Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Relais ab PWM Schwellenwert einschalten, Schmitt-Trigger, Zenerdiode?


von Julian (Gast)


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Hallo,

ich habe einen PWM Dimmerschalter (KFZ), welcher Spannungen zwischen ca. 
7 (wenn er ganz unten auf 0% steht) und 12 Volt (100%) ausgibt. Nun 
möchte ich, dass er im oberen Bereich (wenn er also bei ca. 80 - 100% 
steht) die Eingangsspannung über ein Relais direkt auf die Ausgangsseite 
brückt, sodass ich dort kein PWM Signal habe, sondern die "sauberen" 12 
Volt.

Ein einfaches Relais schaltet zwar bei ca. 85%, drunter schaltet es aber 
im Tankt ein und aus.

Welches Bauteil kann ich für mein Vorhaben nutzen?
Einen einfachen Schmitt-Trigger? Geht das mit PWM? Welcher wäre dafür 
ideal? Oder eine Zenerdiode? Welche?
Ich arbeite sonst eher mit Microkontrollern, das wäre aber etwas zu 
viel, für ein eigentlich einfaches Projekt. ;)

Nochmal kurz:
Dimmer schaltet ca. zwischen 7 Volt (bei Stellung 0%) und 12 Volt (bei 
Stellung 100%).
Ich möchte ab ca. 11 Volt (80%) den Dimmer brücken.
Unter ca. 10 Volt (60%) soll das Relais wieder abfallen und der Dimmer 
wieder aktiv sein.

Geht um ein LED Projekt mit selbst-farbwechselnden LEDs (rot, dann gelb, 
grün, blau, dann wieder von vorne), welche bei dem PWM Signal auch auf 
100% immer nur rot bleiben.
Klar, wäre ein zusätzlicher Schalter zum Brücken möglich, aber nicht 
gewünscht. ;)

Danke für eure Hilfe :)

von Wolfgang (Gast)


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Julian schrieb:
> Welches Bauteil kann ich für mein Vorhaben nutzen?

Einen Tiefpass, einen Referenzspannungteiler und dazu noch einen 
Komparator mit Hysterese.

Beitrag #6610361 wurde vom Autor gelöscht.
von Jörg R. (solar77)


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Julian schrieb:
> ich habe einen PWM Dimmerschalter (KFZ), welcher Spannungen zwischen ca.
> 7 (wenn er ganz unten auf 0% steht) und 12 Volt (100%) ausgibt.

Nein, das PWM-Signal hat in deinem Fall immer 12V. Das Tastverhältnis 
ändert sich nur. Dein Messgerät, vermutlich ein DMM, bildet einen 
Mittelwert aus dem gemessenen Signal. Das ändert aber nichts an dem 
Lösungsansatz von Wolfgang.

Wolfgang schrieb:
> Einen Tiefpass, einen Referenzspannungteiler und dazu noch einen
> Komparator mit Hysterese.

von Julian (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Nein, das PWM-Signal hat in deinem Fall immer 12V. Das Tastverhältnis
> ändert sich nur. Dein Messgerät, vermutlich ein DMM, bildet einen
> Mittelwert aus dem gemessenen Signal. Das ändert aber nichts an dem
> Lösungsansatz von Wolfgang.
>
> Wolfgang schrieb:
>> Einen Tiefpass, einen Referenzspannungteiler und dazu noch einen
>> Komparator mit Hysterese.

Danke.
Ja genau, mit einem DMM. Würde eine Zenerdiode auch funktionieren?
Was ist ein Tiefpass und ein Referenzspannungteiler?
Spannungteiler an sich sind mir ein Begriff.

von Jörg R. (solar77)


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Julian schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Nein, das PWM-Signal hat in deinem Fall immer 12V. Das Tastverhältnis
>> ändert sich nur. Dein Messgerät, vermutlich ein DMM, bildet einen
>> Mittelwert aus dem gemessenen Signal. Das ändert aber nichts an dem
>> Lösungsansatz von Wolfgang.
>>
>> Wolfgang schrieb:
>>> Einen Tiefpass, einen Referenzspannungteiler und dazu noch einen
>>> Komparator mit Hysterese.
>
> Danke.
> Ja genau, mit einem DMM. Würde eine Zenerdiode auch funktionieren?

Nein.


> Was ist ein Tiefpass...

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

Ein Tiefpass besteht im einfachsten Fall aus einer RC-Kombination. Das 
PWM-Signal wird über einen Widerstand an einen Kondensator geführt. An 
dem stellt sich eine kontinuierliche Gleichspannung ein. Die Höhe hängt 
vom Tastgrad des PWM-Signals ab. Je länger das Signal „H“ ist umso höher 
die Gleichspannung am Kondensator. Diese Spannung kann dann auf einen 
Komparator (Vergleicht die Spannung mit einer Referenzspannung) gelegt 
werden. Ist die Gleichspannung >Referenzspannung schaltet der Ausgang 
des Komparators um und kann ein Relais, ggf. über einen Transistor, 
ansteuern.


