Guten Tag, in meiner Projektarbeit an der UNI muss ich 130 einzelne Schaltungen parallel auf Mikrorisse mit Hilfe von Online-Messung (=Messung von möglichen Spannungsänderungen) untersuchen. Für dieses Vorhaben muss ich einen Strom zwischen 30 bis 50 mA auf jede Schaltung legen , d.h. ich benötige eine Konstantstromquelle mit 130 einzelnen Ausgängen. Ich habe mir überlegt sechs dieser LED-Treiber (http://de.farnell.com/texas-instruments/tlc5947dap/led-treiber-linear-32-tssop/dp/1755259) parallel zu schalten. Jedoch benötigen diese Bauelemente einen Controller, von deren Programmierung keiner in meiner Abteilung eine Ahnung hat. Deswegen würde ich sehr gerne wissen ob es eine Möglichkeit gibt, die Schaltung auch ohne einen Controller betreiben zu können. Da ich nahezu kein Know-How in diesem Bereich (Elektrotechnik, Schaltungspläne etc.) habe, würde ich gerne erfahren ob mein Gedanke irgendwie umsetzbar ist bzw. wie ich sonst eine Konstantstromquelle mit so vielen Ausgängen realisieren kann. Für das Betreiben der Konstantstromquelle ist bei uns eine Konstantspannungsquelle vorhanden, zudem spielt der Preis der benötigten Bauelemente keine Rolle. Vielen Dank für Eure Hilfe
:
Verschoben durch Moderator
Naja, was für Abweichungen sind erlaubt und welchen Frequenzgang sollen die Stromquellen haben? Sind die 30-50mA ein Toleranzbereich, oder soll der Strom irgendwie einstellbar sein? In ersterem Fall reichen möglicherweise sogar Widerstände. 130 Transistorstromquellen sind vermutlich auch in ein paar Tagen zusammengelötet.
Schau mal hier rein, da sollte was für Euch dabei sein: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle Gruß
> die Schaltung auch ohne einen Controller betreiben zu können. Sicher geht das, ein NE555 könnte ab dem Einschalten dauernd SCLK mit 1 an SIN in die Schieberegister takten und wenn am Ende bei SOUT die 1 wieder rasukommt, verwendet man sie als XLAT zum Festhalten. Aber der Chip ist überkandidelt, er kann PWM Graustufen die du nicht brauchst, und ärgerlicherweise ist das Schieberegister nicht mit 0 vorbelegt, so daß der oben genannte XLAT Trick nicht funktioniert. Es wird aber Chips geben, mit denen das geht. Zudem ist fraglich, wie du die Ergebnisse deiner Spannungsänderungen erfassen willst ohne Microcontroller, den hättest du also sowieso.
Fomulier das mal um: Du brauchst 130 Konstantsromquellen, nicht eine mit 130 AUsgängen. Schaltungen für Konstantstromquellen findest Du leicht im Internet Ein Beispiel:
1 | A+o---------+-----+ |
2 | | | |
3 | |~| | R1 |
4 | |_| | |
5 | | |/ |
6 | +---| T1 |
7 | | |\> |
8 | | | |
9 | \| | |
10 | |---+ T2 |
11 | </| | |
12 | | |~| |
13 | | |_| R2 |
14 | | | |
15 | B-o---------+-----+ |
R1 = 2,2k Ohm R2 = 12 Ohm T1, T2 = BC337-40 Der Strom wird durch die BE Spannung von T2 (ca 0,6V) und dem Widerstand R2 bestimmt (bei 50mA fallen 0,6V ab). Dann leitet T2 und nimmt dem T1 seinen Steuerstrom weg. R1 muss so gewählt werden, dass T2 (entsprechend seinem Verstärkunsfaktor) bei dem gewünschten minimalen Spannungsabfall ausreichend Steuerstrom erhält. Bei 2,2k Ohm braucht die Konstantstromquelle mindestens 2V. Es dürfen maximal ca 10V abfallen, entsprechend der thermischen Belastbarkeit von T1. Durch Wahl anderer Transistoren mit Kühlkörper kann man größere Spannungsbereiche abdecken. Aber rechnen und Datenblätter lesen kannst Du sicher selbst.
