"Spreizung" der Widerstände eines Boots-Tankgebers

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Autor
"Spreizung" der Widerstände eines Boots-Tankgebers

    







BID = 616293

agabu

Neu hier



Beiträge: 22
Wohnort: Mannheim
 

  


Auf meinem 28 Jahre alten Segelboot ist der Geber für die Anzeige des Dieseltankinhaltes kaputt gegangen.

Es war sehr schwierig, einen neuen Geber zu finden: zum einen brauche ich eine sehr niedrige Bauhöhe, zum anderen muss der Widerstandsverlauf genau umgekehrt sein wie bei den modernen Instrumenten z.- B. von VDO: bei Anzeige "leer" muss der Geber einen hohen Widerstand haben, bei Anzeige "voll" einen niedrigen.

Nach langer Suche bin ich bei einer italienischen Firma fündig geworden. Aber leider liefert der Geber die falschen Werte. Dadurch überstreicht der Zeiger des Anzeigeinstruments nur ca. 1 / 4 der Skala. Ich habe ein Potentiometer in Reihe mit dem Geber angeklemmt, aber damit verschiebt sich nur der Bereich auf der Skala. Der Winkel, in dem sich der Zeiger bewegt, bleibt gleich.

Hier die Werte, die ich gemessen habe:

Wenn man nichts angeklemmt hat, liegt an den beiden Kontakten des Füllstandsanzeigers, wo normal der Geber angeklemmt wird, eine Spannung von 7,5 V an.

Mein neuer Geber hat bei ganz vollem Tank einen Widerstand von 22 Ohm, bei ganz leerem Tank einen von 145 Ohm.

Damit der Zeiger des Instruments die volle Skala überstreicht, müsste er bei vollem Tank einen von 37 Ohm haben und bei leerem einen von 223 Ohm.

Man müsste die Widerstände, die der Geber liefert, mittel einer elektronischen Schaltung gewissermaßen "spreizen" (Ihr merkt schon, ich bin Laie auf diesem Gebiet).

Kann mir vielleicht jemand weiterhelfen? Auf Genauigkeit kommt es bei der Anzeige nicht an, mir ist es bis jetzt noch nie gelungen, während einer Saison den Tank leer zu fahren, da der Motor ja nur für Hafenmanöver und selten einmal als Flautenschieber zum Einsatz kommt. Wichtiger ist es beim Tanken, damit der Tank nicht überläuft.

Es wäre sehr nett, wenn mir einer von Euch eine entsprechende Schaltung beschreiben könnte. Vielen Dank im Voraus.

BID = 616303

Kleinspannung

Urgestein



Beiträge: 13360
Wohnort: Tal der Ahnungslosen

 

  

Deine Idee war schon vom Ansatz her richtig.
Nur braucht du nicht ein Poti,sondern zwei.(100 Ohm sollten reichen)
Die schaltest du mit dem Geber in Reihe,und zwar so:
Poti > Geber > Poti.
Mit einem machst du den Leerabgleich,mit dem anderen den für voll.
Dazu Geber jeweils auf die entsprechende Endlage bewegen.


_________________
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 = 616305

agabu

Neu hier



Beiträge: 22
Wohnort: Mannheim

Vielen Dank, Kleinspannung. Ich probiers am Wochenende aus, da bin ich wieder auf dem Boot. Melde mich wieder und berichte, wie es geklappt hat.

BID = 616326

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Ein Widerstand von 22Ω bis 145Ω soll also halbwegs linear von 37Ω bis 223Ω abgebildet werden.
@KS: Deine Verschaltung habe ich nicht verstanden. Soll jeweils ein variabler Widerstand vor- und nach dem Meßfühler geschaltet werden? Das funktioniert nicht.
Auch ein variabler Widerling in Reihe und einer parallel zum Meßfühler geht nicht; das ginge vielleicht, wenn 37Ω/223Ω zu 22Ω/145Ω werden sollte, aber nicht umgekehrt (solange man keine negativen ohmschen Widerstände verwendet zumindest ).
Kann mich auch irren, ist schon früh.


Gruß, Bartho

BID = 616354

Peda

Schriftsteller



Beiträge: 891

Da wird man dann wohl auf die negativen Widerstände zurückgreifen müssen.
Müsste man nur überprüfen inwieweit sich die mehr oder weniger notwendige symetrische Spannungsversorgung ebendieser realisieren lässt.

Du benötigst also einen Widerstand von 15 Ohm in Reihe und eine Schaltung um den Widerstand dann noch passend zu "spreizen".
Dies sollte mit sog. Impedanzkonvertern realisierbar sein.
Da ich mit solchen Schaltungen praktisch jedoch noch nichts zu tun hatte, möge hier vielleicht jemand mit mehr Erfahrung sein Wissen ausbreiten.

