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Autor Thema: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)  (Gelesen 31348 mal)
TT_Kreischwurst
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[Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« am: Juni 12, 2012, 12:19:40 »


1. Einleitung

Nach langem Warten kommt nun der zweite Teil des Tutorials zum kapazitiver Sensor.
Danke für die vielen Mails und das bisherige Interesse!

Für die Vergesslichen: Es geht um den billigen Eigenbau eines Sensors, welcher zum Tasten oder Schalten nur berührt werden muss. Es reichen also zum Auslösen Annäherungen oder Berührungen und nicht wie üblich, mechanische Wege.
Der Taster/Schalter kann so also unter Glas, Plastik, Holz versteckt werden.
Mehr dazu: Siehe  [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 1 (Taster)

Der zweite Teil wird kürzer ausfallen als der Erste, da ein Großteil ja schon erwähnt wurde. Es folgen also nur die benötigten Bauteile, die Lötanleitung, sowie die Justierungsanleitung.

2. Der Einkaufszettel

Bauteil  Reichelt #  Anzahl  Preis  Bemerkung 
Widerstand 1kOhmMETALL 1,00K10,08
Widerstand 33kOhmMETALL 33,0K10,08
Widerstand 100kOhmMETALL 100K10,08
Keramikkondensator 33nFKERKO 3,3N10,06
IC 4x NANDMOS 409310,23
IC 2x D-FFMOS 401310,24
LochrasterplatineH25PR05010,81reicht für 2 Schaltungen
25 Gang Präzisionstrimmer64W-10K10,31
50k TrimmerPT 10-L 50K10,22
N-MOSFETBUZ 1110,59Für Startzustand "aus"
alternativer P-MOSFETIRF 5305(1)(0,60)Für Startzustand "an"
ElKo 1µFSM 1,0/63RAD10,05
Gesamt: 2,75€

Optionale, aber empfohlene Teile:

Bauteil  Reichelt #  Anzahl  Preis  Bemerkung 
Kontakte für CrimpgehäusePSK-KONTAKTE10,2320 Stk.
Verpolsichere SteckerPSS 254/2G20,10
CrimpgehäusePSK 254/2W20,10
Sockel für die MOS-ICsGS 1420,08Unbedingt empfohlen!!
Beispiel für KühlkörperV 4330F11,30Zum Schalten höherer Ströme, R(KK)=9,5K/W

Zusätzlich empfehle ich einen Lötnagel und eine Lötöse für die Signalleitung (siehe Teil 1)


3. Lötanleitung

Kommen wir gleich zur Lötanleitung.
Wir schneiden unsere Platine zurecht. Diese sollte mindestens 19 volle Spalten und 13 volle Reihen an Lötpunkten haben. Wer die Platine später mit Schrauben besfestigen will, sollte einen entsprechend breiten Rand einplanen.

Wir platzieren zunächst (beginnend mit dem niedrigsten Bauteil) 3 Drahtdrücken, gefolgt vom 33k-Widerstand.
Dann folgen die beiden IC-Sockel (Nase nach oben) und die stehenden Widerstände 33k und 100k.




Nach dem Anbringen der Bauteile können wir zusätzlich schon die ersten 4 kleineren Lötbahnen ziehen. Nach dem ersten Schritt sollte eure Lötseite so aussehen:




Nun bringen wir den Keramik-Kondensator, die Signal-Ader (bzw. den Lötnagel) an. Daraufhin kommen die beiden 2-poligen Stecker (ich empfehle diese mit "in" und "out", sowie jeweils mit "+" und "-" zu beschriften um eine spätere Verwechslung auszuschließen).
Es können daraufhin auch die beiden Trimmer und der Elektrolyk-Kondensator angebracht werden. Beim ElKo ist darauf zu achten, das dieser richtig herum gepolt angelötet werden muss. Die Minus-Markierung (weisse Linie oder "-"Beschriftung) zeigt hierbei nach links.




Nach dem Anbringen der aufgelisteten Bauteile können noch 3 Lötbahnen gezogen werden. Die Änderungen sind farblich hervorgehoben.




Ohne weitere Bauteile aufzulöten, werden nun noch zusätzliche Bahnen gelötet. Bei langen Bahnen empfiehlt es sich abgeknipste Bauteil-Beine oder etwas Kupferdraht als "Leitader" zu nehmen und dann die einzelnen Lötpunkte aneinander zu reihen.

