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Thema: Failsafe/Spannungsüberwachung (Gelesen 8647 mal)
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döner
LCD-Checker
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Ich hätte eine kleine Frage an euch.
Ich fahre ein RC-Car mit Fremdzündung. Normalerweise wird als Failsafe für völligen Spannungsverlust ein Relais eingebaut, welches bei Spannungsabfall die Zündung kurzschliesst, damit das Car nich unkontrolliert mit vollgas in den Acker knallt.
Ich hätte aber gerne ein Relais gekoppelt mit einer Spannungsüberwachung, welche bei ca. 4,8V das Relais stromlos schaltet.
Wie ist sowas mit einfachsten Mitteln (Schaltung muss sehr robust, klein und Stossunempfindlich sein) zu machen?
Edit:
Spannungsbereich ist ca. 4,5-8V, bei 4,8 sollte das Relais schalten.
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« Letzte Änderung: Mai 16, 2006, 18:31:24 von döner »
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b0nze
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Du nimmst nen Operationsverstärker und schaltest ihn als Komperator.
Versorgung ist deine Akkuspannung. Dazu brauchst du noch eine Zener-Diode, die eine stabile Spannung bereitstellt (eine mit 2-3V). Dann nimmst du noch die Akkuspannung an nen Poti, der Mittelschleifer an den OPV und das letzte Bein an GND.
Der OPV schaltet einen Transistor, und dann ist das Ding fertig.
Sind also 4-5-6 Bauteile, kannste SMD nehmen, ist klein...
b0nze
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döner
LCD-Checker
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Aber verbrate ich nicht durch den Poti eine Menge Akkuleistung?
Durch den Poti stelle ich dann die Abschaltspannung ein, richtig?
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Protracker
Dremelfreund
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durch den hochohmigen eingang des OPVs kannst fürs poti wenn du meinst auch 1Mohm einbaun und hast dan durchs poti einen strom von meinetwegen 8µA fließen, die können dich ja wohl nicht stören oder ?
-> andere frage: du hast permanent ein relais angezogen wenn alles ok ist ??
find ich schon etwas eigenartig, wenn du dir sorgen machst wegen der µA die durchs poti fließen solltest du mal über meheren 10 000µA gedanken machen dies relais vernichtet ...
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döner
LCD-Checker
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An das Relais habe ich garnicht mehr gedacht 
Da der Akku aber sowieso nur ca. 1-2 Std. in Betrieb ist, bis er geladen werden muss, wird das auch nicht mehr viel machen.
Nochmal zur Stromversorgung des Gatters:
Muss die irgendwie stabilisiert werden, oder kommt der IC auch mit Spannungsschwankungen klar?
Könnte vielleicht jemand schnell einen Schaltplan zimmern, kann mir irgendwie nicht vorstellen, wie ich die Diode verbauen muss.
Edit sagt:
Welche Bauteilnummer hat eigentlich ein Op-Amp, irgendwie werde ich aus dem Reicheltkatalog nicht wirklich schlau.
Wo gibts Tabellen zur aufschlüsselung der Nummern?
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« Letzte Änderung: Mai 17, 2006, 18:37:24 von döner »
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b0nze
Gast
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So?
OpAmp-Name hat garnichts zu sagen, ein gewisser Moderator flüstert mir TLC 271. Abblockung mittels Diode und Kondensator/Spule gegen die bösen Einflüsse im rauhen RCar Leben wäre wünschenswert...
b0nze
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 failsafe.PNG (11.41 KB - runtergeladen 66 Mal.)
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« Letzte Änderung: Mai 17, 2006, 18:57:25 von b0nze »
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döner
LCD-Checker
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Jetzt sag mir aber bitte nochmal für was ich R2 und D1 brauche.
Könte mir vorstellen, dass R1 nur als Strombegrenzer für das Gatter wirkt 
Könntest du mir vielleicht auch sagen, wie ich die einzelnen Widerstandswerte errechnen kann?
Die reine Widerstandsberechnung kenne ich zwar, allerdings komme ich nicht dahinter, wie ich z.b. den benötigten Wert für das Poti und R2 rausbekomme.
