Schmitt Trigger mit LM393. Widerstände berechnen

[dingeldongel]

Hallo,
Ich versuche gerade einen Schmitt Trigger mit hilfe eines LM393 nach der Schaltung aus dem RN-Wissen aufzubauen.

Schaltung (http://www.rn-wissen.de/images/3/31/Komparator.png)

ich verwende diesen LM393 (http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/174858-da-01-en-LM393_P.pdf)

Ich habe einen kleinen Modellbaufahrtregler der eine Spannung von 0-5V erzeugt. Dieser soll das Signal darstellen. Ich möchte damit später über einen Mosfet ein Relais schalten.
Steigt die Spannung über max. 3,5V soll der LM393 schalten. Fällt die Spannung unter minimal 2,9V soll er zurüchschalten.die genauen Schaltpunkte sind mir nicht so wichtig. Hauptsache innerhalb der Grenzwerte und mit steilen Flanken. Es wäre toll, wenn ich die Schaltspannung wie in der Schaltung gezeigt mit dem Poti ein wenig anpassen könnte.

So wie in der Schaltung gezeigt klappt es bei mir nicht. Mit viel rumprobieren war es mir gelungen einen Trigger zu bauen, aber die Schaltpunkte waren zu niedrig. Waren immer bei 2,4 und 3,15V.

Sind die in der Schaltung gezeigten Widerstände richtig? wenn nicht was müsste ich dann nehmen?

Bin nicht unbedingt an den LM393 gebunden. Hauptsache ich finde endlich eine Lösung mit der das funktioniert.Wenn also jemand eine ander funktionierende Schaltung kennt mit der dieses Problem zu lösen wäre würde mich das sehr freuen.


Ich kann den LM393 mit 5v oder 12V versorgen.

Besten Dank schon mal für den von mir erzeugten Aufwand!!!

[PICture]

Hallo!

Weil du sowieso experimentierst und ich keine Berechnungen mag, versuche, bitte, den R3 zu vergrössern, dann wird die Hysterese grösser und die Schaltpunkte weiter auseinander. ;)

[dingeldongel]

Hi,
danke erstmal für den Tip. Leider nützt mir eine größere Hysterese nicht wirklich was. Ich muss den Hysteresebereich um etwa 0,3-0,5V nach oben verschieben. Wenn ich aber die Spannung am Poti über ca. 3V verschiebe liefert der LM393 nur noch ein Ausgangssignal, das bei einem ab 2,5V steigenden Eingangssignal von 5V bis 0V linear fällt.
:confused:

Es gibt ja auch Komparatoren die eine eingebaute Hysterese haben, kann es sein, dass ich so einen erwischt habe?

[PICture]

Der LM393 hat sicher keine eingebaute Hysterese und ich vermute eher einen Montagefehler.

[dingeldongel]

HAb gerade nochmal neu zusammengelötet. HAb das verhalten falsch beschrieben. Löte ich alles so wie in der Schaltung zusammen, erhalte ich ein analoges Signal. Steigt die Spannung am - Eingang über 2,5V, steigt die Spannung am Ausgang von 0-5V mit.

HAbe das ganze auch mal umgekehrt angelötet. D.h. Spannungsteiler an den _Eingang und Singnal an den +Eingang. Dann schaltet er ziemlich steil von 0->5V bei überschreiten von 2,9V und fällt beim unterschreiten von 2,5V auf =V ab. Verändern von R3 und R5 scheinen irgendwie keinen Einfluss auf die schaltschwellen zu haben.

Total verwirrend für einen Anfänger.

[PICture]

Möglicherweise ist der R5 nicht 1 MOhm, sonst kann ich mir das auch nicht erklären. Prüfe, bitte, noch alle Widerstände mit einem Ohmmeter bzw. DMM. Es könnte auch das IC defekt sein.

[dingeldongel]

Oh nein, ich glaub ich weiß wiso es nicht geht. Es liegt glaube ich daran, dass der Fahrtregler seine Spannung als PWM Signal ausgibt. die Verwirrt dann meinen LM393 total.
Wie kann ich denn aus einem PWM signal eine gleichmäßige Spannung machen? Da müsste man einen Kondensator parallel schalten oder? Aber welche Größe?