Da in der Vergangenheit Neulinge oft beim Ziehen der Adern unaufmerksam waren, sind hier die zu erstellenden Adern farblich einzeln hervorgehoben, was hoffentlich etwas mehr Übersichtlichkeit bringt.
Ihr lötet also nun die 3 grünen, folgend die 2 blauen Bahnen und schließlich noch die 3 langen roten Lötbahnen.

Am Schluss sollte es genau wie auf folgendem Bild aussehen. Lieber nochmal gründlich nachzählen und abgleichen, so können sich keine Fehler einschleichen und euch später ärgern.




Als temperaturempfindlichstes und damit letztes Teil folgt noch der MOSFET.
Ich habe hier den BUZ11 gewählt.
Wer als Startzustand der Schaltung "aus" haben möchte nimmt diesen. (z.Bsp.: Schaltung im PC, wenn der PC startet, ist der geschaltete Ausgang "aus" - beispielsweise die Beleuchtung, und erst nach Betätigung des Sensors ist der Ausgang "an")
Wer statt dessen den Startzustand "an" haben möchte, sollte zu oben erwähnten P-FET IRF5305 greifen.




Auf der Lötseite ist er wie folgt zu verbinden:




Ohne die Regenbogenparade sollte eure fertige Rückseite also so aussehen:




Im Grunde müsst ihr nur noch eure ICs einstecken (Nase oben) und optional einen Kühler an den FET schrauben.

« Letzte Änderung: Juni 12, 2012, 14:48:19 von TT_Kreischwurst » Gespeichert

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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #1 am: Juni 12, 2012, 12:20:07 »

4. Inbetriebnahme

Die Schaltung arbeitet mit stabilen 12V (vom z.B. PC-Netzteil: gelb = 12V = + , schwarz = 0V = - ). Zum testen und justieren empfehle ich eine LED am Ausgang (Natürlich mit Vorwiderstand für 12V), da diese auch schnelle Schaltvorgänge anzeigt, nicht träge ist und mit ungefährlichen Strömen/Spannungen arbeitet.

Vorerst solltet ihr euch klar sein, ob euer MOSFET einen Kühlkörper braucht, oder nicht. Dies hängt von dem zu schaltenden Strom ab und kann einfach errechnet werden.
Ich möchte euch die Rechnung an einem Beispiel erklären.

a) Ohne Kühlkörper:

Hier gilt folgende Gleichung:



Hierbei ist P(max) eure maximal schaltbare Leistung, ΔT ist die Temperaturdifferenz zwischen maximaler Umgebungstemperatur und maximaler Bauteiltemperatur. R(J-A) und R(DSon) sind Bauteilwerte des MOSFETs.
Also: In eurem PC (oder sonstigen Einsatzort) sind sagen wir maximal 40°C, der FET soll nicht wärmer als 65°C werden. Also wäre das in diesem Beispiel ΔT = 65°C-40°C = 25°C.
Den Wärmewiderstand des MOSFETs zur Umgebung findet ihr im Datenblatt eures jeweiligen FETs unter „Thermal Resistance: Junction to Ambient“. Beim BUZ11 sind das R(J-A) = 75 °C/W. R(DSon) ist ebenso im Datenblatt zu finden. Beim BUZ11 sind das 0,04 Ohm.

Eingesetzt ergibt das  .

 Und weiter:


Man könnte unter o.g. Parametern also ca. 34W (= 2,8A) mit der Schaltung bei 12V Versorgungspannung schalten, was ca. 30 Silent-Lüftern oder 7 potenten 120ern, oder einem Eimer voller LEDs entspricht... (Anmerkung des Verfassers: 1 Eimer = ca. 560 LEDs (á 20mA, 3V in 141 Reihenschaltungen á 4 LEDs) )


b) Mit Kühlkörper:

Wem das nicht reicht, kann noch einen Kühlkörper an den FET schnallen. So können beispielsweise Peltier-Elemente oder Heizfolien geschaltet werden.
Zur Abschätzung: Rein theoretisch kann man 30A durch den FET jagen, also 360W!
Dass hier am ehesten das Lötzinn von der Schaltung tropft, sollte klar sein.
Hier besteht Lebensgefahr! Je höher Ströme, Leistungen und Temperaturen werden um so gefährlicher wird dies!