Und zu der Spannungsversorgung:
Ich meinte eigentlich, ob das Gatter mit der langsam fallenden Versorgungsspannung des Akkus zurecht kommt oder ob sich dann beispielsweise der Messbereich verschieben würde. Da würde ja dann auch kein Kondi helfen.
Hat sich erledigt, habe gerade das Datenblatt vor mir.
Wo ich schon beim Datenblatt bin:
Wie muss ich das Ding beschalten, dass er richtig läuft. Wenn ich nen Zehntel von dem Text verstanden hab, dürfte das viel sein.
Kann ich die nicht benutzten/benötigten Pins (Bias, Offset N1/N2) einfach freilassen?
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« Letzte Änderung: Mai 18, 2006, 17:39:31 von döner »
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Protracker
Dremelfreund
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ich würd einen LM358 verwenden (reicht völlig, kostet fast nix, hat diese anschlüsse erst gar nicht, dafür is ein zweiter OPV drinnen)
spannungsversorgung is unkritisch so lange sie 30V nicht überschreitet... also überspannungsschutz max noch hinzufügen
ein OPV is übrigens KEIN gatter sondern ein OPV (Operationsverstärker)
D1 wird eine referentzdiode, der R2 dazu berechnet sich über:
(versorgungspannung - diodenspannung) / diodenstrom
s'poti is ein spannungsteiler, des teilt die batteriespannung runter und lässt somit eine einstellung der schaltschwelle zu -> wenn du dort zB mit 2V refernz kommst und das poti in mettelstellung hast teilt es genau durch 2, also is die ausschaltschwelle doppelte referentz, also 4V...
die schaltund so wies hier gezeichnet is besitzt allerdings KEINE hysterrese und wird so einige probleme machen, beim unterschreiten zB wirds abschalten, bewegen sich dan die servos nicht wird die akku spannung steigen und das relais schaltet wieder zurück...
ich hätte ien meiner meinung nach bessere lösung... -> die spannungsüberwachung stellt den leeren akku fest und löst aus, egal ob sich der akku wieder etwas erholt oder nicht, statt der abschaltung der zündung steuerst es gas servo an, und zwar so das dein fahrzeugt sicher runterbremst und stehen bleibt, zusätzlich kannst hier auch gleich den empfang überwachen und damit erreichen das dein fahrzeug von selbst stehen bleibt wenns ausser reichweite ist... 
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b0nze
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Hab mal ein paar Werte eingetragen, OPV ist immernoch ziemlich egal, was du nimmst. Sollte natürlich bei so niedriger Spannung noch laufen.
Ich hoffe, ich hab die Hysterese richtig eingebaut, ich kann mir das nie vorstellen 
Wenn man den hinteren Widerstand vor der Abzweigung verkleinert, wirkt sich die Hysterese stärker aus.
Die Diode, Spule und der Kodensator oben links sind nicht unbedingt notwendig, doch ist es gerade in der Nähe von Zündspulen manchmal ratsamer sowas hinzumachen.
@Protracker:
Wenn die Zündung kurzgeschlossen ist, dann bremst das Ding von alleine.
b0nze
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Protracker
Dremelfreund
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die schaltung verheizt einiges umsonst (neben dem relais für den spannungsausfall aber auch egal...
richtige diode verwenden und R2 kann ruhig 10k sein (statt 2mA nur mehr 200µA verbrauch hier)
des poti ist mit 1kOhm schon sehr verschwenderisch angesetzt, ich würd da sagen 100k weniger sicher nicht....
die hysterrese würd ich anders empfehlen nämlich den widerstand R5 in die rückkopplung über den OPV und nicht vor den ausgang.
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b0nze
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Die 1N4148 hält 100-200mA aus und ist billig, die reicht schon.
Du hast Recht, die Schaltung ist nicht gut, aber sie ist einfach und sie wird funktionieren. Eine Abfrage der Empfangene Daten mit irgendwelchen Zeitkonstanten durchzuführen ist sicher nicht so trivial
Man kann auch ein 2Poliges Relais nehmen, von dem man den 2ten Schalter für die eigene Stromversorgung nimmt: wenn das Relais angezogen ist braucht es nicht mehr so viel Volt.
