Schaltung bauen für Abgassensor

bodybuildinggym · 3. März 2010

Ich möchte in meinem BBG III Racer eine Schaltung einbauen, die eine Diode zum Leuchten bringt, wenn der Abgastemperaturwert bei 680°C liegt. Ich denke ich verwende einfach einen Abgastemperatursensor (Stage 6) zum Beispiel und ermittel den Widerstand bei 680°C. Dann bräuchte ich einen Schaltplkan für eine Schaltung, die dann bei diesem Widerstandswert eine Diode aufleuchten lässt. Ich will kein Display verbauen, deshalb dieser Umweg.

Im Netz habe ich diese Schaltung gefunden:

Leider 9 Volt und auch der Temperatursensor ein Lichtsensor.

NUn meine Frage an die Elektrofüchse:

Wie kann so eine Schaltung aussehen?

Ich habe da echt wenig Plan! Bauen kann ich soetwas, aber berechnen niemals!

LDR,%20NTC%20&%20Co%20-%20Sinne%20der%20Elektronik%20S06.bmp

Bearbeitet 3. März 2010 von bodybuildinggym

**undis racing team** · 3. März 2010

Kleiner Tipp vom Elektonik Ingenieur:

Es wird ein Themoelemt vom Typ K eingesetzt, und die machen eine Thermospannung und keinen Widerstand!

Tabelle

heizer · 3. März 2010

Kleiner Tipp vom Elektonik Ingenieur:
Es wird ein Themoelemt vom Typ K eingesetzt, und die machen eine Thermospannung und keinen Widerstand!
Tabelle

das heisst der BBG braucht dann einen kleinen OP und dahinter einen Transistor der dann die LED zum leuchten bringt, oder?

ich denke den OP nimmst als Komparator, der vergleicht dann die Spannung die vom Thermoelement kommt mit einer Referenzspannung, sobald der wert der Referenzspannung überschritten wird, schaltet der Komparator seinen Ausgang und damit steuerst einen Transistor an und der bringt dann die LED zum Leuchten, oder gibt es OPs die genügend Strom für eine LED bringen?

Bearbeitet 3. März 2010 von heizer

bodybuildinggym · 3. März 2010

ich dachte so eher an Schaltplan für Doofis. Mit dem Tip vom Elektroingenieur kann ich leider nicht viel anfangen

Tobi - MS · 4. März 2010

Mit Ivo aka Peterle hab ich die Tage auch noch über sowas gesprochen.

Der will sowas haben, um nen elektrischen Powerjet anzusteuern.

Er hat beim HBZ auch jemanden, der so einen gesuchten Plan bauen kann.

Ich schick dir mal seine Mobil-Nr. für alle Fälle (PMs lesen kann er zurzeit nicht...)

Edith sacht noch: Lasst mich da raus - ich versteh sowas nicht

heizer · 4. März 2010

Hier gibt es ein sehr kompetentes Forum

http://www.mikrocontroller.net/

Schaltplan kann ich leider keinen liefern, ist schon eine weile her seitdem ich sowas das letztemal gemacht habe.

spanier8877 · 4. März 2010

Hallo BBG,

wir sind an einer ähnlichen Umsetzung mit einem Stage 6 EGT. Dabei ist der Gedanke, das Signal abzunehmen, welches die Displaybeleuchtung auf Rot umstellt. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, die Grenztemperatur über das EGT frei festlegen zu können.

Gruß AL

bodybuildinggym · 8. März 2010

wenn ihr da etwas habt, dann würde ich gerne Bedarf anmelden!

**T5Rainer** · 8. März 2010

Ist nicht beim KOSO-EGT schon fast alles fertig dafür?

Bearbeitet 14. März 2010 von T5Rainer

dare · 8. März 2010

Es gibt natürlich auch eine digitale Lösung:

Der max6675 wertet ein Thermoelement komfortabel aus. Benutze ich in der VesCom-Schaltung. Den gibts als sample gratis.

