Abschalten eines Spannungsteilers

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Autor
Abschalten eines Spannungsteilers

    







BID = 984973

Stefan73

Gerade angekommen


Beiträge: 5
 

  


Hallo,

mit folgendem Problem komme ich nicht voran:

Ich habe in einer Schaltung einen Spannungsteiler, um die Versorgungsspannung zu messen (Batterie, max. 15V). Um Strom zu sparen, möchte ich den natürlich unterbrechen, wenn nicht gerade gemessen wird.

Ich habe ein Signal 5V=messen, 0V=nicht messen. Mit einem Transistor (NPN) zwischen dem zweiten Widerstand RU2 und GND könnte ich das zwar verwirklichen, würde aber den AD-Wandler "in Ruhe", also wenn nicht gemessen wird, mit max. 15V belasten und zerstören. Setze ich den Transistor zwischen RU1 und RU2, verfälsche ich den Meßwert.

In Ruhe wird der Spannungsregler LM2596 inaktiviert. Es steht dann also auch keine 5V-Versorgungsspannung zur Verfügung.

Gibt es eine elegante Schaltung für mein Problem?

Vielen Dank!
Stefan





[ Diese Nachricht wurde geändert von: Stefan73 am 13 Mär 2016 21:50 ]

BID = 984974

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12763
Wohnort: Cottbus

 

  

Sollte mit einem MOSFET (Logic-Level, Pulldown-Widerstand zwischen Gate und Source) zwischen RU1 und dem Abgriff zum ADU funktionieren.




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

BID = 984978

Kleinspannung

Urgestein



Beiträge: 13367
Wohnort: Tal der Ahnungslosen

Mach doch den Teiler um den Faktor 10 hochohmiger.
Dann ist der "verbrauchte" Strom schon fast nicht mehr messbar...

_________________
Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)

BID = 984980

Stefan73

Gerade angekommen


Beiträge: 5

Hallo,

das ist Neuland für mich. Wäre der hier dafür geeignet?
https://www.reichelt.de/BS-Transist.....S+250

Das mit dem Pulldown-R habe ich nicht verstanden, der würde doch zu einem Ruhestrom führen, oder?

Stimmt die Schaltung so?

Vielen Dank,
Stefan




[ Diese Nachricht wurde geändert von: Stefan73 am 13 Mär 2016 22:53 ]

BID = 984982

rasender roland

Schreibmaschine



Beiträge: 1745
Wohnort: Liessow b SN

Um was für eine Batterie handelt es sich denn ?
3 Ah, 100 Ah, oder 100 mAh ?
Rechne mal den Strom aus der durch den Spannungsteiler fließt.
0,4 mA, bei verzehnfachung wie vorgeschlagen sind es noch weniger.
Ist das nicht etwas übertrieben ?

_________________
mfg
Rasender Roland

BID = 984984

Stefan73

Gerade angekommen


Beiträge: 5

Hallo nochmal,

der vorhergehende Post war wohl nix...

Ich brauche wohl einen N-FET, oder? Der hier?

https://www.reichelt.de/BS-Transist.....S+170

Pulldown -R ist damit auch klar. Das Gate hängt am Out eines NE555, wird als ggf. auf Null gezogen (denke ich) und damit erübrigt sich doch der Pulldown-R, oder?

Die Schaltung stimmt dann, oder?

Die maximale Spannung an RU2 ist übrigens 2.048V.

Vielen Dank,
Stefan




BID = 984986

Stefan73

Gerade angekommen


Beiträge: 5

Hallo,

der Einwand, dass der Verluststrom sehr gering ist, sticht wohl schon. Der AD-Wandler MCP3428 hat wohl (???) keinen nennenswerten Verluststrom am Eingang, sodass wahrscheinlich wirklich bei Verzehnfachung der Widerstände letztlich kein relevanter Verluststrom via den AD-Wandler fließen würde und die Messung eher unbeeinflusst wäre, oder???

