Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ansteuerung 24VDC Magnet über Hallsensor, Empfindichkeit einstellbar


von Andreas K. (stummorgel)


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Hallo! Mein alter Thread (Orgelansteuerung) ist ins Off gelaufen und 
aufgrund der aktuellen Anforderungen auch nicht mehr aktuell. Ich weiß, 
daß es unorthodox ist, dann einen neuen Thread zu initiieren, aber es 
ist vielleicht sinnvoller, da sich die Parameter geändert haben.

Es soll ein 24V DC Magnet (ca. 0,5A) angesteuert werden, über 
Hallsensor.

Ich möchte einige Parameter extern einstellbar gestalten.

Dazu die anhängende Schaltung.

Der lineare Hallsensor soll so in Empfindlichkeit einstellbar sein, 
ebenso der Schaltpunkt.

Der 24V DC Magnet sollte nun über einen P-MOSFET geschaltet werden.
P-MOSFET deshalb, weil der Ausgang ja auf 0 geht, wenn der Magnet den 
Hallsensor "aktiviert".

Wäre eine Ansteuerung des MOS mittels Optokoppler sinnvoll? Oder ist das 
mit Kanonen auf Spatzen geschossen?
Der Magnet, bzw. die Spule, besitzt von Hause aus einen Varistor zur 
Funkenlöschung parallel an den Eingängen. Eine Freilaufdiode wäre aber 
dennoch sinnig, oder?

Meinungen herzlich willkommen.

Beste Grüße!!

von Hubert G. (hubertg)


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Mit den +5V auf TP4, nehme an der Ansteuerpunkt des P-Fet, wird der FET 
keine Freude haben.

von Andreas K. (stummorgel)


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Das ist klar, deswegen soll ja an den Ausgang TP4 noch eine 
Treiberstufe, ich war halt am überlegen, ob man das mit Optokoppler 
machen soll.
Es wird eine Spannungsversorgung für den Steuerkreis geben, also 12V/ 5V 
DC
und eine eigenständige mit 24V für die Magnete.
Alleine daher wären wohl Optos unumgänglich.

Mir geht es um eine sinnige Lösung nach TP4 hin zu den MOSFETs.

von Andreas K. (stummorgel)


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zum Beispiel in dieser Art

von c r (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Der lineare Hallsensor soll so in Empfindlichkeit einstellbar sein,
> ebenso der Schaltpunkt.

Wo liegt denn da der Unterschied?
Irgendwo zwischen Ruhestellung und Taste-voll-gedrückt solls halt 
Schalten, oder?
Was gibt's da noch einzustellen?

von Andreas K. (stummorgel)


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Nein, eben nicht, weil ich den Schaltpunkt an die Mechanik anpassen muß, 
die hängt parallel dazu. Und das ist nicht bei jeder Taste gleich. Wenn 
ich jetzt ne superkorrekte Hallsensorleiste baue und die Neodym-Magnete 
tiptop korrekt an die Tastenenden klebe, dann schalten vielleicht die 
Zugankermagnete auch alle gleich, aber trotzdem kann es sein, daß bei 
einer Taste der mechanisch generierte Ton minimal früher als bei der 
nächsten kommt. Das muß dann für die parallel arbeitende Elektronik 
abgeglichen werden.

Anhängend ein Beispiel für eine mechanische Traktur. Hier gibt es einige 
Justiermöglichkeiten, man versucht zwar, jeder Taste die identische 
Einstellung bzgl. Druckpunkt und Ansprechpunkt zu geben, das ist aber 
nahezu unmöglich, auch wenn es sich hierbei um Differenzen im Bereich 
von max. 1mm handelt.
Klebe ich nun auf die hinteren Tastenhebelenden meine Neodymmagnete und 
passe die Hallsensoren gut an, dann muß ich, um eine Synchronisation zu 
erreichen die Hallsensoren pro Taste parametrieren.