Sorry Tippfehler. Es muss heissen: R1 muss so gewählt werden, dass T1 (nicht T2) bei dem gewünschten minimalen Spannungsabfall ausreichend Steuerstrom erhält.
Artem D. schrieb: > in meiner Projektarbeit an der UNI muss ich 130 einzelne Schaltungen > parallel auf Mikrorisse mit Hilfe von Online-Messung (=Messung von > möglichen Spannungsänderungen) untersuchen. Die KSQ dürften da wohl das kleinere Problem sein wenn Du 130 mal wirklich parallel messen willst. Da ja wahrscheinlich das Messen nicht wirklich parallel gehen wird kannst Du ja auch eine KSQ zum syncron zum wie auch immer gearteten Messgerät multiplexen falls die zu testende Schaltung nicht zu träge reagiert. Artem D. schrieb: > zudem spielt der Preis der benötigten Bauelemente keine Rolle. Na dann, einfach 130 Labornetzteile ;-) Stefan
Artem D. schrieb: > in meiner Projektarbeit an der UNI muss ich 130 einzelne Schaltungen > parallel auf Mikrorisse mit Hilfe von Online-Messung (=Messung von > möglichen Spannungsänderungen) untersuchen. Für dieses Vorhaben muss > ich einen Strom zwischen 30 bis 50 mA auf jede Schaltung legen , d.h. > ich benötige eine Konstantstromquelle mit 130 einzelnen Ausgängen. Ähm. Nein. Dieses folgt nicht aus jenem. "auf Mikrorisse ... untersuchen" deute ich mal als "die Änderung des Widerstands einer Struktur erkennen". Was sich da an Fragen so stellen würde: 1. 30-50mA ... bei welcher Spannung denn? Würde es nicht eher reichen eine konstante Spannung anzulegen und den Strom zu messen? Das Einspeisen der Testströme (bzw. -Spannungen) ist ja bestenfalls die halbe Miete. Der jeweils andere Wert muß ja gemessen werden. 2. Wie schnell muß eine Änderung erfaßt werden? Wie kann eine Änderung, die durch einen Mikroriß hervorgerufen wird von einer anderweitigen Änderung unterschieden werden? Und dann noch "130 einzelne Schaltungen" ... 3. haben die einen gemeinsamen Bezugspunkt? Reicht es also z.B. an 130 Punkten einen Strom gegen GND einzuspeisen und die resultierende Spannung zu messen? Oder müssen die 130 "Schaltungen" womöglich galvanisch getrennt ausgewertet werden? Je nachdem wie die Antworten auf obige Fragen ausfallen, kann die Lösung sich zwischen "ein 5V Netzteil für 10A und 130 Widerstände a 100 Ohm plus ein ADC mit Multiplexer 130:1" und "richtig häßlich viel Aufwand" bewegen. Also tu doch mal Butter bei die Fische! XL
Wenn Du 130 Konstant Stromquellen rund um ein Werkstück, welches wahrscheinlich Leitfähig ist, verwenden willst, so sollten diese wohl entweder gemultiplext oder galvanisch getrennt sein. Im ersten Falle brauchst Du eigentlich nur eine Quelle, im zweiten Falle wird auch die Auswertung spannend.
Hi
So ganz kann ich deinem Vorhaben nicht folgen, denn
>ich benötige eine Konstantstromquelle mit 130 einzelnen Ausgängen.
so wird es nicht gehen. du benötigst eine Spannungsquelle mit 130
Konstantstromquellen, wenn einzelne Bauteile geprüft werden, denn wenn I
konstant ist und R variabel, dann ist V auch variabel.
