Schwellenwert-Bauelement oder -Schaltung gesucht

eifelreh · Anmeldungsdatum: 04.06.2006 Beiträge: 56

Hallo,
ich möchte für ein biologisches modell (riechepithel des menschen...) eine schaltung bauen. Dabei sind mir ein paar fragen offen.
Die erste:
Mit welchem el. bauteil kann ich einen schwellenwert für die spannung realisieren? Über der schwellenspannung soll U_eff dann aber möglichst linear steigerbar sein.
Hintergrund:
3-4 parallele spannungsquellen (z.b. 1,5 V) jeweils mit taster/schalter bedienen eine lampe (siehe schaltskizze). Diese soll erst leuchten, wenn z.b. mindestens 2 taster gedrückt werden. Dann soll sie heller leuchten, wenn 3 oder 4 taster gedrückt werden

Naja, irgendwo bin ich nun schon auf Z-dioden gestoßen, aber: sind die für einen solchen spannungsdurchbruch gedacht und lassen sie über diesem auch z.b. bis zu 6V unbeschadet durch...?

Dankeschön für hilfe!
Reh
P.S.: grafik natürlich mit copyleft zur freien verfügung, wenn ohne patent bleibend Big Laugh

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Also mir fällt da jetzt nur noch ein Logik-Gatter ein. Das ist zwar nicht, was du suchst, aber damit könnte man die Funktion "Lampe leuchtet, wenn 2 Schalter gedrückt sind" umsetzen. Und für mehr Strom könnte man ja sicher einfach weitere Gatter nehmen...

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Du brauchst u.U. einen Komparator.
Schau mal auch im Elektronik Kompendium nach.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Einfacher gehts es auch so - Details musst du natürlich selbst ausarbeiten, da ich ja nicht weiss, wie viel mA die Lampe ziehen soll, etc, etc - daher nur als Vorschlag:

Du hast eine Reihe von FET-Stromquellen (ca. 2mA), die du wahlweise an den 270 Ohm Widerstand schaltest (mit Schaltern). Überschreitet der Summenstrom aller zugeschalteten Quellen den Wert 0,7V/270 Ohm = 2,5 mA, so wird T leitend und arbeitet dann als Emitterfolger. Der 10 Ohm Widerstand soll die Lampe sein.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

wenn du an die Linearität keine hohen Ansprüche stellst, dann gehts auch so: oben werden die Widerstände jeweils an 10V geschaltet oder hängen in der Luft. Der Rest ist gleich wie beim letzten Vorschlag.

eifelreh · Anmeldungsdatum: 04.06.2006 Beiträge: 56

Hallo schnudl,

wow, zunächst einmal vielen dank für die mühen. Ich war ein paar tage offline ( habe den 7. geburtstag meiner tocher gebührend gefeiert).
Hmm, deine ausführungen übersteigen erst mal meine elektr(on)ik-kenntnisse. Daher ein paar fragen:
- Was sind FET-Stromquellen? Einfach z.b. batterien? An sowas dachte ich, letztlich wird der strom"verbrauch" nicht sehr groß sein. Ebenso der lampenwiderstand und die linearität, da kommt es auch wenig darauf an.
- Wo ist T auf deiner schaltskizze?
- Und die 10 Ohm-lampe ist die rechts bei R7?
- Bei Q5 ist also ein NPN-transistor? Immerhin bin ich gerade heute auch auf dieses bauteil gekommen Prost

- J1 bis J6 sollen taster sein?
- ich verstehe auch die einzelnen teile unter den R9, R8... elementen. Warum 2wei male 10V, was meinen die zickzackstrechen, je mit 1k(ohm?)
Tja, also, wenn das alles so laufen täte, wäre es super.
Ich hatte zwischenzeitlich mal die folgende schaltung entworfen. Dabei ist mir aber auch nicht klar, wie eigentlich ein regelkreis an die basis eines transistors angeschlossen wird - da kommt es nur auf ein potential, d.h. gegen eine erde an, oder?

