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Sonnenfolger / Heliostat

2014-01-20T08:42:36Z

Axel jeromin:

== Einleitung ==
===Allgemeines===
Ursache für den Tageslauf der Sonne ist die Rotation der Erde um sich selbst. Die Höhen-Änderung der Sonnenbahn resultiert aus dem jährlichen Umlauf der Erde (Erdbahn) um die Sonne in Kombination mit der im Weltall annähernd fixen Richtung der gegen die Erdbahn geneigten Erdachse (Schiefe der Ekliptik). (Quelle Wikipedia)

Würde man die Sonne an jedem Tag des Jahres immer genau um 12:00 Uhr Mittags (DCF77 Uhr) fotografieren und die Fotos alle übereinander legen, erhielte man die Analemma-Figur mit zusätzlichen Sprüngen von einer Stunde Ende März und Ende Oktober. Dass heißt, eine Sonnenuhr geht bis zu 15 Minuten zuzüglich Sommerzeitverschiebung falsch, da die Sonne mal rechts und mal links von der Position steht, die man vereinfacht erwarten würde.

[[Bild:Analemma_pattern_in_the_sky.jpg|400px]]

(Foto Quelle Wikipedia)

Wie alle sicherlich beobachtet haben, ändert sich je nach Jahreszeit und nach dem Breitengrad der Aufstellung der Solaranlage die Sonnenhöhe (Höhenwinkel, Azimuth)

Weiterhin leben wir in einer recht großen Zeitzone vom östlichsten Zipfel von Norwegen bis nach Spanien. Daher kann die Sonne um 12:00 Uhr nicht überall genau im Süden stehen. Je nach Längengrad der Aufstellung der Solaranlage ändert sich die Himmelsrichtung für die Stellung der Sonne in der Mittagszeit. Hinzu kommt die Sommer- Winterzeitumstellung.

===Lösungsansätze===
Durch eine Nachführung wird entweder eine Solarzelle genau zur Sonne ausgerichtet oder ein Spiegel lenkt das Sonnenlicht auf einen Zielpunkt. Der Spiegel muss dann auf der Winkelhalbierenden zwischen Sonnenstand und dem Ziel stehen.

Es kann generell zwischen analogen Lösungen mit Messung der Helligkeit ohne Inteligenz, Messung der Helligkeit mit Mikrocontrollerauswertung und Uhrzeitnachführungen mit Berechung der Sonnenposition unterscheiden. Die Berechnung der Sonnenposition ist durch die oben beschriebene Problematik recht aufwendig, hat aber den Vorteil, dass keine Optik sauber gehalten werden muss.

==einachsige Nachführung==
Zur Nachführung einer Solarzelle oder thermischen Solarpanels kann auf die Nachführung in der vertikalen Achse verzichtet werden. Man spart Mechanik, verliert aber Leistungsausbeute.

===Analog===

[[Bild:Lichtfolger_analog.png|400px]]

hier eine der vielen analogen Lichtfolgerschaltungen. An den Ausgängen wird eine H-Brücke als Motortreiber und ein Getriebemotor angeschlossen.

In der Schaltung befinden sich zwei Spannungsteiler. Zu einen die
Reihenschaltung aus den beiden LDR´s. Werden beide gleichmäßig
beleuchtet, teilt sich die Spannung gleichmäßig auf.
Die Spannung Vcc teilt sich an der Reihenschaltung der Widerstände in
drei Teile auf:
Spannung U1 über Poti R1 und R3, Spannung U2 über Poti R2 und die
Spannung U3 über R4.

Die Spannung U2 ist die Hysterese bei der sich beide Ausgänge auf 0 V
Potential befinden.
Die Spannungen U1 und Vcc-U3 sind die Schaltpunkte.

Google nach: Fensterkomparator

===Mikrocontroller===

[[Bild:Lichtfolger_Tiny.png|400px]]

Ähnliche Signalbildung, aber Auswertung durch einen Tiny. Hier kann die Hysterese und Schaltverzögerungen per Software eingestellt werden.

==zweiachsige Nachführung==
Nach einer Weile an Überlegung habe ich mich für die Lösung mit DCF 77 Uhr, Berechnung des Sonnenstandes und Schrittmotoren entschieden.

===Hardware===

[[Bild:Base_Board_L317_alles.png|400px]]

Beim Anschluss der ISP Schnittstelle bin ich etwas vom "Kanda-Standard" abgewichen und nur Pin10 des Wannensteckers für Masse benutzt. Dadurch waren die Pins 8,6,4 noch für das LCD frei. Zum Programmieren benutze ich einen Adapter, der diese Pins isoliert, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Der Vorteil, ich habe nur einen Stecker für das LCD und zur Programmierung.

Download Hardware: [[Media:Heliostep Hardware.zip‎|download zip-File]]

===Software===
Der Programmteil DCF77 Empfang ist von Ulrich Rading, die Sonnenstandsberechnung von Clueso hier aus dem Forum, die LCD Anzeige ist ebenfalls aus dem Forum.
Da möchte ich mich nicht mit falschen Federn schmücken. Aber es blieben noch genügend Herausfordeungen zum Testen und Probieren.

* http://www.mikrocontroller.net/forum/codesammlung?filter=sonne*
* http://www.mikrocontroller.net/topic/111783
* http://www.mikrocontroller.net/topic/121049

====Motortest Software====
Download Software zum Motortest: [[Media:Heliostep 05 Motor Test.zip‎|download zip-File]]

Fährt die Schrittmotre zuerst in die Homeposition. Fährt dann die Steppermotore bei Tastendruck jeweils 2000 Schritte vorwärts, bzw wieder zurück in die Homeposition.

====Heliostat Software====
Download Software zur Steuerung: [[Media:Heliostep_15.zip‎|download zip-File]]

Wartet auf DCF Empfang, fährt den Heliostat in die Homeposition Down und Ost, berechnet die Sonnenposition alle Minute und fährt den Spiegel entsprechend der Berechnung.

Während der Wartezit auf den ersten gültigen DCF77 Empfang wird das Trägersignal als blinkende 1 oder 0 im Sekundentakt auf den LCD angezeigt. Dies eignet sich gut zur Ausrichtung der DCF Antenne.

Nach dem ersten gültigen Empfang wird nochmals 20 Sekunden auf das Signal Sommer- oder Winterzeit gewartet.
Mit diesem Signal und der aktuellen Uhrzeit wird die UTC Zeit berechnet (MEZ - 1h, oder MESZ - 2h). Die aktuelle Zeit in UTC wird auf dem LCD in der ersten Zeile angezeigt.

Mit der UTC Zeit und dem Standort des Heliostaten wird die Position der Sonne in Radiant berechnet. Die Elevation und der Azimut multipliziert mit jeweils einem Faktor ergeben die Anzahl der Schritte die der jeweilige Schrittmotor fahren muss. Die beiden Faktoren werden in der zweiten Zeile auf den LCD angezeigt.

===Video Mechanik===
Hier noch ein kleiner Videofilm von der Mechanik:

http://www.youtube.com/watch?v=s7gXmlWX7Ro

== Links ==

* http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstand
* http://de.wikipedia.org/wiki/Heliostat
* Programm "Orbitron" http://www.stoff.pl/
* [http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2009/nw59_yt322/nw59_yt322/index.html Heliostat Skylight] (ECE 476 Final Project by Yinan Tang and Nana Wu)
* http://de.wikipedia.org/wiki/Windlast

[[Category:AVR-Projekte]]
[[Kategorie:DCF77]]

Sonnenfolger / Heliostat

2014-01-20T08:42:12Z

Axel jeromin: /* Allgemeines */

von Axel Jeromin (Düsendieb)

== Einleitung ==
===Allgemeines===
Ursache für den Tageslauf der Sonne ist die Rotation der Erde um sich selbst. Die Höhen-Änderung der Sonnenbahn resultiert aus dem jährlichen Umlauf der Erde (Erdbahn) um die Sonne in Kombination mit der im Weltall annähernd fixen Richtung der gegen die Erdbahn geneigten Erdachse (Schiefe der Ekliptik). (Quelle Wikipedia)

Würde man die Sonne an jedem Tag des Jahres immer genau um 12:00 Uhr Mittags (DCF77 Uhr) fotografieren und die Fotos alle übereinander legen, erhielte man die Analemma-Figur mit zusätzlichen Sprüngen von einer Stunde Ende März und Ende Oktober. Dass heißt, eine Sonnenuhr geht bis zu 15 Minuten zuzüglich Sommerzeitverschiebung falsch, da die Sonne mal rechts und mal links von der Position steht, die man vereinfacht erwarten würde.

[[Bild:Analemma_pattern_in_the_sky.jpg|400px]]

(Foto Quelle Wikipedia)

Wie alle sicherlich beobachtet haben, ändert sich je nach Jahreszeit und nach dem Breitengrad der Aufstellung der Solaranlage die Sonnenhöhe (Höhenwinkel, Azimuth)

Weiterhin leben wir in einer recht großen Zeitzone vom östlichsten Zipfel von Norwegen bis nach Spanien. Daher kann die Sonne um 12:00 Uhr nicht überall genau im Süden stehen. Je nach Längengrad der Aufstellung der Solaranlage ändert sich die Himmelsrichtung für die Stellung der Sonne in der Mittagszeit. Hinzu kommt die Sommer- Winterzeitumstellung.

===Lösungsansätze===
Durch eine Nachführung wird entweder eine Solarzelle genau zur Sonne ausgerichtet oder ein Spiegel lenkt das Sonnenlicht auf einen Zielpunkt. Der Spiegel muss dann auf der Winkelhalbierenden zwischen Sonnenstand und dem Ziel stehen.

Es kann generell zwischen analogen Lösungen mit Messung der Helligkeit ohne Inteligenz, Messung der Helligkeit mit Mikrocontrollerauswertung und Uhrzeitnachführungen mit Berechung der Sonnenposition unterscheiden. Die Berechnung der Sonnenposition ist durch die oben beschriebene Problematik recht aufwendig, hat aber den Vorteil, dass keine Optik sauber gehalten werden muss.

==einachsige Nachführung==
Zur Nachführung einer Solarzelle oder thermischen Solarpanels kann auf die Nachführung in der vertikalen Achse verzichtet werden. Man spart Mechanik, verliert aber Leistungsausbeute.

===Analog===

[[Bild:Lichtfolger_analog.png|400px]]

hier eine der vielen analogen Lichtfolgerschaltungen. An den Ausgängen wird eine H-Brücke als Motortreiber und ein Getriebemotor angeschlossen.

In der Schaltung befinden sich zwei Spannungsteiler. Zu einen die
Reihenschaltung aus den beiden LDR´s. Werden beide gleichmäßig
beleuchtet, teilt sich die Spannung gleichmäßig auf.
Die Spannung Vcc teilt sich an der Reihenschaltung der Widerstände in
drei Teile auf:
Spannung U1 über Poti R1 und R3, Spannung U2 über Poti R2 und die
Spannung U3 über R4.

Die Spannung U2 ist die Hysterese bei der sich beide Ausgänge auf 0 V
Potential befinden.
Die Spannungen U1 und Vcc-U3 sind die Schaltpunkte.

Google nach: Fensterkomparator

===Mikrocontroller===

[[Bild:Lichtfolger_Tiny.png|400px]]

Ähnliche Signalbildung, aber Auswertung durch einen Tiny. Hier kann die Hysterese und Schaltverzögerungen per Software eingestellt werden.

==zweiachsige Nachführung==
Nach einer Weile an Überlegung habe ich mich für die Lösung mit DCF 77 Uhr, Berechnung des Sonnenstandes und Schrittmotoren entschieden.

===Hardware===

[[Bild:Base_Board_L317_alles.png|400px]]

Beim Anschluss der ISP Schnittstelle bin ich etwas vom "Kanda-Standard" abgewichen und nur Pin10 des Wannensteckers für Masse benutzt. Dadurch waren die Pins 8,6,4 noch für das LCD frei. Zum Programmieren benutze ich einen Adapter, der diese Pins isoliert, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Der Vorteil, ich habe nur einen Stecker für das LCD und zur Programmierung.

Download Hardware: [[Media:Heliostep Hardware.zip‎|download zip-File]]

===Software===
Der Programmteil DCF77 Empfang ist von Ulrich Rading, die Sonnenstandsberechnung von Clueso hier aus dem Forum, die LCD Anzeige ist ebenfalls aus dem Forum.
Da möchte ich mich nicht mit falschen Federn schmücken. Aber es blieben noch genügend Herausfordeungen zum Testen und Probieren.

* http://www.mikrocontroller.net/forum/codesammlung?filter=sonne*
* http://www.mikrocontroller.net/topic/111783
* http://www.mikrocontroller.net/topic/121049

====Motortest Software====
Download Software zum Motortest: [[Media:Heliostep 05 Motor Test.zip‎|download zip-File]]

Fährt die Schrittmotre zuerst in die Homeposition. Fährt dann die Steppermotore bei Tastendruck jeweils 2000 Schritte vorwärts, bzw wieder zurück in die Homeposition.

====Heliostat Software====
Download Software zur Steuerung: [[Media:Heliostep_15.zip‎|download zip-File]]

Wartet auf DCF Empfang, fährt den Heliostat in die Homeposition Down und Ost, berechnet die Sonnenposition alle Minute und fährt den Spiegel entsprechend der Berechnung.

Während der Wartezit auf den ersten gültigen DCF77 Empfang wird das Trägersignal als blinkende 1 oder 0 im Sekundentakt auf den LCD angezeigt. Dies eignet sich gut zur Ausrichtung der DCF Antenne.

Nach dem ersten gültigen Empfang wird nochmals 20 Sekunden auf das Signal Sommer- oder Winterzeit gewartet.
Mit diesem Signal und der aktuellen Uhrzeit wird die UTC Zeit berechnet (MEZ - 1h, oder MESZ - 2h). Die aktuelle Zeit in UTC wird auf dem LCD in der ersten Zeile angezeigt.

Mit der UTC Zeit und dem Standort des Heliostaten wird die Position der Sonne in Radiant berechnet. Die Elevation und der Azimut multipliziert mit jeweils einem Faktor ergeben die Anzahl der Schritte die der jeweilige Schrittmotor fahren muss. Die beiden Faktoren werden in der zweiten Zeile auf den LCD angezeigt.

===Video Mechanik===
Hier noch ein kleiner Videofilm von der Mechanik:

http://www.youtube.com/watch?v=s7gXmlWX7Ro

== Links ==

* http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstand
* http://de.wikipedia.org/wiki/Heliostat
* Programm "Orbitron" http://www.stoff.pl/
* [http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2009/nw59_yt322/nw59_yt322/index.html Heliostat Skylight] (ECE 476 Final Project by Yinan Tang and Nana Wu)
* http://de.wikipedia.org/wiki/Windlast

[[Category:AVR-Projekte]]
[[Kategorie:DCF77]]

AVR Softwarepool

2013-02-22T21:41:09Z

Axel jeromin: /* LCD und VFD */

Die interessantesten Softwareprojekte aus der Codesammlung...

(A) ... Projekt ist in '''Assembler''' 
(C) ... Projekt ist in '''C''' 
(C++) ... Projekt ist in '''C++''' 
(B) ... Projekt ist in '''Bascom''' 
(PC) ... Projekt ist nicht für einen µC, sondern für den PC

==1-Wire==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14792 DS1820, DS18B20 in C]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6505 Mehrere DS1820/DS18B20 auslesen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Mehrere DS1820/DS18B20/DS18S20/DS1822 über einen Webserver auslesbar]

==Akkulader==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72627#594587 Bleiakku-Lader 12/24V]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]

==Betriebssysteme und Scheduler==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/190388#1856376 Nano OS] von Tobias W. ([http://sourceforge.net/projects/nanoos/ Sourceforge])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12176#79672 Wartezeiten effektiv (Scheduler)] von Peter Dannegger
* (C++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/96977#837989 Einfacher Scheduler und Timer in C++ für ATMega] von S. Seegel
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74026#609246 GOS: einfacher preemptive multitasking scheduler] von Günter Greschenz
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Monitorprogramm_Bamo128 Bamo128] Monitorprogramm und Bootloader

==Bootloader==
* (A,C,PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12181#79866 AVR Bootloader]
* (A, PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/146638#1364260 AVR Bootloader für GCC-Toolchain]
* (A,PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/95839 AVR Bootloader mit Verschlüsselung]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72308#591159 ATtiny45 Bootloader]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67047#538510 MMC/SD Bootloader für ATMega16]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56818#439359 SD/MMC Card Bootloader (passt in 2kb bootsection)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/61170#480765 boofa - Bootloader für AVR über UART (AVR109)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53130#413058 Bootloader ATmega168]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73196#600293 UART Bootloader ATtiny13 - ATmega644]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/150816#1414460 UART Bootloader AtMega644P @ 20MHz] (Eclipse Projekt)
* (C) [[AVR Bootloader in C - eine einfache Anleitung]]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/200645#1971295 LAN-Bootloader für ATmega1284p]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Monitorprogramm_Bamo128 Bamo128] Monitorprogramm und Bootloader
Siehe auch: [[Bootloader]]

==DCC==

(Digital Command Control, Standard zur digitalen Steuerung von Modelleisenbahnen)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31397#241300 DCC Decoder]

==DCF77==

(Zeitsignaldienst für funkgesteuerte Uhren auf der Langwellen-Frequenz 77,5 kHz)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38914#287867 DCF77 AVR-Assemblerbaustein ]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6500#41738 DCF77-Uhr mit ATTINY12]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31385#241104 DCF Digital Empfangsmodul - Korrelation - (Assembler)ATmega8 ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25071#186286 DCF 77 ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14788#101528 DCF-Uhr mit DotMatrix-Anzeige für avr-gcc]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12154#79501 PC DCF Timer ( PC Zeitschaltuhr)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25116#187197 DCF 77 Uhr mit CodeVision ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/58769#456232 DCF77 Uhr in C mit ATtiny26]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48597#372164 DCF77 Uhr, zum X.ten Mal, jetzt mit SAF]
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 DCF77 mit beliebig gepoltem Eingangssignal innerhalb eines Webservers]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/121049 DCF-Uhr, Sonnenstand, TWI-Port, Alarmfunktion für Atmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151260#1419218 DCF77 Uhr 7 Segment LED ATmega8 Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/168807#1614129 DCF-Uhr mit LCD in C]

== DRAM ==
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25053#186085 2MB DRAM an AVR] und Anwendung als [http://www.mikrocontroller.net/topic/25053#186089 Audiorekorder]

==Drehgeber==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6526#41978 Drehgeber auslesen]

==DTMF==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92444#792954 DTMF dekodieren]

==DMX==

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92350#new 20 Kanal Relaissteuerung per DMX]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/276885#new DMX512 zu RGB Led Controller use HSV Farbraum]

==Ethernet==

==Entwicklungssysteme==
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74198#611404 AVR Code Wizard]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/30110#230503 Multitasking kernel für ATtinys in ASM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/65156#521012 BASIC-Computer mit ATmega32]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64129#511368 AVR TinyBASIC Anpassung für ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/59189#460273 Mini-Computer mit BASIC]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/55807 Forth System für ATmegas in Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94193 Forth-Computer mit ATmega32 und Videoausgabe] von Christian Berger
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62500#493931 Fixpoint-Arithmetik in "C"]
* (C++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/143537 Fixpoint-Arithmetik in "C++"]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/85256#717037 64 Bit float Emulator in C, IEEE754 kompatibel]
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92979#797957 AVR ATmega8TestBoard]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94468#812992 Gleitkomma-Bibliothek für AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/177481?page=1 AVR CP/M System]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/187390 EMACS Konfiguration]

==FFT==

(Fast Fourier Transformation, "schnelle" Fouriertransformation)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25095#186536 FFT auf dem AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25062#186225 128point FFT in ASM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/27001#203911 Schnelle FFT in Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131525#1191497 AVR-Lichtorgel per FFT MEGA8 32 644 ]

==Funksteckdosen==
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Ansteuerung von Funksteckdosen mit einem Webserver]

==GPS==

(Global Positioning System, satellitengestütztes System zur weltweiten Positions- und Zeitbestimmung)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48544#371717 GPS - MOUSE - MINI- NAVIGATOR (Assembler) ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72507#593252 GPS an mega8,88 oder 168]

==IR==
* siehe auch [[AVR Softwarepool#RC5|RC5]]
* (C) [[IRMP]] - Infrared Multi Protocol Decoder:
**[[IRMP| Wiki Seite]]
**[http://www.mikrocontroller.net/topic/162119#1545798 Thread im Forum]

==Kryptographie==
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73468 Verschiedene kryptographische Funktionen]

==LANC==

(Steuerprotokoll für Video- und Digitalfotokameras, auch als Control-L bekannt)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/40463#302754 Sony LANC Auswertung mit AVR] (Atmega 128 @ 16 MHz)

==LEDs und LED-Anzeigen==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76839#638278 Solarlicht Steuerung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/77863#648213 Taster + LED am selben Draht (4*)]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73776#606472 LED-Touch-Panel] (ARM)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74013#609097 RGB-Moodlight auf ATTiny2313 mit RC5-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/54561#421940 HSV RGB Led Dimmer, C Code & Video & Doku]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67567#543492 Mini RGB Lichteffektgenerator mit Menü für Pic16F84]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48464#370871 Ansteuerung einer RGB LED (PWM)]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87149#737282 3x7 Segment und 1 I/O-Pin (Assembler)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31370#240843 ADC mit Multiplexanzeige] (vier 7-Segmentanzeigen)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31388#241192 AVR-Lauflicht]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94746#815809 HSB->RGB Umrechnung rein in Assembler, auch für ATiny]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/110168 2x7-Segment an nur 3 Leitungen]
* (A) [[Ambilight in Hardware]]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131525#1191497 AVR-Lichtorgel per FFT MEGA8 32 644 ]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/182305 TLC5940 16-Kanal 12bit LED Treiber ansteuern und HighPower LEDs über MosFETs treiben]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/185730 7Segment Coder]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/244768 RGB-Moodlight, ATMega8, Soft-PWM mit Gammakorrektur, IR-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/275426 serielles 4x7 Segment Display NSM4202]

==LCD und VFD==
* (C) [http://bluematrixi.bl.funpic.de/index.php/elektronik-avr/lcd-display-nokia3310 Bibliothek für Nokia 3310 Lcd Ansteuerung in "C" - sehr gut]
*(C,A)[http://www.mikrocontroller.net/articles/Ansteuerung_Handy_Displays Ansteuerung_Handy_Displays]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53137#413137 Programm zum Erstellen eigener Schriftarten (LCD)]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/54860#423255 LCD Schriftarten ( Fonts in veschiedenen Größen )]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31403 The Siemens S65 132x176, 65536 color display with AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48501#371218 LCD Ansteuerung im 4bit-Modus]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48456#370782 LCD Library T6963c]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76399#633680 "Bessere" T6963c Library]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25099#186569 LCD Controller für 640x480 LCD mit mega8515]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38923#287939 LCD Controller KS0073 Support im 4-Bit Mode]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/79609#664268 KS0066U oder Ähnliche --- LCD Treiber]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/81793#683135 Pollin E0855-2 SED1530-Treiber]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/90449#772843 LCD über nur einen IO-Pin ansteuern]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120475 VFD Library (Vacuum Fluorescent Display Library)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98321#851423 Grafikfähiger LCD Controller für 320x240 LCD mit 4 Graustufen] (jetzt auch mit 8 Graustufen)
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/140369 Menüsystem für beliebige schwarz-weiß LCDs bis 4096x4096 Pixeln und grafischem Editor]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/194149 Schnelle SED1520 Funktionsbibliothek mit Bildkonverter und Fontgenerator]
* (PC,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/234304 DOGXL Fontgenerator (SW+Graustufen)]
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/236862#2401250 Grafikfähiger LCD Controller für 320x240 LCD mit D-RAM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/190078 LCD SHARP M078CKA mit LH155]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/287978 EA DOGM162 Textdisplay an SPI]

==I2C==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98923#857451 Ultraschall Entfernungsmesser mit I2C, Eigenbau]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/83871#new I2C-Master realisiert in Software, ohne TWI für alle ATMEGAs]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38919#new RS232 <-> TWI / I2C Interface für ATMega8 (ASM) inkl. Windows Software]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67698#544930 USI TWI Master]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/235733#2388116 Hardware TWI-MASTER Interrupt basierend für Mega AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/272621#new I2C/TWI Master-Interrupt Xmega-Assemblerbaustein]

