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Topic: Anfänger-Fragen: Signalspannung begrenzen (zB. von Lüftertacho) (Read 737 times) previous topic - next topic

MadBlue

Hallo zusammen,

ich bastle an einem größeren Projekt zu einem Data-Logger für mein Mopped.
Ich steh aber noch ganz an Anfang und möchte etwas Basis-Grundlagenforschung (;)) Betreiben bevor ich mich an die Umsetzung Wage.

Als erstes möchte ich ein Tachosignal im Arduino erfassen. Das wird hinterher an mehreren Stellen notwendig sein. Von der Programmierung her sehe ich da weniger Schwierigkeiten. Zum einen kann ich zumindest in einigen Hochsprachen programmieren, zum anderen findet man ja wirklich ausgiebig viele Beispiele.

Mein Problem liegt im mangelndem Verständnis für die elektronische Schaltung.
In meinem Beispiel möchte ich nur das Tachosignal von einem PC Lüfter der wie üblich auf 12V Betrieben wird erfassen.
Sprich: Spannung Lüfter auf 12, Masse auf Masse und Tacho-Signal ans Arduino.

Ich hätte dazu natürlich gerne den Digitaleingang des Arduninos benutzt. Nun aber die Preisfrage: Wie kann ich die Spannung zuverlässig begrenzen und trotzdem die nötige Mindestspannung erhalten?
Mein erster Gedanke war hier einfach einen Wiederstand zu verwenden. Beim Lüfter mag das auch funktionieren, hinterher am lebendem Objekt kenne ich aber nicht den restlichen Aufbau der Schaltung vor der Stelle wo ich das Tachosignal abfange. Sprich ich weiß nicht ob immer der selbe Strom herrscht. Ich weiß nur das es an jenem Kabel anliegt und zu Diagnosezwecken verwendet werden darf.

Mein nächster Gedanke wäre die Z-Diode. Eine parallel geschaltete Z-Diode die ab ~4,9V durchschaltet müsste das Arduino ja vor zu höher Spannung schützen. Aber da weiß ich dann wiederum nicht ob die Spannung weit genug abfällt. (Wenn ich das richtig verstanden habe muss sie unter 3V sinken damit das Arduino das richtig interpretieren kann)

Aus anderen Quellen wiederum habe ich gehört dass das Arduino gegen solche Spitzen gesichert wäre, sprich ich könne den Tacho einfach an den Digitalen-Eingang Klemmen. Aber auf dem Datenblatt steht ja sicher nicht zum Spaß max 5V?

Wie man wohl raus liest: von der ETechnik Kiste hab ich nicht all zu viel Durchblick! Ein paar Tipps wären echt super!

Sören

sth77

Du redest einerseits von einem Moped, andererseits von 12V PC-Lüftern. Geht es vorerst um letztere ist deine Frage recht einfach zu beantworten:
Das Tachosignal des Lüfters ist ein sogenannter open collector (offener Kollektor). Dieser benötigt nur einen Widerstand gegen 5V, zweimal pro Umdrehung wird dieses Signal auf Masse gezogen. Anhand der Dauer zwischen zwei steigenden Flanken kannst du so auf die Drehzahl schließen.
Mein Arduino-Blog: http://www.sth77.de/ - letzte Einträge: Teensy 3.0 - Teensyduino unter Window 7 - Teensyduino unter Windows 8

vieledinge

Also erst mal: Du sprichst mal von Spannung, mal von Strom, meinst aber eigentlich immer Spannung. Strom ist was anderes.

Dein zu messendes Signal braucht immer einen Bezugspegel, im konkreten Fall wäre das GND, also müssen GND vom Lüfter und vom Arduino verbunden werden.

Die 12V vom Lüfter braucht der Arduino nicht direkt. Der läuft mit 5V, kann aber am Versorgungseingang auch höhere Spannungen ab. Du kann den Arduino also mit 12V speisen, aber bloß nicht die 12V mit den 5V des Arduino verbinden! Sonst spielst Du Indianer und gibst Rauchzeichen.....

Bliebe noch das Tachosignal. Wie sieht denn das genau aus? Tacho-Signal auf 12V, ansonsten 0V? Wenn das mit 12V geliefert wird, dann musst Du das auf das Pegelniveau runterbekommen, das der Arduino verarbeiten kann. Du musst also die Signalspannung quasi aufteilen, womit wir beim Stichwort wären: Spannungsteiler. http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsteiler

Einfach formuliert: Du brauchst zwei Widerstände. Die werden in Reihe geschaltet. Ein Ende der Reihe kommt an das Tachosignal, das andere Ende an GND. Am Verbindungspunkt der beiden Widerstände kannst Du die reduzierte (geteilte) Spannung abnehmen. Jetzt musst Du die Widerstände nur noch so wählen, das der Ausgangswert im passenden Pegelbereich für den Arduino rauskommt. Bei 12V würde ich das so wählen, das 8V wegfallen und 4V rauskommen, also 2:1-Verhältnis.




MadBlue

#3
Jan 31, 2013, 03:28 pm Last Edit: Jan 31, 2013, 04:58 pm by MadBlue Reason: 1
Hi!

Erstmal besten Dank für die fixen Antworten, die helfen mir weiter!

@ sth77:

Okay das klingt erst mal einfach. Das werde ich in erster Instanz so versuchen.
Und ja erst mal geht das wirklich nur darum einen Tachowert von einem Lüfter zu erfassen und diesen ggf. später mit einem Servo&Poti (oder nem elektronischem Poti) zu regeln...
Bevor ich da irgendwas an meinem Mopped versuche will ich mich mit der Materie soweit auseinander gesetzt haben das ich mir recht sicher bin in dem was ich da tu. ;)

@ vieledinge:

Hi, danke für die Erklärung!

Also ich Strom schrieb meinte ich schon Strom! Die Spannung ist ja bekannt (0-12V) das ist ziemlich sicher das ich da keine anderen Spannungen anliegen haben werde. Ich weiß aber nicht wieivel Strom fließt. ;)
Und wenn ich nicht ganz taub im Kopf bin brauch ich Spannung und Strom zur Errechnung eines passenden Widerstandes? (oder war das nur um den aktuellen Widerstand eines Bauteils zu bestimmen? Ist schon alles eine Weile her bei mir...)

Spannungsteiler war aber glaube ich das richtige Stichwort! Besten Dank!
:D Ich gebe dann später Bescheid ob ich ein Tachosignal ins Arduino bekommen habe oder Rauchzeichen!

Grüße,

Sören

EDIT:

So ich hab mir mal die Software Solve Elec besorgt und hab das einfach mal so nachgebaut...
nu machts langsam wieder Klick... Danke für die Hilfe!

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