Julian schrieb:
> ...und ein Referenzspannungteiler?

Ein Spannungsteiler aus Widerständen mit kleiner Toleranz. Für deinen 
Zweck reichen 1%, besser muss es nicht sein.

: Bearbeitet durch User
von Debreziner (Gast)


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Nur zwecks Irrtumsbegrenzung:

Julian schrieb:
> Spannungen zwischen ca.
> 7 (wenn er ganz unten auf 0% steht) und 12 Volt (100%)

Also 0% = Umin (Mindestspannung) = 7 V und Umax 12 V. OK:

Mathematisch hat das Intervall ]7;12[ einer Breite von genau 5 Volt und 
80% von 5 Volt sind genau 4 Volt über U min = genau bei 11 Volt solls 
Relais schalten.

Zur Erinnerung:
> (wenn er also bei ca. 80 - 100%
> steht) die Eingangsspannung über ein Relais direkt auf die Ausgangsseite
> brückt, sodass ich dort [...] die "sauberen" 12  [habe]

bestätige bitte: genau bei 11 Volt soll ein Relais auf Daeuerplus 
umschalten?

von Wolfgang (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Das PWM-Signal wird über einen Widerstand an einen Kondensator geführt.
> An dem stellt sich eine kontinuierliche Gleichspannung ein.

Wenn du hier "kontinuierliche" durch "leicht hin und her eiernd" 
ersetzt, wird da ein Schuh draus. Wie stabil der Wert bei konstantem 
PWM-Tastgrad ist, hängigt vom Verhältnis von PWM-Frequenz zu 
Grenzfrequenz ab. Die Hysterese des Komparators muss mindestens immer 
größer sein, als diese Schwankung am Ausgang des TP-Filters.

von Debreziner (Gast)


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Ich hab da etwas ähnliches besorgt als Ersatz zur Ansteuerung eines Golf 
- Caddy-Motors mit KfZ-Batterie ...

Der Baustein gibt aber bei 0% = Volt aus, deshalb wunderts mich, daß 
Deier bei 0% ganze 7 Volt ausgab.

von Stefan F. (Gast)


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Was haltet ihr von diesem Lösungsansatz?
1
   
2
                                +---Relais---+----o +12V
3
                                |            |
4
                                +-----|>|----+
5
PWM o---+                       |
6
        |                    ___|___
7
       |~|                  |       |
8
       | |<----[===]---+----| TL431 |
9
       |_|             |    |_______|
10
        |             ===       |
11
        |              |        |
12
       GND            GND      GND

Ab 2,5V Schaltet der TL431 ein. Ich glaube man muss dabei ein Relais 
verwenden, dass ab 9V sicher an zieht. Poti und Widerstand könnte man 
durch einen einfachen Spannungsteiler ersetzen, wenn es nicht 
einstellbar sein muss.

Im Gegensatz zu einer Zenerdiode oder einem simplen Transistor hat 
dieser TL431 eine wesentlich stabilere und schärfer ausgeprägte 
Schaltschwelle, die kaum von der Temperatur abhängt.

von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Was haltet ihr von diesem Lösungsansatz?

Etwas Hysterese sollte schon noch sein.

von Stefan F. (Gast)


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hinz schrieb:
> Etwas Hysterese sollte schon noch sein.

Macht das Relais.

von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Etwas Hysterese sollte schon noch sein.
>
> Macht das Relais.

Nein, wegen des 431 nicht mehr.

von Stefan F. (Gast)


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hinz schrieb:
> Nein, wegen des 431 nicht mehr.

Doch, probiere es aus. Der TL431 ist kein Komparator mit harter 
Schaltschwelle! Seine Kurve verläuft allerdings steiler, als bei einem 
einfachen Transistor. Der Hauptvorteil hier ist allerdings seine 
Temperatur-Stabilität.

von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Seine Kurve verläuft allerdings steiler,

Erheblich steiler!

von Stefan F. (Gast)


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Was ich gar nicht berücksichtigt habe ist der Zweite Teil von:

Julian schrieb:
> Ich möchte ab ca. 11 Volt (80%) den Dimmer brücken.
> Unter ca. 10 Volt (60%) soll das Relais wieder abfallen

Da braucht es ja zwei festgelegte Schwellen. Die kann keine obige 
Schaltung nicht bieten. Ich habe die ganze Zeit nur an die 11 Volt 
gedacht. Misst.

von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Was ich gar nicht berücksichtigt habe ist der Zweite Teil von:
>
> Julian schrieb:
>> Ich möchte ab ca. 11 Volt (80%) den Dimmer brücken.
>> Unter ca. 10 Volt (60%) soll das Relais wieder abfallen
>
> Da braucht es ja zwei festgelegte Schwellen. Die kann keine obige
> Schaltung nicht bieten. Ich habe die ganze Zeit nur an die 11 Volt
> gedacht. Misst.