Dazu brauchst du dann noch nen Mikrocontroller der ne LED ansteuert.

Ich könnte dir zwar nen VesCom-Proto (hab genügend fertige Platinen liegen) verticken und so anpassen, dass er ne LED ansteuert aber ich habe erst ab 1.5. wieder Zeit.

Bezüglich der anderen Systeme: alles bei mir abgekupfert.

Don · 9. März 2010

Es gibt natürlich auch eine digitale Lösung:
Der max6675 wertet ein Thermoelement komfortabel aus. Benutze ich in der VesCom-Schaltung. Den gibts als sample gratis.
Dazu brauchst du dann noch nen Mikrocontroller der ne LED ansteuert.
Ich könnte dir zwar nen VesCom-Proto (hab genügend fertige Platinen liegen) verticken und so anpassen, dass er ne LED ansteuert aber ich habe erst ab 1.5. wieder Zeit.
Bezüglich der anderen Systeme: alles bei mir abgekupfert.

Für so'n Kleinkram würd ich keinen Mikroprzessor nehmen!

Nach Undis Tabelle gibts etwa 35mV bei 650 Grad Celsius.

Abgeglichen wird an P1 (erstmal auf Maximum), dann

über den Offset-Trimmer P2.

Für andere Anwendungen, z. B. für ein 400 Grad-Thermoelement,

nimmt man statt des 2k-Widerstandes nur 1k!

So hab ich grad meine Weller WTCP-Lötstation auf elektronische

Temperaturregelung umgerüstet. Das Relais hab ich jetzt aber

weggelassen und nur eine einfache LED eingezeichnet. Ich hoffe,

das funktioniert so.

Das IC schafft max. 20mA. Die LED kann also direkt angeschlossen

werden. Die ist aber so geschaltet, daß der Strom ins IC fließt!

Ich rechne mal mit (3x4)cm Platinenabmessung.

Das ist dann aber schon groß dimensioniert!

Will's mal einer aufbauen?

Bearbeitet 10. März 2010 von Don

Don · 9. März 2010

So viel Aufwand für die Glättung der Versorgungsspannung (oben in der Zeichnung)

braucht gar nicht betrieben zu werden. Das geht auch genügsamer!

Ich hätte das ja in den Beitrag drüber reineditiert, aber ich kann den Anhang im Fenster nicht

sichbar machen, sodaß ich gar nicht weiß, wo das Bild dann erscheint.

Edit: Oh, ich glaub 'ne Kleinigkeit muß noch geändert werden:

Die LED kann so nicht direkt an 12V angschlossen werden, sondern sollte

besser hinter dem 300 Ohm-Widerstand angeschlossen werden.

Sonst brennt sie einmal hell und einmal weniger hell. (voraussichtlich)

Der mittlere Glättungszweig könnte evtl. sowiso komplett entfallen,

und die anderen Widerstände wären dann etwas anders zu dimensionieren.

Wenn ich viel Zeit habe, werd ich die Schaltung mal aufbauen.

...ist ja nicht so umfangreich. ...kann ganz nützlich sein auch für andere Anwendungen.

Edit: Ich hab den Plan noch mal leicht geändert.

Ob das so 100%ig funktioniert, kann man aber erst sagen, wenn die Schaltung einmal

aufgebaut und ausprobiet wurde. Meistens stellt sich heraus,

daß für den ordnungsgemäßen Betrieb noch mal etwas geändert werden muß.

