Stefanus 
vorgeschlagenen Transistortyp. Wäre ich noch Hobbyeisenbahner würde ich 
evtl. sogar Relais verwenden, auch wenn das total unnötig wäre. Einfach 
wegen dem Spaß an Relais in Verbindung mit der Eisenbahn.

[Christian P. (cp753951)]

> evtl. sogar Relais verwenden, auch wenn das total unnötig wäre. Einfach
> wegen dem Spaß an Relais in Verbindung mit der Eisenbahn.

Relais gehen nicht, da geplant ist, dass die Spannung nicht einfach nur 
an oder aus ist, sonder langsam hoch und runterfährt.

> Du benötigst einen Komparator mit Schmitt-Trigger-Charakteristik.

Ich werde mich mal über die informieren.

> was an dem Minuseingang des OPV anliegt wenn Gleis besetzt.

Der wird durch die Lok in Richtung +0 gezogen.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Ich entschuldige mich nochmal für meine Unwissenheit

Dafür muss sich niemand entschuldigen - außer die Leute, die vorher 
damit geprahlt haben.

[J. T. (chaoskind)]

Stefanus F. schrieb:
> Dafür muss sich niemand entschuldigen - außer die Leute, die vorher
> damit geprahlt haben.

Wer prahlt denn mit seinem Unwissen?

SCNR

[Willi S. (ws1955)]

Christian P. schrieb:
> Relais gehen nicht, da geplant ist, dass die Spannung nicht einfach nur
> an oder aus ist, sonder langsam hoch und runterfährt.

Willst du es vielleicht sogar "linear" haben ?
Das geht zB mit der Schaltung im Bild.

OPV als Komparator, mit Hysterese (Schmitt Trigger) und Zeitglied.

Das wurde oben auch schon angesprochen, ich habe es nur mal skizziert, 
ohne Gewähr...

Normalerweise mag ich zwar keine Trimmer, aber wegen der 
Offsetspannungen und niedrigen Ansprechschwelle würde ich es hier doch 
trimmbar machen.

Meine persönlichen Vorgaben waren hier:
Überlastsicher, Messbereich +/-5A, Ansprechschwelle auch noch bei ca 
50mA zuverlässig genug.

Im Prinzip müsste es so gehen, "rein theoretisch"...

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> Meine persönlichen Vorgaben waren hier:
> Überlastsicher, Messbereich +/-5A, Ansprechschwelle auch noch bei ca
> 50mA zuverlässig genug.
>
> Im Prinzip müsste es so gehen, "rein theoretisch"...

Deine persönlichen Vorgaben haben leider nichts mit der Problemstellung 
zu tun. Die Anforderung ist das nur wenige mA fließen sollen, im kleinen 
einstelligen Bereich. Am Idealsten wäre das fast nix an Strom fließt.

Bei 50mA kann es sein das der Motor der Lok schon zuckt.

Der ASC und das Poti sind überflüssig. Es reicht ein Spannungsteiler aus 
2 Widerständen, es geht hier nicht um eine große Präzision. Die 
Hysterese kann relativ großzügig bemessen werden.

Ich bin mir jetzt aber auch nicht mehr sicher ob der TO noch nach einer 
Lösung mit einem OPV sucht, oder ob er versucht das Problem mit 
Transistoren zu lösen.

[Christian P. (cp753951)]

Ich wäre auch durchaus noch für OpAmps offen.

[Willi S. (ws1955)]

@Jörg R.

Du irrst.
Lese bitte die Beiträge vom TO.

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> @Jörg R.
>
> Du irrst.
> Lese bitte die Beiträge vom TO.

Habe ich. Der TO möchte keine Strommessung machen, schon gar nicht bis 
5A. Die Auswertung „Gleis besetzt“ muss so erfolgen dass der Zug dadurch 
nicht losfährt.

[Christian P. (cp753951)]

> Habe ich. Der TO möchte keine Strommessung machen, schon gar nicht bis
> 5A. Die Auswertung „Gleis besetzt“ muss so erfolgen dass der Zug nicht
> losfährt.

Genau

[Willi S. (ws1955)]

Ok, ich habs kapiert.
Dann halt ohne ACS.

Kapiert habe ich inzwischen auch das "langsame" Ändern zwischen den 
beiden Zuständen. Gemeint ist eine VERZÖGERUNG.

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> Ok, ich habs kapiert.
> Dann halt ohne ACS.
>
> Kapiert habe ich inzwischen auch das "langsame" Ändern zwischen den
> beiden Zuständen. Gemeint ist eine VERZÖGERUNG.

Nein, die „Verzögerung“ bzw. Hysterese dient dazu kein Flattersignal zu 
erzeugen wenn der Zug einfährt. Hier kommt es auch gar nicht so genau 
auf Zeiten und Pegel an.

[Willi S. (ws1955)]

Christian P. schrieb:
> Ich wäre auch durchaus noch für OpAmps offen.

Aber bitte nicht LM358, denn der mag an seinen Eingängen maximal Vs 
-1.5V (worst case -2V).

Bei der Suche nach geeigneten OPV schaut man am Besten nach dem 
Stichwort "High Side Current Monitoring.." o.ä.

Seltsamerweise ist das den Spezialisten hier noch gar nicht aufgefallen.

Kann schon sein, wenn es auf dem Steckbrett funktioniert, nach Gesetzen 
von Murphy merkt man den Design-Fehler erst dann, wenn der Schaden am 
größten ist.

[Christian P. (cp753951)]

> Bei der Suche nach geeigneten OPV schaut man am Besten nach dem
> Stichwort "High Side Current Monitoring.." o.ä.

Ok, das wusste ich auch nicht.
Dies löst aber doch nicht das Problem der Offset-Spannung, oder?

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Willi S. schrieb:
> Aber bitte nicht LM358, denn der mag an seinen Eingängen maximal Vs
> -1.5V (worst case -2V).

Der LM358 ist genau richtig für diesen Anwendungsfall, er benötigt 
lediglich eine Schutzdiode am Eingang (1N4148). Eingangsspannungen 
werden erst ab 0,3 Volt registriert und am Ausgang kann über einen 
Basiswiderstand direkt ein NPN-Transistor angesteuert werden.

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> Christian P. schrieb:
>> Ich wäre auch durchaus noch für OpAmps offen.
>
> Aber bitte nicht LM358, denn der mag an seinen Eingängen maximal Vs
> -1.5V (worst case -2V).

Uninteressant.

> Bei der Suche nach geeigneten OPV schaut man am Besten nach dem
> Stichwort "High Side Current Monitoring.." o.ä.

Nein, nicht nötig.

> Seltsamerweise ist das den Spezialisten hier noch gar nicht aufgefallen.

Weshalb auch?


Christian P. schrieb:
>> Bei der Suche nach geeigneten OPV schaut man am Besten nach dem
>> Stichwort "High Side Current Monitoring.." o.ä.
>
> Ok, das wusste ich auch nicht.
> Dies löst aber doch nicht das Problem der Offset-Spannung, oder?

Das Problem mit der Offsetspannung löst sich mit der richtigen 
Beschaltung des OPV von ganz allein.

Ich hoffe und versuche dir in den nächsten Tagen einen 
Schaltungsvorschlag zu erstellen. Jetzt habe ich bereits soviel 
geschrieben, da möchte ich auch zur Lösung beitragen. Vermutlich wird 
ein LM339 zum Einsatz kommen, ein 4-Fach Komparator.

[Willi S. (ws1955)]

Ohne Worte...
Ausserdem steht es auch numerisch im Datenblatt.
Ach du grüne Neune, das passt.

Die richtige Antwort wäre gewesen, die Spannungen eben zu teilen.

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> Ohne Worte...
> Ausserdem steht es auch numerisch im Datenblatt.
> Ach du grüne Neune, das passt.
>
> Die richtige Antwort wäre gewesen, die Spannungen eben zu teilen.

Wenn man jetzt nur wüsste was Du genau meinst und welches IC das ist. 
Oder denkst Du die User suchen jetzt den Beitrag den du evtl. meinst?

Also, Link oder vernünftig zitieren.

[Willi S. (ws1955)]

Jörg R. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Ohne Worte...
>> Ausserdem steht es auch numerisch im Datenblatt.
>> Ach du grüne Neune, das passt.
>>
>> Die richtige Antwort wäre gewesen, die Spannungen eben zu teilen.
>
> Wenn man jetzt nur wüsste was Du genau meinst und welches IC das ist.
> Oder denkst Du die User suchen jetzt den Beitrag den du evtl. meinst?
>
> Also, Link oder vernünftig zitieren.

Ich weiß nicht, was du meinst.
Du hast doch vor wenigen Minuten kontra geantwortet und da steht was vom 
LM358 und der TO redet auch nur von diesem.

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> Ich weiß nicht, was du meinst.
> Du hast doch vor wenigen Minuten kontra geantwortet und da steht was vom
> LM358 und der TO redet auch nur von diesem.

Wenn du Auszüge aus einem DB zeigst, wo liegt dann das Problem zu 
schreiben um welchen Chip es geht? Ich verstehe auch nicht was du mit 
dem Bild und deinem Kommentar sagen willst.

