Schmitt-Trigger für kleine Lichtschranke => Viel gelesen, Prinzip verstanden, aber wie weiter?

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Autor
Schmitt-Trigger für kleine Lichtschranke => Viel gelesen, Prinzip verstanden, aber wie weiter?

    







BID = 860357

Thomas4631

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Mödling
 

  


Hallo erstmal

Zu meinem Problem:
ich möchte mir zum "Spaß" einen SMD-Bauteilezähler bauen mit LCD-Bildschirm, Mikrocontroller und einer Lichtschranke welche über einen Schmitt-Trigger die Signale klar an den MC weitergibt.

Als Bauteile hätte ich mir für die Lichtschranke ausgesucht:

OSRAM SFH229FA Fotodiode (als Empfänger)
http://www.conrad.at/ce/de/product/.....50-nm

OSRAM LD 271 IR-LED als Sender
http://www.conrad.at/ce/de/product/.....50-nm

Spannung für die gesamte Schaltung: 5V

Nun habe ich schon rund 10 verschiedene Seiten gelesen über Schmitt Trigger. Jedoch weiß ich nicht wie ich einen nicht-invertierten Schmitt-Trigger dimensionieren kann und welche Bauteile da für mich infrage kommen.

Hab zwar von grundlegenden Dingen (mini-Schaltungen, Widerstandsberechnungen usw. und einigen Grundlegenden Bauteilen) eine Ahnung, aber beim Schmitt-Trigger ist bei mir aktuell leider Sense.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209241.htm
Bei obigem Link verstehe ich alles, jedoch sind da keine Bauteile aufgeführt und auch nicht die Dimensionierung.


Bei diesem:
https://forum.electronicwerkstatt.d......html
Link wird zwar über die Widerstände der Schaltung gesprochen, jedoch wieder mal nicht direkt über den Schmitt-Trigger und anderen verwendeten Bauteilen.

Nach jetzt rund 2 1/2 Stunden bin ich schon langsam am ende meines Lateins.

Danke schon einmal im voraus für eure Hilfe.

Lg Thomas

BID = 860366

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12690
Wohnort: Cottbus

 

  

So ein Schmitt-Trigger ist auch ein Komparator mit Hysterese, und für selbigen finded sich im ElKo auch eine Seite
Und Wikipedia weiß diesbezüglich auch Rat.

P.S: Im LCD-Bildschirm steckt der Bildschirm schon drin



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 860390

Thomas4631

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Mödling

Hallo, die seite vom ElKo kenne ich, jedoch stgeht dort für den Komparator auch kein Bauteil welches man verwenden kann, das ist ja mein Problem. (habe leider Null Ahnung wie ich dafür den passenden Komparator ausfindig machen kann bzw. wonach ich für diesen suchen muss?)

Es gibt zwar einige Seiten bei denen man sehen kann wie die Widerstände zu dimensionieren sind, jedoch leider nicht welcher Komparator dann zu verwenden ist (oder verwendet werden kann).

Zudem: Was mir noch unklar ist: Welche Ausgangsdaten sind bei der Fotodiode zu erwarten wenn man sie mit 5V auf einer seite anspricht und auf der anderen Seite der Komparator dran hängt?

Danke
Lg Thomas

BID = 860395

dl2jas

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Mir ist nicht klar, wozu Du einen Schmitt-Trigger benötigst.

Die Lichtschranke soll schon recht sauber 0 oder 1 liefern, wenn sie offen oder durch einen zu zählenden Gegenstand verdunkelt ist. Schwieriger wird es bei Teilverdunkelung. Da könnte man die Spannung mit einem AD-Wandler des µP betrachten.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

BID = 860403

Thomas4631

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Mödling

Den Schmitt-Trigger würde ich gerne wegen 3-er Punkte verbauen:

1. möchte ich ein Schwanken der Durchlass-Spannung verhindern ("Entprellen" wie bei einem Schalter jedoch klar Hardwaremäßig um es halbwegs flott zu haben) um ein klares ein/Aus Signal für den MC zu erhalten.

2. Die Spannung der Fotodiode alleine wird vermutlich nicht reichen um dem MC klar und schön ein und aus zu schalten und statt einem Transistor dann gleich ein Schmitt-Trigger.

3. Würde es einfach gerne lernen wie ich das aufbauen und Dimensionieren muss (inkl. dem passenden Komparator, dessen Auswahl mir noch sorgen bereitet).

Wobei mir der Lerneffekt hierbei wirklich am wertvollsten erscheint da man diese Schaltung ja sehr vielfältig anwenden kann.

Lg Thomas

BID = 860406

dl2jas

Inventar



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Du suchst einen Baustein, der auch vernünftig bei 5 Volt funktioniert.

Prinzipiell kann man zum Bau einen Operationsverstärker nehmen. Die meisten Operationsverstärker sind jedoch für etwas höhere symmetrische Betriebsspannungen ausgelegt. Der LM324 sollte hier gehen, auch bei unsymmetrischer Versorgung mit 5 Volt, schaue ins Datenblatt.
Dann gibt es noch Komparatoren. Das sind im Prinzip auch Operationsverstärker, jedoch auf Komparatorbetrieb gezüchtet. LM339 ist recht bekannt und preisgünstig. Häufig benötigen Komparatoren am Ausgang einen Pullupwiderstand, weil sie selbst keine positive Spannung liefern können.

