Variablen Ohm Wert Invertieren

[Christophe N. (jokerlux)]

Hallo,
Ich habe bei einem Tankgeber 12V anliegen.
Bei voll ist der Wert 10Ohm
Bei leer ist der Wert 47Ohm.
Meine Tankanzeige braucht aber bei 12V 75Ohm bei voll
und 5Ohm bei leer.
Gibt es die Möglichkeit einen Inverter zu bauen?
Wenn ja wie wäre die Schaltung und was brauche ich an Material. Bin zwar 
Autoelektriker aber hier bin ich überfordert.

[Mike (Gast)]

Hast Du das Datenblatt des Tankgebers und von der Anzeige? Die Anzeige 
braucht vermutlich einen Spannungswert...

[GEKU (Gast)]

Ist die Empfindlichkeit und Skala des Anzeigeelementes vorgegeben?

Wenn nicht bräuchte man das Messgerät nur in eine Brücke legen.

Erster Zweig:  Messwiderstand (10=voll bis 47=leer Ohm)  + 33 Ohm gegen 
GND
Zweiter Zweig: 470 Ohm + 330 Ohm.

Ist der Tank leer, dann ist die Spannung in der Brücke Null.
Ist der Tank voll, dann ist die Spannung im ersten Zweig 
(Spannungsteiler Messwiderstand + 33 Ohm) größer als im zweiten Zweig 
(Spannungsteiler 470 Ohm + 330Ohm).
Durch Widerstände ins Serie bzw. Parallel zum Messinstrument könnte auf 
Vollausschlag abgeglichen werden.

Bei Unklarheiten lege ich gerne eine Schaltung nach.

[praktiker (Gast)]

den passenden sensor zu verbauen wäre vermutlich die entspannteste 
variante.

[MaWin (Gast)]

Christophe N. schrieb:
> Gibt es die Möglichkeit einen Inverter zu bauen

Nein.

Man kann nur die Spannungen invertieren, die der Geber (am 
Originalelektronik) liefert und die die andere Elektronik sehen will.

Also: ausmessen, welche Spannungen anliegen. Übrigens sind die meisten 
Tankgeber unlinear wegen der blöden Tankform.
Es lohnt sich also, mehr als bloss voll und leer zu ermitteln.

[Harald W. (wilhelms)]

Christophe N. schrieb:
> Hallo,
> Ich habe bei einem Tankgeber 12V anliegen.
> Bei voll ist der Wert 10Ohm
> Bei leer ist der Wert 47Ohm.
> Meine Tankanzeige braucht aber bei 12V 75Ohm bei voll
> und 5Ohm bei leer.
> Gibt es die Möglichkeit einen Inverter zu bauen?

Inverter für Widerstände gibt es nicht. Da aber normalerweise durch
diesen Widerstand entweder eine variable Spannung oder ein variabler
Strom erzeugt wird, kann man diesen Wert verändern. Da man meist auch
eine veränderte Kennlinie braucht, ist es am besten, man verwendet
einen µC, der am Eingang den Widerstand misst und am Ausgang einen
passend umgerechneten Strom- oder Spannungswert erzeugt. Dieser µC
müsste aber von Dir selbst programmiert werden. Fertig gibt es sowas
nicht.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Edit: Bitte nicht weiterlesen, die Schaltung kann so nicht
funktionieren.

Vielleicht fällt mir ja irgendwann noch ein Bugfix dazu ein :)

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Theoretisch ist das ganz einfach (s. Anhang).

Der eingerahmte Schaltungsteil tut genau das, was du möchtest: An der
rechte Seite (G1a und G1b) schließt du deinen Tankgeber mit 10Ω (voll)
und 47Ω (leer) an, an der linken Seite (G2a und G2b) wird der
Tankanzeige ein Widerstand von 75Ω (voll) und 5Ω (leer) vorgegaukelt.
U1, R2 und R3 bilden dabei einen NIC

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

Der Serienwiderstand R1 wird zu der vom NIC erzeugten negativen Impedanz
hinzuaddiert, so dass die Impedanz Rk zwischen G2a und G2b

  Rk = R1 - RGeber · R2 / R3 = 94Ω - 1,892 · RGeber

ist.

Die Spannungsquelle ganz rechts (VRGeber) ist nicht Bestandteil der
eigentlichen Schaltung. Sie dient in der Simulation nur dazu, die Werte
(10Ω bis 47Ω) für den variablen Widerstand RGeber zu erzeugen.

Die Tankanzeige ist hier der Einfachheit halber als Konstantstromquelle
mit 5mA modelliert. Tatsächlich darf es eine fast beliebige Quelle sein
(weder die Spannung noch der Strom müssen konstant sein), da die
Impedanz zwischen G2a und G2b unabhängig davon ist.

Soweit die Theorie. Die Praxis legt dir ein paar zusätzliche Steine in
den Weg:

- Der Opamp muss negative Ausgangsspannungen liefern können, d.h. er
  braucht eine negative Versorgungsspannung. Diese hast du im Kfz
  normalerweise nicht, also musst du sie bspw. mit einem DC/DC-Wandler
  selber erzeugen. Wie hoch diese negative Spannung sein muss, hängt
  u.a. davon ab welcher Strom die Tankanzaige durch G2a in den
  Impedanzkonverter hineinschickt.

- Abhängig von den elektrischen Eigenschaften der Tankanzeige muss der
  Opamp evtl. mehr Strom als die üblich 10-20mA liefern können, was bei
  der Auswahl des Opamp-Typs berücksichtigt werden muss.

- Empfindliche elektronische Schaltungen haben es im Kfz wegen der
  Spannungspitzen im Bordnetz und den damit verbundenen Signalstörungen
  immer etwas schwer. Man muss deswegen Schutzschaltungen und evtl.
  Filter für die Signalleitungen vorsehen. Information dazu findest du
  u.a. auf

    http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm

  in den Abschnitten F.23 und F.24.1.

- Da ein Kfz-Tank üblicherweise mehr oder weniger unregelmäßig geformt
  ist, besteht kein linearer Zusammenhang zwischen dem Füllstand und dem
  Geberwiderstand. Dies wird oft durch den Geber (mit nichtlinearer
  Kennlinie) oder die Tankanzeige kompensiert. Passen nun der Geber
  und/oder die Tankanzeige nicht zur konkreten Form des Tanks, werden
  die Ergebnisse ungenau bis unbrauchbar. Hast du genauere Informationen
  zu diesem Thema, oder hast du die Teile vom Schrott oder aus der
  Mülltonne organisiert und hoffst jetzt, dass das alles schon irgendwie
  passen wird?

Für die weitere Dimensionierung der Schaltung wäre es hilfreich, wenn du
an die Tankanzeige nacheinander verschiedene bekannte Festwiderstände im
Bereich von 5Ω bis 75Ω (bspw. 6,8Ω, 27Ω, 47Ω und 68Ω) anstelle des
Gebers anschließen und jeweils den Spannungsabfall am Widerstand messen
könntest. Damit kann man die erforderliche Versorgungsspannung und einen
passenden Opamp-Typ festlegen. Evtl. stellt sich dann auch heraus, dass
die Anzeige Konstantspannung oder -strom liefert, was die Schaltung und
ihre Versorgung evtl. etwas vereinfacht.

PS: Je nachdem, wie und wo die Anzeige und der Geber mit Masse verbunden
sind, kann man die Schaltung evtl. auch mit einer positiven Spannung
versorgen.