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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik digitalsignal- virtuelle masse erzeugen


Autor: Philipp Abc (philippp)
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hallo,
ich habe ein kleines problemchen, an dem ich nun schon recht lange häng.
ich habe ein 24V digitalsignal welches von einem 2-draht bus daherkommt. 
aus diesem signal möchte ich nun einerseits die daten erhalten, 
andererseits auch leistung (bis zu 100W bei 12V).
um das zu schaffen, muss ich das signal nun irgendwie gleichrichten, 
sodass ich konstante 12V zur verfügung habe.
allerdings habe ich bis jetzt noch keine verwertbare idee gefunden. ich 
hoffe ihr könnt mir da helfen :)

Autor: ernst (Gast)
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opto-koppler -> daten
+ gleichrichter aus schnellen dioden -> power

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Philipp Abc

>ich habe ein kleines problemchen, an dem ich nun schon recht lange häng.
>ich habe ein 24V digitalsignal welches von einem 2-draht bus daherkommt.

Wie ist das Signal kodiert?

>aus diesem signal möchte ich nun einerseits die daten erhalten,
>andererseits auch leistung (bis zu 100W bei 12V).

Macht also ~8,5A.

>um das zu schaffen, muss ich das signal nun irgendwie gleichrichten,
>sodass ich konstante 12V zur verfügung habe.

Genau. Mit einer Diode, vorzugsweise eine schnelle Schottkydiode. Z.B. 
MBR745 (wobei die mit 8,5A schon leicht überlastet ist)

>allerdings habe ich bis jetzt noch keine verwertbare idee gefunden. ich
>hoffe ihr könnt mir da helfen :)

Siehe Anhang. Dein Datensignal kann z.B. RS232 kodiert sein. D.h. wenn 
keine Daten gesendet werden ist die Leitung auf logisch HIGH (=24V). 
Werden nun Daten gesendet, geht die Leitung für sehr kurze Zeiten auf 
LOW (0V), die Diode und der Pufferkondensator halten dabei die Spannung 
aufrecht. Mittels R1 wird das Siganl direkt ausgekoppelt und kann auf 
einen Digitaleingang z.b. vom uC gegeben werden, der Widerstand dient 
der Strombegrenzung und sollte auf einen Strom von ca. 1mA dimensioniert 
werden.

MFG
Falk


Autor: Philipp Abc (philippp)
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danke für die antworten.


mit einem gleichrichter habe ich es versucht, allerdings kommen keine 
12V am ende heraus. je nach frequenz irgendwas zwischen 12 und 22V. 
werde es aber noch mal mit anderen dioden versuchen.


das signal ist nicht wirklich kodiert. 0V entspricht 0 und diese 24V 
eben 1.
der "sender" arbeitet so dass er 12V jeweils umgepolt auf den weg 
schickt. im empfänger entstehen dadurch eben 24V

insofern klappt das auch nicht wirklich wenn ich es einfach mit einem 
kondensator puffere, da auch eine lange folge von "0" möglich ist und 
der kondensator dann augenblicklich entladen wäre.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Philipp Abc

>mit einem gleichrichter habe ich es versucht, allerdings kommen keine
>12V am ende heraus.

Naja, 24V Gleichgerichtr sind immer noch 24V.

> je nach frequenz irgendwas zwischen 12 und 22V.
>werde es aber noch mal mit anderen dioden versuchen.

Brauchst du nicht, das Problem ist systematischer Natur.

>das signal ist nicht wirklich kodiert. 0V entspricht 0 und diese 24V
>eben 1.
>der "sender" arbeitet so dass er 12V jeweils umgepolt auf den weg
>schickt. im empfänger entstehen dadurch eben 24V

Ja wie denn nun? Entweder das Signal ist 0V und 24V (unipolar) oder +12V 
und -12V (bipolar). Im zweiten Fall brauchst du einem 
Brückengleichrichter.

>insofern klappt das auch nicht wirklich wenn ich es einfach mit einem
>kondensator puffere, da auch eine lange folge von "0" möglich ist und
>der kondensator dann augenblicklich entladen wäre.

Langsam. Augenblicklich schonmal gar nicht. Überleg mal wie schnell die 
Spannung an einem 1000uF Kondensator sinkt, wenn du 1A Strom entnimmst.
Allerdings kann sich dein System nur kurze Null-Zeiten leisten, du musst 
also mit einer relativ hohen Baudrate arbeiten. Besser, aber 
aufwändiger, wäre die Verwendung eines aufmodulieren Trägersignals, wie 
es z.B. das Telephon macht (Tonwahl).