Willi S. schrieb:
> Ohne Worte...
> Ausserdem steht es auch numerisch im Datenblatt.
> Ach du grüne Neune, das passt.
>
> Die richtige Antwort wäre gewesen, die Spannungen eben zu teilen.


Mein letzter Ansatz war übrigens der LM339.

[Willi S. (ws1955)]

Im Prinzip tut es ein Optokoppler mit Schmitt-Trigger Ausgang, 
idealerweise hält er direkt die ca 15V aus und billig soll er natürlich 
auch sein:

Auf Anhieb den TLP2958 gefunden und weitere Suche eingestellt.

Zugegeben, hier noch ohne die Zeitglieder/Filter, diese kann man ja 
hinzu dichten. natürlich kann man es auch mit einem extra Transistor 
verkomplizieren.

Der TLP2958 kann die Led direkt treiben, auch 15mA. Ich würde aber ganz 
grundsätzlich und überall nur 2mA Led verwenden.

Ansprechstrom für H/L ist 0.4mA, max 1.6mA.
Release-Spannung ist kleiner 0.8V
Vf 1.55V (1.45-1.65)
If max 25mA, peak 1A

Ich meine, dass das alles recht gut passt.

[Jörg R. (solar77)]

Hier ist noch ein weiterer Lösungsansatz, mit CMOS-Invertern. In dem 
HEF40106 sind 6 Stück vorhanden, damit könnten 6 Gleise abgefragt 
werden.

https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/HEF40106B.pdf

Der Plan ist ein Entwurf, ggf. sind noch weitere Schutzmmaßnahmen 
erforderlich. Die Loks verursachen vermutlich einige Störsignale.

Der Strom durch die Lok beträgt mit den 15K (R3) 1mA. Der Strom kann 
ggf. noch weiter verringert werden.

T1 ist ein Darlington und benötigt daher nur wenig Basisstrom.
D2 schützt den Eingang des ICs.

[Christian P. (cp753951)]

> Hier ist noch ein weiterer Lösungsansatz, mit CMOS-Invertern. In dem
> HEF40106 sind 6 Stück vorhanden, damit könnten 6 Gleise abgefragt
> werden.

Danke sehr,
Ich verstehe allerdings nicht ganz, wo ich da den Fahrstrom einspeisen 
soll?

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Hier ist noch ein weiterer Lösungsansatz, mit CMOS-Invertern. In
> dem
>> HEF40106 sind 6 Stück vorhanden, damit könnten 6 Gleise abgefragt
>> werden.
>
> Danke sehr,
> Ich verstehe allerdings nicht ganz, wo ich da den Fahrstrom einspeisen
> soll?

Ich bin davon ausgegangen das +U_FA immer vorhanden ist und auch die 
Elektronik für die Gleisbesetztanzeige versorgt. In der Schaltung ist 
die Stromversorgung mit +15V bezeichnet. Bei getrennter Versorgung 
erfolgt die Einspeisung an R3, im geänderten Plan jetzt mit +U_FA 
bezeichnet.

Bei getrennter Versorgung müssen die GND der Spannungsversorgungen 
verbunden sein. +U_FA darf nicht höher sein wie die Versorgung des 
CD40106.

Bei der von Willi gezeigten Lösung (wobei Optokoppler schon vorher 
erwähnt wurde) wäre eine galvanisch getrennte Versorgung möglich. Die 
Frage ist wieviel Strom durch die LED des OC fließt, vermutlich mehr wie 
3mA.

[Christian P. (cp753951)]

> Ich bin davon ausgegangen das +U_FA immer vorhanden ist und auch die
> Elektronik für die Gleisbesetztanzeige versorgt.

Ist sie für die Schaltung auch, allerdings werden die ja in deiner 
Schaltung immer über die 15k ans Gleis gebracht. Da würde sich der Zug 
ja nie bewegen.
Der Zug muss über einen Transistor angesteuert werden können und die 
Elektronik den Zug erkenn, egal ob er gerade fährt oder steht.
Die Fahrspannung am Gleis muss auch nicht unbedingt die vollen 15V 
betragen.
Weiterhin muss ich nochmal darauf hinweisen, das Wagen auch erkannt 
werden müssen. Deren Achsen bilden einen Widerstand von ca. 5k zwischen 
den Schienen des Gleises.

[Willi S. (ws1955)]

Das Zeigen der Schaltung vom TO ist schon länger her, ich kopiere es 
hier nochmal hin.

[Willi S. (ws1955)]

Der größte prinzipielle Unterschied zwischen Optokoppler und Jörgs 
Lösung ist, dass Jörg die Gleisspannung auswertet, der Optokoppler 
dagegen den Stromfluss.

Wobei ich glaube, dass im Prinzip beides funktioniert. Die 
Spannungsmessung erfordert aber, dass der Ripple nicht zu hoch ist, denn 
dieser wird mitgemessen, bei der Strommessung nicht.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Ich bin davon ausgegangen das +U_FA immer vorhanden ist und auch
> die
>> Elektronik für die Gleisbesetztanzeige versorgt.
>
> Ist sie für die Schaltung auch, allerdings werden die ja in deiner
> Schaltung immer über die 15k ans Gleis gebracht. Da würde sich der Zug
> ja nie bewegen.
> Der Zug muss über einen Transistor angesteuert werden können und die
> Elektronik den Zug erkenn, egal ob er gerade fährt oder steht.
> Die Fahrspannung am Gleis muss auch nicht unbedingt die vollen 15V
> betragen.
> Weiterhin muss ich nochmal darauf hinweisen, das Wagen auch erkannt
> werden müssen. Deren Achsen bilden einen Widerstand von ca. 5k zwischen
> den Schienen des Gleises.

Sorry, ich habe immer noch Verständnisprobleme mit der Konstellation. 
Ich muss mir das noch mal durch den Kopf gehen lassen, auch das mit den 
5K der Waggons. Ich denke das bisher alle gezeigten Lösungsvorschläge 
nicht funktionieren.

Das Video irritiert mich auch etwas. Die Lok bekommt nur Strom wenn 
Gleisbesetzt erkannt wird > rote Klemme an Stift, LED an. Wie aber kommt 
die Lok auf das Gleis wenn kein Strom vorhanden ist. Vielleicht liegt es 
aber auch an mir und ich habe in diesem Thread ein großes Brett vor dem 
Kopf;-)

Mein Ansatz funktioniert nicht weil ich einen total falschen Ansatz stur 
weiterverfolgt habe. Wenn das Gleis unter Spannung steht damit der Zug 
einfahren kann bricht die Spannung an keiner Stelle so ein meine 
"Auswertung" funktionieren kann.

[Christian P. (cp753951)]

> Das Video irritiert mich auch etwas. Die Lok bekommt nur Strom wenn
> Gleisbesetzt erkannt wird > rote Klemme an Stift, LED an. Wie aber kommt
> die Lok auf das Gleis wenn kein Strom vorhanden ist. Vielleicht liegt es
> aber auch an mir und ich habe in diesem Thread ein großes Brett vor dem
> Kopf;-)

Unsere Strecken werden in einzelne ca. 3m lange Abschnitte aufgeteilt. 
Jeder dieser Abschnitte ist jeweils elektrisch von anderen getrennt und 
jeder dieser Abschnitte benötigt eine der hier zur Diskussion stehenden 
Schaltungen.
Die Besetztmeldung jedes Abschnittes wird dazu benutzt, kollisionen zu 
vermeinden. Ein Zug darf nur in den nächsten Abschnitt einfahren, wenn 
dieser frei ist, sonst wird der Fahrstrom mit dem Transistor 
ausgeschaltet, bis der nächste Abschnitt wieder frei ist.
Da es durchaus mehr als 2 Züge auf einer Strecke geben kann, muss auch 
ein stehender Zug erkannt werden

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Das Video irritiert mich auch etwas. Die Lok bekommt nur Strom
> wenn
>> Gleisbesetzt erkannt wird > rote Klemme an Stift, LED an. Wie aber kommt
>> die Lok auf das Gleis wenn kein Strom vorhanden ist. Vielleicht liegt es
>> aber auch an mir und ich habe in diesem Thread ein großes Brett vor dem
>> Kopf;-)

> Die Besetztmeldung jedes Abschnittes wird dazu benutzt, kollisionen zu
> vermeinden. Ein Zug darf nur in den nächsten Abschnitt einfahren, wenn
> dieser frei ist, sonst wird der Fahrstrom mit dem Transistor
> ausgeschaltet, bis der nächste Abschnitt wieder frei ist.
> Da es durchaus mehr als 2 Züge auf einer Strecke geben kann, muss auch
> ein stehender Zug erkannt werden

Ich klinke mich mal aus, wenn auch nicht komplett. Ich verstehe einige 
Sachen nicht, z.B. das die Fahrspannung über Transistoren verändert 
werden kann. Wozu? Wenn mehrere Züge auf einem Gleis fahren sollen ist 
die Steuerung doch wohl digital. D.h. es liegt eine Fahrspannung an und 
jede Lok hat ein Steuermodul über das die Geschwindigkeit bzw. die 
Fahrtrichtung vorgegeben wird.