Deswegen mein Schaltungsvorschlag mit einzelnen OpAmps und dem MOSFET.

von Andreas K. (stummorgel)


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c r schrieb:
> Irgendwo zwischen Ruhestellung und Taste-voll-gedrückt solls halt
> Schalten, oder?
> Was gibt's da noch einzustellen?

Die Taste hat beim Niederdrücken einen "Leerbereich", danach Druckpunkt, 
dann Ventilöffnen, Rest der Taste drücken bis unten. Leerbereich ist 
sogar genormt und muß entsprechend justiert werden. Da geht nicht 
"irgendwie", das spürt man in den Fingerkuppen und beeinflußt vehement 
das Spielgefühl. :-))

von c r (Gast)


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Du willst also mit dem Verstärker erreichen, dass sich alle Tasten aus 
Sicht von TP2 identisch verhalten?

Und dann variierst du den Schaltpunkt des Komparators um dieses 
identische Verhalten wieder zu verbiegen?

von Andreas K. (stummorgel)


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Vielleicht verstehst Du mich falsch.

Jede der einzelnen Tasten ist mechanisch angeschlossen. Der Punkt, an 
dem der Ton "kommt", ist also vom Orgelbauer justiert und definiert.
Ich muß nun zusätzliche Pfeifen, die elektrisch angesteuert werden, 
mittels Hallsensor ansteuern.
Um größtmögliche Justierung zu erhalten, kam mir die Idee, einmal die 
Empfindlichkeit und einmal den Schaltpunkt extern justierbar zu 
gestalten.

Durch Temperatureinflüsse, Luftfeuchte etc. "verbiegen" sich über das 
Jahr auch mal diese Punkte der Mechanik, ist ja alles aus Holz. Damit 
man dann nicht jedesmal in den Eingeweiden fummeln muß, wäre es sehr 
gut, wenn man die Elektronik von außen nach justieren kann.

: Bearbeitet durch User
von c r (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Vielleicht verstehst Du mich falsch.

Nein, du versuchst Details zu berücksichtigen, die nicht berücksichtigt 
werden können.

Der Hallsensor liefert dir NUR die Möglichkeit die Entfernung zu messen, 
also wie weit die Taste gedrückt ist.

Meinetwegen liefert der Sensor 6V in Ruhestellung und 7V bei ganz 
gedrückter Taste.

Deine Schaltung KANN nichts weiter tun als den Schaltpunkt irgendwo 
zwischen diese 6 und 7V reinzulegen.

Ob du nun diese 6-7V verstärkst auf sagen wir 0-10V und DANN einen 
Komparator dahinterhängst, oder ob du den Komparator direkt mit den 6-7V 
fütterst, macht überhaupt keinen Unterschied.

Am Ende suchst du dir EINEN bestimmten Punkt aus, wo geschaltet wird.

von Andreas K. (stummorgel)


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OK, das leuchte ein.
Mit ging es bei bei dem LM358 darum, einen definierten Pegelbereich zu 
schaffen, der evtl. auch von anderen Komponenten abgegriffen und benutzt 
werden kann.

Unterm Strich ist es explizit für "meine" Anwendung wurscht, da könnte 
der LM358 auch wegfallen. Ich denke, das meinst Du auch.

Hinterm Komparator muß es halt in eine Schaltstufe münden, die 24V DC 1A 
schaltet.

von c r (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> OK, das leuchte ein.

Schön :)

Andreas K. schrieb:
> Mit ging es bei bei dem LM358 darum, einen definierten Pegelbereich zu
> schaffen, der evtl. auch von anderen Komponenten abgegriffen und benutzt
> werden kann.

Hältst du es für wahrscheinlich, dass in Zukunft andere Komponenten 
verbunden werden sollen, die dann Schaltpunkte erhalten, die nicht dem 
Verhalten der Pfeifen entsprechen?

Andreas K. schrieb:
> Unterm Strich ist es explizit für "meine" Anwendung wurscht, da könnte
> der LM358 auch wegfallen. Ich denke, das meinst Du auch.