Schon mal danke für deine antwort! Rock

Reh

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

so wie in deiner schaltung wird es leider nicht funktionieren. das ist eher ein elektrischer stuhl für transistoren, sobald du einen schalter schliesst... Big Laugh

ich habe jetzt keine zeit, komme aber darauf zurück.

grüße
michi

eifelreh · Anmeldungsdatum: 04.06.2006 Beiträge: 56

Hallo,
hmm, ich vermute schon mal:
du hast in deiner (mir eben noch nicht gaaanz klaren) schaltung eine 'ableitung' für einen unter dem schwellenwert des transistors liegenden strom (beim 270-Ohm-R)?
Gut, ein bisschen lesen im Tipler hat mich ja nun auch schon weitergebracht, ich gehe mal von einem pnp-transistor aus:
- Die stromquellen der parallelen schalter-teilkreise müssen alle umgedreht werden.
- Der transistor wird mit der emitterseite an die pluspole der stromquellen angeschlossen, nicht an eine erde.

- Dann noch parallel zwischen den basis- und den emitteranschluss einen hohen widerstand?
(Oje, rechnen könnte ich das alles wahrhaftig nicht. Mir ist auch noch nicht klar, wie ich dann eigentlich die bauteile richtig zusammensuche, speziell den transistor.)

reh-thinkin'
grübelnd

soo, im 2ten edit dann mit korrigiertem schaltbildchen,
reh

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

auch so wird es nicht gehen.

es ist ein npn transitor, den du zeichnest. was soll passieren wenn du einen schalter schliesst? und was bei zwei? bei zwei sehe ich keinen unterschied zu einem - die Quellen liegen dann einfach parallel.

eifelreh · Anmeldungsdatum: 04.06.2006 Beiträge: 56

Hallo,
jajaja, diesen billigen fehler habe auch inzwischen beim drüberschauen gesen...
Leider ist seine umgehung ja tatsächlich nicht so billig, da ich die schalter ja nicht einfach in reihe schalten kann (um eine addition der spannungen zu erhalten).
Also schnudl, wenn du zeit hättest, wäre eine erklärung deiner idee wirklich toll. FET's habe ich ja inzwischen nachschalgen können. Aber deine elemente bei J6, J5, J4... verstehe ich immer noch nicht, ich finde sie auch nicht im Bergmann-Schäfer, den ich so allgemein zur verfügung habe.

((Nun habe ich nochmal einen ansatz mit oder-schaltungselementen versucht. Weiß aber nicht, ob es NOR-elemente auch mit drei eingängen gibt, die dann mit einem zweiten NOR ein A V B V C ergeben könnten...? Dann dies an einem entsprechenden transistor an die basis, der erst bei mind 2x spannungsquellen einen zweiten stromkreis schließt...
Naja, und wie so oder-elemente eigentlich gesteckt werden, ist mir auch nicht klar Hammer

))

reh

eifelreh · Anmeldungsdatum: 04.06.2006 Beiträge: 56

Hallo,
tja, nun muss ich eigentlich schon mit dem bauen anfangen - weiß aber immer noch nicht sicher, ob es denn so geht. Wäre wirklich toll, wenn wer noch mal über meinen neuerlichen entwurf sachauen und ihn kommentieren würde.
Ich habe also eine schaltung wie in der skizze entworfen, vermutlich ist sie nicht viel anders, als der vereinfachte vorschlag von schnudl oben?
Naja, ein "R_schutz" ist da auch drin, berücksichtigt habe ich ihn aber noch nicht.