==Messgeräte==
===Drehzahlmesser===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/1518#8469 Drehzahlmesser 4 mal 7-Segment mit 90S2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Drehzahlmesser Drehzahlmesser mit 4 mal 7-Segment anzeigen mit Tiny2313, Wiki-Artikel]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/231283 einfache Drehzahlmessung mit ATmega88]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232485 4-Kanal Drehzahlmessung mit ATmega88]

===Klopfsensormessgerät===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Klopfsensormessgeraet Messgerät für Klopfgeräusche an Verbrennungsmotoren auf Basis des TPIC8101]

===Entfernungsmesser===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98923#857451 Ultraschall Entfernungsmesser mit I2C, Eigenbau]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/130834 3D Umgebungserfassung mit einem auf zwei Servors montiertem Sharp Distanzsensor, Eigenbau]

===Frequenzmesser===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62610#495030 Frequenzmesser bis 2Mhz -- mit AVR ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48582#372072 Frequenzmessung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62517#494146 Input Capture Pin (ICP) auslesen ( Frequenz messen)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25144#187587 Frequenzmessung und Impulszählung über den Parallelport-IR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31394#241251 einfacher 5 MHz Frequenzzähler (Assembler) ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/173665#new sehr genauer Frequenzmesser Atmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/186801#new Reziproker Frequenzzähler+ Optimierte 64bit uint Routinen]
* (C+A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/200279#new 6 Stellen von 1Hz bis 40MHz ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/241150#2458079 Reziproker Frequenzzähler, GPS-stabilisiert, ATmega162]

===Frequenzgenerator===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/152966#1438488 Einstellbarer Frequenzgenerator für 0.12 Hz - 8 MHz mit Atmega 8 und Bascom ]

===Kompass===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/100239#870281 KOMPASS KMZ10A KMZ10B ATmega8 Assembler]

===Messgeräte für elektronische Bauteile===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/60797#477026 LC-METER / LC-Messgerät ATmega8 Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/60591#474873 Widerstandstester]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56770#438957 Ladungsmessgerät]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31386#241139 Transistortester]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131804#1194273 Transistortester]

===Spannungsmesser===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31370#240843 ADC mit Multiplexanzeige] - Voltmeter
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]

===Thermometer===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6516#41903 Zeit + Temperatur auf LCD mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53127#413006 Thermometer mit LED & LM35]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Viele DS18x20-Thermometer in einem Webserver]

===Oszilloskop===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53129#413011 Einfaches Oszilloskop - Bascom]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48586#372093 Oszi- & Logikanalyser mit LCD]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31376#240880 einfaches DIGITAL- Oszilloskop (800 Datenpunkte) Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56616#437772 Einfaches "Oszilloskop"]
* (C) [http://www.christoph-lauer.de/Homepage/Blog/Eintrage/2010/8/1_Embedded_C_based_Spectrumanalyzer.html ATXMega based Oscilloscope and Spectrumanalyzer]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/228997#2308320 Selbstbau Digital Storage Oszilloskop]

===Beschleunigungssensor===
* (c++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/268214 Einfache BMA020 Library, mit I2C]

==MIDI==

(Musical Instrument Digital Interface, Datenübertragungsstandard für Musikinstrumente)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542#371695 Mr.MidiPlayer - Spielt alle MIDI-Dateien von einer SD-Karte] (siehe auch: [[Midi_Rekorder_mit_MMC/SD-Karte]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/106512# Drum-Trigger mit MIDI-Ausgabe]

==MMC==

(Multimedia Card, digitales Flash-Speichermedium)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25056#186117 SourceCode MMC die Zweite]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48481#370950 MMC/SD-Karte mit FAT16 an AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67047#538510 MMC/SD Bootloader füt ATMega16]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14800#102024 MMC/SD ansteuern mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/FAT32 MMC/SD - FAT16/32 Bibliothek für AVR mit Wiki]

==Netzgeräte==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/60786#476904 Labornetzgerät]
* [[RADLAB-PS1]] [http://www.mikrocontroller.net/topic/124858#1138781 Netzteil um LM317 mit Strombegrenzung und Anzeige!]

==Netzwerk==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87517#new Kleiner ENC28J60 µWebserver von SimonK]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/82127#new Ulrich Radigs ENC28J60 mit leicht lötbaren/beschaffbaren Bauteilen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131825 Dirk Broßwick Webserver auf ENC28j60 Basis mit einem ATmega2561, es gibt auch einen Port auf das AVR-NET IO]

==Parser==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64763#517245 Zwei Parser für numerische Ausdrücke]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76842#638283 uShell - ein universeller Parser für uCs]

==RFID==

(Radio Frequency Identification, Verfahren zur funkbasierten Identifizierung und Lokalisierung von Gegenständen)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68442#552128 USB RFID Tag Leser]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/228709 Soft-RFID ohne RFID-IC]

==RC - Fernsteuerungen/Servos==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48529#371582 RC Summen Signal erzeugen ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/192453 RC Summen Signal dekodieren ]

==RC5==

(verbreitetes Datenübertragungsprotokoll für Infrarot-Fernbedienungen)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14789#101536 RC5 Sender auf einem Attiny11L]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74013#609097 RGB-Moodlight auf ATTiny2313 mit RC5-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12216#80856 Fernbedien RC5 Empfänger]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/59235#460765 RC5 Sender selber bauen ???]

==Ringpuffer==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/66789#536189 Ringpuffer AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101472#882716 AVR-GCC: UART mit FIFO]

==SD==

(Secure Digital Memory Card; digitales Flash-Speichermedium)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542#371695 Mr.MidiPlayer - Spielt alle MIDI-Dateien von einer SD-Karte] (siehe auch: [[Midi_Rekorder_mit_MMC/SD-Karte]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68257#550336 Datenrekorder auf SD-Karte mit mega88]

==Sonstiges==

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/111783#994358 Sonnenstandberechnung mit Atmega 8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/UAC_Mikrocontroller_ASCII_Console uAC Mikrocontroller ASCII Console]

==Spaßprojekte==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/119876#1083044 Miniprojekt: Lagerfeuer-LED (ATtiny25)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120289#1087905 Klingel mit 100 Melodien - last minute Weihnachtsgeschenk]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/167528#1601077 Toastbrote zählen]

==Spiele==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48505#371259 Tetris auf dem AtMega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/187253# Atmega8 Schachuhr mit Max7219 ]

==Steuerungen==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/123551 Aquarium Controller]

==Taster / Schalter==
===mechanisch===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6492#41625 Tasten entprellen - Bulletproof] (siehe auch: [[Entprellung]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48465#370877 Universelle Tastenabfrage]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6491#41624 Tasten-Matrix entprellen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64731#517001 Tastenmatrix auslesen über nur 2 Leitungen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64743#517105 Tasten Entprellen für N00bs]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/77863#648213 Taster + LED am selben Draht (4*)]
===kapazitiv===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38904 Sensor mit nur einer Kontaktfläche]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25045 Einfache Sensortaste]

==Tonerzeugung==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/66945#537624 ATMEGA8 Soundgenerator/Synthesizer]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120289#1087905 Klingel mit 100 Melodien - last minute Weihnachtsgeschenk]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/134362 RTTTL Melodiegenerator mit ATTINY85]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232702#new RTTTL Melodiegenerator mit ATMEGA8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25051 Melodie ausgeben mit AVR ATTiny12]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/137629#1259132 Melodieklingel BASCOM ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/191596 2Kanal Synthesizer ATtiny 2313, 85, ..]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232845 17 Kanal Avr Synthesizer]
* (C) [[AVR-Synthesizer]]

==TWI==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87597#742070 AVR TWI Master und Slave Funtionen in C]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31404#242081 TWI / I2C einf. MASTER SLAVE Beispiel(Assembler) ATmega8]

==USB==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/75254#622120 USB Host Stack für Eingebettete Systeme (LGPL)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68442#552128 USB RFID Tag Leser]
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92979#797957 AVR ATmega8TestBoard]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/90791#776280 Relaiskarte für den USB Port]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/130381#1179352 USB-Stick am Mikrocontroller VNC1L]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/155241 PDIUSBD12 Treiber und micro USB-Device stack]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/192453 HID-Joystick mit V-USB ]

==UART==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101472#882716 AVR-GCC: UART mit FIFO]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38928#287985 Software UART]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/125651#1147436 Software UART mit FIFO]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/175946#1690682 uParse] - ein kompakter und vielseitiger Parser (Atmega32) für [[RS232]]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/159753#1517744 Einfacher Interpreter für Komandozeilen/Befehlszeilen] (Atmega32) für [[RS232]]

==Video==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53140#413249 AVR ASCII Video Terminal - 40 x 25 - BAS Signal]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53139#413225 TV VIDEO BILD BAS Frequenzzähler DVM Atmega8 Assembler]
* (A) [http://www.electronicspit.com/video/ Videosignal in Farbe aus dem ATMega32] (URL nicht mehr erreichbar)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25091#new VGA Testbildgenerator]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101429#882288 ATmega8 erzeugt Video in C!]

==Zeitgeber und Uhren==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12185#80055 Die genaue Sekunde / RTC]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74673#616226 LCD-Timer für Belichtungsgerät]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/119859#1082804 DS1307 Assembler-Code]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31374#240878 AVR Library für RTC 12C887 in C]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25136#187534 RTC DS1302 in C]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25087#186454 RTC + Scheduler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53131#413059 Jumbo-LED Uhr]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6516#41903 Zeit + Temperatur auf LCD mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25069 Sekunden in Zeit/Datum umwandeln (mit Sommerzeit/Schaltjahren)]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48560#371911 BASCOM Uhr mit Butterfly]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48450#370765 Countdown timer für UV Belichter]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98885 Countdown Timer mit ATtiny2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12176#79672 Wartezeiten effektiv (Scheduler)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Schaltuhr mit DCF77-Referenz in einem Webserver, Steuerung von Funksteckdosen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/100892#876549 Eieruhr mit ATtiny24V/ATtiny2313V]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151236 Zeitauslöser für Casio EX F1 mit Attiny2313]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151260#1419218 DCF77 Uhr 7 Segment LED ATmega8 Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/177688# NIXIE Uhr mit vielen Funktionen in C mit ATTiny2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/233699 Stoppuhr – Geschwindigkeit – Pulsweite mit Atmega88]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/275514 Timer bis 99:59 min - LED Display NSM4202, Drehgeber - At90S2313]

== Siehe auch ==

* [[AVR-Codesammlung Übersicht]]

[[Kategorie:AVR]]
[[Kategorie:Forum]]
[[Kategorie:Listen]]

AVR Softwarepool

2013-02-22T21:40:12Z

Axel jeromin: /* LCD und VFD */

Die interessantesten Softwareprojekte aus der Codesammlung...

(A) ... Projekt ist in '''Assembler''' 
(C) ... Projekt ist in '''C''' 
(C++) ... Projekt ist in '''C++''' 
(B) ... Projekt ist in '''Bascom''' 
(PC) ... Projekt ist nicht für einen µC, sondern für den PC

==1-Wire==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14792 DS1820, DS18B20 in C]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6505 Mehrere DS1820/DS18B20 auslesen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Mehrere DS1820/DS18B20/DS18S20/DS1822 über einen Webserver auslesbar]

==Akkulader==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72627#594587 Bleiakku-Lader 12/24V]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]

==Betriebssysteme und Scheduler==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/190388#1856376 Nano OS] von Tobias W. ([http://sourceforge.net/projects/nanoos/ Sourceforge])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12176#79672 Wartezeiten effektiv (Scheduler)] von Peter Dannegger
* (C++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/96977#837989 Einfacher Scheduler und Timer in C++ für ATMega] von S. Seegel
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74026#609246 GOS: einfacher preemptive multitasking scheduler] von Günter Greschenz
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Monitorprogramm_Bamo128 Bamo128] Monitorprogramm und Bootloader

==Bootloader==
* (A,C,PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12181#79866 AVR Bootloader]
* (A, PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/146638#1364260 AVR Bootloader für GCC-Toolchain]
* (A,PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/95839 AVR Bootloader mit Verschlüsselung]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72308#591159 ATtiny45 Bootloader]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67047#538510 MMC/SD Bootloader für ATMega16]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56818#439359 SD/MMC Card Bootloader (passt in 2kb bootsection)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/61170#480765 boofa - Bootloader für AVR über UART (AVR109)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53130#413058 Bootloader ATmega168]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73196#600293 UART Bootloader ATtiny13 - ATmega644]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/150816#1414460 UART Bootloader AtMega644P @ 20MHz] (Eclipse Projekt)
* (C) [[AVR Bootloader in C - eine einfache Anleitung]]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/200645#1971295 LAN-Bootloader für ATmega1284p]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Monitorprogramm_Bamo128 Bamo128] Monitorprogramm und Bootloader
Siehe auch: [[Bootloader]]

==DCC==

(Digital Command Control, Standard zur digitalen Steuerung von Modelleisenbahnen)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31397#241300 DCC Decoder]

==DCF77==

(Zeitsignaldienst für funkgesteuerte Uhren auf der Langwellen-Frequenz 77,5 kHz)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38914#287867 DCF77 AVR-Assemblerbaustein ]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6500#41738 DCF77-Uhr mit ATTINY12]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31385#241104 DCF Digital Empfangsmodul - Korrelation - (Assembler)ATmega8 ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25071#186286 DCF 77 ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14788#101528 DCF-Uhr mit DotMatrix-Anzeige für avr-gcc]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12154#79501 PC DCF Timer ( PC Zeitschaltuhr)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25116#187197 DCF 77 Uhr mit CodeVision ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/58769#456232 DCF77 Uhr in C mit ATtiny26]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48597#372164 DCF77 Uhr, zum X.ten Mal, jetzt mit SAF]
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 DCF77 mit beliebig gepoltem Eingangssignal innerhalb eines Webservers]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/121049 DCF-Uhr, Sonnenstand, TWI-Port, Alarmfunktion für Atmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151260#1419218 DCF77 Uhr 7 Segment LED ATmega8 Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/168807#1614129 DCF-Uhr mit LCD in C]

== DRAM ==
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25053#186085 2MB DRAM an AVR] und Anwendung als [http://www.mikrocontroller.net/topic/25053#186089 Audiorekorder]

==Drehgeber==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6526#41978 Drehgeber auslesen]

==DTMF==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92444#792954 DTMF dekodieren]

==DMX==

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92350#new 20 Kanal Relaissteuerung per DMX]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/276885#new DMX512 zu RGB Led Controller use HSV Farbraum]

==Ethernet==

==Entwicklungssysteme==
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74198#611404 AVR Code Wizard]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/30110#230503 Multitasking kernel für ATtinys in ASM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/65156#521012 BASIC-Computer mit ATmega32]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64129#511368 AVR TinyBASIC Anpassung für ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/59189#460273 Mini-Computer mit BASIC]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/55807 Forth System für ATmegas in Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94193 Forth-Computer mit ATmega32 und Videoausgabe] von Christian Berger
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62500#493931 Fixpoint-Arithmetik in "C"]
* (C++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/143537 Fixpoint-Arithmetik in "C++"]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/85256#717037 64 Bit float Emulator in C, IEEE754 kompatibel]
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92979#797957 AVR ATmega8TestBoard]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94468#812992 Gleitkomma-Bibliothek für AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/177481?page=1 AVR CP/M System]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/187390 EMACS Konfiguration]

==FFT==

(Fast Fourier Transformation, "schnelle" Fouriertransformation)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25095#186536 FFT auf dem AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25062#186225 128point FFT in ASM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/27001#203911 Schnelle FFT in Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131525#1191497 AVR-Lichtorgel per FFT MEGA8 32 644 ]

==Funksteckdosen==
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Ansteuerung von Funksteckdosen mit einem Webserver]

==GPS==

(Global Positioning System, satellitengestütztes System zur weltweiten Positions- und Zeitbestimmung)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48544#371717 GPS - MOUSE - MINI- NAVIGATOR (Assembler) ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72507#593252 GPS an mega8,88 oder 168]

==IR==
* siehe auch [[AVR Softwarepool#RC5|RC5]]
* (C) [[IRMP]] - Infrared Multi Protocol Decoder:
**[[IRMP| Wiki Seite]]
**[http://www.mikrocontroller.net/topic/162119#1545798 Thread im Forum]

==Kryptographie==
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73468 Verschiedene kryptographische Funktionen]

==LANC==

(Steuerprotokoll für Video- und Digitalfotokameras, auch als Control-L bekannt)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/40463#302754 Sony LANC Auswertung mit AVR] (Atmega 128 @ 16 MHz)

==LEDs und LED-Anzeigen==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76839#638278 Solarlicht Steuerung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/77863#648213 Taster + LED am selben Draht (4*)]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73776#606472 LED-Touch-Panel] (ARM)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74013#609097 RGB-Moodlight auf ATTiny2313 mit RC5-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/54561#421940 HSV RGB Led Dimmer, C Code & Video & Doku]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67567#543492 Mini RGB Lichteffektgenerator mit Menü für Pic16F84]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48464#370871 Ansteuerung einer RGB LED (PWM)]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87149#737282 3x7 Segment und 1 I/O-Pin (Assembler)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31370#240843 ADC mit Multiplexanzeige] (vier 7-Segmentanzeigen)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31388#241192 AVR-Lauflicht]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94746#815809 HSB->RGB Umrechnung rein in Assembler, auch für ATiny]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/110168 2x7-Segment an nur 3 Leitungen]
* (A) [[Ambilight in Hardware]]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131525#1191497 AVR-Lichtorgel per FFT MEGA8 32 644 ]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/182305 TLC5940 16-Kanal 12bit LED Treiber ansteuern und HighPower LEDs über MosFETs treiben]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/185730 7Segment Coder]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/244768 RGB-Moodlight, ATMega8, Soft-PWM mit Gammakorrektur, IR-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/275426 serielles 4x7 Segment Display NSM4202]

==LCD und VFD==
* (C) [http://bluematrixi.bl.funpic.de/index.php/elektronik-avr/lcd-display-nokia3310 Bibliothek für Nokia 3310 Lcd Ansteuerung in "C" - sehr gut]
*(C,A)[http://www.mikrocontroller.net/articles/Ansteuerung_Handy_Displays Ansteuerung_Handy_Displays]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53137#413137 Programm zum Erstellen eigener Schriftarten (LCD)]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/54860#423255 LCD Schriftarten ( Fonts in veschiedenen Größen )]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31403 The Siemens S65 132x176, 65536 color display with AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48501#371218 LCD Ansteuerung im 4bit-Modus]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48456#370782 LCD Library T6963c]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76399#633680 "Bessere" T6963c Library]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25099#186569 LCD Controller für 640x480 LCD mit mega8515]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38923#287939 LCD Controller KS0073 Support im 4-Bit Mode]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/79609#664268 KS0066U oder Ähnliche --- LCD Treiber]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/81793#683135 Pollin E0855-2 SED1530-Treiber]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/90449#772843 LCD über nur einen IO-Pin ansteuern]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120475 VFD Library (Vacuum Fluorescent Display Library)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98321#851423 Grafikfähiger LCD Controller für 320x240 LCD mit 4 Graustufen] (jetzt auch mit 8 Graustufen)
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/140369 Menüsystem für beliebige schwarz-weiß LCDs bis 4096x4096 Pixeln und grafischem Editor]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/194149 Schnelle SED1520 Funktionsbibliothek mit Bildkonverter und Fontgenerator]
* (PC,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/234304 DOGXL Fontgenerator (SW+Graustufen)]
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/236862#2401250 Grafikfähiger LCD Controller für 320x240 LCD mit D-RAM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/190078 LCD SHARP M078CKA mit LH155]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/287978 EA Dogm162 Textdisplay an SPI]

==I2C==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98923#857451 Ultraschall Entfernungsmesser mit I2C, Eigenbau]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/83871#new I2C-Master realisiert in Software, ohne TWI für alle ATMEGAs]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38919#new RS232 <-> TWI / I2C Interface für ATMega8 (ASM) inkl. Windows Software]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67698#544930 USI TWI Master]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/235733#2388116 Hardware TWI-MASTER Interrupt basierend für Mega AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/272621#new I2C/TWI Master-Interrupt Xmega-Assemblerbaustein]

==Messgeräte==
===Drehzahlmesser===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/1518#8469 Drehzahlmesser 4 mal 7-Segment mit 90S2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Drehzahlmesser Drehzahlmesser mit 4 mal 7-Segment anzeigen mit Tiny2313, Wiki-Artikel]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/231283 einfache Drehzahlmessung mit ATmega88]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232485 4-Kanal Drehzahlmessung mit ATmega88]

===Klopfsensormessgerät===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Klopfsensormessgeraet Messgerät für Klopfgeräusche an Verbrennungsmotoren auf Basis des TPIC8101]

===Entfernungsmesser===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98923#857451 Ultraschall Entfernungsmesser mit I2C, Eigenbau]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/130834 3D Umgebungserfassung mit einem auf zwei Servors montiertem Sharp Distanzsensor, Eigenbau]

===Frequenzmesser===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62610#495030 Frequenzmesser bis 2Mhz -- mit AVR ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48582#372072 Frequenzmessung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62517#494146 Input Capture Pin (ICP) auslesen ( Frequenz messen)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25144#187587 Frequenzmessung und Impulszählung über den Parallelport-IR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31394#241251 einfacher 5 MHz Frequenzzähler (Assembler) ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/173665#new sehr genauer Frequenzmesser Atmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/186801#new Reziproker Frequenzzähler+ Optimierte 64bit uint Routinen]
* (C+A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/200279#new 6 Stellen von 1Hz bis 40MHz ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/241150#2458079 Reziproker Frequenzzähler, GPS-stabilisiert, ATmega162]

===Frequenzgenerator===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/152966#1438488 Einstellbarer Frequenzgenerator für 0.12 Hz - 8 MHz mit Atmega 8 und Bascom ]

===Kompass===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/100239#870281 KOMPASS KMZ10A KMZ10B ATmega8 Assembler]

===Messgeräte für elektronische Bauteile===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/60797#477026 LC-METER / LC-Messgerät ATmega8 Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/60591#474873 Widerstandstester]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56770#438957 Ladungsmessgerät]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31386#241139 Transistortester]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131804#1194273 Transistortester]

===Spannungsmesser===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31370#240843 ADC mit Multiplexanzeige] - Voltmeter
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]

===Thermometer===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6516#41903 Zeit + Temperatur auf LCD mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53127#413006 Thermometer mit LED & LM35]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Viele DS18x20-Thermometer in einem Webserver]

===Oszilloskop===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53129#413011 Einfaches Oszilloskop - Bascom]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48586#372093 Oszi- & Logikanalyser mit LCD]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31376#240880 einfaches DIGITAL- Oszilloskop (800 Datenpunkte) Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56616#437772 Einfaches "Oszilloskop"]
* (C) [http://www.christoph-lauer.de/Homepage/Blog/Eintrage/2010/8/1_Embedded_C_based_Spectrumanalyzer.html ATXMega based Oscilloscope and Spectrumanalyzer]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/228997#2308320 Selbstbau Digital Storage Oszilloskop]

===Beschleunigungssensor===
* (c++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/268214 Einfache BMA020 Library, mit I2C]

==MIDI==

(Musical Instrument Digital Interface, Datenübertragungsstandard für Musikinstrumente)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542#371695 Mr.MidiPlayer - Spielt alle MIDI-Dateien von einer SD-Karte] (siehe auch: [[Midi_Rekorder_mit_MMC/SD-Karte]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/106512# Drum-Trigger mit MIDI-Ausgabe]

==MMC==

(Multimedia Card, digitales Flash-Speichermedium)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25056#186117 SourceCode MMC die Zweite]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48481#370950 MMC/SD-Karte mit FAT16 an AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67047#538510 MMC/SD Bootloader füt ATMega16]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14800#102024 MMC/SD ansteuern mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/FAT32 MMC/SD - FAT16/32 Bibliothek für AVR mit Wiki]

==Netzgeräte==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/60786#476904 Labornetzgerät]
* [[RADLAB-PS1]] [http://www.mikrocontroller.net/topic/124858#1138781 Netzteil um LM317 mit Strombegrenzung und Anzeige!]