Achtung, denn eine Hobby-Spielerei rechtfertigt selten ein abgefackeltes Wohnhaus oder Herzschäden -  Im entsprechenden Ampere-Bereich sollten sich nur die Personen spielen, welche über ausreichend Wissen und Erfahrung verfügen!

Nichts desto trotz möchte ich eine grobe Abschätzung geben:

Es gilt:


Unterschiede zur Formel oben sind:
Der Faktor 0,8 gilt als Sicherheit, da hier der Wärmewiderstand vom FET-Gehäuse zum Kühlkörper vernachlässigt wird (dies geschieht bewusst, da hier viele Faktoren zählen, so z.B. ob der KK geschraubt oder geklebt wird, ob mit oder ohne Wärmeleitpaste gearbeitet wird, u.v.m.) .
R(KK) ist der Wärmewiderstand des Kühlkörpers, diesen Kennwert findet bei allen Kühlkörpern von gut sortierten Händlern im Datenblatt.
Beim o.g.  V4330F-Kühlkörper steigt die schaltbare Leistung bei gleichen Temperaturgrenzen theoretisch schon auf ca. 77W.
Bedenkt hier immer zwei Sachen: 1.) Dies ist nur eine grobe Abschätzung. 2.) Eure Zuleitungen, Sicherungen und Spannungsversorgungen entsprechend der geschalteten Leistung auszulegen.

Nochmal in aller Deutlichkeit: Die o.g. Formeln sind nur Richtwerte. Ich gebe natürlich keine Gewähr und keine Garantie; Nachbau und Nutzung sind wie immer auf eigene Gefahr zu genießen....

Nun können wir die Schaltung in Betrieb nehmen.
Im Vergleich zum Taster fällt auf, das hier ein zweiter Trimmer verbaut wurde. Das hat folgenden Hintergrund:
Im Forum entstanden ja die Ideen, die übrigen Gatter des MOS4013 zu nutzen um per D-FF zu schalten. Das entsprechende Schaltbild sähe so aus.



Durch das oszillierende Prüfsignal, haben wir aber keine sauberen Flanken. Beim Taster störte das nicht, da das sehr schnelle An-Aus beispielsweise vom Mainboard als kurzes, stetiges An-Signal wahrgenommen wird.
Der MOS4013- D-Flipflop arbeitet aber selbst so schnell, das er den Ausgang auch schnell An und Aus schalten würde, was natürlich nicht gewünscht ist. (Flankendarstellung nur ganz grobe Vereinfachung zur Veranschaulichung des Problems)



Daher wurde das Signal erst durch einen RC-Tiefpass moduliert, nun sah es schon so aus:




Nun wurde noch ein übriges Gatter des MOS4093 genutzt, welcher ja neben der Eigenschaft des NANDs auch ein Schmitttrigger ist. Gemäß dessen Funktion wird nun aus dem abfallenden gepulsten Signal eine saubere Flanke: Erst dauerhaft an, und dann dauerhaft aus.

So konnten wir, ohne zusätzliche Bauteile in die Schaltung zu bringen, das Tastsignal in ein Schaltsignal umwandeln.  So sparten wir am Platzbedarf und an zusätzlichen Kosten durch weitere Bauteile.

Der entsprechende finale Schalplan ist also der:




Der zusätzliche Poti befindet sich, wie ihr also seht in oben erwähnten RC-Glied. Das hat folgenden Grund: Je nach Sensorgröße und Sensorempfindlichkeit reichte hier ein Festwiderstand nicht aus.
Um die Schaltung modular und für alle Bedürfnisse nutzbar zu gestalten wurde also dieser Trimmer gewählt.

Grobe Einstellungshinweise 50kOhm-Trimmer:


Sensor 0,5mm Kupferblech, 1cm x 1cm, schaltet durch Berührung oder durch bis 3mm Plexi.
Trimmereinstellung: 20 kOhm

Hochsensibler Sensor, kleiner Sensor, große Abstände, Näherung auf mehr als 1cm zum Sensor.
Trimmereinstellung: 30 kOhm

Wenig sensibler Sensor, riesige Sensorfläche, annäherung mit Hand statt mit Finger.
Trimmereinstellung: 10 kOhm

(Wer kein Multimeter zur Hand hat, sollte mit der Mittelstellung des Trimmers beginnen und wenn nötig nach rechts oder links korrigieren.)