PS: Möglicherweise ist auch nur die negative Realisierung möglich (NIC) sodass man dann nochmal konvertieren muss.

_________________
Do you have Math Problems ?? Then call 0049-0800 sin(lg((10^45*tan(56))/(f(0)'->(45x^3/3x^2*3x^7)))

BID = 616434

agabu

Neu hier



Beiträge: 22
Wohnort: Mannheim

@Peda:

Was sind negative Widerstände? Asls Bartolomew davon schrieb, dachte ich, das wäre ein Witz um mich ein wenig zu veräppeln, aber das gibt's anscheinend wirklich?


Zitat :
Möglicherweise ist auch nur die negative Realisierung möglich (NIC) sodass man dann nochmal konvertieren muss.


Das habe ich natürlich nicht verstanden.

Mir fällt noch etwas ein:

Ich habe die Frage auch in einem Seglerforum gepostet und da meinte einer, mann könne das Problem mit einer "Brücke und einem Spannungskonstanthalter" realisieren. Auf weiteres Nachfragen meinerseits war dann aber Funkstille.

Ich habe mir die Wheatstone-Brücke mal angesehen. Allerdings ist da das Messgerät "passiv" zwischen die zu messenden Widerstände geschaltet und bei mir liefert ja das Messgerät den Strom. Leider kann ich es nicht öffnen, da das Gehäuse aus Kunststoff und verschweißt ist.

Anderer Gedanke: wenn es sich bei der Sache um Wechselstrom handeln würde, wäre es ja möglich, das Problem mit einem Trafo zu lösen.

Gibt es nicht auch eine Art "Trafo" für Gleichstrom?

BID = 616456

Lötfix

Schreibmaschine



Beiträge: 2328
Wohnort: Wien

Hallo!

Vielleicht könnte man mit Stromspiegelschaltungen was machen. Besonders mit einem Vielfach-Stromspiegel, wo man ganzzahlige Vielfache des Eingangsstroms erhält.

Hab mich noch nicht näher damit beschäftigt.

mfg lötfix

_________________
Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung. Rechtsansprüche dürfen daraus nicht abgeleitet werden. Sicherheitsvorschriften beachten!




[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lötfix am 23 Jun 2009 20:06 ]

BID = 616479

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Ja, ein Stromspiegel müsste eine Möglichkeit sein
Man braucht noch nicht einmal einen Vielfach-Stromspiegel.
Ich beschreibe mal meine Schaltungsidee anhand Deines Schaltplanes:
T3, T4 entfallen. R1 ist der vorhandene Meßwiderstand; T2 ist der "Ersatzwiderstand", der an den Zeiger geklemmt wird. +Ub kommt von einer Referenzspannungsquelle.
145/223 macht einen benötigten Stromverstärkungsfaktor von 1/1,54; +Ub=7,5V/1,54=4,87V. 22Ω mal 1,54 macht 33,9Ω (37Ω wäre der Sollwert), der Zeiger würde also schon auf "leer" stehen, wenn noch ein wenig Diesel im Tank ist (ist ja nicht verkehrt).
Die 4,87V Referenzspannung ließen sich mit Hilfe eines LM317 erzeugen.

Problematisch bei der Schaltung ist, dass T1,T2 möglichst gleiche Werte haben müssen, und thermisch eng gekoppelt sein müssen, sonst erwärmt sich T2 stärker als T1 und leitet mehr Strom, als er soll (wenn T2 34Ω simuliert, fallen immerhin 1,65W an Abwärme an). Also müssten beide Transistoren am besten auf dem gleichen Chip sitzen; ansonsten wird der Tank innerhalb von Minuten leerer angezeigt, als er eigentlich ist.
Kennt wer ein geeignetes Bauteil dafür?


Nochmal als Zusammenfassung:
Tank voll: Links in den Stromspiegel gehen bei 4,87V und 145Ω I=U/R=4,87V/145Ω=0,034A durch. Die fließen dann auch durch T2, macht einen simulierten Widerstand von R=U/I=7,5V/0,034A=221Ω.
Tank leer: Links in den Stromspiegel gehen bei 4,87V und 22Ω I=U/R=4,87V/22Ω=0,221A durch. Die fließen dann auch durch T2, macht einen simulierten Widerstand von R=U/I=7,5V/0,221A=33,9Ω.
Tank halbleer: Links in den Stromspiegel gehen bei 4,87V und 80Ω I=U/R=4,87V/80Ω=0,061A durch. Die fließen dann auch durch T2, macht einen simulierten Widerstand von R=U/I=7,5V/0,061A=123Ω.

Justage der Schaltung: Einmal kann man über ein Poti den 317, damit die Referenzspannung, und damit die Stromverstärkung manipulieren. Zum anderen könnte man noch ein 50Ω-Poti zwischen T2 und den Zeiger setzen. Somit könnte man sowohl Verstärkung als auch Offset justieren.
Ist aber alles bloß graue Theorie und sollte von jemandem bestätigt werden, der sich mit Stromspiegeln besser auskennt als meinereiner!