> Unsere Strecken werden in einzelne ca. 3m lange Abschnitte aufgeteilt.
> Jeder dieser Abschnitte ist jeweils elektrisch von anderen getrennt und
> jeder dieser Abschnitte benötigt eine der hier zur Diskussion stehenden
> Schaltungen.

Was heißt getrennt, vermutlich doch nur ein Pol? Welcher? GND oder Plus? 
Die Schienen haben vermutlich keinen Mittelleiter, so wie es früher z.B. 
bei Märklin üblich war. Oder wie sieht so eine Schiene aus?

[Willi S. (ws1955)]

Zur Schaltung mit dem BD675 wollte ich noch sagen, dass an dieser 
wahrscheinlich zuviel Spannung abfällt, auch ohne die Diode (wurde oben 
schon diskutiert). Die Spannung sollte durchgeschaltet 0.4V nicht 
überschreiten. Das ist nur mit einem PNP oder P-Kanal MOSFET erreichbar.

Wenn man das pardout nicht ändern mag, dann braucht es im Optokoppler 
Diodenzweig noch Dioden. Ist kein Problem, ich sage es nur.

An sich funktioniert auch die Spannungsmessung von Jörg:

Bei höherer Gleisspannung ist entweder kein Waggon da oder ist der 
Fahrstrom eingeschaltet. Led bleibt aus.

Bei niedrigerer Gleisspannung ist der Fahrstrom ausgeschaltet und 
mindestens ein Waggon da: Led Ein.

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> An sich funktioniert auch die Spannungsmessung von Jörg:
>
> Bei höherer Gleisspannung ist entweder kein Waggon da oder ist der
> Fahrstrom eingeschaltet. Led bleibt aus.
>
> Bei niedrigerer Gleisspannung ist der Fahrstrom ausgeschaltet und
> mindestens ein Waggon da: Led Ein.

Nein, meine Schaltung funktioniert leider nicht. Ich bin davon 
ausgegangen das mein "Messpunkt" auf nahezu 0V gezogen wird. Das kann 
aber nicht sein. Wie gesagt, ich habe in Brett vor dem Kopf.

Und jetzt gehe ich einen Kuchen backen, das lenkt ab;-)

[Christian P. (cp753951)]

> Wenn mehrere Züge auf einem Gleis fahren sollen ist
> die Steuerung doch wohl digital.

Nein, wir nutzen analoge Loks, wenn die Strom kriegen fahren die.

> Was heißt getrennt, vermutlich doch nur ein Pol? Welcher? GND oder Plus?

Plus ist getrennt

> Die Schienen haben vermutlich keinen Mittelleiter, so wie es früher z.B.
> bei Märklin üblich war. Oder wie sieht so eine Schiene aus?

Kein Mittelleiter. Einfach nur die zwei Schienen, an einer + an der 
anderen -.
Der Zug fährt immer in die Richtung, in der + rechts ist.

[Willi S. (ws1955)]

@Christan P.:
Der Taster/Schalter für den Fahrstrom, muss der unbedingt an +15V gehen 
oder kann der auch gegen GND verdrahtet werden ?

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Wenn mehrere Züge auf einem Gleis fahren sollen ist
>> die Steuerung doch wohl digital.
>
> Nein, wir nutzen analoge Loks, wenn die Strom kriegen fahren die.

Und wenn 2 Züge auf einem Gleis fahren sind die u.U. doch 
unterschiedlich schnell?


>> Was heißt getrennt, vermutlich doch nur ein Pol? Welcher? GND oder Plus?
>
> Plus ist getrennt
>
>> Die Schienen haben vermutlich keinen Mittelleiter, so wie es früher z.B.
>> bei Märklin üblich war. Oder wie sieht so eine Schiene aus?
>
> Kein Mittelleiter. Einfach nur die zwei Schienen, an einer + an der
> anderen -.
> Der Zug fährt immer in die Richtung, in der + rechts ist.

Das heißt aber das +U_FA nicht immer anliegt, wie weiter oben von mir 
gefragt. Und die Spannung ist auch nicht konstant sondern kann von 0-15V 
betragen, weil darüber die Geschwindigkeit geregelt wird.

Wie gesagt, ich habe einen total falschen Ansatz verfolgt. Und so 
einfach wie ich erst dachte geht es auch nicht.

[Christian P. (cp753951)]

> Der Taster/Schalter für den Fahrstrom, muss der unbedingt an +15V gehen
> oder kann der auch gegen GND verdrahtet werden ?

Der Taster ist nur zum Testen auf meinem Steckbrett. Später wird dieser 
in Abhängigkeit von der Besetztmeldung des folgenden Abschnittes 
gesteuert. Es sollte bei einem NPN bleiben.

>Und wenn 2 Züge auf einem Gleis fahren sind die u.U. doch
>unterschiedlich schnell?

Ja und deshalb ja diese Schaltung um Kollisionen zu verhindern

> Das heißt aber das +U_FA nicht immer anliegt, wie weiter oben von mir
> gefragt. Und die Spannung ist auch nicht konstant sondern kann von 0-15V
> betragen.

Ich dachte du meinst, ob die Schaltung immer +U_Fa hat. Die hat sie 
auch, muss aber halt die Spannung zum Gleis steuern können.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Das heißt aber das +U_FA nicht immer anliegt, wie weiter oben von mir
>> gefragt. Und die Spannung ist auch nicht konstant sondern kann von 0-15V
>> betragen.
>
> Ich dachte du meinst, ob die Schaltung immer +U_Fa hat. Die hat sie
> auch, muss aber halt die Spannung zum Gleis steuern können.

Na es war schon gemeint ob diese 15 Volt immer an den Gleisen anliegen.

Wir sprechen aber schon von Gleichspannung bzw. Gleichstrom?

Es gibt also einen Trafo der 15 Volt ausgibt. Diese 15V sollen über die 
BD679 an verschiedene Gleisabschnitte gelegt werden, und das dann 
individuell für jeden Gleisabschnitt. Richtig?

[Christian P. (cp753951)]

Ich lade hier noch die aktuell verwendete Schaltung hoch.
Wichtig hier bei ist noch, dass jeder Abschnitt noch in einen langen 
Gleisbereich (Gl) und einen darauf folgenden kurzen Signalbereich (Si) 
aufgeteilt wird. Beim Gl fährt die Spannung langsam hoch und runter. 
Beim Si immer direkt, damit kein Zug durchrutscht.
Der links zu sehende Anschluss "Z" meldet die Besetztmeldung an den 
vorhergehende Abschnitt zum dortigen "V" Anschluss, wlecher so die 
Besetztmeldung des folgenden Abschnittes erhält.

Diese Schaltung funktioniert auch durchaus, ich wollte halt nur 
Alternativen ausprobieren.

[Christian P. (cp753951)]

>Wir sprechen aber schon von Gleichspannung bzw. Gleichstrom?

>Es gibt also einen Trafo der 15 Volt ausgibt. Diese 15V sollen über die
>BD679 an verschiedene Gleisabschnitte gelegt werden, und das dann
>individuell für jeden Gleisabschnitt. Richtig?

Ja

[Christian P. (cp753951)]

> Beim Si immer direkt, damit kein Zug durchrutscht.

Ich korrigiere, die Spannung geht sofort aus, fährt aber zusammem mit 
dem Gl wieder hoch.

[Willi S. (ws1955)]

Hier mein Vorschlag anstelle des BD675.
Die Ansteuerung erscheint unnötig umständlich, ist aber voll kompatibel 
zur vorhandenen Schaltung. Statt 12 Watt werden nur 0.05 Watt verbraten. 
Einen Kühlkörper braucht es natürlich nicht mehr (bei 4A). Statt 2.8-3V 
fallen nur 0.025V ab.

Der BD675 war übrigens beim Umschalten hart am Limit, das SOA-Diagramm 
zeigt bei 15V maximalen Strom 2A. Sollte er sich gelegentlich mit kurzem 
Rauchzeichen verabschiedet haben - wundern würde es mich nicht...

Für T1/T2 bräuchte es keine Darlington, aber wenn sie eh schon da 
sind,...

[Christian P. (cp753951)]

> Statt 2.8-3V fallen nur 0.025V ab.

Aber ist es nicht gerade dieser Spannungsabfall zwischen U_Fa und der 
Leitung zum Gleis, der die Besetztmeldung macht, egal ob über den OpAmp, 
oder einem Transistor.

> Der BD675 war übrigens beim Umschalten hart am Limit, das SOA-Diagramm
> zeigt bei 15V maximalen Strom 2A. Sollte er sich gelegentlich mit kurzem
> Rauchzeichen verabschiedet haben - wundern würde es mich nicht...

Eine Lok braucht nur 0,5A

[Willi S. (ws1955)]

Ok,
für 0.5A und wenn keine Glühbirnen im Spiel sind, dann reicht der BD675 
mit kleinem Fingerkühlkörper. Kostet zusammen auch nur die Hälfte eines 
Mosfet Prügels.

Übrig bleibt das Problem mit dem Spannungsabfall Uce von 2.5-2.8V, bei 
dem meine Gleis-Belegt-Schaltung nicht mehr funktioniert und ehrlich 
gesagt ist mir das Ganze jetzt auch zu dumm geworden.