Ihr stellt also euren 50k-Trimmer auf einen groben Wert um 20kOhm ein und justiert anschließend euren 10k-Präzisionstrimmer wie schon im Teil 1 (klick) beschrieben.

« Letzte Änderung: Juni 12, 2012, 15:10:12 von TT_Kreischwurst » Gespeichert

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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #2 am: Juni 12, 2012, 12:21:39 »

5. Troubleshooting und abschließende Worte:

- Sensorberührung lässt Ausgang nicht an- oder nicht ausgehen. Keine Reaktion am Ausgang:10k-Mehrgangtrimmer falsch eingestellt, Bauteile defekt oder Lötfehler.

- Sensorberührung schaltet zwar den Ausgang, aber flimmerig. Schnelle Zustandswechselung am Ausgang, kein klarer Schaltvorgang:
50k-Trimmereinstellung fehlerhaft. Trimmereinstellung entsprechend anpassen.




Das war es im Grunde schon mit der Erweiterung des Tutorials zum kapazitiven Sensor. - Ich hoffe ihr habt an der Schaltung ähnlich viel Spass wie ich!

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

Bei Lob, Kritik, Anmerkungen, gefundenen Fehlern, oder ähnlichem:
Scheut euch nicht und postet einfach im Forum. Wir werden versuchen alle ggf. auftretenden Probleme zu lösen Smiley

An dieser Stelle nochmal vielen Dank an TechnikMaster, Crawler und StarGoose für die hilfreichen Tips und Tricks während des Schaltungsentwurfes und ebenso danke an "das Dutschie" für den nötigen Anstoss die Schaltung fertig zu stellen.


Liebe Grüße,
TT_Kreischwurst  bestens


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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #3 am: Juli 11, 2012, 20:55:38 »

Unser neuer Foren-Nutzer pixelschubser hat mir freundlicherweise noch folgendes Bild zugesandt und zur Veröffentlichung freigegeben bestens

Es zeigt die Schaltung im Superman/Röntgenblick und hilft sicher beim Löten oder zumindest bei der Fehlersuche am Multimeter, da man dann ja stets nur eine Seite im Blick hat Wink

Vielen vielen Dank dafür - und viel Spass an alle Nachlöter  slave


Liebe Grüße,
TT_Kreischwurst
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #4 am: Juli 20, 2012, 20:56:31 »

Hallo,

ich habe endlich die Zeit gefunden, mich rangesetzt und die Schaltung nachgebaut. Eine ziemliche Frickelarbeit auf dem kleinen Raum.

Allerdings funktioniert der Schalter bei mir leider nicht...ich habe den Startzustand "ein" gewählt und dazu den P-MOSFET IRF 5305 verbaut. Gebe ich Strom auf IN und hänge die LEDs an OUT leuchten sie auch. Leider werden sie aber nicht ausgeschaltet, wenn ich den Sensor (1m Kabel [0,5 mm2] mit einer Kupferplatte [10x30x0,3mm]) berühre.

Am 50K habe ich zuerst auf etwa 20K eingestellt und den 10K habe ich von vorne bis hinten und wieder zurück durchgedreht. Die Ohm ändern sich wie erwartet, aber der Schalter schaltet nicht.
Anschließend habe ich auch die Werte am 50K in beide Richtungen verstelllt und gehofft, daß ich einen Punkt finde, mit dem ich den Schalter zumindest irgendwie ausgeschaltet bekomme. Auch ohne Erfolg.

Ich habe die Bilder von meiner Platine angehängt. Vielleicht übersehe ich ja etwas.
https://www.dropbox.com/s/6q8k...b2/IMG_5606.JPG
https://www.dropbox.com/s/3nju...zu/IMG_5610.JPG

Gruß
Chris
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #5 am: Juli 21, 2012, 20:07:24 »

Also Lötfehler fallen mir nicht auf.

Ich würde auf die Klassiker tippen:
- ESD-Schaden an ICs oder FET
- beim Löten hat ein Bauteil zuviel/zulang Hitze abbekommen
- ungewollter Kontakt zwischen Lötadern oder auf der Bestückungsseite

Zum Testen würde ich erstmal mit 25cm Kabel (GUT isoliert und weit weg von allen metallischen und elektronischen Objekten), nicht das du aus Versehen das Schreibtischbein oder was Ähnliches als "Sensorerweiterung" nutzt.