DL2JAS

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BID = 860408

Thomas4631

Gerade angekommen


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Wohnort: Mödling

Ist der LM339 für ein invertiertes Schalten oder eh für ein nicht-invertiertes Schalten geeignet?

Kannst du mir vll. noch sagen auf welche Werte man beim Wählen eines geeigneten Komparators achten muss und wofür sie stehen?

Danke

Lg Thomas

BID = 860409

dl2jas

Inventar



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Noch ein bekannter Komparator ist der LM393.

Ist kein Schreibfehler, es gibt LM339 und LM393.
Schaue da mal ins Datenblatt. Dort findest Du die prinzipielle Innenbeschaltung und Beispielschaltungen. An der Innenbeschaltung siehst Du, warum der Widerstand am Ausgang zur Betriebsspannung notwendig ist.
http://www.google.de/url?sa=t&r.....d=rja

DL2JAS

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BID = 860411

dl2jas

Inventar



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Du musst beim möglichen Betriebsspannungsbereich aufpassen!

Die anderen Daten sind für einfache Basteleien erst mal uninteressant. Das sind dann so Sachen wie Eingangswiderstand, maximal zulässiger Strom am Ausgang und Geschwindigkeit.

DL2JAS

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BID = 860414

Thomas4631

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Beiträge: 10
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Danke.

Werde mir mal ein paar solcher teile besorgen und dann mal ein paar versuche machen, damit ich auch die Anordnung der Elemente wirklich verstehe.

Ich habe mir mal kurz den Schaltplan (S. 2 oben) des Elementes angesehen, jedoch so ganz blicke ich da noch nicht durch. Das sieht so aus als ob da alle Anschlüsse mehr oder weniger nur positive Eingangsspannung bekommen, kann das denn überhaupt sein bei diesem IC?

Und auch warum der Widerstand am Ausgang notwendig ist kann ich auf die ersten Blicke nicht ganz erkennen. Oder ist das wie bei einer LED, damit der Stromfluss einfach begrenzt wird und nicht "uneneldich" viel Energie gesogen wird?

Ich weiß ich bin anstrengend ;-), aber ich versuche mein bestes zu geben.

Wie ich es verstehe muss bei +Vref die Photodiode dran die davor noch an +5V hängt.
+Vin direkt +5V input ran, welches er dann druchschaltet

Dann bei V+ (welches in dieser Skizze nach oben weggeht) vermutlich auch nochmal +5V als eine Art referenz?

und an Vo kommt dann z.B. der MC dran

Habe ich das soweit richtig verstanden oder gibts da schon einen Fehler?


Lg Thomas

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Thomas4631 am  1 Dez 2012 17:19 ]

BID = 860422

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13751
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Vielleicht kannst Du auch den NE555 verwenden?

http://www.dieelektronikerseite.de/.....n.htm

BID = 860429

dl2jas

Inventar



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So ganz hast Du offensichtlich nicht den Komparator verstanden.




Oben an V+ wird die Betriebsspannung angeschlossen, in dem Fall die 5 Volt.
Der Ausgang ist open collektor. Das heißt, der Komparator kann selbst am Ausgang keine positive Spannung liefern. Legt man über einen Widerstand positive Spannung am Ausgang an, kann er diese jedoch nach unten ziehen, der Transistor am Ausgang wird leitend.
Haben wir noch den positiven und den negativen Eingang. Da kann man alles an Spannung anlegen, was im Betriebsspannungsbereich ist, stimmt nicht ganz. Nehmen wir mal am negativen Eingang +2,5 Volt, einfacher Spannungsteiler mit zwei identischen Widerständen. Ist die Spannung am positiven Eingang kleiner als 2,5 Volt, ergibt sich am Ausgang LO. Ist sie größer als 2,5 Volt, ergibt sich am Ausgang HI. Probiere das mal mit einem Potentiometer als einstellbaren Spannungsteiler. Vertauscht Du positiven und negativen Eingang, wird aus LO HI und aus HI LO.

DL2JAS


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BID = 860430

Thomas4631

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Mödling

Danke.

Werde das ganze mal demnächst auf nem Steckbrett nachbauen wenn ich alle Teile zusammen habe.

Lg Thomas

BID = 860437

dl2jas

Inventar



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Du schlugst vor, als Empfänger eine Photodiode zu nehmen.

Ich bin da eher für einen wesentlich langsameren und gutmütigen Phototransistor wie den SFH309, den es auch beim blauen Claus gibt. Von der Wellenlänge passt er zur von dir verlinkten Sendediode.
http://www.conrad.at/ce/de/product/153883/
Mit Phototransistor und einem Widerstand baust Du einen Spannungsteiler auf von 5 Volt gegen Masse. Aus dem Bauch heraus schlage ich für den Widerstand 4,7 kΩ vor.

DL2JAS

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BID = 860442

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

Es gibt auch Logikbausteine mit Schmitttriggereingang, z.B. den CD40106.
Der invertiert das Signal aber, was bei Verwendung eines Mikrocontrollers aber programmtechnisch kein Problem sein sollte, oder man verbindet den Ausgang mit dem Eingang des nächsten Inverters.

Diese ICs haben keine beeinflussbare Schwelle und Hystere, aber durch die Sensorbeschaltung kann man das Verhalten anpassen.

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