[021aet04]

Du kannst mit RC-Gliedern arbeiten und so aus einer PWM eine schöne Gleichspannung machen. Achte aber darauf das die Spannung viel niedrier sein wird als 5V. Du hast nur max. 2ms lange 5V Impulse und ca. 20ms lange Pausen (0V).

MfG Hannes

[Zameer]

Hannes, verwechselst du nicht gerade das Empfängersignal mit dem, was der Regler damit anstellt? Die schalten ja ggf. auch komplett durch.

[021aet04]

@Zameer
Du hast recht, habe ich nicht richtig gelesen.



Hat der Fahrtregler nur eine Richtung?

Brauchst du nur einen Schaltpunkt oder könnte es sein das später noch welche dazukommen?

MfG Hannes

[dingeldongel]

hallo,
Ich brauch einen Schaltpunkt. den aber wenn möglich einstellbar.

[dingeldongel]

ich brauche einen Schaltpunkt. Der sollte aber möglichst einstellbar sein.

Wie würde denn dann so ein RC-Glied aussehen?

[021aet04]

Du brauchst nur einige RC-Glieder verwenden.

Warum gehst du eigentlich einen so komplizierten Weg? Wenn du einen µC verwendest könntest du direkt das Signal vom Empfänger auswerten und das Relais/Fet/... schalten.

Du wartest auf das high Signal mit einem Interrupt und startest einen Timer. Dieser Timer wird gestoppt wenn du eine fallende Flanke hast. Jetzt wertest du den Zählerstand aus. Somit kannst du rein theoretisch unendlich viele Schaltpunkte festlegen.

Der Bauteilaufwand ist niedriger, weniger Gewicht, Schaltung wird kleiner und ist nicht so kompliziert. Leichter anzupassen (einfach die Schaltpunkte im Programm ändern).

MfG Hannes

[dingeldongel]

Kann ich mir vorstellen. Aber ich hab überhaupt keinen Plan von µCs.

Das Problem war auch etwas einfach von mir umrissen. Eigendlich will ich mit einer kleinen Servoelektronik zwei Relais schalten, die Wiederum einen Motor mit 24V und 10A steuern. Die Servoelektronik liefert an den Motorausgängen in Nullstellung jeweils 2,5V schlägt der Servo aus, sinkt am einen Motorausgang die Spannung z.B. auf 1,5V am anderen steigt sie auf 3,5V. Beide Relais sollen aber erst ab einer Spannung von 3V am Servoausgang schalten. Oder noch besser wäre es, wenn ich die Schaltspannung anpassen könnte. Z.B. auf 2,8V oder 3,2V.
Das Problembei einer direkten Ansteuerung der Relais mit meiner PWM Spannung aus der Servoelektronik ist das Zittern der Relais kurz vor dem Schaltpunkt. Hab damit schon ein paar Relais an den Kontakten verschweist:gift

[dingeldongel]

Das Problem ist dann ja die Dimensionierung des Kondensators oder? Ich weiß halt nicht, wie die Frequenz ist. Kommt aus so einer 0815 Standard´Servoelektronik. In welchem bereich müsste sich denn die Kapazität bewegen?


ICh frag ja nur ungern nach einer Fertiglösung, aber ich probiere hier schon seit Wochen rum und bekomme es nicht in den Griff.

Ich würde an dieser Stelle mal einen Kasten Bier für den Überbringer einer funktionsfähigen Lösung ausloben.

[Hubert.G]

Ich verstehe dein Problem nicht ganz. Du möchtest ein normales Servo nehmen und anstelle oder zusätzlich für beide Richtungen je ein Relais schalten.
Mit der von dir gezeigten Schaltung am Anfang funktioniert das doch gut.
Von einer Seite des Motor ein 4k7 Widerstand, dann ein Elko mit 10-22µ und auf den Signaleingang. Anstelle des 10k am Ausgang habe ich eine LED über 470Ohm nach VCC.
Für die zweite Seite das gleiche mit der anderen Seite des Motor. Die Schaltschwelle stellst du mit dem Poti ein.
Oder liege ich bei deinem Wunsch vollkommem falsch?