Bearbeitet 10. März 2010 von Don

heizer · 9. März 2010

Für so'n Kleinkram würd ich keinen Mikroprzessor nehmen!
Nach Undis Tabelle gibts etwa 35mV bei 650 Grad Celsius.
Abgeglichen wird an P1 (erstmal auf Maximum), dann
über den Offset-Trimmer P2.
Für andere Anwendungen, z. B. für ein 400 Grad-Thermoelement,
nimmt man statt des 2k-Widerstandes nur 1k!
So hab ich grad meine Weller WTCP-Lötstation auf elektronische
Temperaturregelung umgerüstet. Das Relais hab ich jetzt aber
weggelassen und nur eine einfache LED eingezeichnet. Ich hoffe,
das funktioniert so.
Das IC schafft max. 20mA. Die LED kann also direkt angeschlossen
werden. Die ist aber so geschaltet, daß der Strom ins IC fließt!
Ich rechne mal mit (3x4)cm Platinenabmessung.
Das ist dann aber schon groß dimensioniert!
Will's mal einer aufbauen?

sehr schön KISS.

mikroprozessor ist für sowas doch total überdimensioniert.

Bearbeitet 9. März 2010 von heizer

karoo · 9. März 2010

Wie verhält sich die Schaltung bei Temperaturänderung? Je nachdem wo das alles verbaut wird gibt's an nem Roller ja schonmal sehr deutliche Temperaturschwankungen. Wäre ja doof, wenn die Schaltung mal zu früh/mal zu spät reagieren würde.

Vor allem bei den Zenerdioden und dem IC würde ich mal nach der Temperaturabhängigkeit schauen. Ausserdem misst ein Thermoelement ja grundsätzlich nur die Relativtemperatur zur Auswertestelle. Stichwort cold junction compensation.

(0°C im Winter sind nun wirklich nicht ungewöhnlich. Und im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung sind 50°C schnell erreicht... oder auch noch mehr, wenn die Elektronik irgendwie in Motornähe untergebracht werden sollte)

Ich hab nur leider auch keine Zeit mich in solche Schaltungen mal reinzukniehen...

Bearbeitet 9. März 2010 von karoo

spanier8877 · 9. März 2010

wenn ihr da etwas habt, dann würde ich gerne Bedarf anmelden!

Klar gerne, Das Stage6 ist schon zerfleddert, allerdings hab ich noch nicht den Widerstand gefunden, der für die Umschaltung zuständig ist. Bekomme jedoch Hilfe von einem Elektroniker, so dass sich dieses Problem recht schnell lösen lassen sollte.

Ist nicht beim KOSO-EGT schon fast alles fertig dafür?
www.scooter-center.com/scoweb/pages/productdetail.grid?product=288621643796512&target=productdetail&category1=C&category2=CAT

Der Stage6 ist von der Optik und dem Funktionsumfang identisch mit dem Koso.

LG Al

Don · 10. März 2010

Wie verhält sich die Schaltung bei Temperaturänderung? Je nachdem wo das alles verbaut wird gibt's an nem Roller ja schonmal sehr deutliche Temperaturschwankungen. Wäre ja doof, wenn die Schaltung mal zu früh/mal zu spät reagieren würde.
Warum sollte sich was ändern? 650 Grad Celsius sind 650 Grad Celsius!
Vor allem bei den Zenerdioden und dem IC würde ich mal nach der Temperaturabhängigkeit schauen.
In diesem Falle spielt das keine Rolle. Zwei Z-Dioden sind nur zur Glättung da, bzw. zur Erzeugung
von einer Versorgungs- und einer Vergleichsspannung. Die dritte Z-Diode, die ich grad reineditiert habe,
liegt im Ausgangskreis. Das hat auf die Auslöseschwelle überhaupt keinen Einfluß. Das IC selber erzeugt hier keinen Temperaturfehler.
Ausserdem misst ein Thermoelement ja grundsätzlich nur die Relativtemperatur zur Auswertestelle.
Nee! Ein Thermoelement mißt die absolute Temperatur!
Stichwort cold junction compensation.
(0°C im Winter sind nun wirklich nicht ungewöhnlich. Und im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung sind 50°C schnell erreicht... oder auch noch mehr, wenn die Elektronik irgendwie in Motornähe untergebracht werden sollte)
Für die Temperaturmessung nicht relevant.
Ich hab nur leider auch keine Zeit mich in solche Schaltungen mal reinzukniehen...
Dann häng Dich da mal rein! Solange es so kalt ist, kannst Du sowiso nicht mit dem Roller fahren!