Gruß, Bartho


Nachtrag: Mir fällt gerade auf: Damit das funktioniert, muss ein Kontakt am Anzeigeinstrument auf Masse liegen, was nach Murphy wohl nicht der Fall sein wird... argh. Bitte trotzdem nachmessen!
Ich nehme an, die Schaltung hinter der Tankuhr ist nicht zugänglich? Sonst könnte man vielleicht direkt da die nötigen Anpassungen vornehmen.

Wenn alle Stricke reißen, bleibt es halt bei der bisherigen Offset-Poti-Lösung, und das untere Drittel der Tankanzeige bleibt ungenutzt.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bartholomew am 23 Jun 2009 22:02 ]

BID = 616489

agabu

Neu hier



Beiträge: 22
Wohnort: Mannheim

Hallo Bartho,

leider ist es so, dass die unteren 3/4 der Tankanzeige ungenutzt sind. Mit 1/4 könnte ich gut leben, sehr gut sogar.

Ich habe jetzt nochmal etwas anderes ausprobiert:

Ich erläuterte ja, dass im "Originalzustand" auf den beiden Polen, an die der Geber angeschlossen wird, eine Spannung von7,5 V liegt.

Ich habe jetzt mal die Stromversorgung des Instruments abgeklemmt (12 V Bordnetz) und an die Pole des Signalgebers von außen die 12 V Spannung angelegt, wobei ein Potentiometer den Tankgeber simulierte. Das hat soweit funktioniert, allerdings mit dem gleichen Ergebnis wie wenn die Spannung aus dem Messinstrument selbst kommt.

Dann habe ich es doch mal mit der Brückenschaltung probiert. Für die 4 Widerstände habe ich genommen: 2 100 Ohm Widerstände, 1 Trimmpoti und ein anderes Poti als Tankgebersimulator.

Es hat auch soweit funktioniert als mit dieser Schaltung tatsächlich der Skalenausschlag gespreizt wurde. Als ich aber noch mit den beiden Potis am Fummeln war, hat es angefangen fürchterlich zu stinken und die Festwiederstände sind glühend heiß geworden. Das waren halt so Dinger, die ich in irgendeiner Kiste in meiner Werkbank gefunden hatte. Ich hab dann schnell die Verbindung getrennt um keinen Kollateralschaden anzurichten.

Könnt ihr mir vielleicht sagen, was für Widerstände ich nehmen muss, damit sie die Belastung auf Dauer aushalten können ohne durchzuglühen?

Solche "Glühkerzen" kommen auf einem Segelboot, wo alles aus Holz und Kunststoff ist, nicht so gut.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: agabu am 23 Jun 2009 23:19 ]

BID = 616491

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Hoi,


Zitat :
Ich erläuterte ja, dass im "Originalzustand" auf den beiden Polen, an die der Geber angeschlossen wird, eine Spannung von7,5 V liegt.

Ah, ein kommunikatives Mißverständnis. Ich dachte, dass zwischen den beiden Kontakten eine Spannung von 7,5V anliegt, und nicht, dass dann beide Kontakte auf dem gleichen Potential von 7,5V liegen (Bezugspunkt Masse).

Leider verstehe ich nicht eindeutig, was Du wie verschaltet hast.
Vermutung:
Das Anzeigeinstrument hat vier Kontakte: Masse, +12V, zwei Kontakte für den passiven Meßfühler.

Erster Versuch: Du hast an die Kontakte für den Meßfühler direkt 12V und den Meßfühler angeschlossen; das Instrument verhielt sich genau so, als ob die Batterie nicht in Reihe zum Meßfühler angeschlossen gewesen wäre, sondern an den vorgesehenen Kontakten am Anzeigeinstrument.

Zweiter Versuch: Du hast zwei 100Ω-Widerstände in Reihe an die Batterie geklemmt, parallel dazu zwei Potis. Zwischen die Widerstände und die Potis kam das Anzeigeinstrument.
Die beiden 100Ω-Widerstände wurden dabei mit jeweils 0,36W beaufschlagt, normale Kohleschichtwiderstände vertragen max. 0,25W.

Ich vermute, im nicht öffenbaren Anzeigengehäuse ist noch eine Schaltung drin, die dafür sorgt, dass bei schwankender Versorgungsspannung die Anzeige nicht mitschwankt; von daher würde ich es ohne Wissen über den Innenaufbau unterlassen, das Instrument über die Meßkontakte zu speisen. Im schlimmsten Fall brennt das Anzeigeinstrument durch.

Ich nehme an, der Austausch des Anzeigeinstrumentes kommt nicht in Frage?