Ansonsten mal alles durchmultimetern und wenn du nix findest, mit neuem Satz Bauteilen ausprobieren.


lG,
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #6 am: Juli 22, 2012, 20:55:48 »

Vielen Dank fürs Feedback...  bestens

Mal sehen, wann ich wieder Zeit finde mich nochmal im Keller zu verziehen. Es sah alles so leicht aus.

Gut, daß ich gleich die Bauteile für 4 Schalter gekauft habe. Am Ende funktionieren hoffentlich 2 Stück.

Das mit dem durchmessen ist so eine Sache...ich muß ganz ehrlich gestehen, daß ich nur grob verstehe was an welcher Stelle passiert. Was genau ich gegeneinander messen könnte und was dabei rauskommen müßte entzieht sich meiner Vorstellungskraft.

Vielleicht hätte ich wirklich eine fertige Lösung kaufen sollen, aber ich dachte das das Ganze nicht so schwer sein kann und ich mindestens 60 Euro spare.
Naja...so schnell gebe ich nicht auf...es wird nur ein Weilchen länger dauern.

Danke nochmal für die tolle Hilfe. Ich bin zuversichtlich, daß ich meine Schalter bekomme.

Gruß Chris

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TT_Kreischwurst
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #7 am: Juli 23, 2012, 20:12:15 »

Mit durchmessen meine ich nur, dass du dir mal ein Multimeter nimmst und dieses auf Widerstandsmessung einstellst.

Dann nimmst du dir den Schaltplan vor und versuchst alle Kontakte nachzuvollziehen. Ich messe anfangs nur von IC-Sockel zu IC-Sockel und zu Bauteilbeinchen die gut zugänglich sind. So werden die gröbsten (Löt- oder Bauteil-)Fehler schonmal entdeckt.

Beispiel: Du ziehst deine ICs aus dem Sockel und lässt die Schaltung stromlos.

Eine Messspitze deines Multimeters (reicht ein 3€-Teil aus Aldi oder Pollin) kommt Auf Pin11 des Sockels wo sonst der MOS4013 steckt.
Dein anderer Pin läuft alle anderen Pins durch. Wenn Er an Pin 12 (des 4013) 1kOhm anzeigt, stimmt das.
Weiter muss er Kontakt (0Ohm)zu Pin 4 (des 4093) haben. Zu allen Anderen Pins darf kein Kontakt sein ("H", "---", oder ähnliches am Messgerät, was eben auch da steht wenn beide Pins in der Luft hängen)

So gehst du alle Kontakte im Schaltplan nach und nach ab bis alles geprüft wurde.
Dann noch wo überall Masse und VCC anliegen soll prüfen und so weiter und so fort. Du checkst also alles Verbindungen des Schaltplans und auch alle, wo keine Verbindungen sein sollen.
Achte auch auf solche Fehler:1 Ohm ungleich 1 kOhm etc. das klickt sich schnell falsch in den Warenkorb oder wird bei Versendern wie www.p*****.de gern mal falsch eingetütet.


Wenn alles stimmt, aber deine Schaltung nicht geht, würde ich dann mal den FET und die beiden ICs tauschen (erst nach dem gründlichen Durchmessen, nicht dass du den zweiten Satz auch schrottest).
Wenn es immer noch nicht geht, nochmal getrennt alles von vorn Wink

Anbei: Woher kommt deine Spannung?? Es muss zum funktionieren eine stabilisierte Gleichspannung sein! Also PC-Netzteil oder was in die Richtung eignet sich zum Testen gut.
Und nur um es einmal gesagt zu haben: + kommt auf + und - kommt auf - . Grin

Und falls noch nicht erwähnt: ICs und die ganze Schaltung nicht nach dem Schlurfen mit Socken über den Flokati anfassen. (Stichwort: ESD-Schaden). Also vor dem Löten/Basteln erstmal an einer blanken Stelle des Heizungsrohres erden oder noch besser: entsprechendes Equip kaufen...


Viel Erfolg beim Testen und hoffentlich bald einen funktionierender Prototyp Wink

mfg, TT
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RainerBetrug
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #8 am: September 4, 2012, 22:32:07 »

Kann jemand ein Layout zum Ätzen entwerfen. Ich weis das macht viel arbeit würde es auch selber machen habe blos keine ahnung wie aber Ätzen kann ich, deshalb verschänke ich eine fertig geätzte platine für ein Layout.
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #9 am: September 5, 2012, 21:15:19 »

Hallo erstmal!