MFG
Falk


Autor: Philipp Abc (philippp)
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zuerst mal danke für deine hilfe

Falk Brunner wrote:
> @ Philipp Abc
>
>>mit einem gleichrichter habe ich es versucht, allerdings kommen keine
>>12V am ende heraus.
>
> Naja, 24V Gleichgerichtr sind immer noch 24V.
>

ein sinus hat danach ja auch nur mehr den halben spitze-spitze wert. 
sollte das nicht auch auf ein rechteck zutreffen? fühle mich gerade tief 
verwirrt :)


>>das signal ist nicht wirklich kodiert. 0V entspricht 0 und diese 24V
>>eben 1.
>>der "sender" arbeitet so dass er 12V jeweils umgepolt auf den weg
>>schickt. im empfänger entstehen dadurch eben 24V
>
> Ja wie denn nun? Entweder das Signal ist 0V und 24V (unipolar) oder +12V
> und -12V (bipolar). Im zweiten Fall brauchst du einem
> Brückengleichrichter.
>

weder noch ;)
ich habe im sender nur +12V. nur diese 12V werden mal so, mal andersrum 
gepolt auf die leitung geschickt. das signalisiert 0 und 1, ich habe 
dadurch aber ununterbrochen meine 12V versorgung. naja sofern es halt 
gelingen würde diese gleichzurichten.


>>insofern klappt das auch nicht wirklich wenn ich es einfach mit einem
>>kondensator puffere, da auch eine lange folge von "0" möglich ist und
>>der kondensator dann augenblicklich entladen wäre.
>
> Langsam. Augenblicklich schonmal gar nicht. Überleg mal wie schnell die
> Spannung an einem 1000uF Kondensator sinkt, wenn du 1A Strom entnimmst.
> Allerdings kann sich dein System nur kurze Null-Zeiten leisten, du musst
> also mit einer relativ hohen Baudrate arbeiten. Besser, aber
> aufwändiger, wäre die Verwendung eines aufmodulieren Trägersignals, wie
> es z.B. das Telephon macht (Tonwahl).
>

diese methode ist leider zu störungsanfällig. die jetzige variante läuft 
einwandfrei. ich habe über 2 ~7 meter lange litzendrähte bitfehlerfrei 
100kbit fahren können. sogar 1mbit würde sich mit kleinen änderungen 
realisieren lassen

Autor: Rahul Der trollige (rahul)
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>ich habe im sender nur +12V. nur diese 12V werden mal so, mal andersrum
>gepolt auf die leitung geschickt. das signalisiert 0 und 1, ich habe
>dadurch aber ununterbrochen meine 12V versorgung. naja sofern es halt
>gelingen würde diese gleichzurichten.

Dafür bietet sich ein Brückengleichrichter geradezu an.

Modelleisenbahnen benutzen dieses System auch (in der Codesammlung 
findet man etwas zu einen DDC-Decoder...)

Autor: Philipp Abc (philippp)
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ja, nur der brückengleichrichter ist ja mein problem. an dessen ende hab 
ich eben diese 12-22V welche von der frequenz abhängig sind. ich 
verstehe absolut nicht wieso das so ist. theoretisch müssten da ja 12V 
rauskommen oder lieg ich da falsch?

Autor: Rahul Der trollige (rahul)
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Mal mal deine Schaltung auf!

Autor: Philipp Abc (philippp)
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hier die schaltung wie die spannung auf den bus gelangt...
http://img140.imagevenue.com/img.php?image=91725_a...

Autor: Falk (Gast)
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Naja, das ist ne normale H-Brücke. Mit  nem Brückengleichrichter haut 
das wunderbar hin, dann hast du auch keine Probleme mit langen Null oder 
eins Sequenzen. Die Schaltung zur Datensignalrückgewinnung mal ich 
später auf, hab jetzt keine Zeit und Lust. ;-)

MFG
Falk

Autor: Philipp Abc (philippp)
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nur genau dieser gleichrichter ist ja mein problem, deshalb habe ich ihn 
nach längerem herumgeteste wieder verworfen ;)
ich weiß wie gesagt echt nicht wieso das nicht funktioniert. habe als 
gleichrichter schon einiges versucht, vom fertigen 
brückengleichrichter-bauteil bishin zum diskreten aufbau mit 
shottky-dioden. das bild ist jedoch immer das selbe. die 
ausgangsspannung ist abhängig von der frequenz. ich dachte zuerst dass 
da die kondensatoren nach dem gleichrichter eventuell ladungspumpe 
spielen, aber wenn ich sie weglasse, ändert sich nix ander spannung.
bin echt am verzweifeln :(

datensignalrückgewinnung funktioniert schon problemlos, aber danke 
trotzdem vielmals ;)

Autor: Falk (Gast)
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@ Philipp Abc

>nur genau dieser gleichrichter ist ja mein problem, deshalb habe ich ihn
>nach längerem herumgeteste wieder verworfen ;)

Aber so geht es!

