Vraag, pulserende LED omzetten in stuurspanning voor relais


Op 27 juli 2019 15:31:51 schreef electron920:
Ha Thevel,

Ik had jou schakeling nog iets aangepast maar ben op de een of andere manier vergeten te uploaden |:(
[bijlage]
Aan de uitgang heb ik een laagdoorlaatfilter geplaatst.

@TS, Maar het kan in principe nog simpeler als je het zou willen [bijlage]
Hier achter moet nog een driver (tor) of twee dan kan de ruststroom met een factor 5 verkleint worden.
Als een relais met een bepaalde magnetiseer spanning in de aangetrokken toestand verkeerd kan de stroom met een factor 5...10 lager worden.
Misschien hier niet zo van belang maar tijdens het afvallen is de EMI spijker een factor 20 kleiner en dat is mooi mee genomen :D

Groet,
Henk.

Graag nog de waarden van het laagdoorlaat filter C3 en R2. Geen idee hoe ik die moet berekenen. dnk en gr Paul

Ha Paulus_de_zevenede,

Het passieve filter voor het egaliseren (afvlakken) van een PWM signaal is eigenlijk altijd het zelfde.
Er is maar een dominante eis en dat is de rimpel dit bepaalt de nauwkeurigheid van je systeem in relatie tot de resolutie.
In jou situatie komt dit niet zo nauw... 100 mV rimpel daar ligt het relais niet wakker van ;)

Voor het ontwerp van zo'n filter is de rimpel het belangrijkste 100 mV als uitgangspunt lijkt mij prima.
De samenstelling 1e of 2e orde we kiezen om te proberen een 1e orde laagdoorlaatfilter.
Verder de gebruikte PWM frequentie deze is 4 Hz.
en de ingangsspanning deze bedraagt 2.5 V.

Eerst berekenen we de demping welke nodig is om niet meer als de toelaatbare rimpel te bereiken: Adb = 20 X log (Vrimpel/Vpwm)
Om de sloop (steilheid) van het filter te bepalen Adb = Slope x log (Fpwm/F-3db).
Het -3db punt wordt dus F3db =Fpwm x 10 -A3db/Slope).
Nu kunnen we de spanningsrimpel als functie van het -3db punt uitdrukken Vrimpel = Fpwm x 10 Slope x log(Fpwm/ F3db)/ 20 .
Met dit set kunnen we alle berekeningen maken :)

Fpwm = 4 Hz V pwm = 2.5 V .
A db = 20log[0.1 V / 2.5 V ] = -27.95 dB

Bereken de bandbreedte F 3 db = 4 Hz X 10 - - 27.95 / -20 = 0.16 Hz .

Nu de component waarde nog voor een eerste orde filter is dit simpel :
f3 db = 1/2π Rf Cf .

Je kiest een component voor de start ik kies meestal een condensator welke ik op voorraad heb let wel op met het kiezen van de condensator niet te groot.
Een grote capaciteit kost meer tijd om te laden en het moment van laden betekend dat de impedantie drastisch omlaag gaat.
Dit is niet erg voor de condensator maar de energie moet wel geleverd kunnen worden.
Dus 6.8 uF is om te beginnen een mooie waarde nu de weerstand erbij berekenen.

Rf = 1/2πCf xf3 db .
Rf = 1/2π x 6.8 uF x 0.16 Hz = 146.36 kΩ .

Dus met een weerstand van ≈ 147 kΩ en een condensator van 6.8 uF hebben we een LP-filter met een Fc van ≈ 0.16 Hz .
Hiermee is de rimpel ≈ 100 mV .
Nu heb ik niets aan de NE555 berekend en ben ik afgegaan op @Thevel maar ik verwacht dat dit wel in orde is :) .