[021aet04]

Das Thema wurde schon behandelt https://www.roboternetz.de/community/threads/58491-H-Brücke-Spannung-vergleichen

Eigentlich sollte es reichen wenn du nur ein H Brücke auswertest. Normalerweise sind die Pegel der beiden Halbbrücken gleich nur in entgegengesetzter Richtung. Also z.B. HB1 = 1V gleichzeitig HB2 = -1V; HB1 = -3V gleichzeitig HB2 = 3V
Zumindestens könnte ich mir das so vorstellen. Somit baust du mit dem LM393 einen Fensterkomparator auf. Eine Hälfte wertet den unteren Bereich aus (z.B. Schaltpunkt 2V) und die andere Hälfte den oberen Bereich (z.B. 3V)

Je nachdem wie du ihn jetzt anschließt kannst (+ und - Anschluss des LM393) hast du die Pegel.
Als Beispiel:

Spannung <2V: LM393.1=5V, LM393.2=0V
Spannung >2V und <3V: LM393=0V
Spannung >3V: LM393.1=0V, LM393.2=5V

Diese musst du noch mit einer kleinen Schalthysterese belegen, da du ansonsten wieder das gleiche Problem hast.
Ich würde dir aber nicht raten das du den Motor mit Relais schaltest da du immer das Problem hast mit den verschweißten Kontakten. Das ist ein generelles Problem in der Gleichspannungstechnik.

MfG Hannes

[dingeldongel]

Ja, ich hatte auch schon den den Versuch mit einem Reedrelais zum Schalten des 24VRelais gemacht. Das ging aber nicht gut weil das Reedrelais ab 3,5 V anfing zu zittern und dann auch des 24V Relais zitterte.

Ich wollte auch erst eine Mosfet H-Brücke bauen, aber da ist es ja noch komplizierter das Signal der Servoelektronik auszuwerten. Ich hab nichts dazu gefunden. Müste ja auch irgendwie so was wie ein Kompatator eingesetzt werden. War ja so eine Art Nebenergebnis, dass mir der LM393 ein PWM Signal ausgegeben hat. Das Problem war nur, dass ich den Punkt nicht verstellen konnte ab dem er anfängt zu schalten.

Danke erstmal, ich versuche mich mal an einem Schaltplan.



Besten Dank erstmal!!

[021aet04]

Wenn du ein Simulationsprogramm (z.B. LtSpice) verwendest kannst du den Plan zeichnen (den du dann als Bild posten kannst) und gleichzeitig simulieren. Du kannst einfach die Bauteilwerte ändern und schauen was passiert.

PS: LtSpice ist kostenlos.

MfG Hannes

[dingeldongel]

ich habs mal aufgezeichnet (mit Eagle) 23019
Geht das so? Ri und C1 sind doch bestimmt abhängig von der PWM-Frequenz oder? Die kenne ich ja nicht. Oder sind sie unabhängig von der Frequenz?

LTspice hab ich mal installiert. Muss ich mich erstmal in die Simulation reinfuchsen. Besten Dank für den Tip.

[021aet04]

Die Schaltung ist im Prinzip richtig. Nur die Eingangsschaltung ist Falsch. C1 muss gegen Masse sein.
Also Widerstand einmal auf den einen Anschluss des Reglers, die andere Seite kommt an C1 und + bzw - beim LM393. Der 2te Anschluss von C1 kommt an GND.
http://de.wikipedia.org/wiki/RC-Glied

Eventuell musst du mehrere RC Glieder hintereinanderschalten, damit du eine schöne Gleichspannung bekommst. Ansonsten sollte es passen.