==Netzwerk==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87517#new Kleiner ENC28J60 µWebserver von SimonK]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/82127#new Ulrich Radigs ENC28J60 mit leicht lötbaren/beschaffbaren Bauteilen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131825 Dirk Broßwick Webserver auf ENC28j60 Basis mit einem ATmega2561, es gibt auch einen Port auf das AVR-NET IO]

==Parser==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64763#517245 Zwei Parser für numerische Ausdrücke]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76842#638283 uShell - ein universeller Parser für uCs]

==RFID==

(Radio Frequency Identification, Verfahren zur funkbasierten Identifizierung und Lokalisierung von Gegenständen)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68442#552128 USB RFID Tag Leser]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/228709 Soft-RFID ohne RFID-IC]

==RC - Fernsteuerungen/Servos==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48529#371582 RC Summen Signal erzeugen ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/192453 RC Summen Signal dekodieren ]

==RC5==

(verbreitetes Datenübertragungsprotokoll für Infrarot-Fernbedienungen)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14789#101536 RC5 Sender auf einem Attiny11L]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74013#609097 RGB-Moodlight auf ATTiny2313 mit RC5-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12216#80856 Fernbedien RC5 Empfänger]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/59235#460765 RC5 Sender selber bauen ???]

==Ringpuffer==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/66789#536189 Ringpuffer AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101472#882716 AVR-GCC: UART mit FIFO]

==SD==

(Secure Digital Memory Card; digitales Flash-Speichermedium)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542#371695 Mr.MidiPlayer - Spielt alle MIDI-Dateien von einer SD-Karte] (siehe auch: [[Midi_Rekorder_mit_MMC/SD-Karte]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68257#550336 Datenrekorder auf SD-Karte mit mega88]

==Sonstiges==

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/111783#994358 Sonnenstandberechnung mit Atmega 8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/UAC_Mikrocontroller_ASCII_Console uAC Mikrocontroller ASCII Console]

==Spaßprojekte==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/119876#1083044 Miniprojekt: Lagerfeuer-LED (ATtiny25)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120289#1087905 Klingel mit 100 Melodien - last minute Weihnachtsgeschenk]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/167528#1601077 Toastbrote zählen]

==Spiele==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48505#371259 Tetris auf dem AtMega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/187253# Atmega8 Schachuhr mit Max7219 ]

==Steuerungen==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/123551 Aquarium Controller]

==Taster / Schalter==
===mechanisch===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6492#41625 Tasten entprellen - Bulletproof] (siehe auch: [[Entprellung]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48465#370877 Universelle Tastenabfrage]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6491#41624 Tasten-Matrix entprellen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64731#517001 Tastenmatrix auslesen über nur 2 Leitungen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64743#517105 Tasten Entprellen für N00bs]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/77863#648213 Taster + LED am selben Draht (4*)]
===kapazitiv===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38904 Sensor mit nur einer Kontaktfläche]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25045 Einfache Sensortaste]

==Tonerzeugung==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/66945#537624 ATMEGA8 Soundgenerator/Synthesizer]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120289#1087905 Klingel mit 100 Melodien - last minute Weihnachtsgeschenk]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/134362 RTTTL Melodiegenerator mit ATTINY85]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232702#new RTTTL Melodiegenerator mit ATMEGA8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25051 Melodie ausgeben mit AVR ATTiny12]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/137629#1259132 Melodieklingel BASCOM ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/191596 2Kanal Synthesizer ATtiny 2313, 85, ..]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232845 17 Kanal Avr Synthesizer]
* (C) [[AVR-Synthesizer]]

==TWI==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87597#742070 AVR TWI Master und Slave Funtionen in C]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31404#242081 TWI / I2C einf. MASTER SLAVE Beispiel(Assembler) ATmega8]

==USB==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/75254#622120 USB Host Stack für Eingebettete Systeme (LGPL)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68442#552128 USB RFID Tag Leser]
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92979#797957 AVR ATmega8TestBoard]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/90791#776280 Relaiskarte für den USB Port]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/130381#1179352 USB-Stick am Mikrocontroller VNC1L]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/155241 PDIUSBD12 Treiber und micro USB-Device stack]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/192453 HID-Joystick mit V-USB ]

==UART==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101472#882716 AVR-GCC: UART mit FIFO]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38928#287985 Software UART]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/125651#1147436 Software UART mit FIFO]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/175946#1690682 uParse] - ein kompakter und vielseitiger Parser (Atmega32) für [[RS232]]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/159753#1517744 Einfacher Interpreter für Komandozeilen/Befehlszeilen] (Atmega32) für [[RS232]]

==Video==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53140#413249 AVR ASCII Video Terminal - 40 x 25 - BAS Signal]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53139#413225 TV VIDEO BILD BAS Frequenzzähler DVM Atmega8 Assembler]
* (A) [http://www.electronicspit.com/video/ Videosignal in Farbe aus dem ATMega32] (URL nicht mehr erreichbar)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25091#new VGA Testbildgenerator]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101429#882288 ATmega8 erzeugt Video in C!]

==Zeitgeber und Uhren==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12185#80055 Die genaue Sekunde / RTC]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74673#616226 LCD-Timer für Belichtungsgerät]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/119859#1082804 DS1307 Assembler-Code]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31374#240878 AVR Library für RTC 12C887 in C]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25136#187534 RTC DS1302 in C]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25087#186454 RTC + Scheduler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53131#413059 Jumbo-LED Uhr]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6516#41903 Zeit + Temperatur auf LCD mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25069 Sekunden in Zeit/Datum umwandeln (mit Sommerzeit/Schaltjahren)]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48560#371911 BASCOM Uhr mit Butterfly]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48450#370765 Countdown timer für UV Belichter]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98885 Countdown Timer mit ATtiny2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12176#79672 Wartezeiten effektiv (Scheduler)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Schaltuhr mit DCF77-Referenz in einem Webserver, Steuerung von Funksteckdosen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/100892#876549 Eieruhr mit ATtiny24V/ATtiny2313V]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151236 Zeitauslöser für Casio EX F1 mit Attiny2313]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151260#1419218 DCF77 Uhr 7 Segment LED ATmega8 Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/177688# NIXIE Uhr mit vielen Funktionen in C mit ATTiny2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/233699 Stoppuhr – Geschwindigkeit – Pulsweite mit Atmega88]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/275514 Timer bis 99:59 min - LED Display NSM4202, Drehgeber - At90S2313]

== Siehe auch ==

* [[AVR-Codesammlung Übersicht]]

[[Kategorie:AVR]]
[[Kategorie:Forum]]
[[Kategorie:Listen]]

AVR Softwarepool

2013-02-22T21:39:06Z

Axel jeromin: /* LCD und VFD */

Die interessantesten Softwareprojekte aus der Codesammlung...

(A) ... Projekt ist in '''Assembler''' 
(C) ... Projekt ist in '''C''' 
(C++) ... Projekt ist in '''C++''' 
(B) ... Projekt ist in '''Bascom''' 
(PC) ... Projekt ist nicht für einen µC, sondern für den PC

==1-Wire==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14792 DS1820, DS18B20 in C]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6505 Mehrere DS1820/DS18B20 auslesen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Mehrere DS1820/DS18B20/DS18S20/DS1822 über einen Webserver auslesbar]

==Akkulader==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72627#594587 Bleiakku-Lader 12/24V]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]

==Betriebssysteme und Scheduler==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/190388#1856376 Nano OS] von Tobias W. ([http://sourceforge.net/projects/nanoos/ Sourceforge])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12176#79672 Wartezeiten effektiv (Scheduler)] von Peter Dannegger
* (C++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/96977#837989 Einfacher Scheduler und Timer in C++ für ATMega] von S. Seegel
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74026#609246 GOS: einfacher preemptive multitasking scheduler] von Günter Greschenz
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Monitorprogramm_Bamo128 Bamo128] Monitorprogramm und Bootloader

==Bootloader==
* (A,C,PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12181#79866 AVR Bootloader]
* (A, PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/146638#1364260 AVR Bootloader für GCC-Toolchain]
* (A,PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/95839 AVR Bootloader mit Verschlüsselung]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72308#591159 ATtiny45 Bootloader]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67047#538510 MMC/SD Bootloader für ATMega16]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56818#439359 SD/MMC Card Bootloader (passt in 2kb bootsection)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/61170#480765 boofa - Bootloader für AVR über UART (AVR109)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53130#413058 Bootloader ATmega168]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73196#600293 UART Bootloader ATtiny13 - ATmega644]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/150816#1414460 UART Bootloader AtMega644P @ 20MHz] (Eclipse Projekt)
* (C) [[AVR Bootloader in C - eine einfache Anleitung]]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/200645#1971295 LAN-Bootloader für ATmega1284p]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Monitorprogramm_Bamo128 Bamo128] Monitorprogramm und Bootloader
Siehe auch: [[Bootloader]]

==DCC==

(Digital Command Control, Standard zur digitalen Steuerung von Modelleisenbahnen)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31397#241300 DCC Decoder]

==DCF77==

(Zeitsignaldienst für funkgesteuerte Uhren auf der Langwellen-Frequenz 77,5 kHz)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38914#287867 DCF77 AVR-Assemblerbaustein ]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6500#41738 DCF77-Uhr mit ATTINY12]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31385#241104 DCF Digital Empfangsmodul - Korrelation - (Assembler)ATmega8 ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25071#186286 DCF 77 ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14788#101528 DCF-Uhr mit DotMatrix-Anzeige für avr-gcc]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12154#79501 PC DCF Timer ( PC Zeitschaltuhr)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25116#187197 DCF 77 Uhr mit CodeVision ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/58769#456232 DCF77 Uhr in C mit ATtiny26]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48597#372164 DCF77 Uhr, zum X.ten Mal, jetzt mit SAF]
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 DCF77 mit beliebig gepoltem Eingangssignal innerhalb eines Webservers]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/121049 DCF-Uhr, Sonnenstand, TWI-Port, Alarmfunktion für Atmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151260#1419218 DCF77 Uhr 7 Segment LED ATmega8 Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/168807#1614129 DCF-Uhr mit LCD in C]

== DRAM ==
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25053#186085 2MB DRAM an AVR] und Anwendung als [http://www.mikrocontroller.net/topic/25053#186089 Audiorekorder]

==Drehgeber==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6526#41978 Drehgeber auslesen]

==DTMF==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92444#792954 DTMF dekodieren]

==DMX==

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92350#new 20 Kanal Relaissteuerung per DMX]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/276885#new DMX512 zu RGB Led Controller use HSV Farbraum]

==Ethernet==

==Entwicklungssysteme==
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74198#611404 AVR Code Wizard]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/30110#230503 Multitasking kernel für ATtinys in ASM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/65156#521012 BASIC-Computer mit ATmega32]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64129#511368 AVR TinyBASIC Anpassung für ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/59189#460273 Mini-Computer mit BASIC]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/55807 Forth System für ATmegas in Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94193 Forth-Computer mit ATmega32 und Videoausgabe] von Christian Berger
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62500#493931 Fixpoint-Arithmetik in "C"]
* (C++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/143537 Fixpoint-Arithmetik in "C++"]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/85256#717037 64 Bit float Emulator in C, IEEE754 kompatibel]
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92979#797957 AVR ATmega8TestBoard]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94468#812992 Gleitkomma-Bibliothek für AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/177481?page=1 AVR CP/M System]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/187390 EMACS Konfiguration]

==FFT==

(Fast Fourier Transformation, "schnelle" Fouriertransformation)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25095#186536 FFT auf dem AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25062#186225 128point FFT in ASM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/27001#203911 Schnelle FFT in Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131525#1191497 AVR-Lichtorgel per FFT MEGA8 32 644 ]

==Funksteckdosen==
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Ansteuerung von Funksteckdosen mit einem Webserver]

==GPS==

(Global Positioning System, satellitengestütztes System zur weltweiten Positions- und Zeitbestimmung)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48544#371717 GPS - MOUSE - MINI- NAVIGATOR (Assembler) ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/72507#593252 GPS an mega8,88 oder 168]

==IR==
* siehe auch [[AVR Softwarepool#RC5|RC5]]
* (C) [[IRMP]] - Infrared Multi Protocol Decoder:
**[[IRMP| Wiki Seite]]
**[http://www.mikrocontroller.net/topic/162119#1545798 Thread im Forum]

==Kryptographie==
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73468 Verschiedene kryptographische Funktionen]

==LANC==

(Steuerprotokoll für Video- und Digitalfotokameras, auch als Control-L bekannt)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/40463#302754 Sony LANC Auswertung mit AVR] (Atmega 128 @ 16 MHz)

==LEDs und LED-Anzeigen==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76839#638278 Solarlicht Steuerung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/77863#648213 Taster + LED am selben Draht (4*)]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/73776#606472 LED-Touch-Panel] (ARM)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74013#609097 RGB-Moodlight auf ATTiny2313 mit RC5-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/54561#421940 HSV RGB Led Dimmer, C Code & Video & Doku]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67567#543492 Mini RGB Lichteffektgenerator mit Menü für Pic16F84]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48464#370871 Ansteuerung einer RGB LED (PWM)]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87149#737282 3x7 Segment und 1 I/O-Pin (Assembler)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31370#240843 ADC mit Multiplexanzeige] (vier 7-Segmentanzeigen)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31388#241192 AVR-Lauflicht]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/94746#815809 HSB->RGB Umrechnung rein in Assembler, auch für ATiny]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/110168 2x7-Segment an nur 3 Leitungen]
* (A) [[Ambilight in Hardware]]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131525#1191497 AVR-Lichtorgel per FFT MEGA8 32 644 ]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/182305 TLC5940 16-Kanal 12bit LED Treiber ansteuern und HighPower LEDs über MosFETs treiben]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/185730 7Segment Coder]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/244768 RGB-Moodlight, ATMega8, Soft-PWM mit Gammakorrektur, IR-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/275426 serielles 4x7 Segment Display NSM4202]

==LCD und VFD==
* (C) [http://bluematrixi.bl.funpic.de/index.php/elektronik-avr/lcd-display-nokia3310 Bibliothek für Nokia 3310 Lcd Ansteuerung in "C" - sehr gut]
*(C,A)[http://www.mikrocontroller.net/articles/Ansteuerung_Handy_Displays Ansteuerung_Handy_Displays]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53137#413137 Programm zum Erstellen eigener Schriftarten (LCD)]
* (PC) [http://www.mikrocontroller.net/topic/54860#423255 LCD Schriftarten ( Fonts in veschiedenen Größen )]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31403 The Siemens S65 132x176, 65536 color display with AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48501#371218 LCD Ansteuerung im 4bit-Modus]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48456#370782 LCD Library T6963c]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76399#633680 "Bessere" T6963c Library]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25099#186569 LCD Controller für 640x480 LCD mit mega8515]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38923#287939 LCD Controller KS0073 Support im 4-Bit Mode]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/79609#664268 KS0066U oder Ähnliche --- LCD Treiber]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/81793#683135 Pollin E0855-2 SED1530-Treiber]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/90449#772843 LCD über nur einen IO-Pin ansteuern]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120475 VFD Library (Vacuum Fluorescent Display Library)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98321#851423 Grafikfähiger LCD Controller für 320x240 LCD mit 4 Graustufen] (jetzt auch mit 8 Graustufen)
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/140369 Menüsystem für beliebige schwarz-weiß LCDs bis 4096x4096 Pixeln und grafischem Editor]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/194149 Schnelle SED1520 Funktionsbibliothek mit Bildkonverter und Fontgenerator]
* (PC,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/234304 DOGXL Fontgenerator (SW+Graustufen)]
* (C,A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/236862#2401250 Grafikfähiger LCD Controller für 320x240 LCD mit D-RAM]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/190078 LCD SHARP M078CKA mit LH155]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/ EA Dogm162 Textdisplay an SPI]

==I2C==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98923#857451 Ultraschall Entfernungsmesser mit I2C, Eigenbau]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/83871#new I2C-Master realisiert in Software, ohne TWI für alle ATMEGAs]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38919#new RS232 <-> TWI / I2C Interface für ATMega8 (ASM) inkl. Windows Software]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67698#544930 USI TWI Master]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/235733#2388116 Hardware TWI-MASTER Interrupt basierend für Mega AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/272621#new I2C/TWI Master-Interrupt Xmega-Assemblerbaustein]

==Messgeräte==
===Drehzahlmesser===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/1518#8469 Drehzahlmesser 4 mal 7-Segment mit 90S2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Drehzahlmesser Drehzahlmesser mit 4 mal 7-Segment anzeigen mit Tiny2313, Wiki-Artikel]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/231283 einfache Drehzahlmessung mit ATmega88]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232485 4-Kanal Drehzahlmessung mit ATmega88]

===Klopfsensormessgerät===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/Klopfsensormessgeraet Messgerät für Klopfgeräusche an Verbrennungsmotoren auf Basis des TPIC8101]

===Entfernungsmesser===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98923#857451 Ultraschall Entfernungsmesser mit I2C, Eigenbau]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/130834 3D Umgebungserfassung mit einem auf zwei Servors montiertem Sharp Distanzsensor, Eigenbau]

===Frequenzmesser===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62610#495030 Frequenzmesser bis 2Mhz -- mit AVR ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48582#372072 Frequenzmessung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/62517#494146 Input Capture Pin (ICP) auslesen ( Frequenz messen)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25144#187587 Frequenzmessung und Impulszählung über den Parallelport-IR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31394#241251 einfacher 5 MHz Frequenzzähler (Assembler) ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/173665#new sehr genauer Frequenzmesser Atmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/186801#new Reziproker Frequenzzähler+ Optimierte 64bit uint Routinen]
* (C+A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/200279#new 6 Stellen von 1Hz bis 40MHz ATmega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/241150#2458079 Reziproker Frequenzzähler, GPS-stabilisiert, ATmega162]

===Frequenzgenerator===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/152966#1438488 Einstellbarer Frequenzgenerator für 0.12 Hz - 8 MHz mit Atmega 8 und Bascom ]

===Kompass===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/100239#870281 KOMPASS KMZ10A KMZ10B ATmega8 Assembler]

===Messgeräte für elektronische Bauteile===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/60797#477026 LC-METER / LC-Messgerät ATmega8 Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/60591#474873 Widerstandstester]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56770#438957 Ladungsmessgerät]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31386#241139 Transistortester]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131804#1194273 Transistortester]

===Spannungsmesser===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31370#240843 ADC mit Multiplexanzeige] - Voltmeter
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/69021#558098 Multimeter]

===Thermometer===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6516#41903 Zeit + Temperatur auf LCD mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53127#413006 Thermometer mit LED & LM35]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Viele DS18x20-Thermometer in einem Webserver]

===Oszilloskop===
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53129#413011 Einfaches Oszilloskop - Bascom]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48586#372093 Oszi- & Logikanalyser mit LCD]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31376#240880 einfaches DIGITAL- Oszilloskop (800 Datenpunkte) Assembler]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/56616#437772 Einfaches "Oszilloskop"]
* (C) [http://www.christoph-lauer.de/Homepage/Blog/Eintrage/2010/8/1_Embedded_C_based_Spectrumanalyzer.html ATXMega based Oscilloscope and Spectrumanalyzer]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/228997#2308320 Selbstbau Digital Storage Oszilloskop]

===Beschleunigungssensor===
* (c++) [http://www.mikrocontroller.net/topic/268214 Einfache BMA020 Library, mit I2C]

==MIDI==

(Musical Instrument Digital Interface, Datenübertragungsstandard für Musikinstrumente)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542#371695 Mr.MidiPlayer - Spielt alle MIDI-Dateien von einer SD-Karte] (siehe auch: [[Midi_Rekorder_mit_MMC/SD-Karte]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/106512# Drum-Trigger mit MIDI-Ausgabe]

==MMC==

(Multimedia Card, digitales Flash-Speichermedium)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25056#186117 SourceCode MMC die Zweite]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48481#370950 MMC/SD-Karte mit FAT16 an AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/67047#538510 MMC/SD Bootloader füt ATMega16]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14800#102024 MMC/SD ansteuern mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/FAT32 MMC/SD - FAT16/32 Bibliothek für AVR mit Wiki]

==Netzgeräte==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/60786#476904 Labornetzgerät]
* [[RADLAB-PS1]] [http://www.mikrocontroller.net/topic/124858#1138781 Netzteil um LM317 mit Strombegrenzung und Anzeige!]

==Netzwerk==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87517#new Kleiner ENC28J60 µWebserver von SimonK]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/82127#new Ulrich Radigs ENC28J60 mit leicht lötbaren/beschaffbaren Bauteilen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/131825 Dirk Broßwick Webserver auf ENC28j60 Basis mit einem ATmega2561, es gibt auch einen Port auf das AVR-NET IO]

==Parser==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64763#517245 Zwei Parser für numerische Ausdrücke]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/76842#638283 uShell - ein universeller Parser für uCs]

==RFID==

(Radio Frequency Identification, Verfahren zur funkbasierten Identifizierung und Lokalisierung von Gegenständen)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68442#552128 USB RFID Tag Leser]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/228709 Soft-RFID ohne RFID-IC]

==RC - Fernsteuerungen/Servos==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48529#371582 RC Summen Signal erzeugen ]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/192453 RC Summen Signal dekodieren ]

==RC5==

(verbreitetes Datenübertragungsprotokoll für Infrarot-Fernbedienungen)

* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/14789#101536 RC5 Sender auf einem Attiny11L]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74013#609097 RGB-Moodlight auf ATTiny2313 mit RC5-Fernbedienung]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12216#80856 Fernbedien RC5 Empfänger]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/59235#460765 RC5 Sender selber bauen ???]

==Ringpuffer==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/66789#536189 Ringpuffer AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101472#882716 AVR-GCC: UART mit FIFO]

==SD==

(Secure Digital Memory Card; digitales Flash-Speichermedium)

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542#371695 Mr.MidiPlayer - Spielt alle MIDI-Dateien von einer SD-Karte] (siehe auch: [[Midi_Rekorder_mit_MMC/SD-Karte]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25035#185861 MIDI-Rekorder mit SD/MMC und AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68257#550336 Datenrekorder auf SD-Karte mit mega88]

==Sonstiges==

* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/111783#994358 Sonnenstandberechnung mit Atmega 8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/articles/UAC_Mikrocontroller_ASCII_Console uAC Mikrocontroller ASCII Console]

==Spaßprojekte==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/99803#866081 Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/119876#1083044 Miniprojekt: Lagerfeuer-LED (ATtiny25)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120289#1087905 Klingel mit 100 Melodien - last minute Weihnachtsgeschenk]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/167528#1601077 Toastbrote zählen]

==Spiele==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48505#371259 Tetris auf dem AtMega8]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/187253# Atmega8 Schachuhr mit Max7219 ]

==Steuerungen==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/123551 Aquarium Controller]

==Taster / Schalter==
===mechanisch===
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6492#41625 Tasten entprellen - Bulletproof] (siehe auch: [[Entprellung]])
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48465#370877 Universelle Tastenabfrage]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6491#41624 Tasten-Matrix entprellen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64731#517001 Tastenmatrix auslesen über nur 2 Leitungen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/64743#517105 Tasten Entprellen für N00bs]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/77863#648213 Taster + LED am selben Draht (4*)]
===kapazitiv===
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38904 Sensor mit nur einer Kontaktfläche]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25045 Einfache Sensortaste]

==Tonerzeugung==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/66945#537624 ATMEGA8 Soundgenerator/Synthesizer]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/120289#1087905 Klingel mit 100 Melodien - last minute Weihnachtsgeschenk]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/134362 RTTTL Melodiegenerator mit ATTINY85]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232702#new RTTTL Melodiegenerator mit ATMEGA8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25051 Melodie ausgeben mit AVR ATTiny12]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/145156#1346531 µCke Microcontroller Mücke (Atmel Tiny13)]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/137629#1259132 Melodieklingel BASCOM ATmega8]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/191596 2Kanal Synthesizer ATtiny 2313, 85, ..]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/232845 17 Kanal Avr Synthesizer]
* (C) [[AVR-Synthesizer]]

==TWI==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/87597#742070 AVR TWI Master und Slave Funtionen in C]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31404#242081 TWI / I2C einf. MASTER SLAVE Beispiel(Assembler) ATmega8]

==USB==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/75254#622120 USB Host Stack für Eingebettete Systeme (LGPL)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/68442#552128 USB RFID Tag Leser]
* (A,C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/92979#797957 AVR ATmega8TestBoard]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/90791#776280 Relaiskarte für den USB Port]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/130381#1179352 USB-Stick am Mikrocontroller VNC1L]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/155241 PDIUSBD12 Treiber und micro USB-Device stack]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/192453 HID-Joystick mit V-USB ]

==UART==
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101472#882716 AVR-GCC: UART mit FIFO]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/38928#287985 Software UART]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/125651#1147436 Software UART mit FIFO]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/175946#1690682 uParse] - ein kompakter und vielseitiger Parser (Atmega32) für [[RS232]]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/159753#1517744 Einfacher Interpreter für Komandozeilen/Befehlszeilen] (Atmega32) für [[RS232]]

==Video==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53140#413249 AVR ASCII Video Terminal - 40 x 25 - BAS Signal]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53139#413225 TV VIDEO BILD BAS Frequenzzähler DVM Atmega8 Assembler]
* (A) [http://www.electronicspit.com/video/ Videosignal in Farbe aus dem ATMega32] (URL nicht mehr erreichbar)
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25091#new VGA Testbildgenerator]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/101429#882288 ATmega8 erzeugt Video in C!]

