sorry,
aber damit bin ich jetzt echt ein bisschen überfordert.
mit dem operationsverstärker. auch das von nflatjor555, hab ich so nicht ganz verstanden.(ich hab das erste mal komparator mit hysterese gehört). auch einen operationsverstärker hab ich noch nie benutzt. Mein Wissen ist wirklich nur auf basis eines ganz kleinen experimentierkasten, und das war schon von vor ein paar jahren...
das mit der diode potentiometer und dem darlington hab ich hier probiert: Bild hier
wie und wo muss ich den operationsverstärker einbauen?
würde der rest so funktionieren? Wie groß muss ich den potentiometer dimensionieren?
Ganz so klapt das noch nicht. Der Darlington Transistor sollte mit dem Emitter nach GND. Die Basis des Darlington kommt an den kleinen Transistor, entweder an Emitter oder Kollektor, jenachdem, ob man es invertierend haben will, oder nicht. Bei der invertierenden schaltung noch ein Widerstand von der basis des darlington nach V+, sonst ein Widerstand vom Emitter nach GND und einer vor die Basis des Darlington.
Für das Poti (oder später einen Festwiderstand) wäre ein Wert von etwa 1 MOhm richtig), das entspräche dann etwa 0,6 µA Fotostrom.
Wenn man das mit einem Komperator/OP aufbauen will, ersetzt der in etwa den ersten Transistor.
Rechenbeispiel-fototransistor (T1):
Conrad BPW40 (184055 - 62)
- Gehen wir von eine Lichtstaerke von etwa 200cd/m^2 am Handy-Display.
- Auf der Seite http://www.unitconversion.org/lumina...onversion.html
rechnen wir 200cd/m^2 in etwa 0.03mW/cm^2 (das ist nicht genau aber eine Annaeherung, Wellenlaenge usw. spielt ein).
- Laut Datenblatt von Conrad (Figur 4) fuehrt 0.03mW/cm^2 zu einen Kollektorstrom von etwa 0.3mA
- Dann muessen wir fuer Wellenlaenge kompensieren, die Fototransistoren sind am sensitivsten im IR-Bereich, aus Figur 8 schaetzen wir ab dass wir etwa 20% von der Sensitivitaet uebrig haben. 0.3mA*20% = 0.06mA.
- Mit RP1 = 10K bekommen wir dann ein Spannungsabfall von 0.06mA*10k=0.6V bei Beleuchtung. Mit 100k max. 6V --> Poti RP1=100k waere geeignet, dann ausprobieren/ausmessen mit Multimeter wie gut es funktioniert.
- RP2 wuerde ich auch 100K nehmen
Berechnung beim Transistor:
- R2: Der Komparator kann dem Ausgang nur zu Masse ziehen (kurzschliessen), man braucht R2 um ein Anscluss an +12V zu haben.
- R2: rechnen wir mit TIP142. Das Datenblatt ist sparsam aber die benutzen oft IB (Strom ins Basis rein) von 40mA. Nehmen wir als Spannungsfall Basis-Emitter am TIP142 3V ("VBE(on)" im Datenblatt).
- Dann haben wir fuer R2: IR2=40mA, VR2= (12V-3V)=9V. R=U/I=9V/40mA=225R -> 220 Ohm.
- Verlustleistung in R2 wenn der Komparator einen "0" ausgibt: IR2=12V/220Ohm=55mA, PR2=12V*55mA=0.65W (!). Hierfuer besser dann 2x470 Ohm in Parallel als 1x220R
- Alternativ kann man nach dem Komparator einen BC547 als Stromverstaerker nehmen. Den Basis vom TIP142 kommt dann zum Emitter von BC547, zw. Kollektor an BC547 und +12V die 2x470R Widerstaende, und R2 kann etwa 2kOhm sein. Basis von BC547 da hin wo basis von TIP142 jetzt ist.