Stefan

BID = 984990

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12763
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Ich brauche wohl einen N-FET, oder? Der hier?
Ja, der wäre geeignet (du hast aber das falsche Symbol in Eagle verwendet).


Zitat :
Das Gate hängt am Out eines NE555, wird als ggf. auf Null gezogen (denke ich)
Wenn du es nicht weißt, woher sollen wir es denn wissen


Zitat :
und damit erübrigt sich doch der Pulldown-R, oder?
Zunächst hast du geschrieben

Zitat :
Es steht dann also auch keine 5V-Versorgungsspannung zur Verfügung.
Die lässt darauf schließen, dass es keine definierten 0V gibt, sondern nur einen Leerlauf am 5V Anschluss.


Zitat :
der würde doch zu einem Ruhestrom führen, oder?

Nein, der entlädt nur die Gate-Source Kapazität.


Zitat :
den AD-Wandler fließen würde und die Messung eher unbeeinflusst wäre
Unbeeinflusst ist gut. Das ist ein 16 Bit Wandler, der wird durch die kleinste Unregelmäßigkeit beeinflusst.
Bei der jetzigen Konfiguration des Spannungsteilers würden die 5Ω Einschaltwiderstand des MOSFETs etwa 3LSB Abweichung bedeuten (Bei Ub=15V und 16 Bit Auflösung)
Bei einem Bipolartransistor mit seiner (in diesem Fall) relativ hohen Sättigungsspannung wäre die Abweichung entsprechend gravierender.

Wo wir gerade dabei sind, Temperaturkoeffizient sagt dir was, oder?
0815-Widerstände und ein 16 Bit Wandler wären eine etwas unglückliche Kombination.
Oder wird der nur mit 12 Bit betrieben, dann fallen diese Dinge offensichtlich nicht so sehr ins Gewicht...


Hast du dir mal die Innenschaltung des Wandlers angesehen? Dort sind Dioden gegen Vss und Vdd geschaltet. Weiterhin findest du im Datenblatt die Angabe, dass der maximale Eingangsstrom "Current at Input Pins" 2mA beträgt. Das heißt nichts anderes, als dass du über einen entsprechend dimensionierten Widerstand auch eine größere Spannung an die Eingänge anlegen kannst, solange der Strom entsprechend begrenzt ist.
Um auf der sicheren Seite zu sein, kannst du bspw. mit 500µA rechnen.
RU1min=(15-5)V/500µA=20kΩ

Will heißen du kannst den Spannungsteiler auch an GND abschalten ohne den Wandler auf Grund von Überspannung zu schrotten, ein Stromfluss durch die Ableitdioden den Wandlers hättest du aber soundso.



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

BID = 984993

Stefan73

Gerade angekommen


Beiträge: 5

Hallo!

Vielen Dank für die ausführliche Antwort. Die Frage nach dem definierten GND kann ich nicht sicher beantworten. Ich verwende einen LM2596-5, den ich per ON/OFF-Pin (5) abschalte. Jedenfalls habe ich jetzt einen 10k Pulldown eingefügt. Der Transistor ist weiterhin der BS170. Damit sollte das Problem erledigt sein, oder?

VG=5V
VS=2.048V maximal, bei 15V Versorgungsspannung jedoch nur 0,57V
VGS=VG-VS
=> VGS=2.952V minimal
=> VGS=4.43V bei 15V Versorgungsspannung

Das Temperatur-Problem ist mir bewusst, die Messung der Versorgungsspannung bedarf aber keiner so extremen Genauigkeit, 3 oder auch 10 LSB sind bei der Versorgungsspannung nicht interessant.

Vielen Dank!!!





[ Diese Nachricht wurde geändert von: Stefan73 am 14 Mär 2016  9:37 ]

BID = 985093

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Die Frage nach dem definierten GND kann ich nicht sicher beantworten.
Das solltest du aber.
In einem anderen Forum hat sich nämlich vor kurzem jemand seinen Prozessoer zerschossen, weil er auch glaubte, das wird sich schon finden.


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