De berekening met de transistor gaat eigenlijk op de zelfde manier alleen het mechanisme verschilt.
Bij de transistor maak ik gebruik van een charge pump zoals veel voor komt in de uitgang van een fase lock loop de NE555 daarentegen maakt gebruik van een one-shot en geeft meer vrijheid in de keuze van lading overdracht.
Misschien heb je hier iets aan om de werking te overzien.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 28 juli 2019 19:02:53 schreef electron920:
Ha Paulus_de_zevenede,

Het passieve filter voor het egaliseren (afvlakken) van een PWM signaal is eigenlijk altijd het zelfde.
Er is maar een dominante eis en dat is de rimpel dit bepaalt de nauwkeurigheid van je systeem in relatie tot de resolutie.
In jou situatie komt dit niet zo nauw... 100 mV rimpel daar ligt het relais niet wakker van ;)

Voor het ontwerp van zo'n filter is de rimpel het belangrijkste 100 mV als uitgangspunt lijkt mij prima.
De samenstelling 1e of 2e orde we kiezen om te proberen een 1e orde laagdoorlaatfilter.
Verder de gebruikte PWM frequentie deze is 4 Hz.
en de ingangsspanning deze bedraagt 2.5 V.

Eerst berekenen we de demping welke nodig is om niet meer als de toelaatbare rimpel te bereiken: Adb = 20 X log (Vrimpel/Vpwm)
Om de sloop (steilheid) van het filter te bepalen Adb = Slope x log (Fpwm/F-3db).
Het -3db punt wordt dus F3db =Fpwm x 10 -A3db/Slope).
Nu kunnen we de spanningsrimpel als functie van het -3db punt uitdrukken Vrimpel = Fpwm x 10 Slope x log(Fpwm/ F3db)/ 20 .
Met dit set kunnen we alle berekeningen maken :)

Fpwm = 4 Hz V pwm = 2.5 V .
A db = 20log[0.1 V / 2.5 V ] = -27.95 dB

Bereken de bandbreedte F 3 db = 4 Hz X 10 - - 27.95 / -20 = 0.16 Hz .

Nu de component waarde nog voor een eerste orde filter is dit simpel :
f3 db = 1/2π Rf Cf .

Je kiest een component voor de start ik kies meestal een condensator welke ik op voorraad heb let wel op met het kiezen van de condensator niet te groot.
Een grote capaciteit kost meer tijd om te laden en het moment van laden betekend dat de impedantie drastisch omlaag gaat.
Dit is niet erg voor de condensator maar de energie moet wel geleverd kunnen worden.
Dus 6.8 uF is om te beginnen een mooie waarde nu de weerstand erbij berekenen.

Rf = 1/2πCf xf3 db .
Rf = 1/2π x 6.8 uF x 0.16 Hz = 146.36 kΩ .

Dus met een weerstand van ≈ 147 kΩ en een condensator van 6.8 uF hebben we een LP-filter met een Fc van ≈ 0.16 Hz .
Hiermee is de rimpel ≈ 100 mV .
Nu heb ik niets aan de NE555 berekend en ben ik afgegaan op @Thevel maar ik verwacht dat dit wel in orde is :) .

De berekening met de transistor gaat eigenlijk op de zelfde manier alleen het mechanisme verschilt.
Bij de transistor maak ik gebruik van een charge pump zoals veel voor komt in de uitgang van een fase lock loop de NE555 daarentegen maakt gebruik van een one-shot en geeft meer vrijheid in de keuze van lading overdracht.
Misschien heb je hier iets aan om de werking te overzien.

Groet,
Henk.

Henk, aller eerst dank voor de uitleg, moet dat echt nog eens op mijn gemak lezen.

Er is echter een ander probleem bij gekomen, de printjes die ik koop in China zijn helaas niet uniform qua specificaties, wel wat de werking betreft, maar niet qua de parameters die ik bij de voorgaande had gemeten.

De nieuwe zending geeft bij meting aan de LED een spanning van 2,1 V ipv 2,4 V en de frequentie van deze knipperaar (LED) is 1 Hz ipv 4 Hz.