- Anstatt TIP142 koenntest du z.B. den MOSFET IRL2703 (Conrad 162766-62, 0.65EUR, 24A, 30V, ON-Widerstand 0.04 Ohm)
- Beim MOSFET schliesst du den Gate direkt am Ausgang vom Komparator (kein Widerstand noetig), Source an Masse und Drain an "-" am Motor ("+" am Motor zu deinen +12V)
- Vorteil vom MOSFET: du kannst einen viel groesseren R2 nehmen (z.B. 2kOhm), musst nicht an BC547 als extraverstaerker denken, kannst einen billigeren Komparator benutzen und die Verlustleistung im Transistor ist wie folgt:
- Beim TIP142 etwa Uce=2V (ueber Transistor), bei Imotor=4A hast du dann eine Verlustspannung von etwa P=U*I=2V*4A=8W (und der Motor bekommt nur 10V statt 12V)
- Beim IRL2703 ist Uds=Rds(on)*Imotor=0.04 Omh * 4A = 0.16V, Verlustleistung 0.16V*4A=0.64W und der Motor bekommt 11.84V
Komparator:
- Wenn IRL2703 z.B. den LM2901 von Conrad (DIP14)
- Wenn TIP142 ohne BC547 musst du LM311 (Conrad 155582-62) benutzen, weil der ca. 50mA liefern kann (die anderen worst-case nur 6mA)
- Wenn TIP142 mit BC547 kannst du auch LM2901 (Conrad 155572-62) benutzen
- Fuer R1 wuerde ich schaetzen ein 1MegOhm Poti (oder gar nichts), R1 ist eher noetig wenn es einen gleitenden uebergang zw. dunkel und hell am Handydisplay waere, aber du gehst ja direkt vom Schwarz auf Weiss
Ich wuerde zuerst T1 und RP1 aufbauen, dann ausprobieren und messen wie viel Spannung dazwischen anliegt beim Schwarz und Weiss am Display. RP2 dann so einstellen dass die Spannung etwa in die Mitte zw. das fuer Schwarz und Weiss liegt.
C1: ein etwa 0.1uF (100nF) keramikkondensator nahe die Versorgungsspannung von dem OP1 (Komparator). Dieser daempft Stoerungen vom OP1
C2: Pufferelko, mind. 100uF (gerne 2200uF oder so), in der Nahe vom Motor+T2. Dieser daempft Stoerungen vom Motor. Gerne mit 0.1uF in parallel um HF-stoerungen zu daempfen.
Hoffe das war nicht zu viel Info auf einmal, ich weiss das ist a nicht so einfach wenn man nicht so viel Erfahrung mit Elektronik hat aber ich glaube der vorgestellte Schaltplan sollte funktionieren.
Muss duchaus sagen dass das eine interessante Herausforderung ist!
ok, wow, das war erstmal viel information.
ich glaub das muss ich mir noch ein paar mal durchlesen bis ichs verstanden habe.
aber schonmal danke, ich melde mich frühstens morgen abend nochmal, mal schauen obs bis dahin "Klack" gemacht hat.
aber vielen dank schonmal.
Ok,
so hat jetzt ein bisschen gedauert,(stressige Woche).
ok, falls ich das jetzt richtig verstanden habe, bestelle ich jetzt:
2 mal BPW40
einige Potentiometer 100k
2 mal Komparator lm311
für die Komparatoren da sollte ich doch bestimmt Fassungen zum leichteren Löten nehmen, oder? Wie finde ich raus, welche ich nehmen muss?
habs nochmal nachgezeichnet, ums besser zu verstehen: Bild hier
Noch 2 andere Dinge:
1. Die Stromversorgung kommt von einem Akku,(sehr schwankend), also sollte ich die spannung stabilisieren, wenn ich bei conrad nach spannungsreglern schaue, finde ich maximal 7.5A, was rel. knapp bemessen wäre.