Ja. Viel sinnvoller wäre es, den Stellbereich des Poti für den 
Komparator einzuschränken.
Die zu erwartende Ausgangsspannung (Einbauen, Nachmessen) aus dem 
Hallsensor ist nämlich in einem weit kleineren Bereich als die 0-12V die 
das Potentiometer so liefert.

Somit wäre nur ein Bruchteil des Einstellbereichs des Potentiometers 
nützlich -> Die Feinjustierbarkeit stirbt.

Andreas K. schrieb:
> Hinterm Komparator muß es halt in eine Schaltstufe münden, die 24V DC 1A
> schaltet

Darüber kann man dann reden. Warum du einen P-FET benutzen willst, 
leuchtet mir noch nicht ein.
Das Verhalten invertieren kannst du auch, indem du einfach die Eingänge 
des Komparators vertauscht.

von Andreas K. (stummorgel)


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c r schrieb:
> Hältst du es für wahrscheinlich, dass in Zukunft andere Komponenten
> verbunden werden sollen, die dann Schaltpunkte erhalten, die nicht dem
> Verhalten der Pfeifen entsprechen?

Beim aktuellen Projekt nicht. Können wir also entfallen lassen.

c r schrieb:
> Ja. Viel sinnvoller wäre es, den Stellbereich des Poti für den
> Komparator einzuschränken.
> Die zu erwartende Ausgangsspannung (Einbauen, Nachmessen) aus dem
> Hallsensor ist nämlich in einem weit kleineren Bereich als die 0-12V die
> das Potentiometer so liefert.
>
> Somit wäre nur ein Bruchteil des Einstellbereichs des Potentiometers
> nützlich -> Die Feinjustierbarkeit stirbt.

Das wäre das Kernthema zunächst.

Eigentlich müßte man, wenn man es gaaanz genau nimmt, On- und Off-Punkte 
einzeln einstellen.
Aber bei "nur" 18 Pfeifen evtl. ein Riesenaufwand, der nicht lohnt.
Wichtiger ist, daß der Einschaltpunkt passend justiert wird.

c r schrieb:
> Andreas K. schrieb:
>> OK, das leuchte ein.
>
> Schön :)
>
> Andreas K. schrieb:
>> Mit ging es bei bei dem LM358 darum, einen definierten Pegelbereich zu
>> schaffen, der evtl. auch von anderen Komponenten abgegriffen und benutzt
>> werden kann.
>
> Hältst du es für wahrscheinlich, dass in Zukunft andere Komponenten
> verbunden werden sollen, die dann Schaltpunkte erhalten, die nicht dem
> Verhalten der Pfeifen entsprechen?
>
> Andreas K. schrieb:
>> Unterm Strich ist es explizit für "meine" Anwendung wurscht, da könnte
>> der LM358 auch wegfallen. Ich denke, das meinst Du auch.
>
> Ja. Viel sinnvoller wäre es, den Stellbereich des Poti für den
> Komparator einzuschränken.
> Die zu erwartende Ausgangsspannung (Einbauen, Nachmessen) aus dem
> Hallsensor ist nämlich in einem weit kleineren Bereich als die 0-12V die
> das Potentiometer so liefert.
>
> Somit wäre nur ein Bruchteil des Einstellbereichs des Potentiometers
> nützlich -> Die Feinjustierbarkeit stirbt.
>
> Andreas K. schrieb:
>> Hinterm Komparator muß es halt in eine Schaltstufe münden, die 24V DC 1A
>> schaltet
>
> Darüber kann man dann reden. Warum du einen P-FET benutzen willst,
> leuchtet mir noch nicht ein.
> Das Verhalten invertieren kannst du auch, indem du einfach die Eingänge
> des Komparators vertauscht.

P-MOS deswegen, weil die Magnete gemeinsam auf Minus liegen. Das ist 
"Orgelbauerstandard". Ich wollte halt die 24V durchschalten und nicht 
die Magnete auf 0V ziehen

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