De laatste schakeling zoals weergegeven na gebouwd. Met de scoop meet ik nu op de uitgang ruwweg het ingangssignaal, zal mogelijk aan de spanning liggen in combinatie met een behoorlijk andere frequentie.

Op de scoop kan ik niet lager als T = ,5 s, krijg dus wel een beeld van het signaal, ziet er redelijk uit qua blokgolf, zit wat rimpel of ruis op maar niet spectaculair!

Hoop dat het niet te veel werk is de berekeningen voor de schakeling opnieuw te maken. In eerste instantie mij totaal niet opgevallen dat deze Bluetooth module's weer net even anders zijn als de voorgaande, 20 stuks ontvangen dus als dit probleem te tackelen is zou dat fijn zijn.

Met groet en dank, Paul

Thevel

Golden Member

De laatste schakeling zoals weergegeven na gebouwd

Er zijn inmiddels verschillende schakelingen voorbij gekomen, welke schakeling heb je gebouwd?

De nieuwe zending geeft bij meting aan de LED een spanning van 2,1 V ipv 2,4 V

Dat is geen probleem.

de frequentie van deze knipperaar (LED) is 1 Hz ipv 4 Hz.

Ook geen probleem, een kwestie van weerstanden aanpassen.

Ik lees net pas dit topic, maar vroeg me wat af : Zodra de LED knippert, moet het relais uitgeschakeld worden voor 1 seconde ?
Of in ieder geval de lengteduur dat het eenmalig knippert (0.25 sec).

Van elk bezoek aan CO leer ik weer meer...

Ha Paulus_de_zevened,

Het verhaal blijft hetzelfde voor 4 Hz 1 Hz invullen.
De Fc = 0.086 Hz en de rimpel 0.28 V de reactie tijd is 4.2 s .
Nu is het zo dat je voor de condensator keuze een beetje met de frequentie mee moet gaan dus ik kies nu 3.3 uF voor de condensator.
Volgens de berekening wordt de weerstand dan 560 kΩ je kiest een waarde het dichtstbij 560 kΩ is prima :)

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 29 juli 2019 01:20:40 schreef Thevel:
[...]Er zijn inmiddels verschillende schakelingen voorbij gekomen, welke schakeling heb je gebouwd?

[...]Dat is geen probleem.

[...]Ook geen probleem, een kwestie van weerstanden aanpassen.

De laatste schakeling die van electron920 met de laagdoorlaat
Deze werkt, nog, niet, ik meet aan de uitgang nagenoeg de zelfde spanning als aan de ingang, ik moet een en ander nog eenkeer nalopen. De C in het filter is 6,6 uF geworden de weerstand 147 K ohm. Vanavond mogelijk wat tijd en duik er opnieuw in. Alvast wederom dank voor het mij denken, gr Paul

Bij led uit of blokgolf moet relais uit
Bij led continu aan moet relais in
Blokgolf 4Hz is 125ms aan en 125ms uit
Dus vanaf pos-flank traag opladen (T>125ms)
en vanaf neg-flank snel ontladen (T<125ms)
Dan zou ik volgende doen

Nadeel: Relais schakelt pas in als led 1s continu aan is
Als optimalisatie kun je de 2de opamp in je LM358 ipv de BC547C gebruiken als ingangstrap.
Belasting van het ledcircuit is dan nihil

Er is spanning zonder stroom maar geen stroom zonder spanning

Pfff, en dan zou een microcontrollertje te complex zijn? Tel de onderdelen maar eens!

(niet helemaal ernstig, maar ik kon het toch niet laten :) )

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

Op 29 juli 2019 09:43:41 schreef electron920:
Ha Paulus_de_zevened,

Het verhaal blijft hetzelfde voor 4 Hz 1 Hz invullen.
De Fc = 0.086 Hz en de rimpel 0.28 V de reactie tijd is 4.2 s .
Nu is het zo dat je voor de condensator keuze een beetje met de frequentie mee moet gaan dus ik kies nu 3.3 uF voor de condensator.
Volgens de berekening wordt de weerstand dan 560 kΩ je kiest een waarde het dichtstbij 560 kΩ is prima :)

Groet,
Henk.