2. ich hab hier noch 10 handelsübliche Baby(C) NiMH Zellen rumliegen, auch von conrad, wieviel strom kann ich denen zumuten, ohne sie zu zerstören? (ich hatte kurzzeitig das "nicht kurzschließen" ignoriert und den maximalstrom gemesen: 6.7A)
Der LM311 ist normalerweise im 8 Poligen DIP gehäuse (gibts wohl auch als SMD). Das sind die normalen 8 Poligen Sockel.
Für eigenbau Schaltungen sollte man eigentlich immer Sockel nehmen, wenns geht. Schon der Ärger der es macht ein defektes IC Auszulöten ist den Sockel wert.
Alternativ zu 2 mal LM311 Würde ich vorschlagen eine OP - LM358 zu nehmen. Auf Geschwindigkeit kommt es ja nicht an, und dann geht auch ein OP statt des Komperators. Da brauchts dann nur ein IC und viel weniger Strom. Die beiden Widerstände am Ausgang des Komperators können dann auch Wegfallen. Dafür besser einer vor die Basis des Transistors.
Eine Spannungsregelung wird man kaum brauchen. Den Motoren sollte es Egal sein, und auch der Komperator /OP ist nicht so empfindlich. laso höchstens für die OPs / Komperatoren, und da kann schon ein 7805 reichen, theoretisch sogar die L Version.
Wenn die Akkus im Kurzschluß fall nur gut 6 A liefern, würde ich dennen höchstens etwa 2-3 A zumuten.
danke,
also ich brauch einfach deswegen 2, weil ich die schaltung komplett doppelt bauen möchte, für 2 steuer kanäle.
Natürlich könnte man die miteinander kombinieren, aber ich wills wirklich so einfach wie möglich.
stimmt, den komparator kann man ja getrennt versorgen, der braucht ja sowieso 5V.
Der LM358 kann maximal 20mA liefern, der TIP142 bekommt dann u.U. nicht genug Basisstrom um voll einzuschalten. Folge: hoehere Spannungsabfall am TIP142 (mehr Verluste in TIP142, der wird waermer) und weniger Spannung an den Motoren.
Daher habe ich geziehlt den LM311 vorgeschlagen da der viel Strom liefern kann.
Alternativ kann man ein BC547 zwischen LM358 und TIP142 schalten, oder eben den genannten MOSFET (IRL...) statt TIP142.
Spannungsregler 7805 ist schon OK (macht die Lichterkennung stabiler), da muss man aber Widerstaende RB1 und RB2 neu berechnen.
RP2 sollte 100k statt 10M sein.
Die Akkuspannung fuer die Motoren zu regeln ist wenig sinnvoll, wenn die Akkus leerer werden geht halt das Motordrehzahl runter.
Hast du mal den Widerstand des Motors gemessen, um den Maximalstrom berechnen zu koennen?
Wegen Kurzschlussstrom: hast du den Akku mit dem Multimeter kurzgeschlossen? Das Multimeter misst Strom indem es den Spannungsabfall ueber einen internen Widerstand misst. Wenn dieser Innenwiderstand (relativ) gross ist, wuerde der Kurzschlussstrom eher durchs Multimeter als durch den Akku begrenzt.
1.2V/6.7A=0.18 Ohm Innenwiderstand (Akku+Multimeter).
Am liebsten findest du den Typ des Akkus heraus und guckst im Datenblatt nach wieviel Strom der liefern kann.
Mein Vorschlag zur Bestellung: LM358 und MOSFET. Potis, BPW40, Sockel usw. so wie du es vorgeschlagen hast.
Der TIP142 ist ein Drlington mit typischer Verstärkung von 1000. Da sollten 20 mA an der Basis ausreichen. Für weniger Verlust wäre trotzdem ein MOSFET besser. Der OP sollte dann aber mehr als 5 V kriegen. Eine Stabile Spannung braucht man eigentlich nur für den Poti P2. Da reicht dann auch ein TL431 oder 78L05.
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