Hallo, ich habe noch sehr wenig Erfahrung mit Elektrotechnik und rätsel schon seit Tagen über folgendes Problem: Ich habe eine Spannung (aus einem Arduino Board), die über PWM von 0-5V geregelt ist. Um einen externen Verstärker zu steuern, benötige ich aber eine Spannung von -10 bis +10V. Über eine externe Spannungsversorgung habe ich noch 24V und (über einen Spannungsregler) 12V zur Verfügung. Die notwenidige "Verschiebung" des Gnd-Niveaus überfordert mich aber immer wieder =( Vielleicht könnt ihr mir helfen dieses, höchstwahrscheinlich sehr einfache, Problem zu lösen. Super wäre, wenn, falls überhaupt erforderlich, als OPV ein TL071 eingesetzt werden würde, weil ich von denen noch einige habe. Vielen Dank und viele Grüße, Martin
Fangen wir mal mit der Spannungsverstärkung an. Von 5V Spannungshub auf 20V muss sie 4-fach sein. Ich nehme an, der Verstärker soll nicht invertierend arbeiten, also die -10V aus 0V und die +10V aus +5V entstehen, nicht umgekehrt. Meistens haben invertierende Verstärker etwas weniger Bauteile. Nicht invertierend heißt, die Eingangsspannung geht direkt auf den nichtinvertierenden "+" Eingang des Operationsverstärkers. Die Spannungsverstärkung beträgt hier (1 + Widerstandsverhältnis am Invertierenden Eingang), das muss also 3:1 sein, z.B. 10kOhm an einer Referenzspannung und 30 kOhm zum Ausgang. Die Referenzspannung muß wenn es genau sein soll stabilisiert sein, für einfachere Aufgaben reicht ein Spannungsteiler zur Versorgungsspannung. Man kann den 10k-Widerstand auch zu diesem Spannungsteiler auftrennen, also ein R nach Masse und ein R zur Versorgungsspannung. Das spart einen Widerstand. Jetzt fehlt nur noch der Wert dieser Referenzspannung. Dazu nehmen wir den mittleren Wert: 2,5V am Eingang, 0V am Ausgang. Am invertierenden Eingang müssen ebenfalls 2,5V liegen, über dem 30k-Widerstand fallen 2,5V ab, also müssen am 10k Widerstand (2,5/3) V = 0,833V liegen. Also beträgt die Referenz (2,5+0,833)V = 3,33V .
> Die notwenidige "Verschiebung" des Gnd-Niveaus überfordert mich aber > immer wieder =( Tja, und wir wissen nicht, ob das in deinem Umfeld geht, weil du zu wenig darüber gechrieben hast, z.B. wo die 5V für den Arduino herkommen. Wenn du statt 24V nun -12V und +12V hättest und die 0V mit den 0V deines Arduino verbunden sind, dann macht man das mit einem OpAmp der bis 2V an die Versorgungsspannungen herankommt und mindestens 24V aushält (die muß man suchen): +5V -----5k---+ +12V | | PWM--R--+-----(--|+ LM7321\ | | | >---+-- -10V..10V C +--|-/ | | | | | GND ----+-10k-+---(-10k-+ | -12V ob du nun aber diese -12V und +12V aus den 24V und einem 12V Spanungsregler so erzeugen kannst: +24V--+-------- +12V | | 5V ---78ß5-- | | Arduino +--7812-- 0V -----+--- | GND--------+--- -12V das wissen wir nicht, es hängt von den benötigten Stromstärken ab und wie deine 5V erzeugt werden.
Danke für die beiden schnellen Antworten. Wie ich die Referenzspannung erzeuge, habe ich allerdings bei Christoph noch nicht ganz verstanden, das von MaWin scheint mir logisch, allerdings hängt der GND vom Arduino leider am GND der 24V, damit kann ich deine Erzeugung der +-12V leider so nicht nutzen- hast du vielleicht dafür einen Vorschlag?
Statt 10k/30k nimmt MaWin 3,33k/10k, das Verhältnis 1/3 ist dasselbe. Man darf die 5k nach +5V und die 10k nach GND für den Verstärkungsfaktor als parallelgeschaltet betrachten, das sind dann eben 3,33k. Und 5V mit 5k/10k auf 2/3 heruntergeteilt ergeben die von mir genannte Referenz von 3,33V. Für eine Spannung von -12V gibt es Spannungswandler mit geschalteten Kondensatoren, ursprünglich nur für -5V mit dem ICL7660, es gibt aber z.B. ICL7662 oder LT1054 (Reichelt LT 1054 CN8 3,75 €) http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/fn31/fn3181.pdf http://www.linear.com/product/LT1054 die können maximal 15V zu -15V umwandeln http://parametric.linear.com/unregulated_doubling|inverting_charge_pumps
> allerdings hängt der GND vom Arduino leider am GND der 24V Tja, Pech gehabt. Dann musst du mindestens -12V erzeugen. Entweder auf +12V mit ICL7662 oder AN-1118 von http://www.national.com/ oder MAX743 oder TPS65130, TPS65131
Ich habe nun soweit alles aufgebaut, doch wollte ich mich vor einem Test noch erkundigen, wie groß der Widerstand "R" denn sein müsste? MaWin schrieb: > +5V -----5k---+ +12V > | | > PWM--R--+-----(--|+ LM7321\ > | | | >---+-- -10V..10V > C +--|-/ | > | | | | > GND ----+-10k-+---(-10k-+ > | > -12V Vielen Dank für die Hilfe!
Das ist DEIN Filter der PWM Spannung
> die über PWM von 0-5V
Misst- mir ist auch gerade aufgefallen dass ein einfacher C dafür nicht reicht ^^
> Misst- mir ist auch gerade aufgefallen dass ein einfacher > C dafür nicht reicht ^^ Berechnung: http://sim.okawa-denshi.jp/en/PWMtool.php
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