Schön, daß sich jemand mit meinem Schaltungsvorschlag auseinandergesetzt hat.

Edit: Die 4V7 Z-Diode für die Referenzspannung hat schon von

vorneherein einen günstigen Temperaturgang. Kannst aber auch überflüssigerweise eine

5V6 Z-Dioden stattdessen verwenden. Die ist völlig temperaturunabhängig.

Bearbeitet 10. März 2010 von Don

Klingelkasper · 10. März 2010

Gibt fertig kalibrierte IC´s für Temperaturmessung mit Thermoelement Typ K. Habe sogar so einen zuhause, kann die Bezeichnung heute abend mal reinstellen. Schaltausgang hat der glaube ich auch. Das spart Aufwand.

Don · 10. März 2010

Gibt fertig kalibrierte IC´s für Temperaturmessung mit Thermoelement Typ K. Habe sogar so einen zuhause, kann die Bezeichnung heute abend mal reinstellen. Schaltausgang hat der glaube ich auch. Das spart Aufwand.

Kann ich mir denken, daß es da schon etwas Fertiges gibt!

Würd ich mir anschaffen.

Dann braucht man nicht tagelang löten und ausprobieren!

Klingelkasper · 10. März 2010

Kann ich mir denken, daß es da schon etwas Fertiges gibt!
Würd ich mir anschaffen.
Dann braucht man nicht tagelang löten und ausprobieren!

Der IC heisst AD595 von Analog Devices und hat neben dem Meßverstärker auch einen Alarmausgang mit max. 20mA an Bord, welcher aber nur mit 10mA betrieben werden sollte, da sonst die Eigenerwärmung des ICs einen Messfehler verursacht. Aber für eine LED reicht das.

karoo · 10. März 2010

Nee! Ein Thermoelement mißt die absolute Temperatur!

Eben nicht! Es wird immer die Relativtemperatur gemessen! Und weil die Temperaturen der Auswerteelektronik beträchtlich schwanken können ist es nötig, die Schaltung genau zu untersuchen und eine Kompensation einzubauen.

An den freien Enden der beiden miteinander verbundenen Leiter wird bei einer Temperaturdifferenz entlang der Leiter aufgrund des Seebeck-Effekts eine elektrische Spannung erzeugt. Die Verbindungsstelle und die freien Enden müssen somit dazu unterschiedliche Temperaturen aufweisen.

Und hier gibt's von Maxim eine Erklärung der Temperaturkompensation von Thermoelementen. Für den schon erwähnten AD595 gibt's sicher auch Appnotes etc. mit Erklärungen.

Klingelkasper · 11. März 2010

Eben nicht! Es wird immer die Relativtemperatur gemessen! Und weil die Temperaturen der Auswerteelektronik beträchtlich schwanken können ist es nötig, die Schaltung genau zu untersuchen und eine Kompensation einzubauen.
Und hier gibt's von Maxim eine Erklärung der Temperaturkompensation von Thermoelementen. Für den schon erwähnten AD595 gibt's sicher auch Appnotes etc. mit Erklärungen.

Da steht u.A. das hier drin:

1. The AD594/AD595 provides cold junction compensation,

amplification, and an output buffer in a single IC package.

2. Compensation, zero, and scale factor are all precalibrated by

laser wafer trimming (LWT) of each IC chip.

Ist dadurch natürlich kein 99cent-Bauteil.