>ich weiß wie gesagt echt nicht wieso das nicht funktioniert. habe als
>gleichrichter schon einiges versucht, vom fertigen
>brückengleichrichter-bauteil bishin zum diskreten aufbau mit
>shottky-dioden. das bild ist jedoch immer das selbe. die
>ausgangsspannung ist abhängig von der frequenz. ich dachte zuerst dass

Kann es sein dass du mit falschem Massebezug misst? Du muss bei deiner 
Schaltung die Masse hinter dem Brückengleichrichter abgreifen. Diese 
Masse hat mit der Masse deiner Treiberschaltung NICHTS zu tun!

>da die kondensatoren nach dem gleichrichter eventuell ladungspumpe
>spielen, aber wenn ich sie weglasse, ändert sich nix ander spannung.

Du brauchst hinter dem Gleichrichter Kondensatoren, allerdings wenn du 
mit Rechecksignalen ansteuerst (wonach die Schaltung aussieht) nur recht 
kleine (100uF sollten locker reichen). Mit welcher Freqeunz steuerst du 
denn an?

MfG
Falk

Autor: Philipp Abc (philippp)
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Falk wrote:
> @ Philipp Abc
>
>>nur genau dieser gleichrichter ist ja mein problem, deshalb habe ich ihn
>>nach längerem herumgeteste wieder verworfen ;)
>
> Aber so geht es!
>

ja, ich verstehs auch nicht wieso es das nicht tut :)

>>ich weiß wie gesagt echt nicht wieso das nicht funktioniert. habe als
>>gleichrichter schon einiges versucht, vom fertigen
>>brückengleichrichter-bauteil bishin zum diskreten aufbau mit
>>shottky-dioden. das bild ist jedoch immer das selbe. die
>>ausgangsspannung ist abhängig von der frequenz. ich dachte zuerst dass
>
> Kann es sein dass du mit falschem Massebezug misst? Du muss bei deiner
> Schaltung die Masse hinter dem Brückengleichrichter abgreifen. Diese
> Masse hat mit der Masse deiner Treiberschaltung NICHTS zu tun!
>

nö, ich messe sicher richtig, am ausgang des gleichrichters eben

>>da die kondensatoren nach dem gleichrichter eventuell ladungspumpe
>>spielen, aber wenn ich sie weglasse, ändert sich nix ander spannung.
>
> Du brauchst hinter dem Gleichrichter Kondensatoren, allerdings wenn du
> mit Rechecksignalen ansteuerst (wonach die Schaltung aussieht) nur recht
> kleine (100uF sollten locker reichen). Mit welcher Freqeunz steuerst du
> denn an?
>
frequenz sind ca. 100KHz. als kondensator verwende ich 100uF, aber auch 
alles andere von 0 bis 4,7mF brachte keine änderung

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Philipp Abc

>> Naja, 24V Gleichgerichtr sind immer noch 24V.
>>

>ein sinus hat danach ja auch nur mehr den halben spitze-spitze wert.

Logisch.

>sollte das nicht auch auf ein rechteck zutreffen? fühle mich gerade tief
>verwirrt :)

Ja.

> aufwändiger, wäre die Verwendung eines aufmodulieren Trägersignals, wie
> es z.B. das Telephon macht (Tonwahl).

>diese methode ist leider zu störungsanfällig. die jetzige variante läuft
>einwandfrei. ich habe über 2 ~7 meter lange litzendrähte bitfehlerfrei
>100kbit fahren können. sogar 1mbit würde sich mit kleinen änderungen
>realisieren lassen

1MBit? Und dabei noch ~12A fliessen lassen? Das will ich erstmal sehen.

>> Kann es sein dass du mit falschem Massebezug misst? Du muss bei deiner
>> Schaltung die Masse hinter dem Brückengleichrichter abgreifen. Diese
>> Masse hat mit der Masse deiner Treiberschaltung NICHTS zu tun!

>nö, ich messe sicher richtig, am ausgang des gleichrichters eben

Das glaube ich erst wenn ich es gesehen habe.
Zeichne mal deinen Gleichrichter + Messpunkte auf.

>frequenz sind ca. 100KHz. als kondensator verwende ich 100uF, aber auch
>alles andere von 0 bis 4,7mF brachte keine änderung

Dann hast du irgendwo einen elementaren Fehler drin.
Normale Brückengleichrichter sind nicht wirklich für 100 kHz geeignet, 
die Dioden sind zu langsam. Schottky sollte damit kein Problem haben, 
allerdings unter Vollast (13A) würde ich das nicht so pauschal sagen.

MfG
Falk


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