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mangiari(R)

25.05.2018,
00:14
(editiert von mangiari
am 25.05.2018 um 05:21)
 

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator) (Elektronik)

Hallo,

brauche zur Aktivierung eines 12V DC/DC Ladeteils, das die Zweitbatterie im Bus mit ordentlich geregeltem Ladestrom versorgt (z.B. Spannungsboost) einen 12V Pluskontakt, wenn der Motor läuft. Normal nimmt man da D+ von der Lichtmaschine oder fummelt am Tacho bei den Kontrollleuchten rum, aber da hab ich auf beides kein Bock, weil es auf Auto zerlegen raus läuft. Ich würde gerne einfach Zündungsplus nehmen und zusätzlich prüfen ob es über 13,8V liegt, damit mir das Ladeteil im Winter nicht vor/beim Zündungsvorgang meine Starterbatterie belastet.

Dadurch dass die Versorgung dann nur bei geschalteter Zündung erfolgt, ist der Ruhestrom der 13,8V Check-Schaltung nicht so wichtig. So wie ich das verstanden habe müsste das easy mit einem Spannungsteiler am TL431 gehen, aber ich find keine passende Schaltung und bin völlig raus aus dem Thema. Hab schon einfache diskrete Transistorschaltungen entworfen, kann Maschenregel und co, aber wie man den TL431 genau benutzt um die Eingangsspannung auf einen Ausgang zu legen, wenn diese höher als ein Schwellwert ist, hab ich noch nicht rausgefunden. Etwas Hysterese wäre sicher auch sinnvoll, wobei die Spannung vor dem Einsetzen der LiMa sicher deutlich niedriger ist, wie wenn der Motor läuft und beim Motor abschalten auch der Zündungsplus weg fällt. Also viel Zeit zum flattern bleibt da nicht.

Im Prinzip gibt es so D+ Simulatoren, aber die sollen 50 Euro kosten, das ist mir zu viel. Es gibt auch so Batterie-Wächter, die bei Unterschreiten einer Spannung trennen, aber die die ich günstig gefunden habe trennen Masse und nicht plus. Dann bräucht ich noch ein Relais oder doch noch ne eigene Schaltung, das ist mir dann schon wieder zu doof, dann gleich ganz selber bauen.

Hat mir wer ne Idee? Es handelt sich bei dem DC-Ladegerät um einen elektronischen Steuereingang, der nicht nennenswert belastet wird, da sollte der TL431 alleine ja reichen (ohne Leistungstransistor). Aber wie genau muss ich den verbauen um möglichst die volle Eingangsspannung zu haben? Ich find nur Schaltungen wo MOSFETs geschaltet werden, oder LEDs leuchten und die hängen halt irgendwo mit ihrem Arbeitspunkt, ich bräuchte schon möglichst die volle Eingangsspannung am Ausgang wenn der Schwellwert überschritten ist. Oder komm ich mit dieser Anforderung an einem kleinen Relais nicht vorbei? Wäre auch ok.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
25.05.2018,
09:48

@ mangiari

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

» Hallo,
»
» brauche zur Aktivierung eines 12V DC/DC Ladeteils, das die Zweitbatterie im
» Bus mit ordentlich geregeltem Ladestrom versorgt (z.B. Spannungsboost)
» einen 12V Pluskontakt, wenn der Motor läuft. Normal nimmt man da D+ von der
» Lichtmaschine oder fummelt am Tacho bei den Kontrollleuchten rum, aber da
» hab ich auf beides kein Bock, weil es auf Auto zerlegen raus läuft. Ich
» würde gerne einfach Zündungsplus nehmen und zusätzlich prüfen ob es über
» 13,8V liegt, damit mir das Ladeteil im Winter nicht vor/beim
» Zündungsvorgang meine Starterbatterie belastet.
»
Der TL431 ist da weniger geeignet. Außerdem bräuchtest du dazu noch einen PNP Transistor.
Und ein paar Widerstände, so wie eine Schutzschaltung gegen Spannungsspitzen im Bordnetz.
Mit dem TL431 kriegst du aber keine Hysteresewie wie bei einem Schmitttriggerverhalten hin.
Ob dein Ladeteil mit einer schleichend steigenden Spannung am Eingang zurecht kommt ist zu hinterfragen.
Eine Schmitttriggerschaltung, die bei 13,8V ein- und bei rund 13,4V ausschaltet würde da geeigneter sein.

mangiari(R)