Schakeling opnieuw opgezet voor de zekerheid, werkt niet. Gelijk de voorgaande ongeveer de vorm en spanning op de uitgang gelijk de ingang, enige verschil de 2,2 V continue wordt nu 0V maar de blokgolf in knipperende toestand blijft.

De spanningen gemeten en genoteerd, mogelijk behulpzaam bij het nalopen van het geheel.
Zie bijlagen. Mogelijk komt deze gewoon in de post? Alvast met dank, gr Paul

Thevel

Golden Member

Dat kan ook helemaal niet werken, R2 is veel te hoog om het relais te bekrachtigen.

Op 29 juli 2019 19:47:15 schreef big_fat_mama:
Pfff, en dan zou een microcontrollertje te complex zijn? Tel de onderdelen maar eens!

(niet helemaal ernstig, maar ik kon het toch niet laten :) )

Zelf ook wel een voorstander van wat extra's maar in dit geval een probleem er bij creëren, de Bluetooth module geeft hier en daar al wat ellende op de FM ontvangst, denk een micro controller inbouwen in een Braun van rond 1956 ongeveer de dood in de pot, veel ruis en andere Man Made Noise, weinig ontvangst meer van een stukje muziek op de FM.

Als hobbyist in een ver verleden een AIM gebouwd en de eerste Apple, althans iets wat er voor door moest gaan. Deze gebruikt voor onder andere RTTY decoderen, als zendamateur gelijk een lichte aversie tegen al die extra MMN. Tegenwoordig ontkom je er bijna niet meer aan, maar in dit geval moet er toch wat eenvoudigst te verzinnen zijn..

Thevel

Golden Member

Op 29 juli 2019 01:07:05 schreef Paulus_de_zevenede:
De nieuwe zending geeft bij meting aan de LED een spanning van 2,1 V ipv 2,4 V en de frequentie van deze knipperaar (LED) is 1 Hz ipv 4 Hz.

Ik heb de weerstanden wat aangepast.
Dit zal moeten werken.

Op 29 juli 2019 19:31:46 schreef cj-tronics:
Bij led uit of blokgolf moet relais uit
Bij led continu aan moet relais in
Blokgolf 4Hz is 125ms aan en 125ms uit
Dus vanaf pos-flank traag opladen (T>125ms)
en vanaf neg-flank snel ontladen (T<125ms)
Dan zou ik volgende doen
[bijlage]
Nadeel: Relais schakelt pas in als led 1s continu aan is
Als optimalisatie kun je de 2de opamp in je LM358 ipv de BC547C gebruiken als ingangstrap.
Belasting van het ledcircuit is dan nihil

Dank voor de input, ik wacht eerst nog reacties af op bovenstaande schakeling, helaas zelf matig theoretisch onderlegd. Maar ook naar de Opamp's zitten kijken. Gr Paul

Wordt inderdaad steeds meer aan onderdelen... ;)
Ik zou niet weten waarom mijn eerdere schakeling niet zou werken...

https://www.circuitsonline.net/forum/file/44432/forum-post

(als de ledsturing bij 'led-uit' niet laag wordt, heb je aan de ingang een extra pull-down nodig van 4k7 of zo)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Op 29 juli 2019 21:15:46 schreef Arco:
Wordt inderdaad steeds meer aan onderdelen... ;)
Ik zou niet weten waarom mijn eerdere schakeling niet zou werken...

[afbeelding]

(als de ledsturing bij 'led-uit' niet laag wordt, heb je aan de ingang een extra pull-down nodig van 4k7 of zo)

Qua aantal onderdelen veruit de winnaar, ga deze morgen opnieuw opbouwen met de pull down, overige is gelijk de voorgaande zo te zien en die kwam niet echt tot leven.