gruß oldmax
Guten Morgen und vielen Dank für die schnellen Antworten. Nach den vielen Fragen versuche ich mein Problem besser zu erläutern: 1) Die zu testenden Schaltungen sind galvanisch getrennt (= kein geömeinsamer Bezugspunkt) 2) Der Strom soll konstant bleiben, d.h. er soll nicht einstellbar sein. Er soll jedoch zwischen 30 und 50 mA liegen. (für jede Schaltung) 3) Für die Messung der Spannungsänderungen während der Online-Messung sind bereits zwei Messboxen vorhanden (mit über 130 Eingängen), derren Anschlüsse an die 130 Schaltungen gelötet werden um so alle Spannung gleichzeitig zu messen. Für die Spannungsmessung ist somit alles vorhanden. 4) 130 KSQ mit Widerständen und Transistoren zu realisieren hat mein Betreuer abgelehnt. Er hat mich gebeten eine Lösung mit weniger Bauteilen zu finden, deswegen habe ich mir überlegt LED-Treiber (http://de.farnell.com/texas-instruments/tlc5947dap/led-treiber-linear-32-tssop/dp/1755259) mit mehreren Ausgängen parallel zu schalten. Jedoch habe ich bis jetzt keinen LED-Treiber gefunden, der ohne einen Mikrocontroller auskommen würde. Zusätzliche Anmerkung: die Schaltungen werden in einen Temperatur-Schock-Tester für ca. 6 Wochen gelegt, deswegen müssen alle Schaltungen auch gleichzeitig/parallel mit Strom versorgt werden.
Artem D. schrieb: > Die zu testenden Schaltungen sind galvanisch getrennt (= kein > geömeinsamer Bezugspunkt) Artem D. schrieb: > 3) Für die Messung der Spannungsänderungen während der Online-Messung > sind bereits zwei Messboxen vorhanden (mit über 130 Eingängen), derren > Anschlüsse an die 130 Schaltungen gelötet werden um so alle Spannung > gleichzeitig zu messen. Bist du dir sicher, dass auch in der Messbox eine galvanische Trennung der einzelnen Messkreise sichergestellt ist, bzw. wenn dann eben nur die Massen gemeinsam sind? Also dürfen die Stromquellen alle das gleiche Massepotenzial haben?
Artem D. schrieb: > 3) Für die Messung der Spannungsänderungen während der Online-Messung > sind bereits zwei Messboxen vorhanden (mit über 130 Eingängen), derren > Anschlüsse an die 130 Schaltungen gelötet werden um so alle Spannung > gleichzeitig zu messen. Für die Spannungsmessung ist somit alles > vorhanden. gut > 1) Die zu testenden Schaltungen sind galvanisch getrennt (= kein > geömeinsamer Bezugspunkt) OK. Ich nehme aber an, daß sie für die Messung dann trotzdem an eine gemeinsame Masse angeschlossen werden, oder? > 2) Der Strom soll konstant bleiben, d.h. er soll nicht einstellbar sein. > Er soll jedoch zwischen 30 und 50 mA liegen. (für jede Schaltung) Und muß es wirklich eine Stromquelle sein? Oder reicht nicht ein simpler Vorwiderstand? Ich meine, eine LED kann man ja auch mit einem Vorwiderstand betreiben und der Strom schwankt dann viel weniger als von 30mA zu 50mA. Wie groß ist der Spannungsbedarf deiner Schaltungen? Und wie sehr schwankt der von Exemplar zu Exemplar? > 4) 130 KSQ mit Widerständen und Transistoren zu realisieren hat mein > Betreuer abgelehnt. Er hat mich gebeten eine Lösung mit weniger > Bauteilen zu finden Ich weiß nicht wie sinnvoll das ist. Kommt drauf an, wieviel Spannung deine "Schaltungen" brauchen und wieviel Reserve man (für exemplarabhängige Schwankungen) vorsehen muß. 50mA * 2V sind schon 100mW. Ein integrierter Treiber mit 16 Ausgängen müßte dann schon 1.6W loswerden. Und nochwas: sowas muß ja auch robust sein. Bei einem Kurzschluß der Probe wären das dann Betriebsspannung*50mA. Das kann man mit Einzeltransistoren nicht nur besser auffangen - bei einem Defekt wäre auch nur jeweils ein Transistor zu tauschen. XL
Da die Genauigkeitsanforderungen nicht sehr hoch sind (sonst hättest du den TLC5947 nicht in Erwägung gezogen), reichen 1 Transistor und 1 Widerstand pro Kanal und eine gemeinsame Referenzspannungsquelle. Ist das immer noch zu viel Aufwand, kannst du jeweils mehrere der zu testenden Module in Reihe schalten und mit einer gemeinsamen Stromquelle speisen. Von den gemessenenen Spannungen musst du dann eben hinterher die Differenzen bilden. Wieviele der Module du jeweils in Reihe schalten kannst, hängt vom Messbereich der verwendeten Spannungsmesser ab.