Entweder was gscheites oder gar nicht.

[Christian P. (cp753951)]

> Übrig bleibt das Problem mit dem Spannungsabfall Uce von 2.5-2.8V, bei
> dem meine Gleis-Belegt-Schaltung nicht mehr funktioniert und ehrlich
> gesagt ist mir das Ganze jetzt auch zu dumm geworden.

Wenn du dich auf deinen Optokoppler-Vorschlag beziehst, der funktioniert 
doch auch nur, wenn der Spannungsabfall von U_Fa zum Gleis groß genug 
ist.

> Entweder was gscheites oder gar nicht.

Ich verstehe nicht ganz, was du damit sagen möchtest.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Statt 2.8-3V fallen nur 0.025V ab.
>
> Aber ist es nicht gerade dieser Spannungsabfall zwischen U_Fa und der
> Leitung zum Gleis, der die Besetztmeldung macht, egal ob über den OpAmp,
> oder einem Transistor.

Das ist keine richtige Auswertung sondern mehr Zufall ob es detektiert 
wird, oder auch nicht.

Der neue Plan, warum erst jetzt?, ist grausam gezeichnet. Mit den 
meisten Bezeichnungen/Abkürzungen kann ein Außenstehender nichts 
abfangen.

Vorerst bin ich auch erst einmal raus. Interessantes Problem, leider mit 
zufielen Unbekannten.

[Christian P. (cp753951)]

> Der neue Plan, warum erst jetzt?, ist grausam gezeichnet. Mit den
> meisten Bezeichnungen/Abkürzungen kann ein Außenstehender nichts
> abfangen.

Hab ich nicht gezeichnet, ist von 2012.

> Vorerst bin ich auch erst einmal raus.

Ok, ich glaube aus der Diskussion ist jetzt auch die Luft raus.

Ich bedanke mich trotzdem bei allen, die etwas geschrieben haben.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Der neue Plan, warum erst jetzt?, ist grausam gezeichnet. Mit
> den
>> meisten Bezeichnungen/Abkürzungen kann ein Außenstehender nichts
>> abfangen.
>
> Hab ich nicht gezeichnet, ist von 2012.
>
>> Vorerst bin ich auch erst einmal raus.
>
> Ok, ich glaube aus der Diskussion ist jetzt auch die Luft raus.
>
> Ich bedanke mich trotzdem bei allen, die etwas geschrieben haben.

Ich glaube jetzt fällt der Groschen...und schon bin ich wieder dabei;-)

Deshalb noch einige Frage:

Christian P. schrieb:
> Weiterhin muss ich nochmal darauf hinweisen, das Wagen auch erkannt
> werden müssen. Deren Achsen bilden einen Widerstand von ca. 5k zwischen
> den Schienen des Gleises.

D.h. wenn 2 Anhänger auf einem Gleis stehen messe ich ca. 2K5 zwischen 
den Schienen? Bei 10 Anhängern ca. 500R.

Bei einer Lok müssten es ca. 30R sein wenn sie bei 15V ca. 0,5A 
benötigt. Rein theoretisch jedenfalls. Vorausgesetzt man misst direkt 
die Spule vom Motor.

Wenn ich das Prinzip jetzt richtig verstanden haben würde „Gleis 
besetzt“ aber auch signalisiert wenn Fahrspannung, z.B. 10V, an den 
Gleisabschnitt angelegt werden, auch wenn kein Zug darauf steht. 
Richtig?

[Christian P. (cp753951)]

> D.h. wenn 2 Anhänger auf einem Gleis stehen messe ich ca. 2K5 zwischen
> den Schienen? Bei 10 Anhängern ca. 500R.

Genau, auch wenn ich die Werte nicht so exakt garantieren kann.

> Wenn ich das Prinzip jetzt richtig verstanden haben würde „Gleis
> besetzt“ aber auch signalisiert wenn Fahrspannung, z.B. 10V, an den
> Gleisabschnitt angelegt werden, auch wenn kein Zug darauf steht.
> Richtig?

Ja, aber es wird ja nicht eine bestimmte Spannung angelegt, sondern der 
Transistor schaltet durch oder nicht, sodass wenn keine Lok da ist, kein 
Strom fließt und auch keine Spannung abfällt.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Wenn ich das Prinzip jetzt richtig verstanden haben würde „Gleis
>> besetzt“ aber auch signalisiert wenn Fahrspannung, z.B. 10V, an den
>> Gleisabschnitt angelegt werden, auch wenn kein Zug darauf steht.
>> Richtig?
>
> Ja, aber es wird ja nicht eine bestimmte Spannung angelegt, sondern der
> Transistor schaltet durch oder nicht, sodass wenn keine Lok da ist, kein
> Strom fließt und auch keine Spannung abfällt.

Ihr wollt doch, wenn ich das richtig verstanden habe, über den 
Transistor die Fahrspannung auch regeln können, d.h. es können auch 
4,2V, 7,3V, 9,6V usw. an einen Gleisabschnitt angelegt sein. Diese 
Spannung ist recht niederohmig. Bei z.B. 7,5V würden an dem Widerstand 
auch ca. 7,5V abfallen, auch wenn keine Lok auf dem Gleis steht. Das 
würde dann als „Gleis besetzt“ signalisiert. Dabei spielt es keine Rolle 
das kein Strom nach Masse abfließt. Der Widerstand „sieht“ auf einer 
Seite 15V, auf der Anderen z.B. 7,5V. Dann fließt Strom über ihn, 
unabhängig davon das eine Lok oder Anhänger auf dem Gleis steht.

Verständlich ausgedrückt?

Ist eigentlich auch nebensächlich, ich wollte es aber erwähnt haben.

[Christian P. (cp753951)]

Wenn du dir die Schaltung auf dem Bild anschaust, siehst du, dass 
unabhängig davon, wie der Spannungsabfall über dem Widerstand gemessen 
wird, keine Spannung abfällt, wenn kein Zug da ist, da der Strom ja 
nirgends hinfließen kann.
Egal wie offen oder zu der Transistor links ist.
An dem fällt ja auch nur etwas ab, wenn ein Strom fließt.
Die Gleis Leitung hat also immer das Potential U_Fa, solange kein Zug da 
ist.

[Christian P. (cp753951)]

Hier noch das Bild

[Stefan F. (Gast)]

Ich hatte als Teenager meine Modelleisenbahn mit einem C64 gesteuert. 
Ich hatte damals Reedkontakte ins Gleisbett gelegt und unter die Züge 
kleine Magnete geklebt.

Ich wäre damals nie auf die Idee gekommen, den Stromfluss zu prüfen, 
weil

a) mein Know-How damals bei Dioden und Relais endete und
b) der Kontakt der Lok zum Gleis ziemlich schlecht war. Immer wieder 
blieben sie deswegen auch stecken.

Die Sache mit den Reedkontakten war hingegen für mich einfach 
nachzuvollziehen und hatte tadellos funktioniert. Vielleicht wäre das 
auch für dich eine umsetzbare Alternative.

[Christian P. (cp753951)]

> b) der Kontakt der Lok zum Gleis ziemlich schlecht war. Immer wieder
> blieben sie deswegen auch stecken.

Wenn wir unsere Schienen putzen oder regelmäßig fahren, ist das 
eigentlich kein Problem. Dafür ist auch der Kondensator am Relais 
gedacht. Das Relais geht sofort an, hält aber bei wegnehmen des Zuges 
noch ein paar Sekunden.

> Vielleicht wäre das auch für dich eine umsetzbare Alternative.

Für eine Änderung ist jetzt schlicht schon zu viel gebaut.

[Willi S. (ws1955)]

Bei meinem Lösungsvorschlag
Beitrag "Re: Verwendung eines OpAmps als Stromfühler"
bin ich davon ausgegangen, dass man mit dem Ohmschen Gesetz vertraut 
ist, wenn man die Lösung elektrisch verstehen möchte.

Mit Rv= 3kOhm

Rechnungen mit 15V minus 1.5V Uf der Led = 13.5V

Ansprechstrom maximal 1.6mA (siehe Datenblatt des Optokopplers)

Pro Waggon ca 5kOhm, am Gleis also 0-5kOhm heisst "besetzt".

13.5V/8kOhm = 1.7mA  (mindestens ein Waggon)

13.5V/3kOhm = 4.5mA  (Gleis kurzgeschlossen)

Zweiteres wird berechnet, um zu prüfen, dass der maximale Led-Strom 
nicht überschritten wird. Ok: max 4.5mA, aushalten tut er 25mA.

War das Gleis mal besetzt und fährt der Zug jetzt raus, dann muss der 
Strom unter 0.27mA sinken.

Das ergibt sich aus der Angabe im Datenblatt: Uf worst case unter 0.8V

Durch Rv dürfen dann also maximal noch 0.8V/3kOhm=0.27mA fließen.

Das ist nur ein Bruchteil des Widerstands eines Waggons.

Diesen Effekt nennt man auch "Hysterese", was dazu andere getönt haben, 
ist einfach nur Blödsinn und mit dem "Zeitverhalten" hat es rein gar nix 
zu tun. Wie man sieht, ist auch nicht die Spannung sondern der 
Stromfluss entscheidend. Aber natürlich fällt an einem Widerstand 
Spannung ab. Ohmsches Gesetz (...)