Op de scoop overigens keurig 0V, maar moet zeggen dat is ook niet het laatste model... Na 20 jaar stof vangen kwam er bij aanvang toch een luchtje uit. Maar goed geen rook dus die zal het nog wel even houden... Gr Paul

Thevel

Golden Member

Qua aantal onderdelen veruit de winnaar

Nou, veruit...
Als je de pull down niet meerekent dan heeft mijn laatste schakeling slechts 1 onderdeel meer!

Thevel

Golden Member

Ik heb de laatste schakeling met de NE555 even gesimuleerd.
Rode lijn: 4 pulsen van de LED, daarna brand hij continue.
Groene lijn: het signaal op pen2 en pen6.
Paarse lijn: de uitgang (pen3) als deze laag is trekt het relais aan.

Op 29 juli 2019 21:15:09 schreef Thevel:
[...]
[bijlage]
Ik heb de weerstanden wat aangepast.
Dit zal moeten werken.

Nou het gouden lidmaatschap niet voor niets verworven. Deze werkt, alvast met dank en groet Paul

ps inmiddels wel toe aan een afzuigkapje. Gelukkig voorzien van een grote neus dus als tijdelijke oplossing te doen, heel wat tin verstookt de afgelopen week, was even geleden.

Op 30 juli 2019 00:19:03 schreef Thevel:
[bijlage]Ik heb de laatste schakeling met de NE555 even gesimuleerd.
Rode lijn: 4 pulsen van de LED, daarna brand hij continue.
Groene lijn: het signaal op pen2 en pen6.
Paarse lijn: de uitgang (pen3) als deze laag is trekt het relais aan.

Zelf ook een poging gedaan een model op te bouwen via website waar je de schakeling kan simuleren, helaas te complex om dat een twee drie te regelen. Handige tool voor de toekomst als er meer tijd is. Maar chapeau deze werkt ook in de praktijk. gr Paul

Op 29 juli 2019 19:31:46 schreef cj-tronics:
Bij led uit of blokgolf moet relais uit
Bij led continu aan moet relais in
Blokgolf 4Hz is 125ms aan en 125ms uit
Dus vanaf pos-flank traag opladen (T>125ms)
en vanaf neg-flank snel ontladen (T<125ms)
Dan zou ik volgende doen
[bijlage]
Nadeel: Relais schakelt pas in als led 1s continu aan is
Als optimalisatie kun je de 2de opamp in je LM358 ipv de BC547C gebruiken als ingangstrap.
Belasting van het ledcircuit is dan nihil

Beste dank voor het reken en tekenwerk, inmiddels een werkend exemplaar.. gr Paul

Beste dank voor het reken en tekenwerk, inmiddels een werkend exemplaar..

Welke?
En wat was er mis?

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
Thevel

Golden Member

Welke?

Het laatste schema met de NE555.

Op 30 juli 2019 11:00:59 schreef Thevel:
[...]Het laatste schema met de NE555.

Goede avond, gisteren met succes jouw exemplaar opgezet, werkt als een speer, al wat van mij laten horen maar mogelijk niet geplaatst op het Forum?

Moet nog even een test op de lange termijn draaien maar zal gewoon werken. (temperatuur in een oude buizenradio kan aardig oplopen, rond de 60 graden celcius geen vreemde, mogelijk verlopen de waarden wat van de gebruikte componenten)

Dank voor de opzet en uitwerking. Groet Paul

Op 30 juli 2019 02:21:04 schreef Arco:
[...]
Welke?
En wat was er mis?

Arco, uiteindelijk gisteren het schema van Thevel opgezet, deze werkt prima, domweg deze als eerste gepakt, de 555 zat al op het proef printje. Ga later nog eens aan de slag met jouw schema. Dank voor het meedenken en rekenwerk, gr Paul