Erkennung des Ein- und Aus-Zustands eines Mikroschalters

Aus Sicherheitsgründen muss ich sicherstellen, dass ich immer noch den korrekten Zustand eines Mikroschalters erkenne und nicht zum Beispiel einen Stromausfall, Kabelbruch usw.

Was sind billige und zuverlässige Möglichkeiten, dies zu tun?

Um es klar zu sagen, ich brauche drei Arten von Signalen (Beispiele in Klammern), ein (I = 5 mA), aus (I = 1 mA), Kabelbruch / etc. (I=0mA).

Wenn möglich, würde ich etwas Theorie hinter den Lösungen bevorzugen, ein Buch mit den Grundlagen solcher Schaltungen als Referenz wäre sehr willkommen.

Nun, wenn Sie Ihre Ströme kennen, warum verwenden Sie dann keine Strom-Spannungs-Schaltung? Dann kann das Ergebnis in Ihren Mikrocontroller oder was auch immer Sie zum Lesen des Signals verwenden
@MCG vielleicht war mir nicht klar, ich habe einen Schalter, der einen Ein- und einen Aus-Zustand hat und ihn in eine Schaltung integrieren muss, um danach 3 Zustände zu haben - nämlich Ein, Aus und Fehler. Nativ lässt der Schalter im ausgeschalteten Zustand keinen Strom durch, was ich kompensieren muss. Und ich suche nach erprobten/bekannten Lösungen.
Welche Lösungsebene suchen Sie? diskret? IC? SPS? Es gibt unendlich viele Möglichkeiten, dies zu codieren.
@TonyStewart.EEsince'75 so einfach wie möglich, ich bevorzuge diskret.
wie lang ist das kabel Wie oft ändert es sich, wie schnell, stabil muss es sein? (Latenz?) WAS wird erkannt? Hochspannung am Netz aktiv?
Reicht ein Mikroschalter aus, um die erforderliche Sicherheit zu gewährleisten?
@TonyStewart.EEsince'75 nichts Besonderes. Andyaka: Ja

Antworten (2)

Soweit ich weiß, können Sie den Schalter nicht auf einen SPDT umstellen, was am einfachsten wäre.

Daher besteht eine mögliche Lösung (bei Beibehaltung des SPST-Schalters, den Sie jetzt haben) darin, einen Widerstand parallel zum Schalter hinzuzufügen. Hier ist ein Beispiel mit einer 5-V-Versorgung und den von Ihnen in Ihrem Beispiel vorgeschlagenen Strömen:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Hier gibt es vier mögliche Zustände, die Sie erkennen können:

  • 5mA wenn der Schalter geschlossen ist
  • 1mA wenn der Schalter geöffnet wird
  • 0 mA, wenn einer der langen Drähte unterbrochen ist (Fehler)
  • 10 mA, wenn die langen Drähte kurzgeschlossen sind (Fehler)

Natürlich können Sie nicht ALLE Fehlerfälle abdecken. Wenn beispielsweise der Schalter selbst defekt ist (die ganze Zeit geschlossen oder geöffnet bleibt), können Sie dies nicht erkennen. Gleiches gilt, wenn ein Widerstand defekt ist. Was Sie hier erkennen können, ist, wenn die lange Drahtverbindung fehlerhaft ist.

Nun zur Theorie dahinter: nur das Ohmsche Gesetz.

... wenn die langen Drähte einen Kurzschluss entwickeln?
@Andyaka Dann wirst du es tatsächlich nicht sehen. Sie können dies jedoch beheben, indem Sie einen zusätzlichen Widerstand in Reihe mit dem SW1||R2 (auf der rechten Seite der langen Drähte) hinzufügen. Ich werde das hinzufügen, danke.
Weißt du, ob das irgendwo verwendet wird? Ist es eine Standardlösung für dieses Problem oder wird das Problem meistens anders gelöst, wenn es im wirklichen Leben auftritt? Oder passiert es nicht? Es scheint genau das zu tun, was ich will.
@DonQuiKong Wenn dies aus Sicherheitsgründen ist, benötigt das OP zwei Schalter in Reihe, nicht nur einen einzigen Schalter. Sie müssen auch mechanisch getrennt werden.
@Trevor_G, es ist nicht so viel Sicherheit im Sinne von "das Flugzeug stürzt ab, wenn der Fehler nicht erkannt wird", eher wie "es wäre schön, eine billige Lösung zu haben, die mir sagt, ob ich immer noch die Aus-Position spüre oder nur eine unterbrochene Verbindung"
@DonQuiKong Diese Technik wird höchstwahrscheinlich in einigen echten Produkten verwendet, obwohl ich kein konkretes Beispiel geben kann. Da es sich jedoch nur auf grundlegende Dinge stützt, sehe ich nicht ein, warum andere Ingenieure zögern würden, es zu verwenden, vorausgesetzt, es erfüllt den Zweck. Ja, diese Art von Problemen findet jedoch häufig eine spezifische Lösung, abhängig von den Einschränkungen der Produkte (Möglichkeit, ein SPDT zu verwenden, Notwendigkeit, andere Arten von Fehlern zu erkennen, damit verbundene Risiken, ...). Es gibt keine "Standard"-Methode, um dies zu lösen.
@DonQuiKong recherchiert etwas über Einbruchmeldesensoren.
@DonQuiKong obwohl das stimmt, wenn dies tatsächlich ein Sicherheitsmerkmal ist, benötigen Sie zwei Fehlerschutz, um die Sicherheitsinspektion zu bestehen. Ein Schalter wird nicht ausreichen. Tatsächlich müssen Sie bei einer komplexen Schaltung wie hier angegeben möglicherweise das Ganze duplizieren. Wenn Sie Ihren Kommentar noch einmal lesen, scheint dies hier möglicherweise nicht erforderlich zu sein.
"Das gleiche gilt, wenn es einen fehlerhaften Widerstand gibt." Tatsächlich könnten Sie die meisten von ihnen außer R2 kurzgeschlossen erkennen. Die Verwendung von zwei in Reihe für R2 wäre daher besser.

Nicht sicher, ob so etwas funktionieren würde, aber wenn Sie einen SPDT-Schalter haben, könnten Sie 2 Widerstände in Reihe mit den NO- und NC-Kontakten schalten.

schematisch

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