Die Lösung mit dem Optokoppler ist bestechend einfach, hat aber den 
Nachteil, dass man die Schaltschwellen nur indirekt über die 
Dimensionierung von Rv beeinflussen kann. Zufälligerweise passt es mit 
3kOhm recht gut. Mit einer OPV-Schaltung ginge es flexibler, kostet aber 
erheblich mehr Aufwand.

Bevor man nochmal die Lösung mit CD40106 ausgräbt, sollte man sich das 
Datenblatt mit den Angaben zu den Schaltschwellen ansehen. Bei diesen 
Toleranzen wird einem schlecht. Ausserdem gibt es Unterschiede je nach 
IC-Hersteller.

[Christian P. (cp753951)]

> Rechnungen mit 15V minus 1.5V Uf der Led = 13.5V

Du gehst aber davon aus, dass an der Leitung zum Gleis immer 0V 
anliegen.
Das ist aber nicht der Fall, wenn durch einen Transistor die 
Fahrspannung an diese angelegt werden. Sonst würde der Zug ja nicht 
fahren.
Ich sehe nicht, wie deine Schaltung einen fahrenden Zug erkennen will, 
es sei denn, man macht noch extra Dioden in den Fahrstrom, damit 
genügend Spannung abfällt.

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> Bevor man nochmal die Lösung mit CD40106 ausgräbt,

Bevor Du solche Kommentare abgibst solltest Du andere Kommentare 
aufmerksam lesen, und verstehen. Ich habe geschrieben das mein Plan so 
nicht funktioniert und ich mich bei meinen Überlegungen verrannt habe.

Jörg R. schrieb:
> Mein Ansatz funktioniert nicht weil ich einen total falschen Ansatz stur
> weiterverfolgt habe. Wenn das Gleis unter Spannung steht damit der Zug
> einfahren kann bricht die Spannung an keiner Stelle so ein meine
> "Auswertung" funktionieren kann.

Jörg R. schrieb:
> Wie gesagt, ich habe einen total falschen Ansatz verfolgt. Und so
> einfach wie ich erst dachte geht es auch nicht.


Willi S. schrieb:
> Diesen Effekt nennt man auch "Hysterese", was dazu andere getönt haben,
> ist einfach nur Blödsinn und mit dem "Zeitverhalten" hat es rein gar nix
> zu tun. Wie man sieht, ist auch nicht die Spannung sondern der
> Stromfluss entscheidend.

Falsch. Die Auswertung kann über die Spannung erfolgen. Diesen Ansatz 
verfolge ich nun weiter, mit einem R2R OPV. Und hier hat auch niemand 
etwas getönt, bleibe einfach sachlich mit deinen Kommentaren.

Für die ganze Umsetzung muss auch nur beachtet werden das der ungünstige 
Fall ausgewertet wird. Das ist wenn ein einziger Waggon im Gleis steht. 
Alles andere ist vollkommen uninteressant.


Willi S. schrieb:
> 13.5V/3kOhm = 4.5mA  (Gleis kurzgeschlossen)

Der Strom kann fast auftreten wenn eine Lok auf dem Gleis steht, und der 
Strom wäre dem TO zu hoch.

Christian P. schrieb:
> Eine Lok braucht, wenn sie fährt ca. 500mA. Der Widerstand muss aber so
> groß sein, dass sie durch den zu fühlenden Strom (bei meinen Werten ca.
> 3,5mA) nicht fährt.

Dein Problem ist dass du Kommentare nicht richtig liest. Andere 
Kommentare dann etwas ins lächerliche ziehen, oder dumm aussehen lassen, 
ist daher nicht angebracht.

[Christian P. (cp753951)]

> Der Strom kann fast auftreten wenn eine Lok auf dem Gleis steht, und der
> Strom wäre dem TO zu hoch.

> Christian P. schrieb:
>> Eine Lok braucht, wenn sie fährt ca. 500mA. Der Widerstand muss aber so
>> groß sein, dass sie durch den zu fühlenden Strom (bei meinen Werten ca.
>> 3,5mA) nicht fährt.

Ich meinte damit, dass bei meiner Schaltung 3,5mA fließen und der Zug 
nicht fährt. Bei 4,5mA wird er das denke ich mal auch nicht tun.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Der Strom kann fast auftreten wenn eine Lok auf dem Gleis steht,
> und der
>> Strom wäre dem TO zu hoch.
>
>> Christian P. schrieb:
>>> Eine Lok braucht, wenn sie fährt ca. 500mA. Der Widerstand muss aber so
>>> groß sein, dass sie durch den zu fühlenden Strom (bei meinen Werten ca.
>>> 3,5mA) nicht fährt.
>
> Ich meinte damit, dass bei meiner Schaltung 3,5mA fließen und der Zug
> nicht fährt. Bei 4,5mA wird er das denke ich mal auch nicht tun.

Ok, aber dass lese ich aus deinem Kommentar mit den 3,5mA nicht, bzw. 
interpretiere ich es anders. Aber es ist ja eh der Thread mit vielen 
Missverständnissen;-)

[Christian P. (cp753951)]

> Aber es ist ja eh der Thread mit vielen Missverständnissen;-)

Ja, ich bin irgenwie nicht so gut dadrin, meine Gedanken 
niederzuschreiben. Ich diskutiere soetwas lieber im Gespräch

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Ein Optokoppler LTV817C schaltet schon bei 1mA voll durch.  Der Ausgang 
des Kopplers kann bequem durch einen Tiefpass beruhigt werden und danach 
wird das Signal in Jörg's 40106 eingeleitet.

[Willi S. (ws1955)]

Wenn natürlich gar kein Strom fließen kann (Upolung der Gleise), dann 
wird auch diese Schaltung nicht helfen. Ist mir aber egal, es war heute 
vormittag eine nette Beschäftigung gegen Demenz.

[Willi S. (ws1955)]

Christian P. schrieb:
>> Rechnungen mit 15V minus 1.5V Uf der Led = 13.5V
>
> Du gehst aber davon aus, dass an der Leitung zum Gleis immer 0V
> anliegen.
> Das ist aber nicht der Fall, wenn durch einen Transistor die
> Fahrspannung an diese angelegt werden. Sonst würde der Zug ja nicht
> fahren.
> Ich sehe nicht, wie deine Schaltung einen fahrenden Zug erkennen will,
> es sei denn, man macht noch extra Dioden in den Fahrstrom, damit
> genügend Spannung abfällt.

Ok,
diesen Fall habe ich bei deiner Schaltung der ursprünglichen Frage 
explizit ausgeschlossen und erst damit das Vorhaben überhaupt 
verstanden. Ich glaube inzwischen, dass eine konzeptionale Verwirrung 
vorliegt und wir werden hier im Thread nie eine Lösung finden.

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
> Ich sehe nicht, wie deine Schaltung einen fahrenden Zug erkennen will,
> es sei denn, man macht noch extra Dioden in den Fahrstrom, damit
> genügend Spannung abfällt.

Damit auch ein fahrender Zug erkannt wird muss der Strom über einen 
Shunt gemessen werden. Wie klein ist der Mindestrom damit die Lok fährt? 
Wäre ein Shunt zwischen GND und Schiene möglich und machbar? Wie soll 
ein fahrender Zug signalisiert werden? Led, Relais...?

[o|o (Gast)]

Willi S. schrieb:
> Ich glaube inzwischen, dass eine konzeptionale Verwirrung
> vorliegt - wir werden hier im Thread nie eine Lösung finden.

Wuerde ich nicht sagen, zumindest glaube ich das nicht ganz.
(Ich bezweifle auch, daß wirklich aufgegeben wird.) Jedoch:

Ich lese schon seit Beginn mit, aber ueberblicke immer noch
nicht ganz die exakten Potential- und Ablauf- Verhaeltnisse.

Liegt das am Durcheinander (bzw. daß ich nicht zur Aufloesung
desselben faehig bin), oder fehlen noch 1, 2 Informationen?

[Stefan F. (Gast)]

Ich würde dazu raten, die echten Spannungen und Ströme zu messen (und 
zwar mit zeitlichem Verlauf) anstatt mit dem Dummy herum zu beasteln. 
Der verleitet nur zu falschen idealisierten Annahmen.

Was ich verstanden habe ist folgendes:

Der Zug wird mit 15V DC (immer gleiche Polarität) betrieben. Mittels PWM 
soll die Fahrgeschwindigkeit geregelt werden. Darüber hinaus soll 
erkannt werden, ob der Zug Strom aufnimmt (dann gilt das Gleis als 
besetzt), wobei diese Erkennung auch im Stand basieren auf einem 
geringen Mess-Strom funktionieren soll.

Die ganze Kaspereri mit Operationsverstärker, Schmitt-Trigger und 
Logikgatter macht erst Sinn, nachdem man einen zuverlässigen Sensor 
hinbekommen hat. Erst braucht man einen guten Sensor, dann kommt die 
Signalaufbereitung. Klingt das logisch?