==Zeitgeber und Uhren==
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12185#80055 Die genaue Sekunde / RTC]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/74673#616226 LCD-Timer für Belichtungsgerät]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/119859#1082804 DS1307 Assembler-Code]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31374#240878 AVR Library für RTC 12C887 in C]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25136#187534 RTC DS1302 in C]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25087#186454 RTC + Scheduler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/53131#413059 Jumbo-LED Uhr]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/6516#41903 Zeit + Temperatur auf LCD mit AVR]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/25069 Sekunden in Zeit/Datum umwandeln (mit Sommerzeit/Schaltjahren)]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48560#371911 BASCOM Uhr mit Butterfly]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/48450#370765 Countdown timer für UV Belichter]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/98885 Countdown Timer mit ATtiny2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/12176#79672 Wartezeiten effektiv (Scheduler)]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/31408#536372 Schaltuhr mit DCF77-Referenz in einem Webserver, Steuerung von Funksteckdosen]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/100892#876549 Eieruhr mit ATtiny24V/ATtiny2313V]
* (B) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151236 Zeitauslöser für Casio EX F1 mit Attiny2313]
* (A) [http://www.mikrocontroller.net/topic/151260#1419218 DCF77 Uhr 7 Segment LED ATmega8 Assembler]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/177688# NIXIE Uhr mit vielen Funktionen in C mit ATTiny2313]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/233699 Stoppuhr – Geschwindigkeit – Pulsweite mit Atmega88]
* (C) [http://www.mikrocontroller.net/topic/275514 Timer bis 99:59 min - LED Display NSM4202, Drehgeber - At90S2313]

== Siehe auch ==

* [[AVR-Codesammlung Übersicht]]

[[Kategorie:AVR]]
[[Kategorie:Forum]]
[[Kategorie:Listen]]

Diskussion:3-Phasen Frequenzumrichter mit AVR

2013-01-23T09:41:23Z

Axel jeromin: Die Seite wurde neu angelegt: „Nur zur Info, das Thema hat schon an dem ersten Wettbewerb teilgenommen: http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation“

Nur zur Info, das Thema hat schon an dem ersten Wettbewerb teilgenommen:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation

Wechselrichter

2012-07-10T19:21:36Z

Axel jeromin: /* Spannungsversorgung */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_H-Brücke.JPG|320px]]

Die Spannung am Ausgang der H-Brücke. Noch ist das ziemlich weit von einem Sinus entfernt.

==Filter==
Der LCL-Filter glättet die PWM zu einem Sinus-Signal.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]

Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]

Signal unter Last

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

=Spannungsversorgung=
Da, solange der Wechselrichter nicht läuft, nur die 400V bis 500V DC Spannung von den Solarpanels da ist, muss der Wechselrichter seine Versorgungsspannung von dort beziehen.

Aufgrund des relativ geringen Leistungsbedarf kommt ein Flyback Schaltnetzteil zum Einsatz. Der VIPer50a benötigt nur wenige exteren Bauteile und kann mit bis zu 700V DC Eingangsspannung auskommen.

Erzeugt werden 12V DC zur Versorgung der Fet-Treiber und 5V für die Controller.

[[Bild:VIPer50_Board_bestückt.png|320px]]

Download Schaltplan:[[Media:VIPer100.zip| Schaltplan ]]

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2012-07-10T19:20:28Z

Axel jeromin: /* Spannungsversorgung */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_H-Brücke.JPG|320px]]

Die Spannung am Ausgang der H-Brücke. Noch ist das ziemlich weit von einem Sinus entfernt.

==Filter==
Der LCL-Filter glättet die PWM zu einem Sinus-Signal.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]

Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]

Signal unter Last

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

=Spannungsversorgung=
Da, solange der Wechselrichter nicht läuft, nur die 400V bis 500V DC Spannung von den Solarpanels da ist, muss der Wechselrichter seine Versorgungsspannung von dort beziehen.

Aufgrund des relativ geringen Leistungsbedarf kommt ein Flyback Schaltnetzteil zum Einsatz. Der VIPer50a benötigt nur wenige exteren Bauteile und kann mit bis zu 700V DC Eingangsspannung auskommen.

Erzeugt werden 12V DC zur Versorgung der Fet-Treiber und 5V für die Controller.

[[Bild:VIPer50_Board_bestückt.png|320px]]

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Datei:VIPer100.zip

2012-07-10T19:18:53Z

Axel jeromin: Spannungsversorgung Wechselrichter, Pläne komplett

Spannungsversorgung Wechselrichter, Pläne komplett

Datei:VIPer50 Board bestückt.png

2012-07-10T19:18:01Z

Axel jeromin: Spannungsversorgung für Wechselrichter Flyback 400V / 5V,15V

Spannungsversorgung für Wechselrichter
Flyback 400V / 5V,15V

Wechselrichter

2012-05-25T21:02:56Z

Axel jeromin: /* Links */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_H-Brücke.JPG|320px]]

Die Spannung am Ausgang der H-Brücke. Noch ist das ziemlich weit von einem Sinus entfernt.

==Filter==
Der LCL-Filter glättet die PWM zu einem Sinus-Signal.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]

Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]

Signal unter Last

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

=Spannungsversorgung=
Da, solange der Wechselrichter nicht läuft, nur die 400V bis 500V DC Spannung von den Solarpanels da ist, muss der Wechselrichter seine Versorgungsspannung von dort beziehen.

Aufgrund des relativ geringen Leistungsbedarf kommt ein Flyback Schaltnetzteil zum Einsatz. Der VIPer50a benötigt nur wenige exteren Bauteile und kann mit bis zu 700V DC Eingangsspannung auskommen.

Erzeugt werden 12V DC zur Versorgung der Fet-Treiber und 5V für die Controller.

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

----

[[Category:Projekte]]

Sonnenfolger / Heliostat

2011-12-26T09:50:19Z

Axel jeromin: /* Analog */

von Axel Jeromin (Düsendieb)

== Einleitung ==
===Allgemeines===
Ursache für den Tageslauf der Sonne ist die Rotation der Erde um sich selbst. Die Höhen-Änderung der Sonnenbahn resultiert aus dem jährlichen Umlauf der Erde (Erdbahn) um die Sonne in Kombination mit der im Weltall annähernd fixen Richtung der gegen die Erdbahn geneigten Erdachse (Schiefe der Ekliptik). (Quelle Wikipedia)

Würde man die Sonne an jedem Tag des Jahres immer genau um 12:00 Uhr Mittags (DCF77 Uhr) fotografieren und die Fotos alle übereinander legen, erhielte man die Analemma-Figur mit zusätzlichen Sprüngen von einer Stunde Ende März und Ende Oktober. Dass heißt, eine Sonnenuhr geht bis zu 15 Minuten zuzüglich Sommerzeitverschiebung falsch, da die Sonne mal rechts und mal links von der Position steht, die man vereinfacht erwarten würde.

[[Bild:Analemma_pattern_in_the_sky.jpg|400px]]

(Foto Quelle Wikipedia)

Wie alle sicherlich beobachtet haben, ändert sich je nach Jahreszeit und nach dem Breitengrad der Aufstellung der Solaranlage die Sonnenhöhe (Azimuth)

Weiterhin leben wir in einer recht großen Zeitzone vom östlichsten Zipfel von Norwegen bis nach Spanien. Daher kann die Sonne um 12:00 Uhr nicht überall genau im Süden stehen. Je nach Längengrad der Aufstellung der Solaranlage ändert sich die Himmelsrichtung für die Stellung der Sonne in der Mittagszeit. Hinzu kommt die Sommer- Winterzeitumstellung.

===Lösungsansätze===
Durch eine Nachführung wird entweder eine Solarzelle genau zur Sonne ausgerichtet oder ein Spiegel lenkt das Sonnenlicht auf einen Zielpunkt. Der Spiegel muss dann auf der Winkelhalbierenden zwischen Sonnenstand und dem Ziel stehen.

Es kann generell zwischen analogen Lösungen mit Messung der Helligkeit ohne Inteligenz, Messung der Helligkeit mit Mikrocontrollerauswertung und Uhrzeitnachführungen mit Berechung der Sonnenposition unterscheiden. Die Berechnung der Sonnenposition ist durch die oben beschriebene Problematik recht aufwendig, hat aber den Vorteil, dass keine Optik sauber gehalten werden muss.

==einachsige Nachführung==
Zur Nachführung einer Solarzelle oder thermischen Solarpanels kann auf die Nachführung in der vertikalen Achse verzichtet werden. Man spart Mechanik, verliert aber Leistungsausbeute.

===Analog===

[[Bild:Lichtfolger_analog.png|400px]]

hier eine der vielen analogen Lichtfolgerschaltungen. An den Ausgängen wird eine H-Brücke als Motortreiber und ein Getriebemotor angeschlossen.

In der Schaltung befinden sich zwei Spannungsteiler. Zu einen die
Reihenschaltung aus den beiden LDR´s. Werden beide gleichmäßig
beleuchtet, teilt sich die Spannung gleichmäßig auf.
Die Spannung Vcc teilt sich an der Reihenschaltung der Widerstände in
drei Teile auf:
Spannung U1 über Poti R1 und R3, Spannung U2 über Poti R2 und die
Spannung U3 über R4.

Die Spannung U2 ist die Hysterese bei der sich beide Ausgänge auf 0 V
Potential befinden.
Die Spannungen U1 und Vcc-U3 sind die Schaltpunkte.

Google nach: Fensterkomparator

===Mikrocontroller===

[[Bild:Lichtfolger_Tiny.png|400px]]

Ähnliche Signalbildung, aber Auswertung durch einen Tiny. Hier kann die Hysterese und Schaltverzögerungen per Software eingestellt werden.

==zweiachsige Nachführung==
Nach einer Weile an Überlegung habe ich mich für die Lösung mit DCF 77 Uhr, Berechnung des Sonnenstandes und Schrittmotoren entschieden.

===Hardware===

[[Bild:Base_Board_L317_alles.png|400px]]

Beim Anschluss der ISP Schnittstelle bin ich etwas vom "Kanda-Standard" abgewichen und nur Pin10 des Wannensteckers für Masse benutzt. Dadurch waren die Pins 8,6,4 noch für das LCD frei. Zum Programmieren benutze ich einen Adapter, der diese Pins isoliert, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Der Vorteil, ich habe nur einen Stecker für das LCD und zur Programmierung.

Download Hardware: [[Media:Heliostep Hardware.zip‎|download zip-File]]

===Software===
Der Programmteil DCF77 Empfang ist von Ulrich Rading, die Sonnenstandsberechnung von Clueso hier aus dem Forum, die LCD Anzeige ist ebenfalls aus dem Forum.
Da möchte ich mich nicht mit falschen Federn schmücken. Aber es blieben noch genügend Herausfordeungen zum Testen und Probieren.

* http://www.mikrocontroller.net/forum/codesammlung?filter=sonne*
* http://www.mikrocontroller.net/topic/111783
* http://www.mikrocontroller.net/topic/121049

====Motortest Software====
Download Software zum Motortest: [[Media:Heliostep 05 Motor Test.zip‎|download zip-File]]

Fährt die Schrittmotre zuerst in die Homeposition. Fährt dann die Steppermotore bei Tastendruck jeweils 2000 Schritte vorwärts, bzw wieder zurück in die Homeposition.

====Heliostat Software====
Download Software zur Steuerung: [[Media:Heliostep_15.zip‎|download zip-File]]

Wartet aud DCF Empfang, fährt den Heliostat in die Homeposition Down und Ost, berechnet die Sonnenposition alle Minute und fährt den Spiegel entsprechend der Berechnung.

Während der Wartezit aud den ersten gültigen DCF77 Empfang wird das Trägersignal als blinkende 1 oder 0 im Sekundentakt auf den LCD angezeigt. Dies eignet sich gut zur Ausrichtung der DCF Antenne.

Nach dem ersten gültigen Empfang wird nochmals 20 Sekunden auf das Signal Sommer- oder Winterzeit gewartet.
Mit diesem Signal und der aktuellen Uhrzeit wird die UTC Zeit berechnet (MEZ - 1h, oder MESZ - 2h). Die aktuelle Zeit in UTC wird auf dem LCD in der ersten Zeile angezeigt.

Mit der UTC Zeit und dem Standort des Heliostaten wird die Position der Sonne in Radiant berechnet. Die Elevation und der Azimut multipliziert mit jeweils einem Faktor ergeben die Anzahl der Schritte die der jeweilige Schrittmotor fahren muss. Die beiden Faktoren werden in der zweiten Zeile auf den LCD angezeigt.

===Video Mechanik===
Hier noch ein kleiner Videofilm von der Mechanik:

http://www.youtube.com/watch?v=s7gXmlWX7Ro

== Links ==

* http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstand
* http://de.wikipedia.org/wiki/Heliostat
* Programm "Orbitron" http://www.stoff.pl/
* [http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2009/nw59_yt322/nw59_yt322/index.html Heliostat Skylight] (ECE 476 Final Project by Yinan Tang and Nana Wu)
* http://de.wikipedia.org/wiki/Windlast

[[Category:AVR-Projekte]]
[[Kategorie:DCF77]]

Sonnenfolger / Heliostat

2011-12-26T09:48:55Z

Axel jeromin: /* Analog */

von Axel Jeromin (Düsendieb)

== Einleitung ==
===Allgemeines===
Ursache für den Tageslauf der Sonne ist die Rotation der Erde um sich selbst. Die Höhen-Änderung der Sonnenbahn resultiert aus dem jährlichen Umlauf der Erde (Erdbahn) um die Sonne in Kombination mit der im Weltall annähernd fixen Richtung der gegen die Erdbahn geneigten Erdachse (Schiefe der Ekliptik). (Quelle Wikipedia)

Würde man die Sonne an jedem Tag des Jahres immer genau um 12:00 Uhr Mittags (DCF77 Uhr) fotografieren und die Fotos alle übereinander legen, erhielte man die Analemma-Figur mit zusätzlichen Sprüngen von einer Stunde Ende März und Ende Oktober. Dass heißt, eine Sonnenuhr geht bis zu 15 Minuten zuzüglich Sommerzeitverschiebung falsch, da die Sonne mal rechts und mal links von der Position steht, die man vereinfacht erwarten würde.

[[Bild:Analemma_pattern_in_the_sky.jpg|400px]]

(Foto Quelle Wikipedia)

Wie alle sicherlich beobachtet haben, ändert sich je nach Jahreszeit und nach dem Breitengrad der Aufstellung der Solaranlage die Sonnenhöhe (Azimuth)

Weiterhin leben wir in einer recht großen Zeitzone vom östlichsten Zipfel von Norwegen bis nach Spanien. Daher kann die Sonne um 12:00 Uhr nicht überall genau im Süden stehen. Je nach Längengrad der Aufstellung der Solaranlage ändert sich die Himmelsrichtung für die Stellung der Sonne in der Mittagszeit. Hinzu kommt die Sommer- Winterzeitumstellung.

===Lösungsansätze===
Durch eine Nachführung wird entweder eine Solarzelle genau zur Sonne ausgerichtet oder ein Spiegel lenkt das Sonnenlicht auf einen Zielpunkt. Der Spiegel muss dann auf der Winkelhalbierenden zwischen Sonnenstand und dem Ziel stehen.

Es kann generell zwischen analogen Lösungen mit Messung der Helligkeit ohne Inteligenz, Messung der Helligkeit mit Mikrocontrollerauswertung und Uhrzeitnachführungen mit Berechung der Sonnenposition unterscheiden. Die Berechnung der Sonnenposition ist durch die oben beschriebene Problematik recht aufwendig, hat aber den Vorteil, dass keine Optik sauber gehalten werden muss.

==einachsige Nachführung==
Zur Nachführung einer Solarzelle oder thermischen Solarpanels kann auf die Nachführung in der vertikalen Achse verzichtet werden. Man spart Mechanik, verliert aber Leistungsausbeute.

===Analog===

[[Bild:Lichtfolger_analog.png|400px]]

hier eine der vielen analogen Lichtfolgerschaltungen. An den Ausgängen wird eine H-Brücke als Motortreiber und ein Getriebemotor angeschlossen.

In der Schaltung befinden sich zwei Spannungsteiler. Zu einen die
Reihenschaltung aus den beiden LDR´s. Werden beide gleichmäßig
beleuchtet, teilt sich die Spannung gleichmäßig auf.
Die Spannung Vcc teilt sich an der Reihenschaltung der Widerstände in
drei Teile auf:
Spannung U1 über Poti R1 und R3, Spannung U2 über Poti R2 und die
Spannung U3 über R4.

Die Spannung U2 ist die Hysterese bei der sich beide Ausgänge auf 0 V
Potential befinden.
Die Spannungen U1 und Vcc-U3 sind die Schaltpunkte.

===Mikrocontroller===

[[Bild:Lichtfolger_Tiny.png|400px]]

Ähnliche Signalbildung, aber Auswertung durch einen Tiny. Hier kann die Hysterese und Schaltverzögerungen per Software eingestellt werden.

==zweiachsige Nachführung==
Nach einer Weile an Überlegung habe ich mich für die Lösung mit DCF 77 Uhr, Berechnung des Sonnenstandes und Schrittmotoren entschieden.

===Hardware===

[[Bild:Base_Board_L317_alles.png|400px]]

Beim Anschluss der ISP Schnittstelle bin ich etwas vom "Kanda-Standard" abgewichen und nur Pin10 des Wannensteckers für Masse benutzt. Dadurch waren die Pins 8,6,4 noch für das LCD frei. Zum Programmieren benutze ich einen Adapter, der diese Pins isoliert, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Der Vorteil, ich habe nur einen Stecker für das LCD und zur Programmierung.

Download Hardware: [[Media:Heliostep Hardware.zip‎|download zip-File]]

===Software===
Der Programmteil DCF77 Empfang ist von Ulrich Rading, die Sonnenstandsberechnung von Clueso hier aus dem Forum, die LCD Anzeige ist ebenfalls aus dem Forum.
Da möchte ich mich nicht mit falschen Federn schmücken. Aber es blieben noch genügend Herausfordeungen zum Testen und Probieren.

* http://www.mikrocontroller.net/forum/codesammlung?filter=sonne*
* http://www.mikrocontroller.net/topic/111783
* http://www.mikrocontroller.net/topic/121049

====Motortest Software====
Download Software zum Motortest: [[Media:Heliostep 05 Motor Test.zip‎|download zip-File]]

Fährt die Schrittmotre zuerst in die Homeposition. Fährt dann die Steppermotore bei Tastendruck jeweils 2000 Schritte vorwärts, bzw wieder zurück in die Homeposition.

====Heliostat Software====
Download Software zur Steuerung: [[Media:Heliostep_15.zip‎|download zip-File]]

Wartet aud DCF Empfang, fährt den Heliostat in die Homeposition Down und Ost, berechnet die Sonnenposition alle Minute und fährt den Spiegel entsprechend der Berechnung.

Während der Wartezit aud den ersten gültigen DCF77 Empfang wird das Trägersignal als blinkende 1 oder 0 im Sekundentakt auf den LCD angezeigt. Dies eignet sich gut zur Ausrichtung der DCF Antenne.

Nach dem ersten gültigen Empfang wird nochmals 20 Sekunden auf das Signal Sommer- oder Winterzeit gewartet.
Mit diesem Signal und der aktuellen Uhrzeit wird die UTC Zeit berechnet (MEZ - 1h, oder MESZ - 2h). Die aktuelle Zeit in UTC wird auf dem LCD in der ersten Zeile angezeigt.

Mit der UTC Zeit und dem Standort des Heliostaten wird die Position der Sonne in Radiant berechnet. Die Elevation und der Azimut multipliziert mit jeweils einem Faktor ergeben die Anzahl der Schritte die der jeweilige Schrittmotor fahren muss. Die beiden Faktoren werden in der zweiten Zeile auf den LCD angezeigt.

===Video Mechanik===
Hier noch ein kleiner Videofilm von der Mechanik:

http://www.youtube.com/watch?v=s7gXmlWX7Ro

== Links ==

* http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstand
* http://de.wikipedia.org/wiki/Heliostat
* Programm "Orbitron" http://www.stoff.pl/
* [http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2009/nw59_yt322/nw59_yt322/index.html Heliostat Skylight] (ECE 476 Final Project by Yinan Tang and Nana Wu)
* http://de.wikipedia.org/wiki/Windlast

[[Category:AVR-Projekte]]
[[Kategorie:DCF77]]

Datei:Lichtfolger analog.png

2011-12-26T09:46:02Z

Axel jeromin: hat eine neue Version von „Datei:Lichtfolger analog.png“ hochgeladen: Spannungen eingetragen

Lichtfolger_analog.png

Operationsverstärker-Grundschaltungen

2011-12-26T09:44:04Z

Axel jeromin: /* Der Komparator */

== Idealisiertes Modell eines OPV ==

=== Anschlüsse ===
Ein Operationsverstärker hat zwei Eingänge (+) und (-) und einen Ausgang
(UA). Außerdem verfügt er über eine positive und eine negative
Spannungsversorgung (V+) und (V-).

=== Spannungsversorgungen ===
Die Spannungsversorgungen sollen zunächst nicht interessieren. Sie
werden in Schaltungen oft nicht eingezeichnet.
In der Praxis ist es jedoch wichtig zu wissen, dass die Ausgangsspannung immer zwischen (V+) und (V-) liegt. Die Ausgangsspannung des OPV kommt schließlich dadurch zustande, dass der Ausgang über einen Transistor mehr oder weniger hochohmig mit den beiden Versorgungsspannungen verbunden wird.

Wenn man einen OPV also mit +5V versorgt, so kann der OPV im besten Fall am Ausgang +5V erzeugen. Man würde in diesem Fall von einem "Rail-to-Rail" Operationsverstärker sprechen.
Bei vielen Operationsverstärkern ist die maximal mögliche Ausgangsspannung geringer als die Versorgungsspannung. Ein mit +5V Spannungsversorgung beschalteter OPV kann dann beispielsweise nur +4V Ausgangsspannung erzeugen.

| \
| \
-- | - \
| \_______
| /
-- | + /
| /
| /

=== Ausgang ===
Der Ausgang des OPV ist eine ideale Spannungsquelle. Das bedeutet, dass die
Ausgangsspannung unabhängig davon ist, was ausgangsseitig an den OPV
angeschlossen wird.
In der Praxis gilt dieses Modell häufig nur bei "sinnvollen Anwendungen". So ist beispielsweise der Ausgangsstrom des OPV nach oben begrenzt (typischerweise im mA-Bereich), und manche OPV schwingen sehr leicht, wenn man sie kapazitiv belastet.

=== Eingänge ===
Die Eingänge eines OPV sind hochohmig, d. h., es handelt sich nur um "Messfühler", die keinen Strom führen.

=== Funktionsweise ===
Der OPV mißt zu jeder Zeit die Differenz <math>U_D = U(+) - U(-)</math> der
Eingangsspannungen.

Ist die Spannung an (+) größer als an (-), so erhöht der OPV die
Ausgangsspannung.
Ist die Spannung an (+) niedriger als an (-), so vermindert der OPV die
Ausgangsspannung.

Das Ergebnis dieses Vorgangs wird häufig über die Gleichung:

<math>U_a = v \cdot U_D</math>

beschrieben, wobei <math>v</math> eine sehr große Zahl (10^4...10^6) ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Funktionsweise lassen sich alle grundlegenden Schaltungen herleiten.

=== Beispiel ===

Betrachtet wird die invertierende Grundschaltung nach Abbildung a) im Abschnitt "Verstärkergrundschaltungen".

