Re: OP-Schaltung 12-Volt Solarbatterie bei erreichen von 14,3 Volt

Knolles ELEKTRONIK Forum

Geschrieben von Theodor Wadelow am 09. April 2017 09:32:47:

Als Antwort auf: OP-Schaltung 12-Volt Solarbatterie bei erreichen von 14,3 Volt geschrieben von Eckard am 08. April 2017 23:03:04:

Hallo Eckard,

> ich suche eine Schaltung mit Operationsverstärker (ich denke da bin ich richtig),
> die ein Relais ansteuert, wenn die Spannung ca. 14,3 Volt erreicht hat,
> Hysterese bei ca 13 Volt.

> Ich weiss nicht wo ich richtig anfangen muss zu suchen,
> ist das eine invertierende oder nicht invertierende
> Schaltung die ich brauche?
Weder noch. Das ist ein Comparator (deutscher: Komparator) mit Hysterese.
Die Hysterese wird in der Regel mit einer positiven Rückkopplung gemacht, man spricht auch von Schmitt-Triggern.
Bezüglich deiner Anforderungen wirst Du sagen wollen "Ober Schaltschwelle 14.3 Volt / untere Schaltschwelle 13 Volt"
oder -mit gleicher Aussage- "Schaltschwelle 13.65 Volt mit 0.65 Volt Hysterese."

> - Wer hat mir ein "Gerüst", ein paar Schlagworte, mit dem
> ich auf der richtigen Fährte bin?
Nimm' LTSpice, ein kostenloses Simulationsprogramm und probiere es aus.
Das gibt es bei ht tp://www.linear.com/designtools/software/#LTspice
Allerdings mußt Du Dir den o.a. "Link" bitte selber zusammensetzen, denn das Wort "h t t p" ist hier im Forum aus gutem Grund verboten ;-)
Das Problem bei einfachen Hystereseschaltungen ist leider, daß Einstellwert und Hysteresewert,
oder von mir aus auch oberer und unterer Schwellpunkt nie ganz unabhängig voneinander einzustellen sind.
Daher ist "probieren" wohl der Weg welcher.
Eine rückwirkungsfreie Hystereseschaltung wäre mit 2 Komperatoren, einer für den oberen Schwellwert und einer für den unteren Schwellwert
aufzubauen, die dann ein Flip-Flop für an-aus schalten. Früher gab es diese Schaltung mal als "TCA965", aber der Chip ist leider schon lange vom Markt.
> Wer berechnet mir so eine Schaltung
Gib' ein bischen mehr Info (siehe Fragen unten) und ich will mal gucken, was LtSpice hergibt.

> und ich revanchiere mich mit einem Obolus?
Revanche nimmst du am besten mit Fotos vom Aufbau und einer Beschreibung wie gut es läuft :-)
Und viel Geduld beim Aufbauen und Nachmessen für uns im Forum hier.
Fotos kann man hier nicht direkt einstellen, was aber ganz gut geht ist sie z.B. bei "imgur.com" hochzuladen und die Addressen der Bilder hier zu posten.
Allerdings muß der Beginn vom Link wegen o.a. Wortsperre dann wieder z.B. als "ht tp" bzw. "ht tps" geschrieben werden, damit dieses Forum das frißt.

> Die Schaltung soll sich selbst messen,
> also speist sich aus der gleichen Batterie.
Das macht z.B .Probleme mit der Definition von "Masse" einfacher, aber das Messen nicht unbedingt.

> Es soll der "Energieüberschuss" einer Solaranlage genutzt werden. Da die Solarregler, die so
> etwas schon eingebaut haben, extrem teuer sind, will ich mir so etwas eben selbst bauen.
Löblich !
Aber bitte nochmal zur Funktion, dazu hast Du noch nicht viel gesagt:
Verstehe ich das richtig, daß ab hoher Ladespannung, d.h. 14.3V per Relais oder Mosfet (?)
weitere Verbraucher zugeschaltet werden sollen, die die Spitzenleistung der Anlage sinnvoll nutzen ?

Nochmal kurz zur einigen Details der Schaltung:
Wegen der Temperaturunterschiede zwischen Sommer und Winter willst Du eine passable Referenzspannungsquelle verwenden.
Eine reine Zenerdiode wirds wohl nicht tun, denn ihre Spannung ändert sich um ca. 25mV pro Grad Celsius, ein Effekt
der alle Dioden betrifft, siehe ht tps://de.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperaturabh.C3.A4ngigkeit .
Du willst also eine Referenzspannugnsquelle nehmen, mindestens z.B. einen TL431 oder gar noch was besseres.
Keine Sorge, teuer sind diese Bauteile nicht unbedingt. Eventuell kann man aus nur einem TL431 eine Schaltung mit ausreichender Hysterese
entwickeln. Das Bauteil TL431 ist leider nicht im o.a. "LtSpice" enthalten, das simuliert man entweder mit einer
einfachen Konstantspannungsquelle (für den TL431 in Grundschaltung als Shunt-Regler) oder mit einem sog. "3rd-Party"-Modell.

Komparator mit Hysterese siehe z.B. hier: ht tps://de.wikipedia.org/wiki/Schmitt-Trigger#Nicht-invertierender_Schmitt-Trigger
ach ... der o.a. "Präzisions-Schmitt-Trigger" wird auf derselben Seite etwas unten drunter beschrieben ;-)

Komparatoren funktionieren im Allgemeinfall nicht mit Eingangspannungen nahe der positiven oder negativen Versorgungsspannung,
das sind bei Dir vermutlich "Solar +" und Masse bzw. "Solar -" .
Im Prinzip wirst Du deshalb wohl einen Teil der Versorgung (runtergeteilt mit Spannugnsteiler) mit einem konstanten Wert vergleichen wollen.

Eine Frage noch zum Stand-By-Verbrauch: Wieviel Strom darf die Schaltung denn verbrauchen, wenn die Solarzellen gerade mal weniger als 14.3V liefern ?
Mit Operationsverstärker liegt man -ohne spezielle Klimmzüge- gerne mal bei 10mA und eingeschaltet kommt dann im Schlimsten Fall noch das
schaltende Relais mit x mA Stom dazu. Gibt es Grenzen für die Belastung mit Schaltzustand mit hoher Spannung ?

-Theo

Antworten:

Knolles ELEKTRONIK Forum

| ©www.HobbyElektronik.de | ©Knolle_P | (©Oliver Pering) |