Ich knüpfe an Jörg R.'s Vorschlag an:

Im Angehängten Vorschlag nutze ich einen relativ hochohmigen Shunt, um 
Stromfluss zu erkennen. Bei 1mA soll das Gleis als "besetzt" gelten. 
Parallel dazu liegt eine belastbare Diode, welche den Spannungsabfall am 
Shunt auf etwas weniger als 1V begrenzt. So bleibt der Spannungsabfall 
auch beim viel höheren Fahrstrom gering.

Der Fahrstrom wird mittels PWM durch den MOSFET Transistor geschaltet. 
Damit auch im Stand eine Messung möglich ist, fließt ein geringer 
Ruhestrom durch den Widerstand am MOSFET Transistor vorbei.

Die Spannung von diesem Sensor wird durch einen Tiefpass geschickt, der 
sowohl die PWM Impulse als auch weitere Störungen heraus filtert. Das 
SIgnal am Ausgang des Filter ist eine analoge Spannung, die sich langsam 
im bereich zwischen 0 und 1V ändert. Diese kann man direkt mit dem 
analogen Eingang des steuernden Mikrocontrollers verbinden, oder mit 
einem externen ADC oder auch der gezeigten Schmitt-Trigger Schaltung 
(mit Rail-2-Raul OP-Amp), die daraus ein digitales Logiksignal mit 5V 
Pegel macht.

Am + Eingang des OP-AMp liegt eine Referenzspannung von etwa 0,25V an. 
Wenn  das analoge Signal vom Sensor höher ist (also Gleis besetzt), dann 
schaltet dessen Ausgang auf Low.

Man könnte das Ganze auch gespiegelt auf der +15V Seite aufbauen, aber 
dann wäre das Ausgangssignal Pegelmäßig nicht mehr zum Mikrocontroller 
kompatibel. Dann müssten noch zwei Pegelwandler hinzu kommen (sowohl am 
PWM Eingang als auch am "Gleis Besetzt" Ausgang). Dazu könnte man zwei 
NPN Transistoren mit Pull-Up Widerständen benutzen.

Bei dem MOSFET ist zu beachten, dass dessen Source Anschluss nicht auf 
0V liegt, sondern maximal 1V. Wenn er am Gate mit 5V angesteuert wird, 
bleiben für den Transistor nur noch 4V übrig. Es muss ein Logic-Level 
Typ gewählt werden, der bei 4V Gate-Source Spannung den maximal 
erwarteten Laststrom sicher schalten kann.

[Jörg R. (solar77)]

Stefanus F. schrieb:
> Der Zug wird mit 15V DC (immer gleiche Polarität) betrieben. Mittels PWM
> soll die Fahrgeschwindigkeit geregelt werden.

Da bin ich mir unsicher ob tatsächlich per PWM geregelt wird. Ich nehme 
an das analog über den BD...geregelt wird.

Zu der ganzen Problematik mit 2 zu erfassenden Zuständen, Gleis besetzt 
und Zug fährt, kommt auch noch das lange Kabellängen vorhanden sind. Die 
Anlage wird wohl einige qm groß sein. Dazu kommt noch der induktive 
Einfluss der Motoren.


Stefanus F. schrieb:
> Im Angehängten Vorschlag nutze ich einen relativ hochohmigen Shunt, um
> Stromfluss zu erkennen. Bei 1mA soll das Gleis als "besetzt" gelten.
> Parallel dazu liegt eine belastbare Diode, welche den Spannungsabfall am
> Shunt auf etwas weniger als 1V begrenzt. So bleibt der Spannungsabfall
> auch beim viel höheren Fahrstrom gering.

Für „Gleis besetzt“ würde ich auch recht hochohmig messen. Für „Zug 
fährt“ würde ich einen Widerstand von 0R33 bzw. 0R47 verwenden. So 
bleibt der Spannungsabfall bei 500mA deutlich unter 0,3V.

Mir fehlt noch der Mindeststrom mit dem eine Lok fährt.

[Christian P. (cp753951)]

> Mir fehlt noch der Mindeststrom mit dem eine Lok fährt.

Die Anlage steht in der Schule und ich werde wohl erst nächste Woche 
Freitag wieder da sein, um das mal auszuprobieren.
Ich suche mal online nach Angaben.

> Mittels PWM soll die Fahrgeschwindigkeit geregelt werden.

Nein, habe ich ja auch nie behauptet. Der an der Basis des Transistors 
ist ein Kondensator, der sich langsam auf/ entläd und so den Zug langsam 
anfahren/ abbremsen lässt.

> Wie soll ein fahrender Zug signalisiert werden? Led, Relais...?

Ein Zug, egal ob er fährt oder nicht, soll ein Relais umschalten.

> Man könnte das Ganze auch gespiegelt auf der +15V Seite aufbauen, aber
> dann wäre das Ausgangssignal Pegelmäßig nicht mehr zum Mikrocontroller
> kompatibel. Dann müssten noch zwei Pegelwandler hinzu kommen (sowohl am
> PWM Eingang als auch am "Gleis Besetzt" Ausgang). Dazu könnte man zwei
> NPN Transistoren mit Pull-Up Widerständen benutzen.

Die Elektronik muss in der + Leitung zum Gleis sein.

Sehe ich das richtig, dass ihr quasi 2 Elektroniken, einmal für eine 
stehenden und eine für eine fahrende Lok machen wollt?

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
> Ein Zug, egal ob er fährt oder nicht, soll ein Relais umschalten.

Wenn EIN Relais geschaltet wird reicht auch nur die Besetztanzeige. Wenn 
auch erkannt werden soll ob der Zug fährt werden 2 Relais benötigt. 
Sorry, wenn ich hier kleinlich bin, aber was ist denn nun gefordert?


> Sehe ich das richtig, dass ihr quasi 2 Elektroniken, einmal für eine
> stehenden und eine für eine fahrende Lok machen wollt?

Wie gesagt, wenn 2 Zustände erkannt werden sollen müssen auch 2 
Auswertungen (Messungen) erfolgen.

Wie sieht es mit dieser Frage aus...

Jörg R. schrieb:
> Wäre ein Shunt zwischen GND und Schiene möglich und machbar?

https://www.mikrocontroller.net/attachment/414388/DED99119-A573-473E-BAC9-060BFD92CE44.jpeg


Christian P. schrieb:
> Ich diskutiere soetwas lieber im Gespräch

Das geht hier aber nicht;-)


Christian P. schrieb:
> Die Anlage steht in der Schule...

...in Grevenbroich?

[Christian P. (cp753951)]

> Wenn EIN Relais geschaltet wird reicht auch nur die Besetztanzeige. Wenn
> auch erkannt werden soll ob der Zug fährt werden 2 Relais benötigt.
> Sorry, wenn ich hier kleinlich bin, aber was ist denn nun gefordert?

Es geht mir doch auch nur um die Besetztanzeige. Die muss halt sowohl 
einen stehenden, als auch einen fahrenden Zug erkennen.

> Wäre ein Shunt zwischen GND und Schiene möglich und machbar?

Nein, das ist schon gebaut.

> ...in Grevenbroich?

Ja

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>> Wenn EIN Relais geschaltet wird reicht auch nur die
> Besetztanzeige. Wenn
>> auch erkannt werden soll ob der Zug fährt werden 2 Relais benötigt.
>> Sorry, wenn ich hier kleinlich bin, aber was ist denn nun gefordert?
>
> Es geht mir doch auch nur um die Besetztanzeige. Die muss halt sowohl
> einen stehenden, als auch einen fahrenden Zug erkennen.

Dann ist die Aussage den fahrenden Zug zu erkennen einfach nur 
verwirrend. Es muss also "nur" erkannt werden ob auf dem Gleis ein Zug 
vorhanden ist, egal ob er steht oder fährt. Das er evtl. fährt hat für 
die weitere Steuerung keine Relevanz, Hauptsache er wird auf dem Gleis 
erkannt. Dann hat sich die Frage nach der Stomaufnahme erledigt.


>> Wäre ein Shunt zwischen GND und Schiene möglich und machbar?
>
> Nein, das ist schon gebaut.

Sind denn überhaupt Änderungen möglich, sonst machen sich hier einigen 
User umsonst Gedanken zur Problemlösung;-) Der Shunt hat sich aber auch 
erledigt wenn es nur um die Besetztanzeige geht. Die Diskussion einen 
fahrenden Zug zu erkennen ist scheinbar vollkommen unrelevant. Das Gleis 
ist besetzt, egal ob der Zug steht oder fährt, und das soll erkannt 
werden.

Es wäre schön wenn auf solche Fragen ohne Nachzuhaken eingegangen wird.

[Christian P. (cp753951)]

Die Schaltung hat zum Erkennen der Besetztmeldung eigentlich nur U_Fa, 
Gnd und die Leitung zum Gleis zur Verfügung

> Es wäre schön wenn auf solche Fragen ohne Nachzuhaken eingegangen wird.

Ich war noch dabei, die Skizzen zu verstehen.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Die Elektronik muss in der + Leitung zum Gleis sein.
> das Relais soll angehen, wenn das Gleist besetzt ist

Also jetzt doch wieder ein Relais? Meine Güte, ist das schwer, die 
nötigen Anforderungen zusammen zu tragen. So langsam ahne ich, was am 
BER angeht.