1 Layer oder 2 Layer?

Wie in der Anleitung mit Drahtbrücken oder ohne?

In welchem Raster/ welche Bahndicke?

Alles bissl schwierig abzuschätzen. Wie im Tasterteil schon erwähnt ist das bissl knifflig.
Wenn man darauf aus ist, dass es mit TonerTransferVerfahren und Laminator umsetzbar sein soll, wären größe Raster (keine Bahnen zwischen dem 2,54mm-Raster) angebracht.
Dadurch wird die Schaltung aber im Grunde nicht kleiner und ein Ätzen sinnfrei.

Auf kleine Raster und mit Minischaltung werden es nur wenige Leute nachbauen können...

kA^^

Fertige Schaltpläne mit den verbauten Bauteilen (wie in Reichelt#) könnte ich ggf. rausgeben. Müsste ich mir aber dann im konkreten Fall überlegen.
Mit diesen wäre ein Layout ja ratzfatz gebaut....

kannst ja mal deine vorstellungen posten

erstmal lG,
TT_Kreischwurst
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #10 am: Januar 20, 2013, 13:00:55 »

Unser/e User/in Misa fiel beim nachbasteln auf, dass die von Pixelschubser erstellte Zeichnung (siehe Post #3) fehlerhaft war.

Ich habe den Fehler in der Zeichnung korrigiert und hoffe, dass nun alles stimmt Grin

Liebe Grüße,
TT_Kreischwurst
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gamer97
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #11 am: Mai 11, 2013, 18:41:38 »

Hallo Leute,
ich würde diesen Schalter gerne 2 Mal nachbauen.
Die Einsatzzwecke sollen sein:
1x 5 Lüfter meines Gehäuses (Spannung bestenfalls variabel)
1x LED-Beleuchtung meines Gehäuses (12V)

Jetzt habe ich zwei Fragen:
1. Kann ich den Schalter auch an meinem Mainboard betreiben, sodass ich die Lüfter vom MB steuern lasse, aber auch komplett abschalten kann? (Aufbau folgendermaßen: MB --> Schalter --> Lüfter) Das Mainboard bringt genug Ampere für die 5 Lüfter. Du hattest geschrieben, dass man stabilisierte Spannung braucht. Daher sollte es nicht am Mainboard nicht funktionieren, oder?
Wenn es nicht geht, könntest du mir einen guten Drehwiderstand empfehlen, den ich am besten mit auf die Platine Löten kann?

2. Bei den LEDs: Kann man damit LEDs schalten, oder wird das nicht funktionieren? Kommen hinter dem Schalter immer noch exakt 12V an? Und wie sieht es beim Schalten aus, fließen da höhere Ströme o.ä.?

Ich hoffe ihr könnt mir meine Fragen beantworten, denn ich habe leider nur Grundkenntnisse im Elektronikbereich  Wink
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Misa
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Der Binärtechnik 3 Zustände: High, Low, Kaputt


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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #12 am: Mai 13, 2013, 19:25:00 »