Musste beim erneuten Nachlesen leider feststellen, dass der Alarmausgang des AD595 nur als Kontaktunterbrechungsalarm für die Anschlüsse des Thermoelemtes dient. Für die hier gewünschte Funktion muss man also z.B. noch einen Fensterdiskriminator TCA965 oder eine ähnliche Schaltung vom Meßausgang des AD595 ansteuern.

barnie · 11. März 2010

Es wird beim Thermoelement der Temperaturunterschied zwischen warmer und kalter Seite des NiCr/Ni Drahtes gemessen.

Um absolut zu messen, muß am Meßgerät kompensiert werden (Th-Element in Reihe oder NTC/PTC und rechnen lassen).

Aber m.E. ist es beim geforderten Einsatzfall weniger wichtig, ob genau 680°C oder 680 ±20°C gemessen werden.

Der befürchtete Klemmer / Kolbenloch hat auch noch andere Einflüsse:

* eingestelltes Laufspiel

* Kolbenmaterial / Alter

* GG- oder Alu-Zyl

* Frischöl oder versifftes Gemisch

* Spritquali

* ZZP

* Resoverhalten

* ...

Wäre die Anzeige für mich, würde ich mir noch einen Lampen-Check (vgl. Öldruckwarnlampe beim Start oder CHECK-Taster) vom Designer wünschen.

heizer · 11. März 2010

ich würde die schaltung vom Don nehmen, die mal testen wie es sich verhält wenn ich die erwärme.

dann am besten irgendwo verbauen wo das ding nicht so heiss wird und dann mal schauen.

ich persönlich glaube ja weniger dass jemand bei 0° eine Testfahrt macht.

Don · 11. März 2010

Ich freue mich, daß hier von kompetenter Seite so viele gute Hinweise kommen.

Die Seite von maxim ist auf englisch. Da muß ich mich bei Gelegenheit mal durchquälen!

Das wird aber 'ne Zeit dauern, da mein Englisch nicht so gut ist.

Ich habe von meiner Ausbildung (vor langer, langer Zeit) noch in Erinnerung,

daß während eines Versuchs mit Thermoelement ein Wasserglas mit Eisfüllung im "Spiele"

war. Der Sache muß ich noch mal nachgehen.

Wie schon mal erwähnt, hab ich die Weller-Lötstation vom Magnastat-System

auf elektronische Regelung mit Thermoelement umgerüstet. Dafür habe ich auf die vorgestellte Grundschaltung zurückgegriffen. Das Ding arbeitet akkorat mit einer von mir geählten Temperatur von 360 Grad Celsius miteiner Hysterese von 40 Grad. Deshalb stelle ich mir vor, daß auch für höhere Temperaturen

eine solche Grundschaltung ausreicht.

Bearbeitet 11. März 2010 von Don

Don · 11. März 2010

Das Thermoelement war nicht leicht zu beschaffen. Ich hab's einem Billiglötkolben

(extra dafür gekauft) entnommen.

------------

Wie vom Topiceröffner erwünscht, würde ich nicht nur eine Diode zur Überwachung

verwenden, sondern zwei!. Eine sollte den Betriebszustand anzeigen, um sicherzugehen,

daß die Überwachung arbeitet. Das würde ich mit einer schwach leuchtenden LED in rot

machen. Wenn die Schaltschwelle erreicht ist, sollte die dann verlöschen und eine

sehr helle, grüne sollte dann leuchten.

Dafür könnte man die von mir vorgestellte Schaltung ausgangsseitig einfach mit einer

weiteren Diode ergänzen - ich würd's aber trotzdem anders machen:

...nämlich mit einem Printrelais. Dafür würd ich an Pin 6 über einen hochohmigen

Spannungsteiler einen Darlington-Transistor anschalten und in den Collektorkreis

die Relaisspule.

Bearbeitet 11. März 2010 von Don

Don · 11. März 2010

Über Wechselkontakte des Relais kann dann die eine bzw. die andere

Leuchtdiode eingeschaltet werden. Außerdem hat man so noch die

Möglichkeit einen zusätzlichen schaltbaren Ausgang einzurichten.