Siehe Anhang. Bitteschön. Gern geschehen. Auf Widersehen.

[Christian P. (cp753951)]

> Siehe Anhang. Bitteschön. Gern geschehen. Auf Widersehen.

Und wie soll dies funktionieren, wenn der Zug steht, also der Transistor 
links zu ist?

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> Im Prinzip tut es ein Optokoppler mit Schmitt-Trigger Ausgang,
> idealerweise hält er direkt die ca 15V aus und billig soll er natürlich
> auch sein:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/414191/IMG_5814.JPG

Die Schaltung funktioniert nicht, jedenfalls nicht immer. Gleis besetzt 
würde nicht mehr erkannt wenn die Fahrspannung so hoch wird das die 
Spannungsdifferenz für den OC zu gering wird.


@TO
Welche Spannung stehen zur Verfügung, mit welcher Genauigkeit? Wäre eine 
Versorgung der Auswerteelektronik mit >15V möglich, so 18V z.B.?

Wie genau bzw. stabil sind die 15V Fahrspannung?

[Christian P. (cp753951)]

> Welche Spannung stehen zur Verfügung, mit welcher Genauigkeit? Wäre eine
> Versorgung der Auswerteelektronik mit >15V möglich, so 18V z.B.?

Nein, aber die Spannung am Gleis muss nicht zwangsweise die vollen 15V 
betragen. Der Transistor und eine Diode wie im Bild, sorgen ja für einen 
Spannungsabfall.

[Christian P. (cp753951)]

> Welche Spannung stehen zur Verfügung, mit welcher Genauigkeit?

Die 15V, was meinst du mit Genauigkeit?

[Schnauze (Gast)]

Hat jemand eine Ahnung wieso genau Stefan jetzt wieder pampig wird?

[Christian P. (cp753951)]

> Welche Spannung stehen zur Verfügung, mit welcher Genauigkeit?

Es sind schon längere Kabelwege vom Netzteil zu den Platinen, da wird 
also bestimmt etwas abfallen.

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Schnauze schrieb:
> Hat jemand eine Ahnung wieso genau Stefan jetzt wieder pampig
> wird?

Er hat nur den 4k7 Widerstand parallel zum BD679 vergessen. Den 470k 
Widerstand würde ich auch nach Plus 15V schalten. Statt nur eine Diode 
1N5401 würde ich zwei in Reihe schalten, weil sonst der BC327 nicht 
richtig durchschalten kann.

[Willi S. (ws1955)]

Der TO hat doch schon vor 2 Tagen den Plan der vorhandenen Schaltung 
hochgeladen und auch soweit verständlich erklärt. Der TO schrieb, dass 
diese Schaltung einwandfrei funktioniert und er wollte doch nur eine 
Alternative mit OPV erproben. Die bewährte Schaltung besteht aus T3, D4, 
R8, R9, R* und Relais.

Beitrag "Re: Verwendung eines OpAmps als Stromfühler"

Die andere Schaltung, auf die wir uns die ganze Diskussion lange bezogen 
haben, ist doch nur eine Versuchsanordnung auf dem Steckbrett, ohne 
Steller usw.

[Christian P. (cp753951)]

>Er hat nur den 4k7 Widerstand parallel zum BD679 vergessen. Den 470k
>Widerstand würde ich auch nach Plus 15V schalten. Statt nur eine Diode
>1N5401 würde ich zwei in Reihe schalten, weil sonst der BC327 nicht
>richtig durchschalten kann.

Ah Ok, ich werde das mal so bauen.

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Christian P. schrieb:
>
> Ah Ok, ich werde das mal so bauen.

Den 470k Widerstand kannst du auch ganz weglassen, die Basis ist ja 
schon über den 1k und 10k mit Plus verbunden.

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Und wie soll dies funktionieren, wenn der Zug steht, also der Transistor
> links zu ist?

Oh, gut dass du aufgepasst hast. Ich habe einen 4,7kΩ Widerstand 
parallel zum BD579 vergessen.

[Stefan F. (Gast)]

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Er hat nur den 4k7 Widerstand parallel zum BD679 vergessen. Den 470k
> Widerstand würde ich auch nach Plus 15V schalten. Statt nur eine Diode
> 1N5401 würde ich zwei in Reihe schalten, weil sonst der BC327 nicht
> richtig durchschalten kann.

Wenn du den 470kΩ Widerstand so abänderst, dann kann der BC327 nicht 
richtig durchschalten. Lass das mal besser so, wie ich es gezeichnet 
habe. Dann genügt der Spannungshub einer Diode.

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Den 470k Widerstand kannst du auch ganz weglassen, die Basis ist ja
> schon über den 1k und 10k mit Plus verbunden.

Nein.

An der B-E Strecke vom BC327 liegen im Ruhezustand (Gleis frei) etwa 
0,3V an, so das er das Relais aus schaltet. Für genau diese Ruhespannung 
sorgt der 470kΩ Widerstand. Er bildet zusammen mit dem 10kΩ Widerstand 
und den 1kΩ Shunt einen Spannungsteiler.

Wenn das Gleis belegt ist, steigt die Spannung um bis zu 0,7V an, weil 
der Stromfluss durch das Gleis einen Spannungsabfall am Shunt bewirkt, 
der durch die parallel geschaltete Diode auf diese 0,7V begrenzt wird. 
Wegen dem Spannungsanstieg schaltet der Transistor das Relais sicher 
ein. Die 0,7V plus 0,3V (wegen den 470kΩ) reichen dazu ganz sicher aus.

[Jörg R. (solar77)]

Willi S. schrieb:
> Der TO hat doch schon vor 2 Tagen den Plan der vorhandenen Schaltung
> hochgeladen und auch soweit verständlich erklärt.

Ja und?

Der TO schrieb, dass
> diese Schaltung einwandfrei funktioniert und er wollte doch nur eine
> Alternative mit OPV erproben.

Richtig, eine Lösung mit OPV. Und die liegt bisher nicht vor.


Christian P. schrieb:
> Nein, aber die Spannung am Gleis muss nicht zwangsweise die vollen 15V
> betragen. Der Transistor und eine Diode wie im Bild, sorgen ja für einen
> Spannungsabfall.

Das ist klar, aber irgendwo müssen die 15V ja herkommen.

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Für genau diese Ruhespannung
> sorgt der 470kΩ Widerstand. Er bildet zusammen mit dem 10kΩ Widerstand
> und den 1kΩ Shunt einen Spannungsteiler.

Dadurch ist die Basis etwas vorgespannt, das ist auch eine gute Idee.

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Statt nur eine Diode
> 1N5401 würde ich zwei in Reihe schalten

Hat den Nachteil, dass doppelte Verlustleistung ensteht und zweimal 0,7 
Volt fehlen. Wenn das überhaupt schlimm sein sollte.

[Christian P. (cp753951)]

>Das ist klar, aber irgendwo müssen die 15V ja herkommen.

Die kommen halt aus einem Netzteil?

[Jörg R. (solar77)]

Christian P. schrieb:
>>Das ist klar, aber irgendwo müssen die 15V ja herkommen.
>
> Die kommen halt aus einem Netzteil?

Natürlich kommen die aus einem Netzteil. Um weiteren Missverständnisse 
und falsch verstandene Fragen zu vermeiden klinke ich mich jetzt doch 
aus. Sorry, aber das wird mir zufiel WischiWaschi.

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Jörg R. schrieb:
> klinke ich mich jetzt doch
> aus.

Ich Klinke mich jetzt auch aus. Das hat aber andere Gründe. Jetzt kommt 
nämlich Pussy TV mit Carolin Kebekus.   :)

[Wolfgang (Gast)]

Willi S. schrieb:
> Das Zeigen der Schaltung vom TO ist schon länger her, ich kopiere es
> hier nochmal hin.

Die krankt immer noch daran, dass ohne Stromfluss übers Gleis der 
Schaltzustand des Komparators durch dessen Offsetspannung festgelet wird 
und das Ganze zu einem Zufallsgenerator wird.

Das will keiner.

Der nicht invertierende Eingang muss auf einem niedrigeren Potential als 
U_FA liegen, das dann die Schaltschwelle festlegt.

[Willi S. (ws1955)]

Wolfgang schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Das Zeigen der Schaltung vom TO ist schon länger her, ich kopiere es
>> hier nochmal hin.
>
> Die krankt immer noch daran, dass ohne Stromfluss übers Gleis der
> Schaltzustand des Komparators durch dessen Offsetspannung festgelet wird
> und das Ganze zu einem Zufallsgenerator wird.

Ja natürlich werden Schaltpläne durch Umkopieren nicht besser...

[Stefan F. (Gast)]

Im Beitrag #5859570 
(Beitrag "Re: Verwendung eines OpAmps als Stromfühler") 
schlug ich eine Schaltung mit OP-Amp vor, die man wahlweise auf der 
Low-Side oder High-Side aufbauen kann.

Für die Low-Side hatte ich den Rail-To-Rail OP-Amp MCP6001 empfohlen. 
Für die High Side kann man den aber nicht verwenden, weil er keine 15V 
verträgt.