Hallo, die Verwendung von PWM-Ausgängen zur Widerstandsmessung ist sowieso eine ganz ganz schlechte Idee, da brauchst du jede Menge Filterung um die PWM-Frequenz zu unterdrücken. ICs für Konstantstrom ohne jedes externe Bauteil gibt es nicht, folglich spielt es keine Rolle, ob du nun Widerstand und Transistor oder Widerstand und IC einsetzt. Die Vorgabe, keine diskrete Lösung zu verwenden, ist also alles andere als sachgerecht - aber das sind wir hier schon gewohnt, dass solche Vorgaben aus akademischen Quellen ziemlich unsinnig sind. Vielleicht gehört das zur Ausbildung, damit man sich an sowas gewöhnt. Gruss Reinhard
"Weniger Bauteile" kann man natürlich auch erreichen, indem man Widerstandsarrays mit jeweils 4-5 Widerständen im SIL Gehäuse verwendet ;) Im Idealfall dürfen höchstens 50mA fließen. Da bieten sich Arrays mit 68 Ohm an, die sind gut erhältlich. Das ganze muß dann mit 3,3V versorgt werden. Diese Widerstände dürfen jeweils mit ca. 0,2W belastet werden, es werden pro Widerstand max. 0,16W verbraten. Für eine echte Widerstandsmessung muß natürlich der Meßwert linearisiert werden, aber "nur" für eine Durchgangsprüfung reicht es, einen Grenzwert festzulegen. Netzteile für 3,3V sind gut erhältlich, und die Widerstandsnetzwerke auch. Reihenschaltung der Meßobjekte ist möglich, allerdings nur, wenn irgendein Ausfall ein Abbruchkriterium ist. Mehrere Ausfälle in einer Reihenschaltung lassen sich nicht finden :(
Werden die Stromquellen gemeinsam an ein metallisches Prüfteil angeschlossen? Falls ja dann haben alle 130 oder zumindest (bein mehreren Teilen) immer einige über das Metall Kontakt zu anderen und beeinflussen sich gegenseitig. Dann müssten alle 130 galvanisch voneinander getrennt werden.
Da die Testobjekte galvanisch getrennt müsste auch eine Konstantstromsenke gehen. Hier gibt es LED/Lasertreiber mit einstellbarenm Konstantstrom(nur über einen Spannungseingang - kein Mikrocontroller). Frage ist auch wie hoch der Innenwiderstand der Testobjektes ist, was die benötigte Spannung bestimmt und ob eine Serienschaltung von mehreren Testobjektes möglich ist. Der iC-HG (http://www.ichaus.biz/product/iC-HG ) hat z.B. sechs einstellbare Stromsenken mit bis zu 0,5A in einem Gehäuse( 3A gesamt). Die Versorgungsspanng für die LED/Lasertreiberstufen ist max. 12V.
Angehängte Dateien:
-
lm317_current.jpg
3,3 KB
Wie wärs denn mit einem LM317 mit 33Ohm Widerstand als Stromregler (rund 37mA). Für den Feinabgleich könnte man paralell zu den 33 Ohm noch einen hochohmigeres poti schalten wenn nötig. Grüsse Martin
Wenn der Temperaturgang der U-BE-Strecke nicht stört, reicht doch eine Konstantspannungsquelle, z.B. "Zenerdiode" als IC mit ca. 1,2V für alle gemeinsam und pro Ausgang ein Transistor und ein Widerstand am Emitter. In SMD-Ausführung sollte das auf eine Europakarte passen. Das läßt sich mit pnp oder npn bauen, je nachdem, ob die Last nach Masse gehen muss.
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