LtSpice ist eigentlich relaitv leicht zu bedienen (zumindest die Grundfunktionen). Ich habe vor ein paar Tagen ein Schieberegister aufgebaut (mit DFlop Bauelemente). Das hat nicht funktioniert, aber für Analoge Schaltungen ist es sehr gut geeignet.

Du musst aber immer bedenken das Simulation und Realität immer 2 Paar Schuhe sind. Es kann sein das etwas in der Simulation funktioniert und in der Realität nicht oder umgekehrt.

MfG Hannes

[Wsk8]

Hab dir mal schnell ne schaltung erstellt. Müsstest am schluss noch einen Invertierer dranhängen.
Uup wäre ca. 3,4V und Udown ca. 3,2V. V3 kannst du einfach über einen Spannungsteiler machen.

http://s14.directupload.net/file/d/2979/yt3rfcvf_png.htm

mfg

[dingeldongel]

Vielen Dank für die Simulation aber das verstehe ich jetzt nicht wirklich. Der Komparator ist ja komplett anders beschaltet als vorher, oder? Was ist das denn für eine Spannungsquelle V3?

Hab jetzt mal das RC-Glied im Schaltplan geändert und einen zweiten Kondensator parallel eingebaut. Ist das so richtig wenn ich mehrere RC-Glieder hintereinander schalte, oder muss ich auch noch einen Widerstand in Reihe zwischen R1 und Minus-Eingang schalten?
23030

Beste Grüße

[elektronikguru]

Hallo,

die SCHALTUNG ist viel zu aufwendig. Das geht einfacher, mit deiner ersten Schaltung warst Du doch schon gut dabei. Du musst Sie nur noch in das richtige Verhältnis zur SPANNUNG UND WIDERSTAND bringen.

Bitte nicht unötig die Schaltung aufblähen.


elektronikguru

[Wsk8]

Das ist die einfachste Form eines Komparators. Die grüne Linie (V1) ist deine Eingangsspannung 0-5V. Die blaue Linie deine Ausgangsspannung 0V oder 5V. Du musst halt noch einen einfachen Invertierer Nachschalten da das ein invertierender Komparator ist. V3 ist nur eine Referenzspannung.

mfg

[Hubert.G]

Ich habe das mal mit einem LM358 aufgebaut und getestet.
Sollte eigentlich das sein was du möchtest.23031

[dingeldongel]

Super, Vielen Dank.
Ich werd die Schaltung mal ausprobieren und berichten. Ich gehe mal davon aus, dass es mit einem LM393 nicht geht. Aber dann versuch ich einen LM358 zu besorgen.

MAl ne ganz dumme Frage:
Ist die Schaltung nicht eigendlich schon selbst eine einfache Servoelektronik?
Man stelle sich vor, Statt des "Motors" in der Schaltung hätte man ein Poti. Die Spannung, die es ausgibt ist die Soll-Position des Servos.
Das Poti in der Schaltung ist mechanisch mit der Motorachse gekoppelt.

Ändere ich die Spannung am Vorgabe-Poti, Schaltet ein Relais und der Motor dreht das gekoppelte Poti bis die vorgegebene Position erreicht ist.

Liege ich falsch?

Besten Dank erstmal für den tollen Support.

[Hubert.G]

Der LM393 hat einen Open-Collektor-Ausgang und ist daher für die Ansteuerung eines weiteren Transistor nicht ideal.
Grundsätzlich hast du Recht, aber ganz so einfach ist es doch nicht. Bei einem Servo musst du noch die Impulsbreite in die Vorgabe-Spannung umwandeln.

[dingeldongel]

Hallo Hubert,
Hat ein wenig gedauert. Mein Sohn ist am 15ten gebohren. Der Kasten geht an dich. Hat super funktioniert. Vielen, Vielen Dank.
Bitte schick mir deine Kontaktdaten oder so per PM damit ich alles weitere in Gang setzen kann.

Beste Grüße

[Hubert.G]

Hallo
Herzlichen Glückwunsch zum Junior.
Es freut mich wenn du mit meiner Schaltung zurecht gekommen bist. Mehr ist von deiner Seite nicht notwendig.