Schmitt-Trigger (Dämmerungsschalter) m. TAA865-OPV

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen,

ich plane den Bau eines universell nutzbaren Dämmerungsschalters. Als Grundlage dient ein Plan einer Schaltung noch aus Ausbildungszeiten.

Es kommt ein stinknormaler invertierender Schmitt-Trigger zum Einsatz (vgl. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/33/S…).

Am Eingang wird als Ue eine Spannung angelegt, die an einem LDR abfällt. Soweit schon alles klar - zur weiteren Beschaltung diesbezüglich äußere ich mich nicht weiter.

Was mich nur etwas ratlos macht, ist ein kleiner Unterschied in meinem Schaltplan: Hier ist der Knotenpunkt zwischen R1 und R2 über einen 100-Ohm-Widerstand an Masse geschaltet.
Welchen Einfluss hat dieser? Kann man den einfach weglassen?

Und:
Welchen Widerstand muss man wie variabel gestalten, um die Hystereseschwellen verändern zu können? Reicht ein Poti als Ersatz für R1 und R2 oder müssten beide für sich einzeln verstellbar sein?

Vielen Dank für Tipps!

MfG Marius

#2

Hallo Marius

Ich habe in der digitalen „Schublade“ noch diese erprobte Schaltung für einen Schwellwertschalter, allerdings mit dem LM339. Der hat den Vorteil, keine negative Betriebsspannung zu benötigen.
http://images3.bilder-speicher.de/show-image_org-101…

Wenn Du unbedingt den TAA865 verwenden willst, das müsste mit der gleichen Beschaltung möglich sein, nur dass Du dem Baustein noch eine negative Betriebsspannung spendieren musst.

Was mich nur etwas ratlos macht, ist ein kleiner Unterschied in meinem Schaltplan: Hier ist der Knotenpunkt zwischen R1 und R2 über einen 100-Ohm-Widerstand an Masse geschaltet.
Welchen Einfluss hat dieser?

Er beeinflusst die Hysterese und verhindert möglicherweise Eigenschwingungen der Schaltung bei Analoganwendungen (Verstärker). Ich denke jedoch, dass man für einen Komparator („Schmitt Trigger“) darauf verzichten kann.

Welchen Widerstand muss man wie variabel gestalten, um die Hystereseschwellen verändern zu können? Reicht ein Poti als Ersatz für R1 und R2 oder müssten beide für sich einzeln verstellbar sein?

Die Hysterese wird grob durch das Verhältnis R1/(R2+RSensor) eingestellt. Zum „Feintuning“ verändert man dann nur R1 (in meiner Schaltung R16). Ich setze diesen Widerstand immer auf Lötstifte, damit ich ihn bei der Inbetriebnahme einfach verändern kann. Wenn Du diesen Widerstand unbedingt variabel gestalten willst, dann teile ihn in zwei Teilwiderstände auf: Einen Festwiderstand und einen einstellbaren Widerstand.

Gruß merimies

#3

Hi merimies,

Wenn Du unbedingt den TAA865 verwenden willst, das müsste mit
der gleichen Beschaltung möglich sein, nur dass Du dem
Baustein noch eine negative Betriebsspannung spendieren musst.

Das nimmt man an. Aber ich weiß 100 %-ig, dass wir zu Ausbildungszeiten die Schaltung ohne negative Spannung gebaut hatten! Also den Pin 6 haben wir einfach frei gelassen! Und es funktionierte trotzdem, komischerweise. So ist es in meinem Schaltplan auch dargestellt - ohne negative Spannung. Im Grunde ist das aber kein Problem, wenn eine negative Spannung nötig sein sollte.

Wie kann es ohne gehen?

Die Hysterese wird grob durch das Verhältnis R1/(R2+RSensor)
eingestellt. Zum „Feintuning“ verändert man dann nur R1 (in
meiner Schaltung R16). Ich setze diesen Widerstand immer auf
Lötstifte, damit ich ihn bei der Inbetriebnahme einfach
verändern kann. Wenn Du diesen Widerstand unbedingt variabel
gestalten willst, dann teile ihn in zwei Teilwiderstände auf:
Einen Festwiderstand und einen einstellbaren Widerstand.

OK, dankeschön!

MfG Marius

#4

hallo Marius,

Aber ich weiß 100 %-ig, dass wir zu Ausbildungszeiten die Schaltung ohne negative Spannung gebaut hatten! Also den Pin 6 haben wir einfach frei gelassen!

!!!
Das menschliche Gedächtnis ist längst nicht so zuverlässig wie Du denkst.

Anschluss an Pin 6 nix => Funkrtion nix.

Es würde gehen wenn 0V an pin 6 liegt, aber dann musst Du Deine Schaltung so auslegen, dass die Spannung an keinem der Eingänge +2V unterschreitet, sonst arbeitetr der Differenzverstärker nicht mehr einwandfrei.
Und wenn Du das tust, dann hast Du die negative Spannung durch die Hintertür doch wieder eingeführt.

Grußmerimies

#5

Das menschliche Gedächtnis ist längst nicht so zuverlässig wie
Du denkst.

In diesem Falle schon. Hier kannst du den Schaltplan einsehen, nach dem wir das damals gelötet haben:
http://imageshack.us/photo/my-images/155/schmitttrig…

Es würde gehen wenn 0V an pin 6 liegt, aber dann musst Du
Deine Schaltung so auslegen, dass die Spannung an keinem der
Eingänge +2V unterschreitet, sonst arbeitet der
Differenzverstärker nicht mehr einwandfrei.
Und wenn Du das tust, dann hast Du die negative Spannung durch
die Hintertür doch wieder eingeführt.

Dann ist das vielleicht der Grund.