Leider habe ich im Moment keine besseren Ideen. Vielleicht kann jemand weiterhelfen, der weiß, wie Tankuhren normalerweise aufgebaut sind.
Es kommt ja noch erschwerend hinzu, dass Meßfühler und/oder Tankanzeige anscheinend nicht linear arbeiten... sonst wäre der Zeigerausschlag mit dem neuen Fühler größer.

Kannst Du mal jeweils die Spannung gegen Masse an den Meßfühlerkontakten messen, wenn dazwischen 22,37,60,90,145,223Ω geschaltet werden?
Eventuell auch mal die Betriebsspannung variieren (geht am einfachsten, wenn Du eine Diode, z.B. 1N4001-1N4007 zwischen Batterieplus und +12V des Anzeigeinstrumentes klemmst).


Gruß, Bartho

BID = 616493

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Bei Widipedia lese ich gerade, dass Standard-Tankgeber 240Ω bei leerem und 33Ω bei vollem Tank liefern, also genau das, was Du brauchst?
http://de.wikipedia.org/wiki/Tankuhr
Ein solcher Tankgeber war in der benötigten Bauform wirklich nirgends aufzutreiben? Seltsam.

BID = 616499

888

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Beiträge: 378
Wohnort: dreieich

Hallo Leute

wie sieht das eigentlich mit den Forenregeln aus ? Für Wasserfahrzeuge gibt es mit Sicherheit auch Bau- und Betriebsvorschriften .
Wenn einer für sein Kfz. was basteln will schreien hier alle auf.
Bei Wasserfahrzeugen ists dagegen okay ?
Und morgen fragt ein PPL Inhaber wie er den Höhenmesser seines Sportflugzeuges wieder hinfriemeln kann ?

Das nur mal so am Rande.

Mit freundlichen Grüßen
888

BID = 616501

agabu

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Beiträge: 22
Wohnort: Mannheim

Hallo Bartho,

Gell du weißt schon, wie Wiki- Artikel entstehen?
Vielleicht hat der Autor die Werte einfach verwechselt?

Ich weiß nicht wie das im KFZ ist, aber in Booten werden heutzutage zum größten Teil VDO- Instrumente verbaut und diese wie auch die anderen europäischen Hersteller brauchen für volle Anzeige hohen Widerstand des Gebers und für Leeranzeige niedrigen.

genau deshalb hat mir der Importeur auch zuerst einen falschen Geber geliefert, weil er natürlich dachte, ich hätte ein europäisches Anzeigeinstrument. das Instrument auf dem Boot ist aber von Thomas Faria, einer amerikanischen Firma.
Es gegen ein VDO-Instrument auszutauschen wäre an sich kein Problem, aber dann passt es nicht zu den anderen Instrumenten , die außerdem sehr edel sind (vom Aussehen her). Die VDO- Dinger sehen doch mehr nach Opel Manta aus.

das zweite Problem war die geringe Höhe des Tanks: Die meisten Hersteller haben nicht so kurze Geber. VDO schon, aber da stimmt eben die Polung wieder nicht. Den, den ich gekauft habe, musste ich auch noch um 1,5 cm absägen, damit er in den Tank ging.

Nochmal zu den Kontakten: das Instrument hat drei: 1.) Batterie + 12 V, 2.) gemeinsame Masse für Batterie und ein Kabel vom Geber, 3.) sog. Signaleingang, f. anderes Kabel vom Geber, der liefert die 7,5V gegenüber Masse.

Aber die Idee, mal die Eingangsspannung zu variieren, kommt mir interessant vor. Ich kann das versuchsweise auch mit einem Universalnetzteil machen, auf dem man die Spannung zwischen 1,5 und 12 V variieren kann. mal sehen, was dann passiert.

Nochmal meine Frage: gibts höher belastbare Widerstände?


[ Diese Nachricht wurde geändert von: agabu am 24 Jun 2009  1:53 ]

BID = 616502

agabu

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@888 man merkt, dass man in Deutschland ist.

zu deiner Beruhigung: auf Segelbooten sind die Tankuhren immer stromlos geschaltet, und werden nur auf Tastendruck aktiviert. Dies um Batteriestrom zu sparen, wo es nur geht.

BID = 616507

888

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Beiträge: 378
Wohnort: dreieich

Hallo agabu ,

ob stromlos geschaltet oder nicht ist unerheblich. Die Frage ist , ob man an der Technik eines Wasserfahrzeugs als Laie rumbasteln darf oder nicht. Und ob das mit den Forenregeln konform geht oder nicht. Bei Kfz. Basteleien zetern hier alle rum. Und bei einem Wasserfahrzeug welches in öffentlichen Gewässern rumschippert und ggf. noch andere Personen an Bord hat juckts offenbar keinen.

MfG

888


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