Ob das nun 1k, 3k3 oder 10k sind, spielt erstmal keine Rolle. Aber man muss hier wohl zwischen Störsicherheit und Strombedarf die Mitte finden Wenn nur noch wenige µA fließen, dann reicht eine Störung gut um die Schaltung rauszubringen.
Und wo du nun den Widerstand für die Hysterese hinmachst ist auch ziemlich egal, wird eh alles mit Poti eingestellt.
b0nze
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Protracker
Dremelfreund
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bei der hysterrese würd ichs ned so einfach nehmen, erstens is es nicht sinvoll den OPV mit den niederohmigen widerständen so stark zu belasten (gerade bei der kleinen versorgungspannung) und zweitens halt ichs für schlecht die hysterrese so aufzubaun da sie vom ausgang abhängig wird bzw den ausgang beeinflusst, hingegen in der rückkopplung beinflussen beide sich gegenseitig kaum da der OPV am ausgang direkt viel viel niederohmiger ist als die 3k3 die eingebaut waren...
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döner
LCD-Checker
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Also nur zum Verständnis:
Die Funke selbst hat auch eine Spannungsüberwachung, das heisst, bei ca. 4,4V schaltet der Empfänger selbstständig in Failsafe.
Davor möchte ich aber gerne schon den Motor abgeschaltet haben. Wenn das interne FS nämlich in einer Kurve oder ähnlich kritischen Situationen die Servos blockt, kannste die Reste aus der wand kratzen.
Bei ausgeschaltetem Motor kann ich so noch lenken und bremsen, im FS-Mode nicht mehr.
Das Modul hätte so ca. 30cm Entfernung zur Zündung, brauche ich dann noch Entstörung? Die Kerze sowie das Zündkabel sind weitgegehend entstört.
Könnte mir einer nochmal genauer das Hystereseproblem erklären?
Durch die zusätzliche Verbindung von Ausgang und positivem Eingang wird also verhindert, dass der Op-Amp ständig bei Spannungseinbrüchen schaltet, oder?
Btw Protracker:
Weil du von einem Servofailsafe sprichst. Das würde um einiges komplizierter werden, da die Servos soweit ich weiss über eine irgendwie modulierte Frequenz angesteuert werden. Da ich kein Oszi und auch kein entsprechendes Werkzeug habe, fällt das flach.
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Protracker
Dremelfreund
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is es ned, es is keine modulierte frequenz sondern eine modulierte pulsbreite, der bereich is 1-2ms und die frequenz des signals die eigentlich ziemlich unkritisch ist liegt bei etwa 50Hz
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b0nze
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Die Hysterese funktioniert so: aktuell ist die Spannung hoch genug, das heißt, dass am Ausgang 5-6V anliegen. Der Eingang (mit der Rückkopplung) wird dadurch natürlich hoch gezogen. Es muss also eine niedrigere Spannung anliegen, als eigentlich durch den Poti eingestellt.
Fällt die Spannung nun aber weiter ab, dann hilft das ganze nichts: Der OPV schaltet aus und gibt 0V hinten aus. Damit wird aber auch der Eingang weiter heruntergezogen, als er es eigentlich wäre. Er braucht nun also wieder mehr Spannung, als es zum Ausschalten gebraucht hat . Damit hat man nicht eine Schaltsschwelle, sondern eine obere und eine untere. Dazwischen passiert normalerweise garnichts.
Entstörung sollte man immer machen. Das Relais alleine könnte schon die Spannung einbrechen lassen .
Für eine eigene Failsave der Servos könnteste ja (Modding halt...) sowas nachbaun:
http://www.modding-faq.de/index.php?artid=807
Bisschen anpassen, und alle Servos damit abfragen.
Alternative und professioneller wäre vielleicht ein Mikrocontroller, der das alles in einem einzigen Chip vereinigt, kostet halt Einarbeitungszeit.
b0nze
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