Gruß, Marius

#6

Jeder Buchstabe zählt!
Hallo Marius,

In diesem Falle schon. Hier kannst du den Schaltplan einsehen,
nach dem wir das damals gelötet haben:
http://imageshack.us/photo/my-images/155/schmitttrig…

Tja, in deiner Schaltung ist ein TAA861 A verbaut.
Dieser hat ein DIL-8 Gehäuse.

Der TAA861 ohne A ist in einem TO-Gehäuse verbaut.

Und nun weichen die Pinbelegungen der beiden Gehäuse voneinander ab.

Im Datenblatt sind aber überall die Pins vom TAA861 ohne A angeben.
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/1688…

Als der TAA861 noch neu war, war das DIL-Gehäuse für OpAmps noch etwas exotisch.

MfG Peter(TOO)

#7

Tja, in deiner Schaltung ist ein TAA861 A verbaut.
Dieser hat ein DIL-8 Gehäuse.

Oh, sorry. Ja im der Titelzeile hat das A nicht mehr hingepasst! Das war mein Fehler, das nicht nochmals zu erwähnen. Ich habe einen TAA865A.

Genau den hatten wir damals ja auch verbaut.

MfG Marius

#8

Nachtrag:
Bitte beachte auch, dass wir vom TAA86 5 A reden. Im Schaltplan ist zwar ein TT86 1 A dargestellt, aber den habe ich nicht vorrätig. So war es zu Ausbildungszeiten auch.

#9

Hallo Marius,

Bitte beachte auch, dass wir vom TAA86 5 A reden. Im Schaltplan
ist zwar ein TT86 1 A dargestellt, aber den habe ich nicht
vorrätig. So war es zu Ausbildungszeiten auch.

Der TAA861 und TAA865x unterscheiden sich nur im Temperaturbereich (TAA861 = 0…+70°C; TAA865 -25…+85°C).

Für die Pinbelegung (Gehäuse) ist der Buchstabe zuständig.

Ich wundere mich gerade etwas. Zu meiner Ausbildungszeit (Mitte 70er) war der TAA861/5 eigentlich schon nicht mehr modern …

Der TAA861/5 gehört noch zur ersten Generation OpAmps und stammpt noch aus den 60er Jahren. Er ist noch ohne interne Frequenzkompensation, man konnte damals den nötigen Kondensator noch nicht integrieren.

Die zweite Generation hatte dann die Frequenzkompensation mit auf dem Chip; typischer Vertreter: LM741.

MfG Peter(TOO)

#10

Hallo Peter,

Ich wundere mich gerade etwas. Zu meiner Ausbildungszeit
(Mitte 70er) war der TAA861/5 eigentlich schon nicht mehr
modern …

Na unser Elektronik-Ausbilder war damals schon nicht mehr der jüngste gewesen und war da sicherlich ziemlich altmodisch in der Bauteilauswahl.

Die zweite Generation hatte dann die Frequenzkompensation mit
auf dem Chip; typischer Vertreter: LM741.

Ich hätte noch einige µA741CN auf Lager. Wäre das deiner Auffassung nach moderner? Der hat aber dann auch 8 Pins…

Gruß, Marius

#11

Hallo Marius,

Ich hätte noch einige µA741CN auf Lager. Wäre das deiner
Auffassung nach moderner? Der hat aber dann auch 8 Pins…

Die Pinzahl spielt keine Rolle.

Scheinbar hat aber dein Ausbilder da etwas versagt :wink:

Für die Anwendung als Komparator kannst du den TAA865 ohne Frequenzkompensation verwenden (Das C kannst du wie im Schema angegeben, weglassen).
Deine Anwendungt ist ja nicht kritisch, also kannst du nehmen was bei dir rumliegt. Allerdings kann es sein, dass du mit dem µA741 mit der Versorgungsspannung nicht hinkommst.

Zur Frequenzkompensation:
So ein OpAmp hat auch eine Durchlaufzeit, er ist also nur endlich schnell. Somit ergibt sich eine Phasenverschiebung um die Laufzeit des Verstärkers zwischen Ein- und Ausgangssignal. Mit zunehmender Frequenz wird dann die Phasenverschiebung 180°, dudurch wird aus einem gegengekoppelten Verstärker ein mitgekoppelter, also praktisch ein Oszillator. Mit dem C für die Frequenzkompensation erhält der OpAmp ein Tiefpassfilter, sodass die Verstärkung im kritischen Bereich unter 1 fällt und somit die Grunvoraussetzung für eine Oszillation nicht mehr gegeben ist.

MfG Peter(TOO)

#12

Hallo nochmal,

nach vielen gebliebenen Unklarheiten habe ich jetzt mal ganz empirisch ausprobiert - mit fast lötfreier Technik, nur durch Klemmkontaktierung. Das Relais habe ich dazu durch eine LED mit Konstantstromquelle ersetzt…

Also wenn man auf die negative Spannung verzichtet und somit alles gegen Minus = Masse nimmt, funktioniert es schon, aber nicht sauber: Im LED-aus-Zustand leuchtet selbige immernoch schwach, es wird also nicht sauber ausgeschaltet. Das ist dann wohl die kleine Differenz, die dem „künstlichem Massepotenzial“ geschuldet ist. Mit symmetrischer Spannung läuft es einwandfrei, jedoch auch nur mit dem 100-Ohm-Widerstand. Ohne geht gar nichts, also der Ausgang bleibt immer auf Potenzial der positiven Spannung!

Nur interessehalber: Könnte man das Problem zumindest annähernd beheben, wenn man (vorausgesetzt, die symmetrische Spannung ist nicht realisierbar) ein besseres künstliches Massepotenzial durch einen Spannungsteiler erzeugt?

MfG Marius