Für die Pfeilrichtungen der Spannungen und Ströme gilt:

<math>U_e</math>: von oben nach unten

<math>I_{R3}</math>: von links nach rechts

Die Spannung am (+)Eingang ist gleich Null. Die Spannung am (-)Eingang wird durch die Spannungsquelle <math>U_e</math> und durch die im OPV befindliche und mit dem Ausgang verbundene Spannungsquelle des OPV manipuliert.

* Ist die Spannung am (-)Eingang negativ, so erhöht der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang positiver. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.
* Ist die Spannung am (-)Eingang positiv, so vermindert der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang negativer. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.

Der Operationsverstärker wird also die Spannungen an (+) und (-)
angleichen. Das passiert immer dann, wenn der Ausgang mit dem (-)Eingang
verbunden ist. Man nennt das Prinzip "Gegenkopplung". Auf diese Art und
Weise funktionieren alle analogen OPV-Schaltungen.

Da an (+) Massepotential anliegt, liegt an <math>R_3</math> die Spannung <math>U_e</math> an, und es gilt:
<math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}.</math>

Da der (-)Eingang hochohmig ist, fließt <math>I_{R3}</math> über <math>R_4</math> weiter zum OPV-Ausgang.

Ua ist die Spannung vom Ausgang zur (virtuellen) Masse am (-)Eingang.
(--> Pfeil einzeichnen und klarmachen, daß es egal ist, ob der Pfeil vom
Ausgang zur Masse geht oder vom Ausgang "entgegen der Stromrichtung" zur
virtuellen Masse an (-)!)

Mit Hilfe von <math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}</math> ergibt sich:

<math>U_a = -R_4 \cdot I_{R3} = -{{R_4} \over {R_3}} \cdot U_e.</math>

Die Energie für den Stromtransport über <math>R_4</math> stammt vom OPV! Sobald die Ladungen ausgehend von der Spannungsquelle <math>U_e</math> die virtuelle Masse an (-) erreicht haben, hat <math>U_e</math> seine gesamte Energie abgegeben.

== Reale OPs / Kennwerte ==
Abweichend vom idealen OP besitzen reale OPs diverse Einschränkungen und Kennwerte, die sie für verschiedene Einsätze mehr oder weniger prädestinieren.

=== Leerlaufverstärkung ===
Die Leerlaufverstärkung gibt an, wie stark sich das Ausgangssignal i.A. der Änderung eines Eingangsignals statisch ändert, bzw nach dem Einschwingen erreichen könnte, wenn es nicht durch die Betriebsgrenzen limitiert wäre.

=== Anstiegszeit ===
Bestimmend für die dynamische Änderung des Signal ist wiederum die slew rate, die wesentlich das AC-Verhalten bestimmt.

=== Frequenz-Bandbreiteprodukt ===

=== Gleichtaktverstärkung ===
Infolge des inhomogenen Aufbaus der internen Verstärkerstufen werden die beiden Eingangssignale nicht exakt gleich verstärkt, was in einen Gleichanteil und einen Differenzaneil aufgeteilt werden kann. Der nicht erwünschte common mode ist dabei ein Mass für die Qualität des OP.

== Verstärkergrundschaltungen ==
=== Grundbeschaltung mit Berechung ===
[[Bild:Op-verstaerker-a.png]] [[Bild:Op-verstaerker-b.png]]

In a) und b) verwenden wir den OP als Verstärker und nutzen hier die Möglichkeit der Gegenkopplung, um definierte Verstärkungen zu erhalten. Wir gehen wieder davon aus, dass der OP ein ideales Bauteil ist und daher seine Leerlaufverstärkung unendlich ist. Ebenso betrachten wir den Eingangswiderstand als unendlich.

In a) ist ein invertierender Verstärker mit einem OP dargestellt. Durch die Widerstände R3 und R4 wird die Verstärkung bestimmt:

:<math>V = \frac{U_a}{U_e} = -\frac{R_4}{R_3}</math>

Das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt also die Verstärkung und somit die Ausgangsspannung:

:<math>U_a = -\frac{R_4}{R_3} \cdot U_e </math>

oder auch

:<math>U_a = V \cdot U_e</math>

Das negative Vorzeichen drückt aus, dass es sich um einen invertierenden Verstärker handelt.

Beim nichtinvertierenden Verstärker b) finden wir auch eine Rückkopplung über R6 zum invertierenden Eingang des OP. Die Verstärkung wird durch das Gegenkopplungsnetzwerk R6 und R7 exakt definiert. Hier ist:

:<math>V = 1 + \frac{R6}{R7}</math>

Eine Verstärkung von 1 ist sinnvoll, wenn eingangsseitig eine Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand verwendet wird. Für <math>\frac{R6}{R7} \to 0</math> heißt die Schaltung "Spannungsfolger".

Kleinere Werte als 1 lassen sich nicht realisieren. Die Ausgangsspannung errechnet sich also so:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )</math>

Beispiel: Eine Eingangsspannung von 0,5 V soll auf den Wert 5 V verstärkt werden, es ist also eine Verstärkung V von 10 benötigt. R7 ist mit 10 kΩ vorgegeben. Also ist das Verhältnis

:<math>\frac{R_6}{R_7} = V - 1</math>

Bei einem Wert von 10 kΩ für R7 errechnet sich R6 zu

:<math>
R6 = (V - 1) \cdot R7
= (10 - 1) \cdot 10\,\mathrm{k\Omega}
= 90\,\mathrm{k\Omega}
</math>

Die Ausgangsspannung Ua wird also:

:<math>
U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )
= 0,5\,\mathrm{V} \cdot \left (1 + \frac{90\,\mathrm{k\Omega}}{10\,\mathrm{k\Omega}}\right)
= 5\,\mathrm{V}
</math>

=== Nichtinvertierender Verstärker mit Offset ===
Eine Abwandlung des nichtinvertierenden Verstärkers erlaubt es, einen konstanten Offset vorzugeben. D.h. von der zu verstärkenden Eingangsspannung U(e) wird eine konstante Spannung U(o) abgezogen und die Differenz verstärkt. Auf der Ausgangsspannung U(a) findet sich die Offsetspannung U(o) allerdings wieder.
[[Bild:Op-verstaerker-offset.png]]

Es gilt:

Offsetspannung:
:<math>
U_o = U_V \cdot \frac{R2}{R1 + R2}
</math>
mit U(V) = Versorgungsspannung an R1

Verstärkung:
:<math>
V = 1 + \frac{R3}{\frac{R1 \cdot R2}{R1 + R2}}
</math>

Ausgangsspannung:
:<math>
U_a = (U_e - U_o) \cdot V + U_o
</math>

Der Vorteil dieser Schaltung ist, daß nur die Differenz verstärkt wird. Damit kann eine größere Verstärkung gewählt werden. Zu berücksichtigen ist dabei, daß die Ausgangsspannung U(a) um die Offsetspannung U(o) überlagert ist.

=== Spannungsfolger (Impedanzwandler) ===

[[Bild:Op-spannungsfolger1.png]]

Eine Abart des nichtinvertierenden Verstärkers stellt der Spannungsfolger dar. Beim nichtinvertierenden Verstärker errechnet sich die Ausgangsspannung aus:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_2}{R_1}\right )</math>

Wenn wir R2 auf 0Ω (mit R1 > 0) oder R1 auf unendlich (mit R2 < ∞) ändern, erhalten wir daher:

:<math>V = 1 + \frac{R_2}{R_1} = 1</math>

Ein Spannungsfolger hat also eine Verstärkung V von 1.

Umgezeichnet sieht die Schaltung so aus:

[[Bild:Op-spannungsfolger2.png]]

Was soll das nun? Wir nutzen die Eigenschaft, dass ein idealer OP einen unendlichen Eingangswiderstand und einen Ausgangswiderstand von 0Ω hat. Real sieht das natürlich anders aus: so liegt der Eingangswiderstand Re bei normalen OPs in der Größenordnung von 1MOhm bis <math>10^{15} \Omega</math>, der Ausgangswiderstand Ra im Bereich 20Ω bis 1kOhm. Deshalb spricht man bei dieser Schaltung von einem Impedanzwandler. Eine solche Schaltung kann also aus einer relativ hochohmigen Spannungsquelle eine niederohmige, durch Folgeschaltungen belastbare Spannungsquelle machen.

[[Bild:Op-spannungsfolger3.png|left]]

In dem nebenstehenden Beispiel ist eine einfache Möglichkeit zur Erzeugung einer Referenzspannung gezeigt. Es kommt eine normale Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode zur Anwendung, die aber nicht mehr die schlechten Eigenschaften der Standardbeschaltung mit lediglich Widerstand und Zenerdiode hat. Bei einer Zenerdiode hängt die genaue Spannung davon ab, welcher Strom durch sie durchfliesst. Dieser Strom (und damit auch die Höhe der Zenerspannung) würde sich aber ändern, wenn ein Verbraucher die Zenerdiode direkt mit seinem Stromfluss belasten würde. Als Folge davon würde die Spannungslage der Zenerdiode je nach Verbraucher leicht schwanken. Durch den Spannungsfolger wird das verhindert, weil der jetzt den vom Verbraucher gezogenen Strom bereitstellt.

{{Clear}}

[[Bild:Op-spannungsfolger4.png|left]]

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit wäre das hochohmige Auskoppeln einer Brückenspannung. Die Brückenschaltung selbst wird durch Folgeschaltungen nicht mehr belastet, alle anderen Eigenschaften bleiben erhalten.

{{Clear}}

=== Der Komparator ===

[[Bild:Op-komp-a.png]] [[Bild:Op-komp-b.png]]

In der einfachsten Beschaltung des Operationsverstärkers erhält man einen Komparator. Es fällt auf, dass kein Gegenkopplungsnetzwerk vorhanden ist. Der OP arbeitet daher mit seiner vollen Leerlaufverstärkung Vo. Dies bedeutet, dass bereits eine kleine Eingangsspannung genügt, um den OP in die Begrenzung zu treiben. Das heißt, die Ausgangsspannung Ua wird annähernd die Betriebsspannung erreichen.

Beim Komparator gibt es zwei Möglichkeiten der Beschaltung: die invertierende nach a) und die nichtinvertierende Beschaltung nach b).

'''Berechnungsbeispiel für Schaltung b)'''

Angenommen die Leerlaufverstärkung Vo von 40000 und eine Eingangsspannung von 0,1 Volt. Die Betriebsspannungen Vcc und Vee legen wir auf +/- 24 V fest. Damit ergibt sich theoretisch für Ua:

:<math>U_a = V_0 \cdot U_e = 40000 \cdot 0,1\,\mathrm{V} = 4000\,\mathrm{V}</math>

Das ist natürlich ein unrealistischer Wert, da Ua nicht höher sein kann als die Betriebsspannung. Also anders ausgedrückt: Bei welcher Spannung Ue erreicht der OP seine Aussteuerungsgrenze?

:<math>U_e = V_{cc} / V_0 = 24\,\mathrm{V} / 40000 = 0,6\,\mathrm{mV}</math>

Das bedeutet, dass eine Spannung von 0,6 mV ausreicht um den Komparator in die Begrenzung zu treiben.

Das gleiche gilt auch für den invertierenden Komparator, allerdings wird hier der OP in die negative Begrenzung gebracht.

:<math>-U_a = V_0 \cdot U_e</math>

So hat der Komparator nun einen einstellbaren Schaltpunkt.

[[Bild:Op-komp-c.PNG]]

=== Der Addierer (Summierverstärker) ===

[[Bild:Op-addierer.png]]

Ein als invertierender Verstärker beschalteter OP lässt sich so beschalten, dass ein Summensignal aus den Eingangsspannungen gebildet wird. Um die Funktion deutlich zu machen, ist eine Betrachtung der einzelnen Ströme nötig.

In einem invertierenden Verstärker wird sich die Ausgangsspannung immer so einstellen, dass der invertierende Eingang Massepotential hat. Die virtuelle Masse (VM) unterscheidet sich von einer "normalen" Masse dadurch, dass das Potential durch einen Regelungsvorgang zustande kommt.
An der virtuellen Masse (VM) gilt die Knotenpunktregel, wonach die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme ist.

:<math>I_1 + I_2 = -I_3</math>

Sofern <math>U_{e1}</math> und <math>U_{e2}</math> bekannt sind, lässt sich die Gleichung umformen in:

:<math>\frac{U_{e1}}{R_1} + \frac{U_{e2}}{R_2} = -\frac{U_a}{R_3}</math>

Nach Ua aufgelöst ergibt sich:

:<math>-U_a = \left (U_{e1} \cdot \frac{R_3}{R_1}\right ) + \left (U_{e2} \cdot \frac{R_3}{R_2}\right ) + ... + \left (U_{en} \cdot \frac{R_3}{R_n}\right )</math>

Das war's eigentlich schon. Einen Sonderfall gibt es, wenn die Widerstände R1 und R2 gleich sind. Dann gilt

:<math>R_1 = R_2 = R_x</math>

und damit

:<math>-U_a = \frac{R_3}{R_x} \cdot (U_{e1} + U_{e2})</math>.

=== Der Subtrahierer (Differenzverstärker) ===

[[Bild:Op-subtrahierer.png]]

Ein Subtrahierer ist die Zusammenschaltung eines invertierenden und eines nichtinvertierenden Verstärkers. Schliessen wir Punkt Ue1 nach Masse kurz und steuern Ue2 an, arbeitet die Schaltung als nichtinvertierender Verstärker. Wird Ue2 nach Masse verbunden und Ue1 angesteuert, verhält sich die Schaltung als invertierender Verstärker (R7 vorerst nicht beachten).

Für den 1. Fall gilt:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Für den 2. Fall:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

Der dritte Fall ist die Ansteuerung beider Eingänge:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4} + U_{e_2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Diese Schaltung ist gut für eine Erklärung, praktisch aber taugt sie nichts. Denn liegen an den Eingängen gleiche Spannungen an, ist die Ausgangsspannung nicht 0, wie eigentlich zu vermuten wäre. Deshalb ändern wir die Schaltung und fügen R7 ein. Jetzt stellt sich am Punkt + des OPs die Spannung

:<math>U_{e2+} = U_{e2} \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7}</math>

ein. Wenn wir das berücksichtigen, erhalten wir endlich einen richtigen Subtrahierer:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right ) \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7} - \frac{R_6}{R_4} \cdot U_{e1}</math>

Dies gilt für alle Subtrahierer, obwohl es natürlich auch hier wieder zwei Sonderfälle gibt; nämlich a) wenn alle Gegenkopplungswiderstände gleich sind:

:<math>R_6 = R_7 = R_4 = R_5</math>

dann ist

:<math>U_a = U_{e2} - U_{e1}</math>

oder b) wenn die Widerstandsverhältnisse gleich sind :

:<math>\frac{R_6}{R_4} = \frac{R_7}{R_5}</math>

Dann ergibt sich für Ua:

:<math>U_a = \left (U_{e2} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right ) - \left (U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

oder noch einfacher:

:<math>U_a = (U_{e2} - U_{e1}) \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

=== Addierer/Subtrahierer mit unterschiedlichen Faktoren ===
Legt man nicht den + sondern den - Eingang des Operationsverstärkers als Bezugspunkt zur Masse mit einem Widerstand fest, übernimmt der Vorwiderstand vom - Eingang, R4 die Aufgabe von R5.

[[Bild:Op-addsub.png]]

Hier die Schaltung die addieren und subtrahieren kann, mit unterschiedlichen Faktoren.
Sie kann verwendet werden für Aufgaben wie: Gesucht ist eine Schaltung, die aus 0...2.56 V eine Spannung von -10V...10V macht. Für dieses Beispiel wird hier die Dimensionierung durchgeführt:

{| class="wikitable" style="text-align: left"
|'''Ue1 = 5V'''
|Einfach festgelegt, muss nur ein positiver Wert sein
|-
|'''R6 = 200k'''
|Einfach festgelegt, könnte auch 100k oder 500k sein
|-
|Ue2i = 0V, '''Uai = -10V'''
|gewählter momentaner ''Zustand 1'', Ue2 = 0V ist günstig für Berechnung, Ua ist die dazupassende Ausgangsspannung
|-
|'''Ue2ii = 2.56V''', '''Uaii = 10V'''
|gewählter beliebiger ''Zustand 2''
|-
|Um = Ue2
|Gleichgewicht am Eingang
|-
|Ia + Ib = Ic
|In den Eingang fließt "kein" Strom
|-
|(Ua-Ue2)/R6 + (Ue1-Ue2)/R4 = Ue2/Rc
|Gleichung mit den Unbekannten R4 und Rc
|-
|(Uai-Ue2i)/R6 + (Ue1-Ue2i)/R4 = Ue2i/Rc
|Variablen für ''Zustand 1'' eingesetzt, bildet 1. Gleichung
|-
|(Uaii-Ue2ii)/R6 + (Ue1-Ue2ii)/R4 = Ue2ii/Rc
|Variablen für ''Zustand 2'' eingesetzt, bildet 2. Gleichung
|-
|<math>R4=-\frac{R6*U_{e1}}{U_{ai}}</math>
|2 Gleichungen mit 2 Unbekannten, Lösung durch Umformen der 1. Gleichung nach R4 und einsetzen von Ue2i=0 (freundlicherweise fällt die 2. Unbekannte dabei raus)
|-
|'''R4 = 100k'''
|restliche Werte eingesetzt
|-
|<math>Rc=\frac{R6*U_{e1}*U_{e2ii}}{U_{aii}*U_{e1}-U_{ai}*(U_{e1}-U_{e2ii})-U_{e1}*U_{e2ii}}</math>
|Ergebnis für R4 in die 2. Gleichung einsetzen und Umformen nach Rc
|-
|'''Rc = 41.6k'''
|Werte eingesetzt
|}

=== Der Instrumenten-Verstärker ===

[[Bild:Instrument.png]]

Ein Nachteil des Subtrahierer ist sein geringer Eingangswiderstand. Um den nahezu unendlichen Eingangswiderstand des verwendeten Operationsverstärkers zu erreichen, kann man einfach vor beide Eingänge je einen Impedanzwandler vorschalten.
Die hier beschriebene Schaltung ist um drei Widerstände erweitert und ermöglicht die Einstellung der Differenz-Verstärkung über nur einen Widerstand, nämlich R2.

Am invertierenden Eingang von IC1A gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a1}-U_{e1}}{R_1}-\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Am invertierenden Eingang von IC1C gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a2}-U_{e2}}{R_1}+\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Subtrahiert man die beiden Gleichungen voneinander, erhält man:

:<math>U_{a2}-U_{a1}=(U_{e2}-U_{e1})\cdot\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Letztere Differenz ist die Eingangsspannung eines normalen Subtrahierers mit der Verstärkung 1.

Also ergibt sich als Ausgangsspannung:

:<math>U_a=(U_{e2}-U_{e1}) \cdot \left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Die Differenzverstärkung beträgt demnach:

:<math>V=\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2} \right )</math>

Anwendung: Auswertung von Brückenschaltungen, wie Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen, die durch den Eingangswiderstand der Messschaltung nicht belastet werden dürfen. 
Instrumenten-Verstärker kann man auch fertig kaufen. Im INA102 ist die komplette Schaltung integriert. Für R2 sind 3 verschiedene Werte eingebaut, die bei passender Verschaltung eine Verstärkung von 1, 10, 100 oder 1000 ermöglichen.

=== Der Multiplizierer (Mischer) ===

=== Der Logarithmierer ===

= Spannungsversorgung und Beschaltung =

== Betrieb mit einfacher Versorgungsspannung ==

Häufig möchte man Wechselspannung (z. B. Audiosignale) die auch negative Spannungen enthält mit einem Opamp verstärken, hat aber nur eine einfache Versorgungsspannung, eine positive in Bezug zu Masse, zur Verfügung. Dafür bieten sich folgende Schaltungen an, die in der Literatur leider häufig vernachlässigt werden.

=== Nichtinvertierender Verstärker ===

[[Bild: Ss_opamp1.png]]

Der negative Eingang wird mit einem Spannungsteiler auf die halbe Betriebsspannung gelegt und das Signal mit Kondensatoren am Ein- und Ausgang entkoppelt.
Die Verstärkung ist in diesem Beispiel für Wechselspannung 11 (Formel wie oben), für Gleichspannung aber 1, da C4 für Gleichspannung einen unendlichen Widerstand darstellt. C3 sollte dorthin gehen, wo das Eingangssignal seinen Bezugspunkt hat, also die Abschirmung der Cinch-Buchse, während R5 dorthin geht, wo der Operationsverstärker seine negative Versorgungsspannung her bekommt, falls das nicht die gleichen Potentiale, hier GND, sein sollten.

=== Invertierender Verstärker ===

Das Prinzip funktioniert analog auch für die invertierende Beschaltung:

[[Bild: Ss_opamp2.png]]

= Kaufempfehlung =
LM 158/258/358 2 OPs in einem Gehäuse Preis ca. 0,30€.

Siehe auch [[Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker|Standardbauelemente - Operationsverstärker]].

Wer Audio OpAmps sucht - tangentsoft.net hat mal welche unter die Lupe genommen: [http://www.tangentsoft.net/audio/opamps.html Notes on Audio OpAmps]

= Weblinks =
*[http://www.eetkorea.com/ARTICLES/2003SEP/A/2003SEP19_AMD_AN07.PDF Op Amp Circuit Collection] - National Semiconductor Application Note 31 mit vielen weiteren OP-Schaltungen
*[http://www-s.ti.com/sc/psheets/slod006b/slod006b.pdf Op Amps for Everyone] - englischsprachiges, sehr umfangreiches Dokument zu OPV und deren Anwendung (empfehlenswert)
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm Operationsverstärker im ElKo]
*[http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7a.pdf OP Teil 1], [http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7b.pdf OP Teil 2] - OP-Schaltungen (deutsch)
*[http://www.blecken.de/download/opverst.zip Schaltungstechnik mit Operationsverstärkern] - Prof. K. Blecken, Skript zur Vorlesung (deutsch, *.doc-Format)
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Operationsverst%C3%A4rker RN-Wissen Operationsverstärker]
* [http://www.national.com/onlineseminar/#amps Online Seminar] von National Semiconductor
* [http://www.franzis.de/elo-das-magazin/grundlagen-und-ausbildung/operationsverstaerker/der-operationsverstaerker ELO-Online-Magazin, Franzis-Verlag], [http://www.franzis.de/online-shop/elektronik/lernpakete-elektronik/lernpaket-elektronik-mit-ics Lernpaket Elektronik mit ICs] "Elektronische Experimente mit integriertem Schaltkreis", Kasten mit Steckbrett/Bauelementen (ca. 40EUR),
* [[Schmitt-Trigger]]
* [[Aktiver RC-Bandpass|Aktiver RC-Bandpass auf Operationsverstärker-Basis]]

[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Bauteile]]

Operationsverstärker-Grundschaltungen

2011-12-26T09:43:40Z

Axel jeromin: /* Der Komparator */

== Idealisiertes Modell eines OPV ==

=== Anschlüsse ===
Ein Operationsverstärker hat zwei Eingänge (+) und (-) und einen Ausgang
(UA). Außerdem verfügt er über eine positive und eine negative
Spannungsversorgung (V+) und (V-).

=== Spannungsversorgungen ===
Die Spannungsversorgungen sollen zunächst nicht interessieren. Sie
werden in Schaltungen oft nicht eingezeichnet.
In der Praxis ist es jedoch wichtig zu wissen, dass die Ausgangsspannung immer zwischen (V+) und (V-) liegt. Die Ausgangsspannung des OPV kommt schließlich dadurch zustande, dass der Ausgang über einen Transistor mehr oder weniger hochohmig mit den beiden Versorgungsspannungen verbunden wird.

Wenn man einen OPV also mit +5V versorgt, so kann der OPV im besten Fall am Ausgang +5V erzeugen. Man würde in diesem Fall von einem "Rail-to-Rail" Operationsverstärker sprechen.
Bei vielen Operationsverstärkern ist die maximal mögliche Ausgangsspannung geringer als die Versorgungsspannung. Ein mit +5V Spannungsversorgung beschalteter OPV kann dann beispielsweise nur +4V Ausgangsspannung erzeugen.

| \
| \
-- | - \
| \_______
| /
-- | + /
| /
| /

=== Ausgang ===
Der Ausgang des OPV ist eine ideale Spannungsquelle. Das bedeutet, dass die
Ausgangsspannung unabhängig davon ist, was ausgangsseitig an den OPV
angeschlossen wird.
In der Praxis gilt dieses Modell häufig nur bei "sinnvollen Anwendungen". So ist beispielsweise der Ausgangsstrom des OPV nach oben begrenzt (typischerweise im mA-Bereich), und manche OPV schwingen sehr leicht, wenn man sie kapazitiv belastet.