Vorgaben: die lampe soll bei einem geschlossenen tastern/schaltern nicht, bei zwei drei heller leuchten.
Annahmen:
- spannungsquelle von 9V,
- lampe auch über 9V, W-zahl noch auszurechnen
- kleiner innenwiderstand des transistors in E=>C-richtung (wenn zwei schalter geschlossen: z.b. 0,4Ohm, bei dreien 0,2Ohm) und auch in B=>C-richtung (z.b. 0,4 Ohm)
- irgend ein kritischer stromstärkewert für die B=>C-richtung, nun mal 0,1 A angesetzt.
- tja, welchen schwellenwert hat so ein transistor...?
=> dieser muss ja liegen zwischen dem R_ges-widerstand der parallelen schalter+widerstände ("R_i") für nur einen und für zwei schalter geschlossen.
Nun rechne ich R_ges der schalter für die fälle 1, 2, 3 schalter geschlossen. Damit kann ich den über die transistorbasis laufenden strom, und auch die dort abfallende spannung berechnen.
Mit dem widerstand der ganzen schaltung zusammen komme ich schließlich auf einen gesamten strom und teile diesen den zwei hauptzweigen (quelle-lampe-E-C-quelle und quelle-(1-3)schalter-B-C-quelle) entsprechend deren relativer widerstände zu.
Ich habe mal rumgerechnet, und komme auf mögliche werte:

- 9V-lampe mit schon nur 1W (0,11A, 81Ohm)
- bei dieser empfindlichkeit der transistors R_i = 270 Ohm

Spannung(-sabfall) an der Transistor-Basis => Grenzspannung zw. 1 und 2 Schaltern
1 Schalter | 2 Schalter| 3 Schalter
0,0133 | 0,0266 | 0,04
=> die schwellenspannung müsste demnach zwischen ca. 0,15 und 0,25V liegen (gibt es sowas...?).

Strom über die lampe bei:
1 Schalter | 2 Schalter| 3 Schalter
NULL ! | 0,0665 | 0,0994

Bei diesen werten würde die lampe also vermutlich bei 2 geschlossenen schaltern etwas, bei 3 mäßig leuchten.
"Stellschrauben" wären wohl eine lampe mit noch weniger als 1W bzw. eine geringere empfindlichkeit des transistors...??

Liebe leute, bitte, bitte schreibt mal was dazu, ob das irgendwie plausibel klingt. GROSSES DANKESCHÖN,

reh-tard

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Nein, diese Schaltung kann nicht funktionieren, auch wenn man die Polung der Spannungsquelle umkehrt (denn sonst geht es gar nicht).

Du musst den Widerstand R_? (den unteren, kann aber nicht lesen wie der heisst) so dimensionieren, dass ohne Schalter kein nennenswerter Basis-Strom fliesst.

Bei zwei Schaltern geschlossen liegen die Schalterwiderstände R1, R2 parallel zu R_? Der Basisstrom wird bestimmt durch R_?|| R_1 || R_2. Soll dieser in diesem Fall einen Wert von sagen wir mal IB haben, so fliesst bei einem geschlossenen Schalter mindestens IB/2. Das widerspricht der Annahme, dass bei einem Schalter kein Strom fliesst... => geht nicht

Wo hast du denn hier die Schwellwertfunktion? Was bestimmt einen Schwellwert? Deinen Ausführungen kann ich leider nicht folgen, da der rote Faden für mich nicht sichtbar ist - aber es geht 100% nicht, wie du es dir vorstellst.

Warum machst du es nicht, wie ich oben geschrieben habe?

eifelreh · Anmeldungsdatum: 04.06.2006 Beiträge: 56

Hallo,
hmm, nur kurz: ich habe schon fast eine noch einfachere variante fertig, bei der einfach drei widerstände mit tastern parallel liegen. Mit nur einem taster leuchtet die lampe bei richtiger R-wahl und lampe eben noch nicht, tortz stromfluss. Die transitorschaltung umgehe ich dabei.
Ich mache es (wohl)nicht, wie du gezeigt hats, weil ich es eben nicht verstehe, ist aber jetzt egal.

Trotzdem vielen dank!!
reh