Gaszähler EM 1000-GZ/GZS - TecHome.de
Gaszähler EM 1000-GZ/GZS - TecHome.de
Gaszähler EM 1000-GZ/GZS - TecHome.de
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
Versorgungsspannung<br />
Signalleitung<br />
C2<br />
C1<br />
100p<br />
SMD<br />
100p<br />
SMD<br />
C3<br />
C4<br />
T1<br />
T2<br />
+UB<br />
8<br />
IC1<br />
TLC272BC<br />
4<br />
BC848C<br />
BC848C<br />
R1<br />
10K<br />
R8<br />
10K<br />
100n<br />
SMD<br />
R2<br />
10M<br />
IC1<br />
3<br />
+<br />
1<br />
+ A<br />
2<br />
-<br />
TLC272BC<br />
Komparator<br />
für positive<br />
Impulse<br />
R9<br />
10M<br />
IC1<br />
5<br />
+<br />
7<br />
+<br />
B<br />
6<br />
-<br />
TLC272BC<br />
Komparator<br />
für negative<br />
Impulse<br />
Bild 5: Schaltbild <strong>de</strong>r Sensoreinheit <strong>EM</strong> <strong>1000</strong>-<strong>GZ</strong>S<br />
-UB<br />
10n/SMD<br />
10n/SMD<br />
C13<br />
R3<br />
100K<br />
R10<br />
100K<br />
R4<br />
100K<br />
R5<br />
39R<br />
Die Taster S 1 und S 2 dienen<br />
zur Programmierung <strong>de</strong>r ST1<br />
Adresse im Betrieb und sind<br />
direkt an die Pull-up-Eingänge<br />
ST2<br />
PC 0 und PC 1 <strong>de</strong>s Mikrocontrollers<br />
angeschlossen. Die Detektierung<br />
einer Bewegung <strong>de</strong>r ST3<br />
<strong>Gaszähler</strong>scheibe wird vom<br />
Sensor über die Western-Modular-Buchse<br />
BU 2 an <strong>de</strong>n<br />
ST4<br />
Controller über die Ports PD 2 ST5<br />
und PD 3, die intern mit Pullup-Wi<strong>de</strong>rstän<strong>de</strong>n<br />
beschaltet ST6<br />
Masse<br />
sind, weitergeleitet. Um hochfrequente<br />
Störungen auf <strong>de</strong>r<br />
Empfangsleitung <strong>de</strong>s Sensors<br />
zu unterdrücken, sind die Kon<strong>de</strong>nsatoren<br />
C 13 bis C 16 und<br />
C 18 bis C 21 am Buchsen-<br />
Eingang geschaltet. Zur Realisierung<br />
eines Schaltausganges<br />
kann <strong>de</strong>r Transistor T 3 durch<br />
<strong>de</strong>n Mikrocontroller über <strong>de</strong>n<br />
Vorwi<strong>de</strong>rstand R6 angesteuert<br />
wer<strong>de</strong>n. Sobald eine Ansteue-<br />
<br />
Transistor T 1 durch, wodurch<br />
das Potential am Ausgang <strong>de</strong>r<br />
Klinkenbuchse BU 3 wechselt.<br />
Der Strom durch <strong>de</strong>n Transistor<br />
wird während dieser Zeit durch <strong>de</strong>n<br />
Wi<strong>de</strong>rstand R 8 begrenzt. Die Dio<strong>de</strong> D 4<br />
kann über <strong>de</strong>n Vorwi<strong>de</strong>rstand R 5 je<strong>de</strong>rzeit<br />
angesteuert wer<strong>de</strong>n und signalisiert z. B.<br />
das Erkennen eines Zählerwechsels. Zu<br />
sen<strong>de</strong>n<strong>de</strong> Daten wer<strong>de</strong>n direkt auf die Datenleitung<br />
<strong>de</strong>s Sen<strong>de</strong>rs TX 868-75 geführt.<br />
Damit en<strong>de</strong>t die Beschreibung <strong>de</strong>r<br />
Sen<strong>de</strong>einheit <strong>EM</strong> <strong>1000</strong>-<strong>GZ</strong> und es folgt<br />