Nabend,

zu 1)
Zuerst einmal: Im Prinzip ist das hier nur ein Schalter. Naja, "nur"  Roll Eyes
Gemeinerweise kann man die Schaltung nicht wie einen normalen Kipp-/Druck-/Whateverschalter in Reihe schalten, da am Ausgang Betriebsspannung anliegt. Das ließe sich zwar vielleicht irgendwie umlöten, aber da bin ich momentan überfragt.
5 Lüfter an einem Modul? Laut Tutorial möglich, es kommt natürlich auf deine Lüfter an. Etwa 34W (oder  ca. 2,8A bei 12V) sind drin, danach ist zwingend ein Kühlkörper nötig. Ich würde schon vorher dazu raten. Die Bauteile leben dann länger. Außerdem... der Hinweis zur Belastungsgrenze hat schon Sinn Wink
Die Regelung über das Mainboard kann erhalten bleiben, wenn es über PWM läuft. Da greifst du dir nur das Signal ab und gibst es an die Lüfter weiter. Die Spannungsversorgung erfolg über die Schaltung.
Gibt das Mainboard nur eine variable Spannung aus, könnte es unter Umständen klappen. Die Spannung am Ausgang entspricht ja der Betriebsspannung abzüglich Drop. Würde man sich die also vom Mainboard holen, bliebe die Regelung erhalten. Allerdings weiß ich nicht, wie sich die eigentliche Funktion der Schaltung mit sinkender Betriebsspannung verhält. Vielleicht klappt das Ein- und Ausschalten dann nicht mehr zuverlässig.
Eine stabilisierte Spannungsquelle bedeutet, dass die Spannung unabhängig vom fließenden Strom immer gleich bleibt. Wenn die Spannungsquelle nicht stabilisiert ist, würde die Spannung sinken/einbrechen, je mehr Strom gefordert wird.
Bezüglich Drehwiderstand (aka Potentiometer, hier gerne Poti):
5 Lüfter über einen Poti? Wie oft möchtest du den denn erneuern? Es gibt Modelle, die Ströme von 2A bis 2,5A aushalten, aber das sind schon Kaliber. Auf dieser Seite gibt es diverse Vorschläge, wie man das geschickter machen kann. Entweder temperaturabhängig oder über eine einstellbare Spannungsquelle. Letztere würde über einen Poti eingestellt.


zu 2)
Du kannst damit LEDs ein- und ausschalten. Es fallen 0,3V am FET ab. (Hintergrundwissen: Ein typisches Halbleiterproblem. Die Höhe des Spannungsabfalls ist vom verwendeten Material abhängig. So hat Silizium meist 0,6V bis 0,7V "Verlust", Germanium 0,3V etc.)
Abschaltinduktion tritt aufgrund fehlender Induktivitäten nicht auf. Es kommt also nicht zu höheren Strömen oder Spannungen.

Tante Edith meckert:
Statt Drain des MOSFETs an die Versorgungsspannung zu legen, kann man ihn einfach als "Out +" herausführen. Oder? *verunsichert guck*
Damit hätte man einen universellen Schalter, den man wie einen herkömmlichen Kipp-Druckschalter in Reihe hängen könnte. Hier stellt mir meine Unwissenheit zur Materie ein Beinchen.
« Letzte Änderung: Mai 13, 2013, 20:31:57 von Misa » Gespeichert
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #13 am: Mai 13, 2013, 20:33:26 »

Danke erstmal für deine Antwort  Smiley

Zitat
5 Lüfter an einem Modul
Die brauchen insgesamt 1,09 A (3x 0,27A; 2x 0,14A). Wenn nicht dann kaufe ich noch einen Kühler, ist kein Problem.

Zitat
wenn es über PWM läuft
Es ist ein ganz normaler 3pin Anschluss, also wird vom MB die Spannung entsprechend gedrosselt.

Zum Poti: Es geht mir hauptsächlich darum, dass ich die Spannung so regeln kann, dass die Lüfter anlaufen, aber auf niedrigster Stufe. Leider laufen meine Lian Li Lüfter nicht immer bei niedrigen Spannungen an.
Eventuell wäre auch eine Schaltung denkbar, die erst kurz 12V durchlässt und danach auf 5V drosselt (so macht es mein Mainboard). Und das dann mit dem Schalter zu kombinieren ... naja ich weiß nicht ob ich das hin bekomme  Grin

Zitat
Es fallen 0,3V am FET ab.
Das würde heißen, die LEDs leuchten minimal dunkler? Das wär ja nicht schlimm  Wink

Hier noch mal mein System: http://www.sysprofile.de/id162746 (Die Bilder sind nicht ganz aktuell).
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Re: [Tutorial] kapazitiver Sensor - Teil 2 (Schalter)
« Antwort #14 am: Mai 18, 2013, 11:54:41 »

Könnte man nicht eigentlich die Schaltung mit einem Transistor koppeln? Also, dass der Schalter mit immer der gleichen Spannung/Stromstärke läuft, aber die Lüfter können unabhängig davon gedrosselt, bzw. am Mainboard betrieben werden?

Oder habe ich irgendeinen Punkt übersehen, der dass nicht zulässt?

Und was würde passieren, wenn ich den Schalter einfach mit variablen Spannungen laufen lasse? Würde etwas kaputt gehen, oder würde der Schalter dann einfach nicht funktionieren? Ich würde es ja ausprobieren, aber mein Mainboard möchte ich ungern schrotten.  Grin
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