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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Treíber für Kreuzspulinstrument


Autor: Sebastian Enz (Gast)
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Hallo,

ich möchte mittels AVR ein Kreuzspulinstrument antreiben. Dazu über sin 
u. cos-Tabelle 2xPWM ausgeben, wobei jede Spule bei effektivem Fluß=0 
mit 50% PWM angesteuert bzw. der Strom immer umgepolt wird. Bei max. 
Fluß ist die PWM 0% bzw 100%. Jede Spule benötigt also eine Voll bzw. 2 
Halbbrücken.
Ich Suche nach einer einfachen Treiber-Lösung für das Instrument.
Meine Idee ist das mit je 2 three-state Puffern oder je 2x npn/pnp Bipo 
zu realisiern.
Gibt's einen IC ähnlich ULN28xx mit three-state Ausgängen, die ca. 20mA 
sinken/sourcen können. Vlt. geht das auch mit CMOS Treibern parallel?
Gefällt Euch die Lösung mit den 8 Transistoren besser?

Die Spulen haben je 260 Ohm, Betriebsspannung ist 5V.

Viele Grüße, Sebastian

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Kreuzspulmesswerk
hab erst mal nachlesen müssen, was das ist.
Was soll das bewirken, mit sin und cos? Soll der Zeiger hin und her 
wackeln? Dann kann die Frequenz nicht sehr hoch sein, vielleicht tun es 
einfache NF-Endstufen?

Autor: Tcf Kat (tcfkat)
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Ich vermute mal, die PWM-Frequenz liegt über der mechanischen Trägheit 
des Instruments, und das Teil soll dann integrieren.
Ich würde das diskret aufbauen... müsste aber eigentlich auch mit 
parallelen 4000er Gattern gehen (4049 buffered, oder so).

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: Jack Braun (jackbraun)
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Dafür gibts einen speziellen Treiberbaustein:

CS8190

Autor: Sebastian Enz (Gast)
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Oh je wenn man da weitersucht finden sich noch viel mehr fertige 
Lösungen. Air-Core-Meter war der richtige Begriff.
Selbstbau währe trotzdem interessant.

Danke für die Tips!

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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Das Ding frisst maximal 20mA, mit nem Vorwiderstand noch weniger, ich 
würde das mal einfach direkt an die Pins hängen.
Wobei das ist echter Schwachsinn, du brauchst keine Vollbrücken, wozu 
auch das Kreuz erzeugt doch eine Differenz von sich aus. Häng das mal 
ganz einfach  mit einem 470 Ohm Widerstand jeweils an einen Pin und an 
Masse.
Wenn wir mal die Spulen mit A und B bezeichnen:
- A: 100% B: 0% Vollausschlag Richtung A
- A: 0% B: 100% Vollausschlag Richtung B
selbst hier ist das ganze noch Überdefiniert.

Ich bin mir fast sicher, das du auf Dauer dein Instrument bei 5V@20mA 
sogar kaputtbekommst, die wollen nicht so viel Strom.

Alles was über die besagten zwei Widerstände hinausgeht ist masslos 
übertrieben.

Hast du das wenigstens schonmal versucht? Auch ohne Widerstand, PortB 
oder so kann doch 20mA bringen bei den meisten AVRs. -wiebel

[edit: Ok der CS8190 kann wieder Sinn machen, aber ich fände es 
spannender genau das was der macht selbst zu Programmieren, ist aber 
natürlich Geschmackssache.]

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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Ok ich bin bereit was den Tatbestand ser Unötigkeit der zwei Vollbrücken 
angeht zurückzurudern (nicht was den Treiber betrifft). Wenn mir das 
jemand erklärt. Hat das Instrument keine Rückstellfeder?
Ok wenn ich so drüber nachdenke würde mit Rückstellfeder die sin-cos 
Ansteuerung keinen Sinn machen, nagut dann eben Vollbrücken.

Versuch die beiden Spulen einfach mal zwischen zwei Pins zu hängen, zwi 
Pins stellen an sich ja schon eine Vollbrücke dar, un der Strom reicht 
sicher auch aus. Brauchst dann natürlich 4 PWMs, aber das bräuchtest 
vermutlich sowieso.

Autor: Sebastian Enz (Gast)
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Rückstellfeder gibt's aber die ist zu schwach für den Betrieb. Die 
Vollbrücke ist nötig, da ich die Spulen wirklich umpolen muß, damit der 
Magnet auch die vollen 360° drehen kann. Er folgt ja dem Vektor der 
beiden Magnetfelder. Grob gesagt handelt es sich um einen bipolaren 
analog angesteuerten Schrittmotor.
Das mit den Portpins klingt gut, die können ja gut senken. Vorwiderstand 
dazwischen und dem AVR passiert nix. Der einzige Nachteil ist vlt. eine 
veringerte Stellgeschwindigkeit. ich werd' das mal testen!

Autor: Sebastian Enz (Gast)
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Ach so:
2 PWM reichen aus. Die pins pro Spule werden doch nur invertiert 
getoggelt.

Nächstes Problem ist PWM erzeugen....

Autor: Dieter Werner (dds5)
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> Rückstellfeder gibt's aber die ist zu schwach für den Betrieb.

Das ist meistens keine Rückstellfeder sondern die wie Federn aussehenden 
Stromzuführungsbänder üben eine geringe Kraft auf die Spule aus.
Oft sind die Bänder so ausgelegt dass eine eindeutige Ruhelage (ohne 
Strom) erreicht wird.

Autor: Winfried (Gast)
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Sieht aus, wie eine Rückstellfeder, macht genau das, was eine 
Rückstellfeder macht, und soll keine sein?

Würde eher sagen: Rückstellfeder mit Zusatznutzen...

Autor: Sebastian Enz (Gast)
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Also das Instrument, das auf meinem Tisch liegt (aus einem Golf VDO 
Tacho) braucht keine Stromzuführbänder, weil die Spulen fest stehen und 
der Magnet beweglich ist. Die kleine Feder dient nur für die definierte 
Ruhelage.

Die Ansteuerung über die Portpins direkt funktioniert übrigens! Auch 
ohne Vorwiderstand, der ATiny2313 kann sogar 40mA treiben! Ich dachte 
immer 20mA, Datenblatt lesen bringt Gewissheit...

Als nächses baue ich die SIN/COS Tabelle ein.

Grüße, Seb

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