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Tank Überwachung

Auf Anfrage von Jonas aus der Nähe von Magdeburg wurde eine Tanküberwachung entworfen. Er möchte mit einem Schwimmsensor aus einer Tankanzeige den Wasserstand des Scheibenwaschwassers überwachen. Wenn der Wasserstand für eine einstellbare Zeit unter ein ebenfalls einstellbares Niveau fällt, soll eine Warnlampe angehen und bis zum Reset oder bis zur Spannungslosigkeit anbleiben. Die Zeitverzögerung soll verhindern, dass die Lampe bei jedem kleinen Schwappen angeht.

Der Schwimmer hat wie bei Wikipedia(externer Link) beschrieben einen Widerstand zwischen 240Ω und 33Ω. Mit einem 22Ω Vorwiderstand ergibt sich eine Spannung von etwa 7 bis 11 Volt.

Die im Folgenden gezeigte Schaltung überwacht diese Spannung und vergleicht sie mit einer einstellbaren Sollspannung. Dies macht IC1A des LM 358. Wenn die Eingangsspannung über dem Sollwert liegt, dann schaltet der Ausgang des Operationsverstärkers auf High und der Kondensator beginnt sich aufzuladen. Hier findet ein weiterer Vergleich statt. Wenn die Kondensatorspannung einen Sollwert erreicht hat, schaltet der Ausgang des IC1B ebenfalls auf High. Durch die Mitkopplung über die Diode wird dieser Zustand gespeichert. Der Transistor verstärkt das Ausgangssignal und kann eine LED oder Glühlampe steuern.

Der Schaltplan der Pegelüberwachung.

Ein mögliches Layout für die Schaltung.

In dem Schaltplan fehlt eine wirkungsvolle Entstörung der Spannung im Auto, da die Spannung dort sehr »verschmutzt« sein kann.

Die Zeiteinstellung kann über den Kondensatorladeverlauf berechnet werden. Bis auf wenige Abweichungen gilt hier der Zusammenhang Uc = Vdd∙e^(-t/(R∙C)). So kann die Sollspannung für die gewünschte Zeit berechnet werden. Eine sinnvolle Zeitwahl bei diesen Bauteilwerten ist zwischen 1 und 20 Sekunden. Für die, die es nicht Rechnen wollen ist hier eine kleine Graphik, in der die Sollspannung über der Zeit aufgetragen ist. Die blaue Kurve ergibt sich bei einer Ausgangspannung am IC1A von 10V, die rote bei einer von 11V und die grüne bei 12 Volt.

Kondensatorladeverlauf zum Ablesen der Spannung.

Den Probeaufbau und die Bilder hat freundlicherweise Jonas für mich gemacht. Er verzichtete auf die Diode D1. Dadurch entfällt die Speicherwirkung. Der IC1B arbeitet so nur als Tiefpass.
Auf den beiden folgenden Bildern ist sein Aufbau der Schaltung zu sehen.

Aufbau auf Streifenraster von Oben.

Aufbau auf Streifenraster von Unten.

Erstellt im April 2010.