=== Eingänge ===
Die Eingänge eines OPV sind hochohmig, d. h., es handelt sich nur um "Messfühler", die keinen Strom führen.

=== Funktionsweise ===
Der OPV mißt zu jeder Zeit die Differenz <math>U_D = U(+) - U(-)</math> der
Eingangsspannungen.

Ist die Spannung an (+) größer als an (-), so erhöht der OPV die
Ausgangsspannung.
Ist die Spannung an (+) niedriger als an (-), so vermindert der OPV die
Ausgangsspannung.

Das Ergebnis dieses Vorgangs wird häufig über die Gleichung:

<math>U_a = v \cdot U_D</math>

beschrieben, wobei <math>v</math> eine sehr große Zahl (10^4...10^6) ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Funktionsweise lassen sich alle grundlegenden Schaltungen herleiten.

=== Beispiel ===

Betrachtet wird die invertierende Grundschaltung nach Abbildung a) im Abschnitt "Verstärkergrundschaltungen".

Für die Pfeilrichtungen der Spannungen und Ströme gilt:

<math>U_e</math>: von oben nach unten

<math>I_{R3}</math>: von links nach rechts

Die Spannung am (+)Eingang ist gleich Null. Die Spannung am (-)Eingang wird durch die Spannungsquelle <math>U_e</math> und durch die im OPV befindliche und mit dem Ausgang verbundene Spannungsquelle des OPV manipuliert.

* Ist die Spannung am (-)Eingang negativ, so erhöht der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang positiver. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.
* Ist die Spannung am (-)Eingang positiv, so vermindert der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang negativer. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.

Der Operationsverstärker wird also die Spannungen an (+) und (-)
angleichen. Das passiert immer dann, wenn der Ausgang mit dem (-)Eingang
verbunden ist. Man nennt das Prinzip "Gegenkopplung". Auf diese Art und
Weise funktionieren alle analogen OPV-Schaltungen.

Da an (+) Massepotential anliegt, liegt an <math>R_3</math> die Spannung <math>U_e</math> an, und es gilt:
<math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}.</math>

Da der (-)Eingang hochohmig ist, fließt <math>I_{R3}</math> über <math>R_4</math> weiter zum OPV-Ausgang.

Ua ist die Spannung vom Ausgang zur (virtuellen) Masse am (-)Eingang.
(--> Pfeil einzeichnen und klarmachen, daß es egal ist, ob der Pfeil vom
Ausgang zur Masse geht oder vom Ausgang "entgegen der Stromrichtung" zur
virtuellen Masse an (-)!)

Mit Hilfe von <math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}</math> ergibt sich:

<math>U_a = -R_4 \cdot I_{R3} = -{{R_4} \over {R_3}} \cdot U_e.</math>

Die Energie für den Stromtransport über <math>R_4</math> stammt vom OPV! Sobald die Ladungen ausgehend von der Spannungsquelle <math>U_e</math> die virtuelle Masse an (-) erreicht haben, hat <math>U_e</math> seine gesamte Energie abgegeben.

== Reale OPs / Kennwerte ==
Abweichend vom idealen OP besitzen reale OPs diverse Einschränkungen und Kennwerte, die sie für verschiedene Einsätze mehr oder weniger prädestinieren.

=== Leerlaufverstärkung ===
Die Leerlaufverstärkung gibt an, wie stark sich das Ausgangssignal i.A. der Änderung eines Eingangsignals statisch ändert, bzw nach dem Einschwingen erreichen könnte, wenn es nicht durch die Betriebsgrenzen limitiert wäre.

=== Anstiegszeit ===
Bestimmend für die dynamische Änderung des Signal ist wiederum die slew rate, die wesentlich das AC-Verhalten bestimmt.

=== Frequenz-Bandbreiteprodukt ===

=== Gleichtaktverstärkung ===
Infolge des inhomogenen Aufbaus der internen Verstärkerstufen werden die beiden Eingangssignale nicht exakt gleich verstärkt, was in einen Gleichanteil und einen Differenzaneil aufgeteilt werden kann. Der nicht erwünschte common mode ist dabei ein Mass für die Qualität des OP.

== Verstärkergrundschaltungen ==
=== Grundbeschaltung mit Berechung ===
[[Bild:Op-verstaerker-a.png]] [[Bild:Op-verstaerker-b.png]]

In a) und b) verwenden wir den OP als Verstärker und nutzen hier die Möglichkeit der Gegenkopplung, um definierte Verstärkungen zu erhalten. Wir gehen wieder davon aus, dass der OP ein ideales Bauteil ist und daher seine Leerlaufverstärkung unendlich ist. Ebenso betrachten wir den Eingangswiderstand als unendlich.

In a) ist ein invertierender Verstärker mit einem OP dargestellt. Durch die Widerstände R3 und R4 wird die Verstärkung bestimmt:

:<math>V = \frac{U_a}{U_e} = -\frac{R_4}{R_3}</math>

Das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt also die Verstärkung und somit die Ausgangsspannung:

:<math>U_a = -\frac{R_4}{R_3} \cdot U_e </math>

oder auch

:<math>U_a = V \cdot U_e</math>

Das negative Vorzeichen drückt aus, dass es sich um einen invertierenden Verstärker handelt.

Beim nichtinvertierenden Verstärker b) finden wir auch eine Rückkopplung über R6 zum invertierenden Eingang des OP. Die Verstärkung wird durch das Gegenkopplungsnetzwerk R6 und R7 exakt definiert. Hier ist:

:<math>V = 1 + \frac{R6}{R7}</math>

Eine Verstärkung von 1 ist sinnvoll, wenn eingangsseitig eine Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand verwendet wird. Für <math>\frac{R6}{R7} \to 0</math> heißt die Schaltung "Spannungsfolger".

Kleinere Werte als 1 lassen sich nicht realisieren. Die Ausgangsspannung errechnet sich also so:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )</math>

Beispiel: Eine Eingangsspannung von 0,5 V soll auf den Wert 5 V verstärkt werden, es ist also eine Verstärkung V von 10 benötigt. R7 ist mit 10 kΩ vorgegeben. Also ist das Verhältnis

:<math>\frac{R_6}{R_7} = V - 1</math>

Bei einem Wert von 10 kΩ für R7 errechnet sich R6 zu

:<math>
R6 = (V - 1) \cdot R7
= (10 - 1) \cdot 10\,\mathrm{k\Omega}
= 90\,\mathrm{k\Omega}
</math>

Die Ausgangsspannung Ua wird also:

:<math>
U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )
= 0,5\,\mathrm{V} \cdot \left (1 + \frac{90\,\mathrm{k\Omega}}{10\,\mathrm{k\Omega}}\right)
= 5\,\mathrm{V}
</math>

=== Nichtinvertierender Verstärker mit Offset ===
Eine Abwandlung des nichtinvertierenden Verstärkers erlaubt es, einen konstanten Offset vorzugeben. D.h. von der zu verstärkenden Eingangsspannung U(e) wird eine konstante Spannung U(o) abgezogen und die Differenz verstärkt. Auf der Ausgangsspannung U(a) findet sich die Offsetspannung U(o) allerdings wieder.
[[Bild:Op-verstaerker-offset.png]]

Es gilt:

Offsetspannung:
:<math>
U_o = U_V \cdot \frac{R2}{R1 + R2}
</math>
mit U(V) = Versorgungsspannung an R1

Verstärkung:
:<math>
V = 1 + \frac{R3}{\frac{R1 \cdot R2}{R1 + R2}}
</math>

Ausgangsspannung:
:<math>
U_a = (U_e - U_o) \cdot V + U_o
</math>

Der Vorteil dieser Schaltung ist, daß nur die Differenz verstärkt wird. Damit kann eine größere Verstärkung gewählt werden. Zu berücksichtigen ist dabei, daß die Ausgangsspannung U(a) um die Offsetspannung U(o) überlagert ist.

=== Spannungsfolger (Impedanzwandler) ===

[[Bild:Op-spannungsfolger1.png]]

Eine Abart des nichtinvertierenden Verstärkers stellt der Spannungsfolger dar. Beim nichtinvertierenden Verstärker errechnet sich die Ausgangsspannung aus:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_2}{R_1}\right )</math>

Wenn wir R2 auf 0Ω (mit R1 > 0) oder R1 auf unendlich (mit R2 < ∞) ändern, erhalten wir daher:

:<math>V = 1 + \frac{R_2}{R_1} = 1</math>

Ein Spannungsfolger hat also eine Verstärkung V von 1.

Umgezeichnet sieht die Schaltung so aus:

[[Bild:Op-spannungsfolger2.png]]

Was soll das nun? Wir nutzen die Eigenschaft, dass ein idealer OP einen unendlichen Eingangswiderstand und einen Ausgangswiderstand von 0Ω hat. Real sieht das natürlich anders aus: so liegt der Eingangswiderstand Re bei normalen OPs in der Größenordnung von 1MOhm bis <math>10^{15} \Omega</math>, der Ausgangswiderstand Ra im Bereich 20Ω bis 1kOhm. Deshalb spricht man bei dieser Schaltung von einem Impedanzwandler. Eine solche Schaltung kann also aus einer relativ hochohmigen Spannungsquelle eine niederohmige, durch Folgeschaltungen belastbare Spannungsquelle machen.

[[Bild:Op-spannungsfolger3.png|left]]

In dem nebenstehenden Beispiel ist eine einfache Möglichkeit zur Erzeugung einer Referenzspannung gezeigt. Es kommt eine normale Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode zur Anwendung, die aber nicht mehr die schlechten Eigenschaften der Standardbeschaltung mit lediglich Widerstand und Zenerdiode hat. Bei einer Zenerdiode hängt die genaue Spannung davon ab, welcher Strom durch sie durchfliesst. Dieser Strom (und damit auch die Höhe der Zenerspannung) würde sich aber ändern, wenn ein Verbraucher die Zenerdiode direkt mit seinem Stromfluss belasten würde. Als Folge davon würde die Spannungslage der Zenerdiode je nach Verbraucher leicht schwanken. Durch den Spannungsfolger wird das verhindert, weil der jetzt den vom Verbraucher gezogenen Strom bereitstellt.

{{Clear}}

[[Bild:Op-spannungsfolger4.png|left]]

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit wäre das hochohmige Auskoppeln einer Brückenspannung. Die Brückenschaltung selbst wird durch Folgeschaltungen nicht mehr belastet, alle anderen Eigenschaften bleiben erhalten.

{{Clear}}

=== Der Komparator ===

[[Bild:Op-komp-a.png]] [[Bild:Op-komp-b.png]]

In der einfachsten Beschaltung des Operationsverstärkers erhält man einen Komparator. Es fällt auf, dass kein Gegenkopplungsnetzwerk vorhanden ist. Der OP arbeitet daher mit seiner vollen Leerlaufverstärkung Vo. Dies bedeutet, dass bereits eine kleine Eingangsspannung genügt, um den OP in die Begrenzung zu treiben. Das heißt, die Ausgangsspannung Ua wird annähernd die Betriebsspannung erreichen.

Beim Komparator gibt es zwei Möglichkeiten der Beschaltung: die invertierende nach a) und die nichtinvertierende Beschaltung nach b).

'''Berechnungsbeispiel für Schaltung b)'''

Angenommen die Leerlaufverstärkung Vo von 40000 und eine Eingangsspannung von 0,1 Volt. Die Betriebsspannungen Vcc und Vee legen wir auf +/- 24 V fest. Damit ergibt sich theoretisch für Ua:

:<math>U_a = V_0 \cdot U_e = 40000 \cdot 0,1\,\mathrm{V} = 4000\,\mathrm{V}</math>

Das ist natürlich ein unrealistischer Wert, da Ua nicht höher sein kann als die Betriebsspannung. Also anders ausgedrückt: Bei welcher Spannung Ue erreicht der OP seine Aussteuerungsgrenze?

:<math>U_e = V_{cc} / V_0 = 24\,\mathrm{V} / 40000 = 0,6\,\mathrm{mV}</math>

Das bedeutet, dass eine Spannung von 0,6 mV ausreicht um den Komparator in die Begrenzung zu treiben.

Das gleiche gilt auch für den invertierenden Komparator, allerdings wird hier der OP in die negative Begrenzung gebracht.

:<math>-U_a = V_0 \cdot U_e</math>

So hat der Komparator nun einen einstellbaren Schaltpunkt.
[[Bild:Op-komp-c.PNG]]

=== Der Addierer (Summierverstärker) ===

[[Bild:Op-addierer.png]]

Ein als invertierender Verstärker beschalteter OP lässt sich so beschalten, dass ein Summensignal aus den Eingangsspannungen gebildet wird. Um die Funktion deutlich zu machen, ist eine Betrachtung der einzelnen Ströme nötig.

In einem invertierenden Verstärker wird sich die Ausgangsspannung immer so einstellen, dass der invertierende Eingang Massepotential hat. Die virtuelle Masse (VM) unterscheidet sich von einer "normalen" Masse dadurch, dass das Potential durch einen Regelungsvorgang zustande kommt.
An der virtuellen Masse (VM) gilt die Knotenpunktregel, wonach die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme ist.

:<math>I_1 + I_2 = -I_3</math>

Sofern <math>U_{e1}</math> und <math>U_{e2}</math> bekannt sind, lässt sich die Gleichung umformen in:

:<math>\frac{U_{e1}}{R_1} + \frac{U_{e2}}{R_2} = -\frac{U_a}{R_3}</math>

Nach Ua aufgelöst ergibt sich:

:<math>-U_a = \left (U_{e1} \cdot \frac{R_3}{R_1}\right ) + \left (U_{e2} \cdot \frac{R_3}{R_2}\right ) + ... + \left (U_{en} \cdot \frac{R_3}{R_n}\right )</math>

Das war's eigentlich schon. Einen Sonderfall gibt es, wenn die Widerstände R1 und R2 gleich sind. Dann gilt

:<math>R_1 = R_2 = R_x</math>

und damit

:<math>-U_a = \frac{R_3}{R_x} \cdot (U_{e1} + U_{e2})</math>.

=== Der Subtrahierer (Differenzverstärker) ===

[[Bild:Op-subtrahierer.png]]

Ein Subtrahierer ist die Zusammenschaltung eines invertierenden und eines nichtinvertierenden Verstärkers. Schliessen wir Punkt Ue1 nach Masse kurz und steuern Ue2 an, arbeitet die Schaltung als nichtinvertierender Verstärker. Wird Ue2 nach Masse verbunden und Ue1 angesteuert, verhält sich die Schaltung als invertierender Verstärker (R7 vorerst nicht beachten).

Für den 1. Fall gilt:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Für den 2. Fall:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

Der dritte Fall ist die Ansteuerung beider Eingänge:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4} + U_{e_2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Diese Schaltung ist gut für eine Erklärung, praktisch aber taugt sie nichts. Denn liegen an den Eingängen gleiche Spannungen an, ist die Ausgangsspannung nicht 0, wie eigentlich zu vermuten wäre. Deshalb ändern wir die Schaltung und fügen R7 ein. Jetzt stellt sich am Punkt + des OPs die Spannung

:<math>U_{e2+} = U_{e2} \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7}</math>

ein. Wenn wir das berücksichtigen, erhalten wir endlich einen richtigen Subtrahierer:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right ) \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7} - \frac{R_6}{R_4} \cdot U_{e1}</math>

Dies gilt für alle Subtrahierer, obwohl es natürlich auch hier wieder zwei Sonderfälle gibt; nämlich a) wenn alle Gegenkopplungswiderstände gleich sind:

:<math>R_6 = R_7 = R_4 = R_5</math>

dann ist

:<math>U_a = U_{e2} - U_{e1}</math>

oder b) wenn die Widerstandsverhältnisse gleich sind :

:<math>\frac{R_6}{R_4} = \frac{R_7}{R_5}</math>

Dann ergibt sich für Ua:

:<math>U_a = \left (U_{e2} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right ) - \left (U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

oder noch einfacher:

:<math>U_a = (U_{e2} - U_{e1}) \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

=== Addierer/Subtrahierer mit unterschiedlichen Faktoren ===
Legt man nicht den + sondern den - Eingang des Operationsverstärkers als Bezugspunkt zur Masse mit einem Widerstand fest, übernimmt der Vorwiderstand vom - Eingang, R4 die Aufgabe von R5.

[[Bild:Op-addsub.png]]

Hier die Schaltung die addieren und subtrahieren kann, mit unterschiedlichen Faktoren.
Sie kann verwendet werden für Aufgaben wie: Gesucht ist eine Schaltung, die aus 0...2.56 V eine Spannung von -10V...10V macht. Für dieses Beispiel wird hier die Dimensionierung durchgeführt:

{| class="wikitable" style="text-align: left"
|'''Ue1 = 5V'''
|Einfach festgelegt, muss nur ein positiver Wert sein
|-
|'''R6 = 200k'''
|Einfach festgelegt, könnte auch 100k oder 500k sein
|-
|Ue2i = 0V, '''Uai = -10V'''
|gewählter momentaner ''Zustand 1'', Ue2 = 0V ist günstig für Berechnung, Ua ist die dazupassende Ausgangsspannung
|-
|'''Ue2ii = 2.56V''', '''Uaii = 10V'''
|gewählter beliebiger ''Zustand 2''
|-
|Um = Ue2
|Gleichgewicht am Eingang
|-
|Ia + Ib = Ic
|In den Eingang fließt "kein" Strom
|-
|(Ua-Ue2)/R6 + (Ue1-Ue2)/R4 = Ue2/Rc
|Gleichung mit den Unbekannten R4 und Rc
|-
|(Uai-Ue2i)/R6 + (Ue1-Ue2i)/R4 = Ue2i/Rc
|Variablen für ''Zustand 1'' eingesetzt, bildet 1. Gleichung
|-
|(Uaii-Ue2ii)/R6 + (Ue1-Ue2ii)/R4 = Ue2ii/Rc
|Variablen für ''Zustand 2'' eingesetzt, bildet 2. Gleichung
|-
|<math>R4=-\frac{R6*U_{e1}}{U_{ai}}</math>
|2 Gleichungen mit 2 Unbekannten, Lösung durch Umformen der 1. Gleichung nach R4 und einsetzen von Ue2i=0 (freundlicherweise fällt die 2. Unbekannte dabei raus)
|-
|'''R4 = 100k'''
|restliche Werte eingesetzt
|-
|<math>Rc=\frac{R6*U_{e1}*U_{e2ii}}{U_{aii}*U_{e1}-U_{ai}*(U_{e1}-U_{e2ii})-U_{e1}*U_{e2ii}}</math>
|Ergebnis für R4 in die 2. Gleichung einsetzen und Umformen nach Rc
|-
|'''Rc = 41.6k'''
|Werte eingesetzt
|}

=== Der Instrumenten-Verstärker ===

[[Bild:Instrument.png]]

Ein Nachteil des Subtrahierer ist sein geringer Eingangswiderstand. Um den nahezu unendlichen Eingangswiderstand des verwendeten Operationsverstärkers zu erreichen, kann man einfach vor beide Eingänge je einen Impedanzwandler vorschalten.
Die hier beschriebene Schaltung ist um drei Widerstände erweitert und ermöglicht die Einstellung der Differenz-Verstärkung über nur einen Widerstand, nämlich R2.

Am invertierenden Eingang von IC1A gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a1}-U_{e1}}{R_1}-\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Am invertierenden Eingang von IC1C gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a2}-U_{e2}}{R_1}+\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Subtrahiert man die beiden Gleichungen voneinander, erhält man:

:<math>U_{a2}-U_{a1}=(U_{e2}-U_{e1})\cdot\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Letztere Differenz ist die Eingangsspannung eines normalen Subtrahierers mit der Verstärkung 1.

Also ergibt sich als Ausgangsspannung:

:<math>U_a=(U_{e2}-U_{e1}) \cdot \left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Die Differenzverstärkung beträgt demnach:

:<math>V=\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2} \right )</math>

Anwendung: Auswertung von Brückenschaltungen, wie Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen, die durch den Eingangswiderstand der Messschaltung nicht belastet werden dürfen. 
Instrumenten-Verstärker kann man auch fertig kaufen. Im INA102 ist die komplette Schaltung integriert. Für R2 sind 3 verschiedene Werte eingebaut, die bei passender Verschaltung eine Verstärkung von 1, 10, 100 oder 1000 ermöglichen.

=== Der Multiplizierer (Mischer) ===

=== Der Logarithmierer ===

= Spannungsversorgung und Beschaltung =

== Betrieb mit einfacher Versorgungsspannung ==

Häufig möchte man Wechselspannung (z. B. Audiosignale) die auch negative Spannungen enthält mit einem Opamp verstärken, hat aber nur eine einfache Versorgungsspannung, eine positive in Bezug zu Masse, zur Verfügung. Dafür bieten sich folgende Schaltungen an, die in der Literatur leider häufig vernachlässigt werden.

=== Nichtinvertierender Verstärker ===

[[Bild: Ss_opamp1.png]]

Der negative Eingang wird mit einem Spannungsteiler auf die halbe Betriebsspannung gelegt und das Signal mit Kondensatoren am Ein- und Ausgang entkoppelt.
Die Verstärkung ist in diesem Beispiel für Wechselspannung 11 (Formel wie oben), für Gleichspannung aber 1, da C4 für Gleichspannung einen unendlichen Widerstand darstellt. C3 sollte dorthin gehen, wo das Eingangssignal seinen Bezugspunkt hat, also die Abschirmung der Cinch-Buchse, während R5 dorthin geht, wo der Operationsverstärker seine negative Versorgungsspannung her bekommt, falls das nicht die gleichen Potentiale, hier GND, sein sollten.

=== Invertierender Verstärker ===

Das Prinzip funktioniert analog auch für die invertierende Beschaltung:

[[Bild: Ss_opamp2.png]]

= Kaufempfehlung =
LM 158/258/358 2 OPs in einem Gehäuse Preis ca. 0,30€.

Siehe auch [[Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker|Standardbauelemente - Operationsverstärker]].

Wer Audio OpAmps sucht - tangentsoft.net hat mal welche unter die Lupe genommen: [http://www.tangentsoft.net/audio/opamps.html Notes on Audio OpAmps]

= Weblinks =
*[http://www.eetkorea.com/ARTICLES/2003SEP/A/2003SEP19_AMD_AN07.PDF Op Amp Circuit Collection] - National Semiconductor Application Note 31 mit vielen weiteren OP-Schaltungen
*[http://www-s.ti.com/sc/psheets/slod006b/slod006b.pdf Op Amps for Everyone] - englischsprachiges, sehr umfangreiches Dokument zu OPV und deren Anwendung (empfehlenswert)
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm Operationsverstärker im ElKo]
*[http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7a.pdf OP Teil 1], [http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7b.pdf OP Teil 2] - OP-Schaltungen (deutsch)
*[http://www.blecken.de/download/opverst.zip Schaltungstechnik mit Operationsverstärkern] - Prof. K. Blecken, Skript zur Vorlesung (deutsch, *.doc-Format)
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Operationsverst%C3%A4rker RN-Wissen Operationsverstärker]
* [http://www.national.com/onlineseminar/#amps Online Seminar] von National Semiconductor
* [http://www.franzis.de/elo-das-magazin/grundlagen-und-ausbildung/operationsverstaerker/der-operationsverstaerker ELO-Online-Magazin, Franzis-Verlag], [http://www.franzis.de/online-shop/elektronik/lernpakete-elektronik/lernpaket-elektronik-mit-ics Lernpaket Elektronik mit ICs] "Elektronische Experimente mit integriertem Schaltkreis", Kasten mit Steckbrett/Bauelementen (ca. 40EUR),
* [[Schmitt-Trigger]]
* [[Aktiver RC-Bandpass|Aktiver RC-Bandpass auf Operationsverstärker-Basis]]

[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Bauteile]]

Operationsverstärker-Grundschaltungen

2011-12-26T09:42:59Z

Axel jeromin: /* Der Komparator */

== Idealisiertes Modell eines OPV ==

=== Anschlüsse ===
Ein Operationsverstärker hat zwei Eingänge (+) und (-) und einen Ausgang
(UA). Außerdem verfügt er über eine positive und eine negative
Spannungsversorgung (V+) und (V-).