25.05.2018,
10:57
(editiert von mangiari
am 25.05.2018 um 11:01)


@ olit

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

» Der TL431 ist da weniger geeignet. Außerdem bräuchtest du dazu noch einen
» PNP Transistor.
» Und ein paar Widerstände, so wie eine Schutzschaltung gegen
» Spannungsspitzen im Bordnetz.
» Mit dem TL431 kriegst du aber keine Hysteresewie wie bei einem
» Schmitttriggerverhalten hin.
» Ob dein Ladeteil mit einer schleichend steigenden Spannung am Eingang
» zurecht kommt ist zu hinterfragen.
» Eine Schmitttriggerschaltung, die bei 13,8V ein- und bei rund 13,4V
» ausschaltet würde da geeigneter sein.

Genau so eine Schaltung will ich haben. Das Netz ist voll von Schaltungen die so etwas mit dem TL431 realisieren und sogar im DataSheet von Texas Instruments (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf - Figure 36. Voltage Monitor) ist eine drin, die aber halt wieder nur LEDs leuchten lässt und mir nicht verrät wie ich eine Schaltung entwerfe, die möglichst viel vom Plus-Potential des Eingangs raus gibt.

Ich habe mich auf den TL431 eingeschossen, weil er in jedem zweiten Thread im Netz genau hierfür empfohlen wird und eben z.B. schon Temperatur-stabilisiert ist. Wenn ich da selbst was aufbau, dann werde ich die Schwellwerte vermutlich nicht scharf genug hin bekommen, so dass sie bei Minusgraden und im Sommer wenn die Sonne auf's Auto prutzelt gleich funktioniert.

Was ist denn Deiner Meinung nach ein besserer IC für einen Schmitt-Trigger mit möglichst wenig äußeren zusätzlichen Bauteilen?

Um den Enable-Eingang des Ladeteils würde ich mir mal keine Gedanken machen, denn das ist ein sehr hochwertiges Teil was für die Verwendung im KFZ vorgesehen ist. Sprich der wird auf seinem Steuereingang auch alle nötigen Schutzschaltungen haben, dass da bei Spannungsspitzen und ähnlichem nicht alles kaputt geht. Das Problem hätte man ja an D+ noch viel mehr. Die werden halt ne Schaltschwelle haben bei der sie relativ scharf aktivieren (wo auch immer die liegt) und wenn die Spannung langsam steigt, aktiviert das Teil halt irgendwann, wenn es das für richtig hält.

bigdie(R)

25.05.2018,
12:51

@ mangiari

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

»Ich
» würde gerne einfach Zündungsplus nehmen und zusätzlich prüfen ob es über
» 13,8V liegt, damit mir das Ladeteil im Winter nicht vor/beim
» Zündungsvorgang meine Starterbatterie belastet.
»
Ich hab das seit 2 Jahren bei mir ganz einfach mit einer Einschaltverzögerung von 1min gelöst. Mein Trennrelais wird also nach Zündung ein 1min später zugeschalten.
Bis dahin sollte der Motor eigentlich laufen
Schöner Nebeneffekt, meine 250Ah Batterie war mal nach 10 Tagen Camping ziemlich leer. Außerdem stand ich auf einem sehr schrägen Platz, sodas ich auf Keile gefahren bin. Als ich wieder von den keilen heruntergefahren bin, und diese draußen eingesammelt habe, hat das Trennrelais zugeschaltet. War deutlich zu hören, wie der Riemen der Lichtmaschine leicht zirpte.

mangiari(R)

25.05.2018,
13:30
(editiert von mangiari
am 25.05.2018 um 13:46)


@ bigdie

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

» Ich hab das seit 2 Jahren bei mir ganz einfach mit einer
» Einschaltverzögerung von 1min gelöst. Mein Trennrelais wird also nach
» Zündung ein 1min später zugeschalten.

Das ist eine schöne Idee, die ich allerdings eher zusätzlich zur Spannungsüberwachung sehen würde. Zum einen weil ich in Ausnahmefällen schon mal die Zündung längere Zeit ohne laufenden Motor an habe, z.B. wenn ich noch schnell einen Beitrag im radio fertig hören möchte obwohl ich schon am Ziel bin.

