Temperatur messen mit einem SPS-Digital-Input

AW: Temperatur messen mit einem SPS-Digital-Input

Wenn Du jede 555-Schaltung mit eigenen 15V versorgst, dann geht das mit Zener-Diode und Widerstand. Bei einem Schaltstrom von 7mA zur SPS und einem Eigenverbrauch von 15mA (laut Datenblatt von TI) fließen zuzüglich einem Zener-Strom von ca. 3mA insgesamt 25mA.
An dem Widerstand müssen 24V - 15V = 9V abfallen; dann is R = U / I = 9V / 0,025A = 360 Ohm. Die Leistung ist P = U * I = 9V * 0,025A = 0,225 Watt.
Wenn der gesamte Strom durch die Zener-Diode fließen würde, müßte die P = U * I = 15V * 0,025A = 0,375 Watt aushalten. Eine Zener-Diode mit 1 Watt reicht aus.
330 Ohm gehen auch; dann fließt etwas mehr Strom durch die Zener-Diode.

Weitere Einsparungen:
Wenn die SPS mit 15V am Eingang auskommt, dann kannst Du den Ausgang des 555 (Pin 3) direkt an den SPS-Eingang anschließen.
Den Reset-Eingang (Pin 4) kannst Du direkt an +15V anschließen; R3 fällt dann weg.
Der Widerstand R2 kann entfallen, wenn zwischen Pin 6 und 7 immer ein Widerstand liegt, was ja bei dem 100k Heißleiter gegeben ist.
Ich würde R2 durch ein Trimmpoti ersetzen, um die Zeit etwas justieren zu können, denn die Kondensatoren / Elkos haben Toleranzen von bis zu +/- 20%.
Die Zeit würde ich so kurz wie möglich wählen, also den Wert für C1 möglichst klein, weil dann die Taktzeit-Änderung prozentual zur Temperatur- / Widerstands-Änderung wesentlich besser ist. Bei lang gewählter Zeit wird eine Änderung von 1 Grad an der Taktzeit kaum etwas ausmachen.
Das kannst Du gut mit Excel in einer Tabelle nachvollziehen.

Wenn Du mehrere 555 gleichzeitig mit 15V versorgst, dann empfehle ich Dir den 7815. Es geht hierbei weniger um stabile Spannung, sondern um die Abführung von Verlustwärme. Das ist an einer Zener-Diode etwas schwieriger, als an einem TO-220 Gehäuse, an dem man noch einen Kühlkörper anbringen kann.

 

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Hallo

Wenn du möglichst wenig Energie in Wärme umsetzen willst, kannst du auch Schaltregler nehmen. Dieser: Conrad Electronic - Europas führendes Versandhandelsunternehmen für Elektronik und Technik ist Pinkompatibel zum 7815. Etwas billiger ist dieser Bausatz: www.pollin.de - Sonderposten zu Superpreisen Da mußt du aber noch den Wiederstand R3 erhöhen, damit die max. Ausgangsspannung von 12 auf 15 V erhöht wird.

Übrigens kannst du auch eine 9V Z-Diode in Reihe in die + Leitung legen. Dadurch wird die 24V Spannung um 9V reduziert. Die Z-Diode muß aber die 0,225W aushalten. Bei 17 dieser Bausteine kommen dabei auch fast 4W Verlustleistung zusammen wie beim 7815.

 

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Du kannst gerne eine 18V-Variante des 555 nehmen.
Was eine Reihenschaltung der Zenerdiode betrifft, da bin ich überhaupt kein Freund von. Wenn die Zenerdiode kurzzeitig niederohmig wird, z.B. wegen eines leeren Elkos, dann gelangen 24V auf den 555, der dann sofort mausetot ist.
Mit Widerstand und Zenerdiode ist die Schaltung kurzschlußfest und hat beim Einschalten durch den Widerstand einen "Sanftanlauf".

Besser wäre natürlich ein Längsregler, den es ja auch in einer kleinen 100mA-Version für wenige Cent gibt, nämlich der 78L18. Dazu zwei kleine keramische Kondensatoren 100...330nF am Ein- und Ausgang und die Schaltung ist komplett "geschützt".

Spannungsschwankungen spielen beim 555 für die Zeit keine große Rolle, weil:
- kleine Spannung = kleiner Kondensator-Ladestrom = langsam aufladen bis 2/3 der kleinen Spannung
- hohe Spannung = großer Kondensator-Ladestrom = schnell aufladen bis 2/3 der hohen Spannung.

Den Kondensator würde ich nur so groß machen, daß bei 70...80 Grad = niedriger Heißleiter-Widerstand die kurze Zeit noch von der SPS verarbeitet werden kann. Dann bleibst Du auch bei niedrigen Temperaturen mit längeren Zeiten noch relativ genau.

Edit: Wenn R3 weggelassen wird, muß Pin 4 (Reset) direkt an Plus angeschlossen werden !
P2 = 10k, R2 = Heißleiter ca. 100k

 

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Dann mach mal langsam den Lötkolben heiß.

Statt 330nF am Regler würde ich 100nF nehmen; meine Angabe "100...330nF" war für den Fall, daß Du keine 100nF, sondern nur 220 oder 330nF da hast.
100nF (=0,1µF) ist ein sehr gängiger Wert und wird meistens eingesetzt.

Wo Du 18V-Varianten als 555 bekommst, das kann ich Dir nicht sagen, da mußt Du schon selber suchen. Ich hätte schon alleine wegen dieser Sucherei die Schaltung mit 15V aufgebaut und einen x-beliebigen 555 verwendet.
Wenn Du meinst, daß 15V - 0,7V wegen der Diode für die SPS zu wenig sind (was ich allerdings überhaupt nicht glaube), dann nimm eine Schottky-Diode z.B. BATxx, die hat nur ca. 0,3V Spannungsabfall. Es beruhigt dann zumindest Dein Gewissen :-)

 

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Mach es nicht so kompliziert !
Einen Wert für die Ausgangsspannung des 555 bei 18V Versorgung bei einem Strom von 5...10mA zum SPS-Eingang wirst Du im Datenblatt nicht finden.

NEIN, es kommen bei Belastung keine 18V am Ausgang des 555 raus.
Am Ausgang des 555 ist ein NPN-Transistor, der den GND durchschaltet und ein PNP-Transistor, der den Plus durchschaltet. Jeder Transistor hat nun mal einen Spannungsabfall an der Emitter- / Collektor-Strecke, die vom Strom abhängt.
Also, bau die Schaltung auf und schließ sie an die SPS an !