=== Spannungsversorgungen ===
Die Spannungsversorgungen sollen zunächst nicht interessieren. Sie
werden in Schaltungen oft nicht eingezeichnet.
In der Praxis ist es jedoch wichtig zu wissen, dass die Ausgangsspannung immer zwischen (V+) und (V-) liegt. Die Ausgangsspannung des OPV kommt schließlich dadurch zustande, dass der Ausgang über einen Transistor mehr oder weniger hochohmig mit den beiden Versorgungsspannungen verbunden wird.

Wenn man einen OPV also mit +5V versorgt, so kann der OPV im besten Fall am Ausgang +5V erzeugen. Man würde in diesem Fall von einem "Rail-to-Rail" Operationsverstärker sprechen.
Bei vielen Operationsverstärkern ist die maximal mögliche Ausgangsspannung geringer als die Versorgungsspannung. Ein mit +5V Spannungsversorgung beschalteter OPV kann dann beispielsweise nur +4V Ausgangsspannung erzeugen.

| \
| \
-- | - \
| \_______
| /
-- | + /
| /
| /

=== Ausgang ===
Der Ausgang des OPV ist eine ideale Spannungsquelle. Das bedeutet, dass die
Ausgangsspannung unabhängig davon ist, was ausgangsseitig an den OPV
angeschlossen wird.
In der Praxis gilt dieses Modell häufig nur bei "sinnvollen Anwendungen". So ist beispielsweise der Ausgangsstrom des OPV nach oben begrenzt (typischerweise im mA-Bereich), und manche OPV schwingen sehr leicht, wenn man sie kapazitiv belastet.

=== Eingänge ===
Die Eingänge eines OPV sind hochohmig, d. h., es handelt sich nur um "Messfühler", die keinen Strom führen.

=== Funktionsweise ===
Der OPV mißt zu jeder Zeit die Differenz <math>U_D = U(+) - U(-)</math> der
Eingangsspannungen.

Ist die Spannung an (+) größer als an (-), so erhöht der OPV die
Ausgangsspannung.
Ist die Spannung an (+) niedriger als an (-), so vermindert der OPV die
Ausgangsspannung.

Das Ergebnis dieses Vorgangs wird häufig über die Gleichung:

<math>U_a = v \cdot U_D</math>

beschrieben, wobei <math>v</math> eine sehr große Zahl (10^4...10^6) ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Funktionsweise lassen sich alle grundlegenden Schaltungen herleiten.

=== Beispiel ===

Betrachtet wird die invertierende Grundschaltung nach Abbildung a) im Abschnitt "Verstärkergrundschaltungen".

Für die Pfeilrichtungen der Spannungen und Ströme gilt:

<math>U_e</math>: von oben nach unten

<math>I_{R3}</math>: von links nach rechts

Die Spannung am (+)Eingang ist gleich Null. Die Spannung am (-)Eingang wird durch die Spannungsquelle <math>U_e</math> und durch die im OPV befindliche und mit dem Ausgang verbundene Spannungsquelle des OPV manipuliert.

* Ist die Spannung am (-)Eingang negativ, so erhöht der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang positiver. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.
* Ist die Spannung am (-)Eingang positiv, so vermindert der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang negativer. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.

Der Operationsverstärker wird also die Spannungen an (+) und (-)
angleichen. Das passiert immer dann, wenn der Ausgang mit dem (-)Eingang
verbunden ist. Man nennt das Prinzip "Gegenkopplung". Auf diese Art und
Weise funktionieren alle analogen OPV-Schaltungen.

Da an (+) Massepotential anliegt, liegt an <math>R_3</math> die Spannung <math>U_e</math> an, und es gilt:
<math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}.</math>

Da der (-)Eingang hochohmig ist, fließt <math>I_{R3}</math> über <math>R_4</math> weiter zum OPV-Ausgang.

Ua ist die Spannung vom Ausgang zur (virtuellen) Masse am (-)Eingang.
(--> Pfeil einzeichnen und klarmachen, daß es egal ist, ob der Pfeil vom
Ausgang zur Masse geht oder vom Ausgang "entgegen der Stromrichtung" zur
virtuellen Masse an (-)!)

Mit Hilfe von <math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}</math> ergibt sich:

<math>U_a = -R_4 \cdot I_{R3} = -{{R_4} \over {R_3}} \cdot U_e.</math>

Die Energie für den Stromtransport über <math>R_4</math> stammt vom OPV! Sobald die Ladungen ausgehend von der Spannungsquelle <math>U_e</math> die virtuelle Masse an (-) erreicht haben, hat <math>U_e</math> seine gesamte Energie abgegeben.

== Reale OPs / Kennwerte ==
Abweichend vom idealen OP besitzen reale OPs diverse Einschränkungen und Kennwerte, die sie für verschiedene Einsätze mehr oder weniger prädestinieren.

=== Leerlaufverstärkung ===
Die Leerlaufverstärkung gibt an, wie stark sich das Ausgangssignal i.A. der Änderung eines Eingangsignals statisch ändert, bzw nach dem Einschwingen erreichen könnte, wenn es nicht durch die Betriebsgrenzen limitiert wäre.

=== Anstiegszeit ===
Bestimmend für die dynamische Änderung des Signal ist wiederum die slew rate, die wesentlich das AC-Verhalten bestimmt.

=== Frequenz-Bandbreiteprodukt ===

=== Gleichtaktverstärkung ===
Infolge des inhomogenen Aufbaus der internen Verstärkerstufen werden die beiden Eingangssignale nicht exakt gleich verstärkt, was in einen Gleichanteil und einen Differenzaneil aufgeteilt werden kann. Der nicht erwünschte common mode ist dabei ein Mass für die Qualität des OP.

== Verstärkergrundschaltungen ==
=== Grundbeschaltung mit Berechung ===
[[Bild:Op-verstaerker-a.png]] [[Bild:Op-verstaerker-b.png]]

In a) und b) verwenden wir den OP als Verstärker und nutzen hier die Möglichkeit der Gegenkopplung, um definierte Verstärkungen zu erhalten. Wir gehen wieder davon aus, dass der OP ein ideales Bauteil ist und daher seine Leerlaufverstärkung unendlich ist. Ebenso betrachten wir den Eingangswiderstand als unendlich.

In a) ist ein invertierender Verstärker mit einem OP dargestellt. Durch die Widerstände R3 und R4 wird die Verstärkung bestimmt:

:<math>V = \frac{U_a}{U_e} = -\frac{R_4}{R_3}</math>

Das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt also die Verstärkung und somit die Ausgangsspannung:

:<math>U_a = -\frac{R_4}{R_3} \cdot U_e </math>

oder auch

:<math>U_a = V \cdot U_e</math>

Das negative Vorzeichen drückt aus, dass es sich um einen invertierenden Verstärker handelt.

Beim nichtinvertierenden Verstärker b) finden wir auch eine Rückkopplung über R6 zum invertierenden Eingang des OP. Die Verstärkung wird durch das Gegenkopplungsnetzwerk R6 und R7 exakt definiert. Hier ist:

:<math>V = 1 + \frac{R6}{R7}</math>

Eine Verstärkung von 1 ist sinnvoll, wenn eingangsseitig eine Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand verwendet wird. Für <math>\frac{R6}{R7} \to 0</math> heißt die Schaltung "Spannungsfolger".

Kleinere Werte als 1 lassen sich nicht realisieren. Die Ausgangsspannung errechnet sich also so:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )</math>

Beispiel: Eine Eingangsspannung von 0,5 V soll auf den Wert 5 V verstärkt werden, es ist also eine Verstärkung V von 10 benötigt. R7 ist mit 10 kΩ vorgegeben. Also ist das Verhältnis

:<math>\frac{R_6}{R_7} = V - 1</math>

Bei einem Wert von 10 kΩ für R7 errechnet sich R6 zu

:<math>
R6 = (V - 1) \cdot R7
= (10 - 1) \cdot 10\,\mathrm{k\Omega}
= 90\,\mathrm{k\Omega}
</math>

Die Ausgangsspannung Ua wird also:

:<math>
U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )
= 0,5\,\mathrm{V} \cdot \left (1 + \frac{90\,\mathrm{k\Omega}}{10\,\mathrm{k\Omega}}\right)
= 5\,\mathrm{V}
</math>

=== Nichtinvertierender Verstärker mit Offset ===
Eine Abwandlung des nichtinvertierenden Verstärkers erlaubt es, einen konstanten Offset vorzugeben. D.h. von der zu verstärkenden Eingangsspannung U(e) wird eine konstante Spannung U(o) abgezogen und die Differenz verstärkt. Auf der Ausgangsspannung U(a) findet sich die Offsetspannung U(o) allerdings wieder.
[[Bild:Op-verstaerker-offset.png]]

Es gilt:

Offsetspannung:
:<math>
U_o = U_V \cdot \frac{R2}{R1 + R2}
</math>
mit U(V) = Versorgungsspannung an R1

Verstärkung:
:<math>
V = 1 + \frac{R3}{\frac{R1 \cdot R2}{R1 + R2}}
</math>

Ausgangsspannung:
:<math>
U_a = (U_e - U_o) \cdot V + U_o
</math>

Der Vorteil dieser Schaltung ist, daß nur die Differenz verstärkt wird. Damit kann eine größere Verstärkung gewählt werden. Zu berücksichtigen ist dabei, daß die Ausgangsspannung U(a) um die Offsetspannung U(o) überlagert ist.

=== Spannungsfolger (Impedanzwandler) ===

[[Bild:Op-spannungsfolger1.png]]

Eine Abart des nichtinvertierenden Verstärkers stellt der Spannungsfolger dar. Beim nichtinvertierenden Verstärker errechnet sich die Ausgangsspannung aus:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_2}{R_1}\right )</math>

Wenn wir R2 auf 0Ω (mit R1 > 0) oder R1 auf unendlich (mit R2 < ∞) ändern, erhalten wir daher:

:<math>V = 1 + \frac{R_2}{R_1} = 1</math>

Ein Spannungsfolger hat also eine Verstärkung V von 1.

Umgezeichnet sieht die Schaltung so aus:

[[Bild:Op-spannungsfolger2.png]]

Was soll das nun? Wir nutzen die Eigenschaft, dass ein idealer OP einen unendlichen Eingangswiderstand und einen Ausgangswiderstand von 0Ω hat. Real sieht das natürlich anders aus: so liegt der Eingangswiderstand Re bei normalen OPs in der Größenordnung von 1MOhm bis <math>10^{15} \Omega</math>, der Ausgangswiderstand Ra im Bereich 20Ω bis 1kOhm. Deshalb spricht man bei dieser Schaltung von einem Impedanzwandler. Eine solche Schaltung kann also aus einer relativ hochohmigen Spannungsquelle eine niederohmige, durch Folgeschaltungen belastbare Spannungsquelle machen.

[[Bild:Op-spannungsfolger3.png|left]]

In dem nebenstehenden Beispiel ist eine einfache Möglichkeit zur Erzeugung einer Referenzspannung gezeigt. Es kommt eine normale Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode zur Anwendung, die aber nicht mehr die schlechten Eigenschaften der Standardbeschaltung mit lediglich Widerstand und Zenerdiode hat. Bei einer Zenerdiode hängt die genaue Spannung davon ab, welcher Strom durch sie durchfliesst. Dieser Strom (und damit auch die Höhe der Zenerspannung) würde sich aber ändern, wenn ein Verbraucher die Zenerdiode direkt mit seinem Stromfluss belasten würde. Als Folge davon würde die Spannungslage der Zenerdiode je nach Verbraucher leicht schwanken. Durch den Spannungsfolger wird das verhindert, weil der jetzt den vom Verbraucher gezogenen Strom bereitstellt.

{{Clear}}

[[Bild:Op-spannungsfolger4.png|left]]

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit wäre das hochohmige Auskoppeln einer Brückenspannung. Die Brückenschaltung selbst wird durch Folgeschaltungen nicht mehr belastet, alle anderen Eigenschaften bleiben erhalten.

{{Clear}}

=== Der Komparator ===

[[Bild:Op-komp-a.png]] [[Bild:Op-komp-b.png]]

In der einfachsten Beschaltung des Operationsverstärkers erhält man einen Komparator. Es fällt auf, dass kein Gegenkopplungsnetzwerk vorhanden ist. Der OP arbeitet daher mit seiner vollen Leerlaufverstärkung Vo. Dies bedeutet, dass bereits eine kleine Eingangsspannung genügt, um den OP in die Begrenzung zu treiben. Das heißt, die Ausgangsspannung Ua wird annähernd die Betriebsspannung erreichen.

Beim Komparator gibt es zwei Möglichkeiten der Beschaltung: die invertierende nach a) und die nichtinvertierende Beschaltung nach b).

'''Berechnungsbeispiel für Schaltung b)'''

Angenommen die Leerlaufverstärkung Vo von 40000 und eine Eingangsspannung von 0,1 Volt. Die Betriebsspannungen Vcc und Vee legen wir auf +/- 24 V fest. Damit ergibt sich theoretisch für Ua:

:<math>U_a = V_0 \cdot U_e = 40000 \cdot 0,1\,\mathrm{V} = 4000\,\mathrm{V}</math>

Das ist natürlich ein unrealistischer Wert, da Ua nicht höher sein kann als die Betriebsspannung. Also anders ausgedrückt: Bei welcher Spannung Ue erreicht der OP seine Aussteuerungsgrenze?

:<math>U_e = V_{cc} / V_0 = 24\,\mathrm{V} / 40000 = 0,6\,\mathrm{mV}</math>

Das bedeutet, dass eine Spannung von 0,6 mV ausreicht um den Komparator in die Begrenzung zu treiben.

Das gleiche gilt auch für den invertierenden Komparator, allerdings wird hier der OP in die negative Begrenzung gebracht.

:<math>-U_a = V_0 \cdot U_e</math>

[[Bild:Op-komp-c.PNG]]
So hat der Koparator nun einen einstellbaren Schaltpunkt.

=== Der Addierer (Summierverstärker) ===

[[Bild:Op-addierer.png]]

Ein als invertierender Verstärker beschalteter OP lässt sich so beschalten, dass ein Summensignal aus den Eingangsspannungen gebildet wird. Um die Funktion deutlich zu machen, ist eine Betrachtung der einzelnen Ströme nötig.

In einem invertierenden Verstärker wird sich die Ausgangsspannung immer so einstellen, dass der invertierende Eingang Massepotential hat. Die virtuelle Masse (VM) unterscheidet sich von einer "normalen" Masse dadurch, dass das Potential durch einen Regelungsvorgang zustande kommt.
An der virtuellen Masse (VM) gilt die Knotenpunktregel, wonach die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme ist.

:<math>I_1 + I_2 = -I_3</math>

Sofern <math>U_{e1}</math> und <math>U_{e2}</math> bekannt sind, lässt sich die Gleichung umformen in:

:<math>\frac{U_{e1}}{R_1} + \frac{U_{e2}}{R_2} = -\frac{U_a}{R_3}</math>

Nach Ua aufgelöst ergibt sich:

:<math>-U_a = \left (U_{e1} \cdot \frac{R_3}{R_1}\right ) + \left (U_{e2} \cdot \frac{R_3}{R_2}\right ) + ... + \left (U_{en} \cdot \frac{R_3}{R_n}\right )</math>

Das war's eigentlich schon. Einen Sonderfall gibt es, wenn die Widerstände R1 und R2 gleich sind. Dann gilt

:<math>R_1 = R_2 = R_x</math>

und damit

:<math>-U_a = \frac{R_3}{R_x} \cdot (U_{e1} + U_{e2})</math>.

=== Der Subtrahierer (Differenzverstärker) ===

[[Bild:Op-subtrahierer.png]]

Ein Subtrahierer ist die Zusammenschaltung eines invertierenden und eines nichtinvertierenden Verstärkers. Schliessen wir Punkt Ue1 nach Masse kurz und steuern Ue2 an, arbeitet die Schaltung als nichtinvertierender Verstärker. Wird Ue2 nach Masse verbunden und Ue1 angesteuert, verhält sich die Schaltung als invertierender Verstärker (R7 vorerst nicht beachten).

Für den 1. Fall gilt:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Für den 2. Fall:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

Der dritte Fall ist die Ansteuerung beider Eingänge:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4} + U_{e_2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Diese Schaltung ist gut für eine Erklärung, praktisch aber taugt sie nichts. Denn liegen an den Eingängen gleiche Spannungen an, ist die Ausgangsspannung nicht 0, wie eigentlich zu vermuten wäre. Deshalb ändern wir die Schaltung und fügen R7 ein. Jetzt stellt sich am Punkt + des OPs die Spannung

:<math>U_{e2+} = U_{e2} \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7}</math>

ein. Wenn wir das berücksichtigen, erhalten wir endlich einen richtigen Subtrahierer:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right ) \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7} - \frac{R_6}{R_4} \cdot U_{e1}</math>

Dies gilt für alle Subtrahierer, obwohl es natürlich auch hier wieder zwei Sonderfälle gibt; nämlich a) wenn alle Gegenkopplungswiderstände gleich sind:

:<math>R_6 = R_7 = R_4 = R_5</math>

dann ist

:<math>U_a = U_{e2} - U_{e1}</math>

oder b) wenn die Widerstandsverhältnisse gleich sind :

:<math>\frac{R_6}{R_4} = \frac{R_7}{R_5}</math>

Dann ergibt sich für Ua:

:<math>U_a = \left (U_{e2} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right ) - \left (U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

oder noch einfacher:

:<math>U_a = (U_{e2} - U_{e1}) \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

=== Addierer/Subtrahierer mit unterschiedlichen Faktoren ===
Legt man nicht den + sondern den - Eingang des Operationsverstärkers als Bezugspunkt zur Masse mit einem Widerstand fest, übernimmt der Vorwiderstand vom - Eingang, R4 die Aufgabe von R5.

[[Bild:Op-addsub.png]]

Hier die Schaltung die addieren und subtrahieren kann, mit unterschiedlichen Faktoren.
Sie kann verwendet werden für Aufgaben wie: Gesucht ist eine Schaltung, die aus 0...2.56 V eine Spannung von -10V...10V macht. Für dieses Beispiel wird hier die Dimensionierung durchgeführt:

{| class="wikitable" style="text-align: left"
|'''Ue1 = 5V'''
|Einfach festgelegt, muss nur ein positiver Wert sein
|-
|'''R6 = 200k'''
|Einfach festgelegt, könnte auch 100k oder 500k sein
|-
|Ue2i = 0V, '''Uai = -10V'''
|gewählter momentaner ''Zustand 1'', Ue2 = 0V ist günstig für Berechnung, Ua ist die dazupassende Ausgangsspannung
|-
|'''Ue2ii = 2.56V''', '''Uaii = 10V'''
|gewählter beliebiger ''Zustand 2''
|-
|Um = Ue2
|Gleichgewicht am Eingang
|-
|Ia + Ib = Ic
|In den Eingang fließt "kein" Strom
|-
|(Ua-Ue2)/R6 + (Ue1-Ue2)/R4 = Ue2/Rc
|Gleichung mit den Unbekannten R4 und Rc
|-
|(Uai-Ue2i)/R6 + (Ue1-Ue2i)/R4 = Ue2i/Rc
|Variablen für ''Zustand 1'' eingesetzt, bildet 1. Gleichung
|-
|(Uaii-Ue2ii)/R6 + (Ue1-Ue2ii)/R4 = Ue2ii/Rc
|Variablen für ''Zustand 2'' eingesetzt, bildet 2. Gleichung
|-
|<math>R4=-\frac{R6*U_{e1}}{U_{ai}}</math>
|2 Gleichungen mit 2 Unbekannten, Lösung durch Umformen der 1. Gleichung nach R4 und einsetzen von Ue2i=0 (freundlicherweise fällt die 2. Unbekannte dabei raus)
|-
|'''R4 = 100k'''
|restliche Werte eingesetzt
|-
|<math>Rc=\frac{R6*U_{e1}*U_{e2ii}}{U_{aii}*U_{e1}-U_{ai}*(U_{e1}-U_{e2ii})-U_{e1}*U_{e2ii}}</math>
|Ergebnis für R4 in die 2. Gleichung einsetzen und Umformen nach Rc
|-
|'''Rc = 41.6k'''
|Werte eingesetzt
|}

=== Der Instrumenten-Verstärker ===

[[Bild:Instrument.png]]

Ein Nachteil des Subtrahierer ist sein geringer Eingangswiderstand. Um den nahezu unendlichen Eingangswiderstand des verwendeten Operationsverstärkers zu erreichen, kann man einfach vor beide Eingänge je einen Impedanzwandler vorschalten.
Die hier beschriebene Schaltung ist um drei Widerstände erweitert und ermöglicht die Einstellung der Differenz-Verstärkung über nur einen Widerstand, nämlich R2.

Am invertierenden Eingang von IC1A gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a1}-U_{e1}}{R_1}-\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Am invertierenden Eingang von IC1C gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a2}-U_{e2}}{R_1}+\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Subtrahiert man die beiden Gleichungen voneinander, erhält man:

:<math>U_{a2}-U_{a1}=(U_{e2}-U_{e1})\cdot\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Letztere Differenz ist die Eingangsspannung eines normalen Subtrahierers mit der Verstärkung 1.

Also ergibt sich als Ausgangsspannung:

:<math>U_a=(U_{e2}-U_{e1}) \cdot \left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Die Differenzverstärkung beträgt demnach:

:<math>V=\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2} \right )</math>

Anwendung: Auswertung von Brückenschaltungen, wie Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen, die durch den Eingangswiderstand der Messschaltung nicht belastet werden dürfen. 
Instrumenten-Verstärker kann man auch fertig kaufen. Im INA102 ist die komplette Schaltung integriert. Für R2 sind 3 verschiedene Werte eingebaut, die bei passender Verschaltung eine Verstärkung von 1, 10, 100 oder 1000 ermöglichen.

=== Der Multiplizierer (Mischer) ===

=== Der Logarithmierer ===

= Spannungsversorgung und Beschaltung =

== Betrieb mit einfacher Versorgungsspannung ==

Häufig möchte man Wechselspannung (z. B. Audiosignale) die auch negative Spannungen enthält mit einem Opamp verstärken, hat aber nur eine einfache Versorgungsspannung, eine positive in Bezug zu Masse, zur Verfügung. Dafür bieten sich folgende Schaltungen an, die in der Literatur leider häufig vernachlässigt werden.

=== Nichtinvertierender Verstärker ===

[[Bild: Ss_opamp1.png]]

Der negative Eingang wird mit einem Spannungsteiler auf die halbe Betriebsspannung gelegt und das Signal mit Kondensatoren am Ein- und Ausgang entkoppelt.
Die Verstärkung ist in diesem Beispiel für Wechselspannung 11 (Formel wie oben), für Gleichspannung aber 1, da C4 für Gleichspannung einen unendlichen Widerstand darstellt. C3 sollte dorthin gehen, wo das Eingangssignal seinen Bezugspunkt hat, also die Abschirmung der Cinch-Buchse, während R5 dorthin geht, wo der Operationsverstärker seine negative Versorgungsspannung her bekommt, falls das nicht die gleichen Potentiale, hier GND, sein sollten.

=== Invertierender Verstärker ===

Das Prinzip funktioniert analog auch für die invertierende Beschaltung:

[[Bild: Ss_opamp2.png]]

= Kaufempfehlung =
LM 158/258/358 2 OPs in einem Gehäuse Preis ca. 0,30€.

Siehe auch [[Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker|Standardbauelemente - Operationsverstärker]].