die Schaltungsbeschreibung <strong>de</strong>s Sensors<br />
<strong>EM</strong> <strong>1000</strong>-<strong>GZ</strong>S.<br />
Das optische Auge <strong>de</strong>s Sensors ist mit<br />
Hilfe <strong>de</strong>r Infrarot-Dio<strong>de</strong> D 1 und mit <strong>de</strong>m<br />
Infrarot-Empfangstransistor T 3 realisiert.<br />
Die Dio<strong>de</strong> D 1 ist an die konstante Spannung<br />
+UB angeschlossen und wird durch<br />
einen konstanten Strom, <strong>de</strong>r durch <strong>de</strong>n<br />
Wi<strong>de</strong>rstand R 11 und R 13 begrenzt wird,<br />
<br />
Dio<strong>de</strong> D 1 sind nebeneinan<strong>de</strong>r so positioniert,<br />
dass <strong>de</strong>r IR-Lichtstrahl, <strong>de</strong>n D 1<br />
che,<br />
in diesem Fall <strong>de</strong>r weißen Ziffer <strong>de</strong>s<br />
Zählerrads, direkt auf die aktive Fläche <strong>de</strong>s<br />
Fototransistors T 3 zurückgeworfen wird.<br />
Im Normalfall ist <strong>de</strong>r Transistor T 3 gesperrt<br />
und über seine Kollektor-Emitter-<br />
Strecke fällt die konstante Spannung +UB<br />
ab. Kommt es vor <strong>de</strong>n optischen Bauteilen<br />
zu einem Kontrastwechsel zwischen Dunkel<br />
und Hell, ist die Kollektor-Emitter-<br />
Strecke für kurze Zeit nicht mehr vollständig<br />
gesperrt, wodurch die Kollektor-Emitter-Spannung<br />
leicht schwankt. Diese kleine<br />
Wechselspannung gelangt über die Kon<strong>de</strong>nsatoren<br />
C 6 und C 12, die <strong>de</strong>n Gleichspannungsanteil<br />
unterdrücken, zum einen<br />
auf <strong>de</strong>n nicht-invertieren<strong>de</strong>n Eingang <strong>de</strong>s<br />
Operationsverstärkers IC 1 A und zum<br />
an<strong>de</strong>ren auf <strong>de</strong>n invertieren<strong>de</strong>n Eingang<br />
<strong>de</strong>s Operationsverstärkers IC 1 B. Sobald<br />
die Amplitu<strong>de</strong> <strong>de</strong>r Wechselspannung am<br />
nicht-invertieren<strong>de</strong>n Eingang <strong>de</strong>s OPs<br />
IC 1 A größer ist als die angelegte Offset-<br />
Spannung am invertierten Eingang, wechselt<br />
<strong>de</strong>r Operationsverstärker seinen bisher<br />
negativen Ausgangspegel zu einem positiven<br />
Ausgangspegel.<br />
Dadurch steuert <strong>de</strong>r Transistor T 1, <strong>de</strong>r<br />
über <strong>de</strong>n Vorwi<strong>de</strong>rstand R 1 angesteuert<br />
wird, durch und sorgt für einen Low-Pegel<br />
an ST 3. Der Operationsverstärker IC 1 B<br />
arbeitet prinzipiell in gleicher Weise, nur<br />
dass bei diesem die negativen Amplitu<strong>de</strong>nwerte<br />
ausgewertet wer<strong>de</strong>n. Erzeugt wer<strong>de</strong>n<br />
die jeweiligen Offset-Spannungen mit<br />
Hilfe <strong>de</strong>r Wi<strong>de</strong>rstandspaare R 4 und R 5<br />
sowie R 6 und R 7. Um die bei<strong>de</strong>n Offset-<br />
Spannungen an <strong>de</strong>n Eingängen <strong>de</strong>r Operationsverstärkung<br />
so konstant wie möglich<br />
zu halten, sind die Kon<strong>de</strong>nsatoren C 7 und<br />