Da mir die Betriebssicherheit für den gewünschten Anwendungsfall sehr wichtig zu sein

scheint, würd ich gelegentlich immer wieder mal die gesamte Anlage überprüfen!

Da die Übertemperatur nur im Gefahrenfall erreicht wird, muß im unteren Temperaturbereich geprüft werden.

Dafür würd ich einen 1k Ohm-Widerstand und einen Prüftaster anbringen.

Die Anordnung wird parallel dem 2k-Ohm Widerstand an Klemme 3 des ICs geschaltet.

Dann wird der Motor angeworfen. Wenn bei ca. 400 Grad dann die helle LED sich einschaltet,

weiß ich, daß die Überwachung arbeitet.

Bearbeitet 11. März 2010 von Don

Don · 11. März 2010

Ob sich dieser ganze Aufwand eines Eigenbaus lohnt, sei mal dahingestellt.

Die Schaltung selber kostet wenig, das Thermoelement einzeln eingekauft

glaube ich, wird ziemlich teuer sein!

Wenn es jedoch fertig etwas gibt, würd ich das nehmen.

Auf jedenfall dann, wenn Elektotechnik nicht zum Berufsfeld gehört.

Es gibt übrigens bei Conrad eine Temperaturüberwachung auf SMD-Basis

für etwas über 10 Euro. ...allerdings nur bis 110Grad Celsius.

...und damit ist dem Topiceröffer nicht geholfen.

Edit: Vielleicht wäre auch der von Klingelkasper vorgeschlagene

AD594/AD595 Baustein gut dafür geeignet?

Da müßte man sich mal mit auseinandersetzen. Der Preis scheint

so bei ca. 25 Euro zu liegen, was ich eben rausgefunden habe.

Sicherlich gibt es viele Möglichkeinen, eine Tempraturmeßschaltung

aufzubauen. Wieviel kostet denn der dafür geeignete 650 Grad Sensor?

Bearbeitet 11. März 2010 von Don

barnie · 11. März 2010

... für ?15,50 ist es Deiner:

http://www.conrad.de/goto.php?artikel=120764

Don · 11. März 2010

Eben nicht! Es wird immer die Relativtemperatur gemessen! Und weil die Temperaturen der Auswerteelektronik beträchtlich schwanken können ist es nötig, die Schaltung genau zu untersuchen und eine Kompensation einzubauen.

Klar! Du hast völlig Recht! Jetzt fällt es mir "wie Schuppen aus den Haaren" :-

Das Thermoelement gibt gemäß der relativen Temeratur eine Spannung ab!

Ich war da grad "auf dem falschen Dampfer".

Im Umfeld meiner Lötstation gibts keine großen Temperaturschwankungen.

Deshalb ist dort die Schaltung ausreichend genau. ...hast schon Recht. An der

Maschine können da schon mal 30Grad Differenz zusammenkommen.

Ich nehme an, dieser AD-Baustein wird gemäß der Außentemperatur diese

Temperaturabweichungen auffangen, indem einfach über die Chiptemperatur

und einer entsprechenden Innenschaltung gegengesteuert wird.

Schön, diese Techniktopics, wieder was dazugelernt

Don · 11. März 2010

... für ?15,50 ist es Deiner:
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=120764

Danke für den Link!

Ich glaub, das wird so einer sein, wie ich ihn für mein Digitalmulitmeter

als Zubehörteil habe. Da ist aber diese lange Leitung aus Metallgeflecht

mit dran. Die darf man wohl nicht so einfach abmachen?

Ich hatte wirklich lange im Conrad-Sortiment gesucht, für meine Lötstation

aber nichts passendes gefunden, sodaß ich einen Billiglötkolben für 15Euro

von C gekauft habe, und aus dem dann das in Keramik eingefaßte Element ausgebaut

habe. Der Lötkolben war dann natürlich hin!

Schaltung bauen für Abgassensor

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