Außerdem macht die Spannungsüberwachung auch bei laufendem Motor Sinn, wenn z.B. im eiskalten Winter mal die Starterbatterie besonders leer ist, der Diesel besonders schlecht läuft, alle Lichter, Lüftungen, Scheibenwischer und Spiegel-/Scheiben Heizungen laufen und vielleicht noch der Keilriemen blöd tut ob der heftigen Last, muss ja nicht auch noch das Ladegeräte mit seinem gut 20A (gleich) mit dran hängen...

Allerdings würde ich das ganze vermutlich eh noch mit einem manuellen Schalter versehen, mit zweimal ein und einer offenen Mittelstellung, so dass man das Ladegerät auch manuell an und aus zwingen kann. Dann würde der Timer im "Automatikmodus" reichen.

Jetzt frag ich mich aber welches die einfachere, bzw. erschwinglichere Schaltung (automotive save) ist. Wird sich vermutlich nicht viel geben.

el-haber

25.05.2018,
13:32

@ mangiari

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

HI,
greife einfach Klemme 15 vom Verteiler ab, die hat ab "Zündung ein" +12V.

Notfalls noch ein Entlastungsrelais darüber schalten, damit der Booster nicht über den Zündkontakt betrieben wird.

Schaltplan gibts bei "So helfe ich mir selber - T4" - mittlerweile auch im Web verfügbar.

cu
St

xy(R)

E-Mail

25.05.2018,
13:39

@ mangiari

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

https://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=161395

bigdie(R)

25.05.2018,
13:54

@ mangiari

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

» » Ich hab das seit 2 Jahren bei mir ganz einfach mit einer
» » Einschaltverzögerung von 1min gelöst. Mein Trennrelais wird also nach
» » Zündung ein 1min später zugeschalten.
»
» Das ist eine schöne Idee, die ich allerdings eher zusätzlich zur
» Spannungsüberwachung sehen würde. Zum einen weil ich in Ausnahmefällen
» schon mal die Zündung längere Zeit ohne laufenden Motor an habe, z.B. wenn
» ich noch schnell einen Beitrag im radio fertig hören möchte obwohl ich
» schon am Ziel bin.
Naja ich hab einen Ducato, der hat diese Radiostellung nicht. Wenn du den Motor ausmachst, ist gleich ganz aus. Allerdings kann man mein altes Blaupunkt Radio auch so wieder einschalten. Das geht dann nach 1h wieder aus, wenn der zündplus fehlt.

» Allerdings würde ich das ganze vermutlich eh noch mit einem manuellen
» Schalter versehen, mit zweimal ein und einer offenen Mittelstellung, so
» dass man das Ladegerät auch manuell an und aus zwingen kann. Dann würde der
» Timer im "Automatikmodus" reichen.
»
» Jetzt frag ich mich aber welches die einfachere, bzw. erschwinglichere
» Schaltung (automotive save) ist. Wird sich vermutlich nicht viel geben.
Naja ich hab früher auch mal einen 555er im Auto verbaut. Aktuell macht das bei mir eine Siemens Logo. Die überwacht nebenbei auch die Spannung der Aufbaubatterie und schaltet mein Licht und noch ein paar andere Spielereien.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
25.05.2018,
15:45
(editiert von olit
am 25.05.2018 um 15:54)


@ mangiari

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

Wenn xy dir eine Möglichkeit gezeigt hat, wie man dem TL431 eine Hysterese verpassen kann, mahle ich dir auch noch den Schalttransistor für den Steuereingang des Ladegerätes dazu.
Mir R1 und R3 schaltet er rein Rechnerisch bei 14,09V ein. Aber mit R2 erst bei 10V aus.
Wenn R2 1M-Ohm ist, würde er rund bei 13,5V ausschalten.

Die linke Zusätzliche Schaltung ist der Schutz bei Spannungsspitzen die IM KFZ entstehen.
Diese Maßnahme soll nicht den Steuereingang vom Ladegerät- sondern die Steuerschaltung selbst schützen.
Eine Zeitverzögerung habe ich jetzt nicht vorgesehen.

edit.:
R4 Kannst du größer Wählen und R6 kleiner.
Ich denke mal beide sollten 2,2kOhm werden.

xy(R)

E-Mail

25.05.2018,
16:05

@ olit

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

»

Ein Transistor zu viel.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
25.05.2018,
16:15
(editiert von olit
am 25.05.2018 um 16:20)


@ xy

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

»
» Ein Transistor zu viel.