Ich kann jetzt auf die Schnelle auch keinen passenden OP-Amp für die 
High-Side empfehlen, da alle mir bekannten an ihren Eingängen etwa 1,5 
bis 2V unter der oberen Versorgungsspannung bleiben müssen. Mit den mir 
bekannten OP-Amps bräuchte man eine zweite Versorgungsspannung, die 
mindestens 2V höher als 15V liegt.

Ich bin allerdings zuversichtlich, dass es auch für diesen Fall einen 
passenden OP-Amp geben könnte, der mit einfachen +15V auskommt.

> Der nicht invertierende Eingang muss auf einem niedrigeren Potential
> als U_FA liegen, das dann die Schaltschwelle festlegt.

Genau das tut meine Schaltung, wenn nachdem man sie auf die High-Side 
gespiegelt hat.

Da der Ausgang aber ein Relais sein soll, halte ich den OP-Amp hier für 
unnötig. Er macht es nur komplizierter. Ein simpler Transistor genügt. 
Er bringt eine ausreichend genaue Schaltschwelle mit und hat ausreichend 
Verstärkung. Den Schmitt-Trigger Effekt bringt das Relais von "natur" 
aus mit.

[Wolfgang (Gast)]

Ein INA250 hätte mit High-Side kein Problem, aber dahinter bräuchte man 
noch einen Komparator.

[Wolfgang (Gast)]

Entsprechend ist der INA240 aufgebaut, aber mit externem Shunt.

[Info (Gast)]

Schaut euch mal die Seite von Bernd Kösters an :

http://www.bernd-koe.de/n-welt/elektronik/gleisbesetztmelder/index.php

[Willi S. (ws1955)]

Noch eine Idee, als direkte Antwort zur originären Frage.
Bitte nicht als Konkurrenz zu irgendwas anderem verstehen,
sondern ich habe mir das da überlegt und zeige es her:

Grundüberlegung ist, dass die Gleis+ Spannung auf dem
Modul (vor Umpolung etc) 0-13V sein kann, bei allen
möglichen Hindernissen, fahrend oder stehend. Dann ist
der Gleisabschnitt "belegt". Nur wenn nicht einmal ein
Waggon herum steht, geht die Spannung über 13V, durch
Rx.

D1 macht die Referenzspannung, ca 0.7V, eine zweite
Diode in Serie für 1.4V wäre evtl besser.

Eine Frage des TO war wegen der Schutzwiderstände an
den OPV-Eingängen. Das wäre imho nicht unbedingt notwendig,
aber diese Widerstände braucht es sowieso aus anderen
Gründen: R2 ist notwendig für die Hysterese-Funktion
und R3 soll mit C1 einen Tiefpass machen. Der C am Gleis
ist laut Schaltplan vom TO schon vorhanden. Ist auch
gut so, er blockt HF.

Die Ausgangsschaltung hat der TO schon erprobt und die
längere Integration ist auf der "digitalen" Seite auch
bestens, weil hier der Pegelsprung bei Umschaltungen
immer gleich ist.

LT1490 gibt es auch im DIP8.

[Stefan F. (Gast)]

Willi S. schrieb:
> Noch eine Idee, als direkte Antwort zur originären Frage.

C1 würde ich nach +15V legen, nicht nach GND, weil die sie 0,7V 
Referenzspannung (aus der Diode) auch auf +15V beziehen. In deiner 
Schaltung  sind die +15V aus Sicht des Operationsverstärkers das 
Bezugspotential.

Wenn du den Kondensator wie gezeichnet lässt, wird jede 
Störung/Schwankung der Versorgungsspannugn direkt auf die Messung 
durchschlagen.

[Christian P. (cp753951)]

> LT1490 gibt es auch im DIP8.

Kann ich dafür denn auch meine LM 358 nehmen, oder gehen die nicht?
Ich hätte auch noch LM 324
Die LT1490 müsste ich halt erst bestellen.

[GEKU (Gast)]

Willi S. schrieb:
> Das Zeigen der Schaltung vom TO ist schon länger her, ich kopiere es
> hier nochmal hin.

Ich würde noch zwei Widerstände (z.B. je 100k) an den OP Eingängen 
einbauen um den Offset im stromlosen Zustand zu kompensieren.

100k von OP (-) gegen Ufa
100k von OP (+) gegen GND

Der OP wird als Komparator verwendet, da keine Gegenkopplung.
Fließt auf den Geleisen kein Strom, dann ist die Spannung am Eingang 
(zwischen (+) und (-) die Spannung Null. Jetzt ist die Ausgangslage des 
OPs abhängig vom Offset des OPs. Die von mir vorgeschlagenen Widerstände 
spannen den OP (Komparator) in der Gegenrichtung vor, um sicher zu 
stellen, dass der Komparator in die richtige Richtung kippt (es wird ein 
negativer Strom auf den Geleisen simuliert, der den Offset kompensiert).

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Kann ich dafür denn auch meine LM 358 nehmen, oder gehen die nicht?

Gehen nicht. Schau mal ins Datenblatt, welchen Bereich die 
EIngangsspannung haben darf "Common Input Voltage Range" oder so ähnlich 
heisst der Punkt.

[GEKU (Gast)]

GEKU schrieb:
> 100k von OP (-) gegen Ufa
> 100k von OP (+) gegen GND

Die Widerstandswerte (100k) müssen noch angepasst werden.

[Willi S. (ws1955)]

Stefanus F. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Noch eine Idee, als direkte Antwort zur originären Frage.
>
> C1 würde ich nach +15V legen, nicht nach GND, weil die sie 0,7V
> Referenzspannung (aus der Diode) auch auf +15V beziehen. In deiner
> Schaltung  sind die +15V aus Sicht des Operationsverstärkers das
> Bezugspotential.
>
> Wenn du den Kondensator wie gezeichnet lässt, wird jede
> Störung/Schwankung der Versorgungsspannugn direkt auf die Messung
> durchschlagen.

Da hast du vollkommen Recht !!
Ich habe auch oft genug daran gedacht, nur heute nicht (...)

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Die Widerstandswerte (100k) müssen noch angepasst werden.

Das wird nicht gehen, die Eingangsspannung ist für den OP-Amp zu hoch 
(bzw. exakt am Grenzwert).

Wie oft muss man eigentlich noch darauf hinweisen? Ich bin ja beleibe 
nicht der erste.

[Christian P. (cp753951)]

> Das wird nicht gehen, die Eingangsspannung ist für den OP-Amp zu hoch
> (bzw. exakt am Grenzwert).

Und ein anderer OpAmp, wie der LT1490 von Willi?

[Stefan F. (Gast)]

Christian P. schrieb:
> Und ein anderer OpAmp, wie der LT1490 von Willi?

Guck doch bitte selber ins Datenblatt. Du wolltest doch alternative 
Schaltungen verstehen, da ist es nicht angebracht, Dir alle Haken 
undnÖsen mehrfach vorzukauen.

Du solltest eher mal unseren Einwänden nachgehen und verstehen, warum 
von bestimmten Konstrukten abgeraten wird und warum andere Sachen immer 
wieder ähnlich vorgeschlagen wurden.

Shunt, Komparator, Referenzquelle, Schmitt-Trigger, Tiefpass. Das sind 
alles Komponenten, die wiederholt vorkamen.

[Christian P. (cp753951)]

> Guck doch bitte selber ins Datenblatt.

Habe ich. Ich interpretiere folgende Aussage:

>The LT1490/ LT1491 have a unique input stage that operates and remains high 
>impedance when above the positive supply. The inputs take 44V both >differential 
and commonmode even when operating on a 3V supply.

als wenn das geht, wollte nur nochmal nachfragen, da mir diese Lösung 
halt sehr simpel erscheint und es ja vielleicht ein anderes Problem gibt

[Stefan F. (Gast)]

Der Text auf der ersten Seite ist Werbung, da wird die Wahrheit oft 
beschönigt dargestellt.

Schau in die Tabellen, wo die elektrischen Eigenschaften mit min und max 
Werten garantiert sind.

[Christian P. (cp753951)]

> Du solltest eher mal unseren Einwänden nachgehen und verstehen, warum
> von bestimmten Konstrukten abgeraten wird und warum andere Sachen immer
> wieder ähnlich vorgeschlagen wurden.

Ich bin ja auch dabei die Anderen Vorschläge zu probieren, aber wenn 
jemand nochmal was zu dem OpAmp vorschlägt, gehe ich dem natürlich auch 
nach.

[Christian P. (cp753951)]

> Schau in die Tabellen, wo die elektrischen Eigenschaften mit min und max
> Werten garantiert sind.

Da geht die Eingangsspannung auch über die Versorgungsspannung

[Stefan F. (Gast)]

Da steht: Input Voltage Range 0 bis 44 Volt. Und über der Tabelle steht, 
dass dies für 5V Versorgungsspannung gilt.

Für 15V Versorgungsspannung sind da jetzt leider keine konkreten 
Angaben, aber da wird es dann wohl ähnlich sein. Passt also.

Das ist ziemlich ungewöhnlich, dass die Eingangsspannugn höher sein 
darf, als die Versorgungsspanung.