Hallo zusammen, da dies mein erstes größeres, eigenes Projekt im Bereich Elektronik ist bräuchte ich etwas Hilfestellung und vll. etwas Tipps im allgemeinen Schaltungsaufbau bzw. etwas ausführliche Erläuterungen zu bestimmten Punkten. Ich bin bemüht selbst den Kopf einzuschalten, bitte aber um etwas Nachsicht, sollten die ein oder anderen Dinge nicht direkt schalten. Konkretes Ziel ist das Auslesen des Zeigerdurchgangs einer Wasseruhr, es gibt da ja bereits eine Vielzahl an verschiedenen Projekten im Netz. Jedoch erfüllt keines mein Anforderungsprofil. Da die Schaltung im finalen Zustand, im Batteriebetrieb laufen soll möchte ich ungerne einen Mikrocontroller 24/7 laufen lassen. Daher die Lösung den Zählerdurchgang mittels PCF8583 im Event-Counter auszuzählen und den Mikrocontroller (ESP8266) per Interrupt aufzuwecken wenn der Zähler voll ist bzw. im festen Intervall aufwecken, Zählerstand auslesen und per MQTT zu verschicken. Für die Detektion der Zählerscheibe hab ich mich im Netz (Volkszähler) einer Lösung mittels Kollimator fokussierter High-Power grüner LED (Kontrastverstärkung) als Punkt auf den Zähler bedient. Ein Fototransistor vom Typ PT334-6C dient als "Auge". Den bisherigen Schaltungsaufbau und dazugehörige Oszilloskopmessungen findet ihr im Anhang! Erster Schritt war es das Fototransistorsignal direkt per Interrupt am ESP als fallende Flanke zu verarbeiten. Im File Messung.jpg (Gelbe Linie) gemessen Klemme K1 gegen Masse ist der Ausgang des Fototransistors, die bleibende Abweichung beim Durchschalten von T2, ich vermute hier die Kollektor-Emitter Saturation Voltage (lt. Datenblatt 0,4V), diese verhindert das Auslösen des Interrupt. Gibt es hier vll. als einfachste Lösung die Möglichkeit mittels Diode o.Ä, die restliche Spannung zu vernichten und direkt auszuwerten? Nächster Schritt im Ideenprozess, war dann die Auswertung mittels Komparator um mir sauber definierte Schaltschwellen zu erzeugen. Per Spannungsteiler und Abgleichpoti habe ich dann eine Schaltschwelle von 0,8V eingestellt. Der Komparator kippt dann zwischen 0 und 5V. Wie in der Messung zu sehen (Klemme K2 - blaue Linie), schaltet der Komparator auch sauber durch. Wenn ich dieses Signal auf den Event-Counter führe bekomme ich auch gezählte Impules, allerdings zählt er nicht einen sondern mehrere hundert Impulse. Also am OSCI-Eingang gemessen und ein schönes Prellen des Komparator festgestellt. Ich vermute hier den unsauberen Übergang / Reflektionen der Zählerscheibe bis sie im sauberen "Lichtschatten" ist. Wie im Bild zu sehen braucht es bei geringstem Wasserdurchfluss, als "schlechtesten" Zustand fast 50 ms bis zum klaren Pegel. Meine nachfolgende Idee wäre ein Monoflop (74123), wenn ich das Datenblatt richtig verstehe brauche ich jedoch einen Kondensator 0,22*C [pF] um ein Re-Trigger des Signals mit jeder Prellflanke zu verhindern, heißt bei 50ms käme ich auf rund 230 uF. Daraus folgt ja mit einem externen Widerstand von (100kOhm) nach Formel aus dem Datenblatt eine Impulsdauer des Monoflop von fast 6s. Kann ich den Widerstand belibig klein wählen, um meine Impulsdauer zu drücken? Ich habe wenn der Wasserhahn läuft, einen Durchgang des Zeigers etwa alle 12s (siehe Bild Langzeitmessung) und brauche ja nur einen sehr kurzen Impuls für den Event Counter. Oder gibt es vll. eine viel einfachere Lösung für das Problem? Vielen Dank für eure Hilfstellungen Lg random Danke für eure Mithilfe Nach
F. C. schrieb: > Gibt es hier vll. als einfachste Lösung die Möglichkeit mittels Diode > o.Ä, die restliche Spannung zu vernichten und direkt auszuwerten? Du könntest den Ausgang durch einen Hochpass-Filter schicken, der dir den DC-Anteil wegfrisst. Oder einen Trafo, der reagiert auch nur auf Wechselanteile. Ansonsten kannst du auch einfach einen Schmitt-Trigger an dein Eingangssignal kleben, der sollte ein sauberes Signal ausgeben. Eine Pfuschervariante wäre, die Masse vom ESP um 400mV anzuheben, dann stört dich die bleibende Abweichung nicht. Aber das kostet vermutlich mehr Strom als die anderen Varianten. Das Prellen kann dir relativ egal sein: Wenn ein Signal kommt, dann wacht der Controller auf, wartet 100ms ab und wenn das Signal noch immer da ist, reagiert er - ansonsten nicht. Das kann er auch im Idle machen.