Eben 1V Hysterese.

Da braucht der TL431 eben noch einen Transistor.

von Stefan F. (Gast)


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hinz schrieb:
> Da braucht der TL431 eben noch einen Transistor.

Ja.

> Die kann keine obige Schaltung nicht bieten.

Vertippt, sollte heißen: Die kann meine obige Schaltung nicht bieten.

von Jörg R. (solar77)


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hinz schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Was ich gar nicht berücksichtigt habe ist der Zweite Teil von:
>>
>> Julian schrieb:
>>> Ich möchte ab ca. 11 Volt (80%) den Dimmer brücken.
>>> Unter ca. 10 Volt (60%) soll das Relais wieder abfallen
>>
>> Da braucht es ja zwei festgelegte Schwellen. Die kann keine obige
>> Schaltung nicht bieten. Ich habe die ganze Zeit nur an die 11 Volt
>> gedacht. Misst.
>
> Eben 1V Hysterese.
>
> Da braucht der TL431 eben noch einen Transistor.

Ich überlege ob sich das Problem mit einem CD4538 lösen lässt. Darüber 
denke ich gerade nach.


Wolfgang schrieb:
> Wenn du hier "kontinuierliche" durch "leicht hin und her eiernd"

Sorry, kontinuierlich war das falsche Wort.


Julian schrieb:
> Geht um ein LED Projekt mit selbst-farbwechselnden LEDs (rot, dann gelb,
> grün, blau, dann wieder von vorne), welche bei dem PWM Signal auch auf
> 100% immer nur rot bleiben.

Sind die überhaupt dafür geeignet per PWM angesteuert zu werden? Die 
haben doch eine eigene interne Elektronik. PWM schaltet diese daher 
ständig Ein und Aus, mit unterschiedlichen Zeiten je nach Tastgrad.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Sind die überhaupt dafür geeignet per PWM angesteuert zu werden?

Ich glaube das war der Grund, warum der TO ein Relais verwendet - um die 
PWM los zu werden und eine Gleichspannung auf die LED zu schalten.

Julian, habe ich dich da missverstanden?

von Julian (Gast)


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Danke für die vielen Beiträge von euch, ich werde sie in der kommenden 
Woche mal durchdenken und etwas basteln.

Stefan hat recht, ich brauche ein Nicht-PWM Signal, da sie mit PWM nicht 
funktionieren.

Dazu eine neue Erkenntnis (OffTopic):
Der Dimmerschalter im Fahrzeug hängt an jedem beleuchteten Schalter, 
sowie am Tacho, sowie an einem Komfortsteuergerät (KSG).
Das KSG sendet den Beleuchtungswert über CAN an die Türsteuergeräte 
(TSG), diese geben wieder PWM für Schalter in den Türen aus.
Ist der Dimmer auf 100% funktionieren nur die Farbwechselnden LEDs im 
Tacho, sonst bleiben alle anderen rot.
Ich schließe daraus, dass die Tachoelektronik das PWM bei 100% wohl 
abschaltet und direkt 12 Volt über einen Widerstand pro zwei LEDs gibt.
Die TSG können das wohl nicht und bleiben bei einem "nutzlosen" PWM 
Signal. Interessant...

> Julian schrieb:
>> Ich möchte ab ca. 11 Volt (80%) den Dimmer brücken.
>> Unter ca. 10 Volt (60%) soll das Relais wieder abfallen
Diese 11 Volt/10 Volt Sache ist nur grob angegeben, ich möchte einfach 
zufälliges hin- und herschalten verhindern.
Aber das kann man theoretisch auch lösen, indem man den Dimmerschalter 
einfach einen Millimeter weiter dreht. ;)

Zu  Debreziner: Das was du hast, ist ja ein Motordrehzahlregler, oder?
Der funktioniert anders. Bei mir geht es ja um die Interieurbeleuchtung.
Da diese auch bei Dimmer auf 0 ganz schwach leuchten soll, wären 0 Volt 
da zu wenig.

Danke für eure ganzen Erklärungen :)
Ich besorge ein paar Komponenten und bastle ein bisschen.

von Helge (Gast)


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Widerstand ausprobieren, 47R..1k Größenordnung

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