Danke für den Hinweis :-)

xy(R)

E-Mail

25.05.2018,
17:55

@ olit

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

» »
» » Ein Transistor zu viel.
»
» Danke für den Hinweis :-)
»
»

Noch eine 1N4148 um Rückwirkungen zu vermeiden.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
25.05.2018,
18:16

@ xy

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

» » »
» » » Ein Transistor zu viel.
» »
» » Danke für den Hinweis :-)
» »
»
» Noch eine 1N4148 um Rückwirkungen zu vermeiden.
Ja.
Ich weiß ja nicht, wie der Steuereingang beschaffen ist.
Sollte er auch das Massepotential sehen wollen, müsste noch ein Pull down Widerstand rein.




mangiari(R)

26.05.2018,
08:47
(editiert von mangiari
am 26.05.2018 um 08:51)


@ olit

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

» Ich weiß ja nicht, wie der Steuereingang beschaffen ist.
» Sollte er auch das Massepotential sehen wollen, müsste noch ein Pull down
» Widerstand rein.

Das Ladeteil hat einen Plus und Minus Eingang, der möglichst direkt von der Autobatterie/Lichtmaschine gespeist sein soll, dafür hat der Hersteller gleich mal extrem kurze Strippen mit Kabelschuhen fest verbaut (statt Schraubanschlüssen). Zusätzlich gibt es dann eben noch den Steuereingang, der ein Plus möchte, wenn das Ladeteil laufen soll. Laut Hersteller (habe nachgefragt) wird dieser Eingang überhaupt nicht belastet (was natürlich Unfug ist, man kann einen Eingang nicht messen ohne ihn zu belasten) aber ich gehe davon aus dass er "fast" nicht belastet wird.
»
»

Vielen Dank für die Mühen, ich werde mal schauen was ich an vergleichbaren Transistoren in meinem Bauteile-Archiv habe und die Schaltung zunächst ohne die Schutz-Teile links oben aufbauen und durch messen. Hat der BCW61 irgendwelche bestimmten Charakteristika, oder kann ich da jeden x-beliebigen Transistor (der gleichen Bauart) rein packen, ohne die Schaltung ändern zu müssen? Die Bezeichnung kommt mir nicht bekannt vor, denke so einen hab ich nicht, aber jede Menge andere, die Ansprüche sollten in der Schaltung ja nicht so wild sein. Wenn ich das richtig interpretiere, gehen mir an Transistor und Diode nochmal 1,4V weg zum Ausgang, aber da ich das Teil ja nur bei laufendem Motor (um 14V) betreiben möchte und es definitiv auch nur an Batterien funktionieren soll (eher gute 12V) sollte das ja für den Schalteingang locker reichen. Blöd wäre nur wenn sie den Eingang gegen den + Batterieeingang vergleichen und nicht gegen den Minus. Keine Ahnung was da üblich ist und was in dem Gerät für Elektronik steckt.

Ich werde den Eingang einfach mal direkt an einen Spannungsteiler setzen und messen ab wie viel Volt er schaltet und ob eine Differenz zur + Versorgung überhaupt zulässig ist (sonst halt doch noch ein Relais). Und möcht auch messen, wie viel mA da rein gehen, wenn das Ladegerät aktiv ist. Ist ja doch ganz angenehm zu wissen wie viel Luft man nach unten hat.

xy(R)

E-Mail

26.05.2018,
10:24

@ mangiari

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

» Hat der BCW61
» irgendwelche bestimmten Charakteristika, oder kann ich da jeden
» x-beliebigen Transistor (der gleichen Bauart) rein packen, ohne die
» Schaltung ändern zu müssen?

Da tuts so ziemlich jeder Kleinleistungstransistor in PNP.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
27.05.2018,
16:51
(editiert von olit
am 27.05.2018 um 16:51)


@ mangiari

Hilfe für Schmitt-Trigger mit TL431 (D+ Simulator)

Der TL431 nimmt schon Strom auf, bevor die Referenzspannung erreicht ist.
Anscheinend hat man in der Schaltung die Werte von R5 und R4 vertauscht.
Dadurch kann Q1 nicht sperren. Mit R5 1kOhm und R4 10kOhm klappt das.

Die Kontroll-LED, die an Pin 3 des TL431 geschaltet war ging auch nicht richtig aus und Glimmte weiter. Wenn eine Kontroll-LED gewünscht ist, muss diese an den Kollektor von Q1 angeschaltet werden.

Um die Ansprechspannung abzugleichen ist der 10kOhm Einstellregler eingefügt und R3 auf 47kOhm verkleinert.