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F. C. schrieb: > schönes Prellen des Komparator festgestellt. Komparatoren oszillieren immer in der Nähe der Umschaltschwelle. Deshalb baut man mit dem Komparator einen Schmitt-Trigger auf (positive Rüxckkopplung). F. C. schrieb: > Da die Schaltung im > finalen Zustand, im Batteriebetrieb laufen soll möchte ich ungerne einen > Mikrocontroller 24/7 laufen lassen. Das geht prima z.B. mit einem AVR im PowerDown (<1µA).
Danke für euer Feedback! Leider hat es doch ein paar Tage gedauert bis ich eure Vorschläge umsetzen konnte. Ich denke ich bin auf dem richtigen Weg. Werner schrieb: > Der LM393 sollte als ST mit entsprechender Hysterese ausgelegt werden. Das habe ich jetzt getan, und siehe da es funktioniert. Der Eingang vom Fototransistor liegt jetzt direkt auf dem Schmitt-Trigger. (Siehe Anhang) Peter D. schrieb: > Das geht prima z.B. mit einem AVR im PowerDown (<1µA). Nutze einen ESP8266 aber da gibt es ja auch entsprechende DeepSleep-Modis Der Event Counter kommt jetzt auch mit dem Impulsen vom Schmitt Trigger zurecht, und zählt entsprechend, leider habe ich noch einige Fehlimpulse gerade nach dem Start des Systems. Könnten dies fehlende Abblockkondensatoren sein? Einen aktuellen Schaltplan findet ihr auch im Anhang, habe jetzt eine Konstellation von R5=70k, R4=10k, R9=210k. Wenn ich den Artikel im hauseigenen Wiki richtig verstehe, stellt mein Spannungsteiler aus R4 und R5 meine Referenzspannung ein, welche die Mitte zwischen der Hysterese darstellt. Ist R9 als Rückkopplungswiderstand dann alleine für die Hysteresebreite zuständig? Ich würde das System gerne Final auf eine Platine bringen, und möchte die Schaltschwellen bei einem Umzug o.Ä. gerne auf einen neuen Wasserzähler mit anderer Reflexion anpassen können. Dafür würde ich dann Trimmer einbauen. Oder stehen alle drei Widerstände im Verhältnis zueinander, und sollten alle per Trimmer justierbar sein? Anhand des Oszilloskopbilder komme ich auf eine Schaltschwelle von 720mV und 760 mV obwohl ich rechnerisch auf 0,6V und 0,8V komme, die Potis habe ich seperat außerhalb der Schaltung auf die Werte getrimmt, sind aber auch sehr einfache mit einer Abweichung von +-20%. Abschließend noch eine Frage zum Thema Abblockkondensatoren, ich habe da jetzt ein bisschen was drüber gelesen und es scheint eine halbe Wissenschaft zu sein. Oder reicht bei einer so einfachen Schaltung jedes IC per Faustwert 100n Kerko nah an VCC gegen GND. Vielen Dank für eure Ratschläge und eure Hilfe?
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