C 9 zur Pufferung und die Kon<strong>de</strong>nsatoren<br />
C 8 und C 10 zur Unterdrückung hochfrequenter<br />
Störungen parallel zu <strong>de</strong>n Eingängen<br />
geschaltet.<br />
Die Wi<strong>de</strong>rstän<strong>de</strong> R 2 und R 9 sorgen für<br />
<br />
Mitkoppelzweig <strong>de</strong>r Operationsverstärker<br />
A und B, damit ein ständiges Umschalten<br />
in Bereich <strong>de</strong>r Schaltschwelle vermie<strong>de</strong>n<br />
wird. Hochfrequente Einkopplungen am<br />
Eingang <strong>de</strong>r OPs wer<strong>de</strong>n mit Hilfe <strong>de</strong>r<br />
C5<br />
-UB<br />
10p<br />
SMD<br />
C11<br />
10p<br />
SMD<br />
+UB<br />
R6<br />
100K<br />
R7<br />
39R<br />
C6<br />
100n<br />
SMD<br />
C7 + C8<br />
C9<br />
10u<br />
16V<br />
C10<br />
+ 10u 100n<br />
16V SMD<br />
C12<br />
100n<br />
SMD<br />
Kon<strong>de</strong>nsatoren C 5 und C 11 kompensiert.<br />
Um Einkopplungen von hochfrequenten<br />
Störungen auf <strong>de</strong>r Verbindungsleitung<br />
zwischen Sen<strong>de</strong>einheit und Sensor so gering<br />
wie möglich zu halten, sind die Entstörkon<strong>de</strong>nsatoren<br />
C 3 und C 4 direkt hinter<br />
die Anschlusspins <strong>de</strong>r Versorgungsspannung<br />
geschaltet.<br />
Nachbau<br />
100n<br />
SMD<br />
D1<br />
R11<br />
220R<br />
SFH409-2<br />
220R<br />
R13<br />
R12<br />
10K<br />
SFH-309-4<br />
b<br />
optisches<br />
Auge<br />
Die Sen<strong>de</strong>einheit und <strong>de</strong>r Sensor <strong>de</strong>s<br />
<strong>Gaszähler</strong>s sind in Mischbestückung mit<br />
<br />
SMD-Bauteilen ausgeführt. Die SMD-Bauteile<br />
sind bereits vorbestückt, so dass sich<br />
die Bestückung auf die bedrahteten Bauteile<br />
beschränkt. Sie erfolgt anhand <strong>de</strong>s<br />
Bestückungsdrucks und <strong>de</strong>r Stückliste.<br />
Hilfreiche Zusatzinformationen kann man<br />
<strong>de</strong>n dargestellten Platinenfotos entnehmen.<br />
Beginnen wollen wir mit <strong>de</strong>r Platinenbestückung<br />
<strong>de</strong>r Sen<strong>de</strong>einheit <strong>EM</strong> <strong>1000</strong>-<strong>GZ</strong><br />
und <strong>de</strong>ren Einbau in das Gehäuse.<br />
Auf <strong>de</strong>r Bestückungsseite <strong>de</strong>r Platine ist<br />
zunächst das Sen<strong>de</strong>modul zu positionieren<br />
und über seine Lötstifte auf <strong>de</strong>r Rückseite<br />
zu verlöten.<br />
Es folgt die Bestückung <strong>de</strong>s Spannungsreglers<br />
IC 1. Dieser ist liegend einzubauen.<br />
Dazu biegt man zunächst die Anschlüsse<br />
<strong>de</strong>s 7810 vorsichtig im Abstand von 3 mm<br />
zum Gehäuse um 90 Grad nach hinten.<br />
Nach <strong>de</strong>m Einsetzen <strong>de</strong>r Anschlüsse in die<br />
Platine wird <strong>de</strong>r Regler von <strong>de</strong>r Lötseite her<br />
mit einer Zylin<strong>de</strong>rkopfschraube M3 x 8 mm,<br />
a<br />
T3<br />
c<br />
d<br />
ELVjournal 4/05<br />
5