12. Dezember Erdbebensensor

[Ingo63]

Hallo in der Gemeinde,
endlich kommt der Piezo wieder zum Einsatz.
Einen Widerstand mit 330 kOhm findet ihr hinter Türchen Nummer 12. Er wird nun eingesetzt, um den Piezo-Schallwandler zu einem Erschütterungssensor zu machen. Laute Geräusche und starke Erschütterungen lassen die beiden LEDs flackern. Heben und senke den gesamten Aufbau, dann sollte abwechselnd die rote und die grüne LED leuchten. Die Piezo-Scheibe verhält sich wie ein Beschleunigungssensor. Wenn du damit durch den Raum gehst, sollte jeder Schritt deutlich angezeigt.
Der Aufbau sieht dann so aus:

12.JPG (297.17 KiB) 4660 mal betrachtet

12.JPG (297.17 KiB) 4660 mal betrachtet

Und der Schaltplan so:

12s.JPG (30.99 KiB) 4660 mal betrachtet

12s.JPG (30.99 KiB) 4660 mal betrachtet

Info: Der Operationsverstärker wird hier ohne Gegenkopplung als Komparator betrieben. Im Ruhezustand sind beide Eingangsspannungen gleich, sodass man nicht vorhersagen kann, wie sich der Ausgang verhält. Der OPV hat nämlich einen kleinen Offsetfehler in der Größenordnung von 1 mV (Millivolt), der hier im Ruhezustand den Ausschlag gibt. Sobald aber die vom Wandler erzeugte Signalspannung deutlich größer als 1 mV ist, bestimmt diese den Ausgangszustand.

[JeanLuc7]

Hi Ingo und alle,

ich hab das ja leider viel zu spät entdeckt - tolle Idee! Und beim Anblick des heutigen Schaltbilds hatte ich wieder das leichte Gruseln, das alte EE2001-Hasen überkommt, wenn man einen richtigen Operationsverstärker in freier Wildbahn ohne die dicken 1-MOhm-Widerstände sieht, die bei Philips omnipräsent sind. Bei mir bedurfte es eines Elektrotechnikstudiums und mancher Laborversuche, um zu begreifen, dass die Norton-OpAmps des LM3900 sehr speziell sind, weil ihre Ausgangsspannung abhängt von der Differenz der Eingangsströme - und erst über die großen Widerstände verhalten sie sich wie normale OpAmps, bei denen Ausgangs- und Eingangsspannung gekoppelt sind - und bei denen man die Eingänge direkt beschalten kann, wie man hier an dem Piezo gut sehen kann. Warum Philips damals zum LM3900 gegriffen hat und nicht zu einem Standard-OpAmp, bleibt wohl ewig deren Geheimnis. Denn diese Teile sind so unglaublich universell - schön wäre es gewesen, wenn man in den Baukästen den richtigen Umgang damit gelernt hätte. Später, in der ABC-Serie gab es dann den TL081, aber dort stand zumindest nach meiner Einschätzung das Lernen schon weit im Hintergrund.

Allen Mitadventisten weiterhin viel Spaß beim Basteln - bin gespannt, was Ingo hinter all den weiteren Türchen versteckt hat. Ob am 24. wohl ein Sensorweihnachtsbaum zum Vorschein kommt?

Viele Grüße,
Frank/JL7

[Ingo63]

Hallo in der Gemeinde,
die Empfindlichkeit lässt sich ganz leicht steigern.
Aufgabe: Beschwere die Membran mit einem kleinen Gewicht von maximal 10 g. Der Sensor wird damit noch empfindlicher für Bodenerschütterungen.
Versuche den Sensor so aufzustellen, dass er die Schritte einer Person im Raum anzeigt.

[DerInder]

Moin Moin,

mit drei Tagen Verspätung hab ich jetzt auch endlich diesen Versuch aufbauen können.

Die Empfindlichkeit des Piezos in dieser Schaltung ist echt erstaunlich.
Zwar reagiert das gute Teil nicht so gut auf Töne (selbst lautes Pfeifen reichte nicht), aber auf Erschütterungen (gerade mit Zusatzgewicht) reagiert der super. Ein ganz leichtes Klopfen auf die Tischplatte reicht vollkommen

[Physiker66]

Als Beschleunigungs-Sensor (zum Beispiel im Kinderwagen) funktioniert das ganze bei mir besser

Es hilft nichts, mein Haus ist auf einer riesigen Betonplatte gebaut. Wenn ich neben dem Aufbau springe flackert es ein bisschen - aber das ist der Luftzug

liebe Gruesse
Michael