Wer Audio OpAmps sucht - tangentsoft.net hat mal welche unter die Lupe genommen: [http://www.tangentsoft.net/audio/opamps.html Notes on Audio OpAmps]

= Weblinks =
*[http://www.eetkorea.com/ARTICLES/2003SEP/A/2003SEP19_AMD_AN07.PDF Op Amp Circuit Collection] - National Semiconductor Application Note 31 mit vielen weiteren OP-Schaltungen
*[http://www-s.ti.com/sc/psheets/slod006b/slod006b.pdf Op Amps for Everyone] - englischsprachiges, sehr umfangreiches Dokument zu OPV und deren Anwendung (empfehlenswert)
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm Operationsverstärker im ElKo]
*[http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7a.pdf OP Teil 1], [http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7b.pdf OP Teil 2] - OP-Schaltungen (deutsch)
*[http://www.blecken.de/download/opverst.zip Schaltungstechnik mit Operationsverstärkern] - Prof. K. Blecken, Skript zur Vorlesung (deutsch, *.doc-Format)
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Operationsverst%C3%A4rker RN-Wissen Operationsverstärker]
* [http://www.national.com/onlineseminar/#amps Online Seminar] von National Semiconductor
* [http://www.franzis.de/elo-das-magazin/grundlagen-und-ausbildung/operationsverstaerker/der-operationsverstaerker ELO-Online-Magazin, Franzis-Verlag], [http://www.franzis.de/online-shop/elektronik/lernpakete-elektronik/lernpaket-elektronik-mit-ics Lernpaket Elektronik mit ICs] "Elektronische Experimente mit integriertem Schaltkreis", Kasten mit Steckbrett/Bauelementen (ca. 40EUR),
* [[Schmitt-Trigger]]
* [[Aktiver RC-Bandpass|Aktiver RC-Bandpass auf Operationsverstärker-Basis]]

[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Bauteile]]

Operationsverstärker-Grundschaltungen

2011-12-26T09:38:43Z

Axel jeromin: /* Der Komparator */

== Idealisiertes Modell eines OPV ==

=== Anschlüsse ===
Ein Operationsverstärker hat zwei Eingänge (+) und (-) und einen Ausgang
(UA). Außerdem verfügt er über eine positive und eine negative
Spannungsversorgung (V+) und (V-).

=== Spannungsversorgungen ===
Die Spannungsversorgungen sollen zunächst nicht interessieren. Sie
werden in Schaltungen oft nicht eingezeichnet.
In der Praxis ist es jedoch wichtig zu wissen, dass die Ausgangsspannung immer zwischen (V+) und (V-) liegt. Die Ausgangsspannung des OPV kommt schließlich dadurch zustande, dass der Ausgang über einen Transistor mehr oder weniger hochohmig mit den beiden Versorgungsspannungen verbunden wird.

Wenn man einen OPV also mit +5V versorgt, so kann der OPV im besten Fall am Ausgang +5V erzeugen. Man würde in diesem Fall von einem "Rail-to-Rail" Operationsverstärker sprechen.
Bei vielen Operationsverstärkern ist die maximal mögliche Ausgangsspannung geringer als die Versorgungsspannung. Ein mit +5V Spannungsversorgung beschalteter OPV kann dann beispielsweise nur +4V Ausgangsspannung erzeugen.

| \
| \
-- | - \
| \_______
| /
-- | + /
| /
| /

=== Ausgang ===
Der Ausgang des OPV ist eine ideale Spannungsquelle. Das bedeutet, dass die
Ausgangsspannung unabhängig davon ist, was ausgangsseitig an den OPV
angeschlossen wird.
In der Praxis gilt dieses Modell häufig nur bei "sinnvollen Anwendungen". So ist beispielsweise der Ausgangsstrom des OPV nach oben begrenzt (typischerweise im mA-Bereich), und manche OPV schwingen sehr leicht, wenn man sie kapazitiv belastet.

=== Eingänge ===
Die Eingänge eines OPV sind hochohmig, d. h., es handelt sich nur um "Messfühler", die keinen Strom führen.

=== Funktionsweise ===
Der OPV mißt zu jeder Zeit die Differenz <math>U_D = U(+) - U(-)</math> der
Eingangsspannungen.

Ist die Spannung an (+) größer als an (-), so erhöht der OPV die
Ausgangsspannung.
Ist die Spannung an (+) niedriger als an (-), so vermindert der OPV die
Ausgangsspannung.

Das Ergebnis dieses Vorgangs wird häufig über die Gleichung:

<math>U_a = v \cdot U_D</math>

beschrieben, wobei <math>v</math> eine sehr große Zahl (10^4...10^6) ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Funktionsweise lassen sich alle grundlegenden Schaltungen herleiten.

=== Beispiel ===

Betrachtet wird die invertierende Grundschaltung nach Abbildung a) im Abschnitt "Verstärkergrundschaltungen".

Für die Pfeilrichtungen der Spannungen und Ströme gilt:

<math>U_e</math>: von oben nach unten

<math>I_{R3}</math>: von links nach rechts

Die Spannung am (+)Eingang ist gleich Null. Die Spannung am (-)Eingang wird durch die Spannungsquelle <math>U_e</math> und durch die im OPV befindliche und mit dem Ausgang verbundene Spannungsquelle des OPV manipuliert.

* Ist die Spannung am (-)Eingang negativ, so erhöht der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang positiver. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.
* Ist die Spannung am (-)Eingang positiv, so vermindert der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird auch die Spannung am (-)Eingang negativer. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.

Der Operationsverstärker wird also die Spannungen an (+) und (-)
angleichen. Das passiert immer dann, wenn der Ausgang mit dem (-)Eingang
verbunden ist. Man nennt das Prinzip "Gegenkopplung". Auf diese Art und
Weise funktionieren alle analogen OPV-Schaltungen.

Da an (+) Massepotential anliegt, liegt an <math>R_3</math> die Spannung <math>U_e</math> an, und es gilt:
<math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}.</math>

Da der (-)Eingang hochohmig ist, fließt <math>I_{R3}</math> über <math>R_4</math> weiter zum OPV-Ausgang.

Ua ist die Spannung vom Ausgang zur (virtuellen) Masse am (-)Eingang.
(--> Pfeil einzeichnen und klarmachen, daß es egal ist, ob der Pfeil vom
Ausgang zur Masse geht oder vom Ausgang "entgegen der Stromrichtung" zur
virtuellen Masse an (-)!)

Mit Hilfe von <math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}</math> ergibt sich:

<math>U_a = -R_4 \cdot I_{R3} = -{{R_4} \over {R_3}} \cdot U_e.</math>

Die Energie für den Stromtransport über <math>R_4</math> stammt vom OPV! Sobald die Ladungen ausgehend von der Spannungsquelle <math>U_e</math> die virtuelle Masse an (-) erreicht haben, hat <math>U_e</math> seine gesamte Energie abgegeben.

== Reale OPs / Kennwerte ==
Abweichend vom idealen OP besitzen reale OPs diverse Einschränkungen und Kennwerte, die sie für verschiedene Einsätze mehr oder weniger prädestinieren.

=== Leerlaufverstärkung ===
Die Leerlaufverstärkung gibt an, wie stark sich das Ausgangssignal i.A. der Änderung eines Eingangsignals statisch ändert, bzw nach dem Einschwingen erreichen könnte, wenn es nicht durch die Betriebsgrenzen limitiert wäre.

=== Anstiegszeit ===
Bestimmend für die dynamische Änderung des Signal ist wiederum die slew rate, die wesentlich das AC-Verhalten bestimmt.

=== Frequenz-Bandbreiteprodukt ===

=== Gleichtaktverstärkung ===
Infolge des inhomogenen Aufbaus der internen Verstärkerstufen werden die beiden Eingangssignale nicht exakt gleich verstärkt, was in einen Gleichanteil und einen Differenzaneil aufgeteilt werden kann. Der nicht erwünschte common mode ist dabei ein Mass für die Qualität des OP.

== Verstärkergrundschaltungen ==
=== Grundbeschaltung mit Berechung ===
[[Bild:Op-verstaerker-a.png]] [[Bild:Op-verstaerker-b.png]]

In a) und b) verwenden wir den OP als Verstärker und nutzen hier die Möglichkeit der Gegenkopplung, um definierte Verstärkungen zu erhalten. Wir gehen wieder davon aus, dass der OP ein ideales Bauteil ist und daher seine Leerlaufverstärkung unendlich ist. Ebenso betrachten wir den Eingangswiderstand als unendlich.

In a) ist ein invertierender Verstärker mit einem OP dargestellt. Durch die Widerstände R3 und R4 wird die Verstärkung bestimmt:

:<math>V = \frac{U_a}{U_e} = -\frac{R_4}{R_3}</math>

Das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt also die Verstärkung und somit die Ausgangsspannung:

:<math>U_a = -\frac{R_4}{R_3} \cdot U_e </math>

oder auch

:<math>U_a = V \cdot U_e</math>

Das negative Vorzeichen drückt aus, dass es sich um einen invertierenden Verstärker handelt.

Beim nichtinvertierenden Verstärker b) finden wir auch eine Rückkopplung über R6 zum invertierenden Eingang des OP. Die Verstärkung wird durch das Gegenkopplungsnetzwerk R6 und R7 exakt definiert. Hier ist:

:<math>V = 1 + \frac{R6}{R7}</math>

Eine Verstärkung von 1 ist sinnvoll, wenn eingangsseitig eine Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand verwendet wird. Für <math>\frac{R6}{R7} \to 0</math> heißt die Schaltung "Spannungsfolger".

Kleinere Werte als 1 lassen sich nicht realisieren. Die Ausgangsspannung errechnet sich also so:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )</math>

Beispiel: Eine Eingangsspannung von 0,5 V soll auf den Wert 5 V verstärkt werden, es ist also eine Verstärkung V von 10 benötigt. R7 ist mit 10 kΩ vorgegeben. Also ist das Verhältnis

:<math>\frac{R_6}{R_7} = V - 1</math>

Bei einem Wert von 10 kΩ für R7 errechnet sich R6 zu

:<math>
R6 = (V - 1) \cdot R7
= (10 - 1) \cdot 10\,\mathrm{k\Omega}
= 90\,\mathrm{k\Omega}
</math>

Die Ausgangsspannung Ua wird also:

:<math>
U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )
= 0,5\,\mathrm{V} \cdot \left (1 + \frac{90\,\mathrm{k\Omega}}{10\,\mathrm{k\Omega}}\right)
= 5\,\mathrm{V}
</math>

=== Nichtinvertierender Verstärker mit Offset ===
Eine Abwandlung des nichtinvertierenden Verstärkers erlaubt es, einen konstanten Offset vorzugeben. D.h. von der zu verstärkenden Eingangsspannung U(e) wird eine konstante Spannung U(o) abgezogen und die Differenz verstärkt. Auf der Ausgangsspannung U(a) findet sich die Offsetspannung U(o) allerdings wieder.
[[Bild:Op-verstaerker-offset.png]]

Es gilt:

Offsetspannung:
:<math>
U_o = U_V \cdot \frac{R2}{R1 + R2}
</math>
mit U(V) = Versorgungsspannung an R1

Verstärkung:
:<math>
V = 1 + \frac{R3}{\frac{R1 \cdot R2}{R1 + R2}}
</math>

Ausgangsspannung:
:<math>
U_a = (U_e - U_o) \cdot V + U_o
</math>

Der Vorteil dieser Schaltung ist, daß nur die Differenz verstärkt wird. Damit kann eine größere Verstärkung gewählt werden. Zu berücksichtigen ist dabei, daß die Ausgangsspannung U(a) um die Offsetspannung U(o) überlagert ist.

=== Spannungsfolger (Impedanzwandler) ===

[[Bild:Op-spannungsfolger1.png]]

Eine Abart des nichtinvertierenden Verstärkers stellt der Spannungsfolger dar. Beim nichtinvertierenden Verstärker errechnet sich die Ausgangsspannung aus:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_2}{R_1}\right )</math>

Wenn wir R2 auf 0Ω (mit R1 > 0) oder R1 auf unendlich (mit R2 < ∞) ändern, erhalten wir daher:

:<math>V = 1 + \frac{R_2}{R_1} = 1</math>

Ein Spannungsfolger hat also eine Verstärkung V von 1.

Umgezeichnet sieht die Schaltung so aus:

[[Bild:Op-spannungsfolger2.png]]

Was soll das nun? Wir nutzen die Eigenschaft, dass ein idealer OP einen unendlichen Eingangswiderstand und einen Ausgangswiderstand von 0Ω hat. Real sieht das natürlich anders aus: so liegt der Eingangswiderstand Re bei normalen OPs in der Größenordnung von 1MOhm bis <math>10^{15} \Omega</math>, der Ausgangswiderstand Ra im Bereich 20Ω bis 1kOhm. Deshalb spricht man bei dieser Schaltung von einem Impedanzwandler. Eine solche Schaltung kann also aus einer relativ hochohmigen Spannungsquelle eine niederohmige, durch Folgeschaltungen belastbare Spannungsquelle machen.

[[Bild:Op-spannungsfolger3.png|left]]

In dem nebenstehenden Beispiel ist eine einfache Möglichkeit zur Erzeugung einer Referenzspannung gezeigt. Es kommt eine normale Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode zur Anwendung, die aber nicht mehr die schlechten Eigenschaften der Standardbeschaltung mit lediglich Widerstand und Zenerdiode hat. Bei einer Zenerdiode hängt die genaue Spannung davon ab, welcher Strom durch sie durchfliesst. Dieser Strom (und damit auch die Höhe der Zenerspannung) würde sich aber ändern, wenn ein Verbraucher die Zenerdiode direkt mit seinem Stromfluss belasten würde. Als Folge davon würde die Spannungslage der Zenerdiode je nach Verbraucher leicht schwanken. Durch den Spannungsfolger wird das verhindert, weil der jetzt den vom Verbraucher gezogenen Strom bereitstellt.

{{Clear}}

[[Bild:Op-spannungsfolger4.png|left]]

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit wäre das hochohmige Auskoppeln einer Brückenspannung. Die Brückenschaltung selbst wird durch Folgeschaltungen nicht mehr belastet, alle anderen Eigenschaften bleiben erhalten.

{{Clear}}

=== Der Komparator ===

[[Bild:Op-komp-a.png]] [[Bild:Op-komp-b.png]]

In der einfachsten Beschaltung des Operationsverstärkers erhält man einen Komparator. Es fällt auf, dass kein Gegenkopplungsnetzwerk vorhanden ist. Der OP arbeitet daher mit seiner vollen Leerlaufverstärkung Vo. Dies bedeutet, dass bereits eine kleine Eingangsspannung genügt, um den OP in die Begrenzung zu treiben. Das heißt, die Ausgangsspannung Ua wird annähernd die Betriebsspannung erreichen.

Beim Komparator gibt es zwei Möglichkeiten der Beschaltung: die invertierende nach a) und die nichtinvertierende Beschaltung nach b).

==== Berechnungsbeispiel für Schaltung b) ====

Angenommen die Leerlaufverstärkung Vo von 40000 und eine Eingangsspannung von 0,1 Volt. Die Betriebsspannungen Vcc und Vee legen wir auf +/- 24 V fest. Damit ergibt sich theoretisch für Ua:

:<math>U_a = V_0 \cdot U_e = 40000 \cdot 0,1\,\mathrm{V} = 4000\,\mathrm{V}</math>

Das ist natürlich ein unrealistischer Wert, da Ua nicht höher sein kann als die Betriebsspannung. Also anders ausgedrückt: Bei welcher Spannung Ue erreicht der OP seine Aussteuerungsgrenze?

:<math>U_e = V_{cc} / V_0 = 24\,\mathrm{V} / 40000 = 0,6\,\mathrm{mV}</math>

Das bedeutet, dass eine Spannung von 0,6 mV ausreicht um den Komparator in die Begrenzung zu treiben.

Das gleiche gilt auch für den invertierenden Komparator, allerdings wird hier der OP in die negative Begrenzung gebracht.

:<math>-U_a = V_0 \cdot U_e</math>

[[Bild:Op-komp-c.png]]
So hat der Koparator nun einen einstellbaren Schaltpunkt.

=== Der Addierer (Summierverstärker) ===

[[Bild:Op-addierer.png]]

Ein als invertierender Verstärker beschalteter OP lässt sich so beschalten, dass ein Summensignal aus den Eingangsspannungen gebildet wird. Um die Funktion deutlich zu machen, ist eine Betrachtung der einzelnen Ströme nötig.

In einem invertierenden Verstärker wird sich die Ausgangsspannung immer so einstellen, dass der invertierende Eingang Massepotential hat. Die virtuelle Masse (VM) unterscheidet sich von einer "normalen" Masse dadurch, dass das Potential durch einen Regelungsvorgang zustande kommt.
An der virtuellen Masse (VM) gilt die Knotenpunktregel, wonach die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme ist.

:<math>I_1 + I_2 = -I_3</math>

Sofern <math>U_{e1}</math> und <math>U_{e2}</math> bekannt sind, lässt sich die Gleichung umformen in:

:<math>\frac{U_{e1}}{R_1} + \frac{U_{e2}}{R_2} = -\frac{U_a}{R_3}</math>

Nach Ua aufgelöst ergibt sich:

:<math>-U_a = \left (U_{e1} \cdot \frac{R_3}{R_1}\right ) + \left (U_{e2} \cdot \frac{R_3}{R_2}\right ) + ... + \left (U_{en} \cdot \frac{R_3}{R_n}\right )</math>

Das war's eigentlich schon. Einen Sonderfall gibt es, wenn die Widerstände R1 und R2 gleich sind. Dann gilt

:<math>R_1 = R_2 = R_x</math>

und damit

:<math>-U_a = \frac{R_3}{R_x} \cdot (U_{e1} + U_{e2})</math>.

=== Der Subtrahierer (Differenzverstärker) ===

[[Bild:Op-subtrahierer.png]]

Ein Subtrahierer ist die Zusammenschaltung eines invertierenden und eines nichtinvertierenden Verstärkers. Schliessen wir Punkt Ue1 nach Masse kurz und steuern Ue2 an, arbeitet die Schaltung als nichtinvertierender Verstärker. Wird Ue2 nach Masse verbunden und Ue1 angesteuert, verhält sich die Schaltung als invertierender Verstärker (R7 vorerst nicht beachten).

Für den 1. Fall gilt:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Für den 2. Fall:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

Der dritte Fall ist die Ansteuerung beider Eingänge:

:<math>U_a = -U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4} + U_{e_2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

Diese Schaltung ist gut für eine Erklärung, praktisch aber taugt sie nichts. Denn liegen an den Eingängen gleiche Spannungen an, ist die Ausgangsspannung nicht 0, wie eigentlich zu vermuten wäre. Deshalb ändern wir die Schaltung und fügen R7 ein. Jetzt stellt sich am Punkt + des OPs die Spannung

:<math>U_{e2+} = U_{e2} \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7}</math>

ein. Wenn wir das berücksichtigen, erhalten wir endlich einen richtigen Subtrahierer:

:<math>U_a = U_{e2} \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_4}\right ) \cdot \frac{R_7}{R_5 + R_7} - \frac{R_6}{R_4} \cdot U_{e1}</math>

Dies gilt für alle Subtrahierer, obwohl es natürlich auch hier wieder zwei Sonderfälle gibt; nämlich a) wenn alle Gegenkopplungswiderstände gleich sind:

:<math>R_6 = R_7 = R_4 = R_5</math>

dann ist

:<math>U_a = U_{e2} - U_{e1}</math>

oder b) wenn die Widerstandsverhältnisse gleich sind :

:<math>\frac{R_6}{R_4} = \frac{R_7}{R_5}</math>

Dann ergibt sich für Ua:

:<math>U_a = \left (U_{e2} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right ) - \left (U_{e1} \cdot \frac{R_6}{R_4}\right )</math>

oder noch einfacher:

:<math>U_a = (U_{e2} - U_{e1}) \cdot \frac{R_6}{R_4}</math>

=== Addierer/Subtrahierer mit unterschiedlichen Faktoren ===
Legt man nicht den + sondern den - Eingang des Operationsverstärkers als Bezugspunkt zur Masse mit einem Widerstand fest, übernimmt der Vorwiderstand vom - Eingang, R4 die Aufgabe von R5.

[[Bild:Op-addsub.png]]

Hier die Schaltung die addieren und subtrahieren kann, mit unterschiedlichen Faktoren.
Sie kann verwendet werden für Aufgaben wie: Gesucht ist eine Schaltung, die aus 0...2.56 V eine Spannung von -10V...10V macht. Für dieses Beispiel wird hier die Dimensionierung durchgeführt:

{| class="wikitable" style="text-align: left"
|'''Ue1 = 5V'''
|Einfach festgelegt, muss nur ein positiver Wert sein
|-
|'''R6 = 200k'''
|Einfach festgelegt, könnte auch 100k oder 500k sein
|-
|Ue2i = 0V, '''Uai = -10V'''
|gewählter momentaner ''Zustand 1'', Ue2 = 0V ist günstig für Berechnung, Ua ist die dazupassende Ausgangsspannung
|-
|'''Ue2ii = 2.56V''', '''Uaii = 10V'''
|gewählter beliebiger ''Zustand 2''
|-
|Um = Ue2
|Gleichgewicht am Eingang
|-
|Ia + Ib = Ic
|In den Eingang fließt "kein" Strom
|-
|(Ua-Ue2)/R6 + (Ue1-Ue2)/R4 = Ue2/Rc
|Gleichung mit den Unbekannten R4 und Rc
|-
|(Uai-Ue2i)/R6 + (Ue1-Ue2i)/R4 = Ue2i/Rc
|Variablen für ''Zustand 1'' eingesetzt, bildet 1. Gleichung
|-
|(Uaii-Ue2ii)/R6 + (Ue1-Ue2ii)/R4 = Ue2ii/Rc
|Variablen für ''Zustand 2'' eingesetzt, bildet 2. Gleichung
|-
|<math>R4=-\frac{R6*U_{e1}}{U_{ai}}</math>
|2 Gleichungen mit 2 Unbekannten, Lösung durch Umformen der 1. Gleichung nach R4 und einsetzen von Ue2i=0 (freundlicherweise fällt die 2. Unbekannte dabei raus)
|-
|'''R4 = 100k'''
|restliche Werte eingesetzt
|-
|<math>Rc=\frac{R6*U_{e1}*U_{e2ii}}{U_{aii}*U_{e1}-U_{ai}*(U_{e1}-U_{e2ii})-U_{e1}*U_{e2ii}}</math>
|Ergebnis für R4 in die 2. Gleichung einsetzen und Umformen nach Rc
|-
|'''Rc = 41.6k'''
|Werte eingesetzt
|}

=== Der Instrumenten-Verstärker ===

[[Bild:Instrument.png]]

Ein Nachteil des Subtrahierer ist sein geringer Eingangswiderstand. Um den nahezu unendlichen Eingangswiderstand des verwendeten Operationsverstärkers zu erreichen, kann man einfach vor beide Eingänge je einen Impedanzwandler vorschalten.
Die hier beschriebene Schaltung ist um drei Widerstände erweitert und ermöglicht die Einstellung der Differenz-Verstärkung über nur einen Widerstand, nämlich R2.

Am invertierenden Eingang von IC1A gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a1}-U_{e1}}{R_1}-\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Am invertierenden Eingang von IC1C gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a2}-U_{e2}}{R_1}+\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Subtrahiert man die beiden Gleichungen voneinander, erhält man:

:<math>U_{a2}-U_{a1}=(U_{e2}-U_{e1})\cdot\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Letztere Differenz ist die Eingangsspannung eines normalen Subtrahierers mit der Verstärkung 1.

Also ergibt sich als Ausgangsspannung:

:<math>U_a=(U_{e2}-U_{e1}) \cdot \left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Die Differenzverstärkung beträgt demnach:

:<math>V=\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2} \right )</math>

Anwendung: Auswertung von Brückenschaltungen, wie Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen, die durch den Eingangswiderstand der Messschaltung nicht belastet werden dürfen. 
Instrumenten-Verstärker kann man auch fertig kaufen. Im INA102 ist die komplette Schaltung integriert. Für R2 sind 3 verschiedene Werte eingebaut, die bei passender Verschaltung eine Verstärkung von 1, 10, 100 oder 1000 ermöglichen.

=== Der Multiplizierer (Mischer) ===

=== Der Logarithmierer ===

= Spannungsversorgung und Beschaltung =

== Betrieb mit einfacher Versorgungsspannung ==

Häufig möchte man Wechselspannung (z. B. Audiosignale) die auch negative Spannungen enthält mit einem Opamp verstärken, hat aber nur eine einfache Versorgungsspannung, eine positive in Bezug zu Masse, zur Verfügung. Dafür bieten sich folgende Schaltungen an, die in der Literatur leider häufig vernachlässigt werden.

=== Nichtinvertierender Verstärker ===

[[Bild: Ss_opamp1.png]]

Der negative Eingang wird mit einem Spannungsteiler auf die halbe Betriebsspannung gelegt und das Signal mit Kondensatoren am Ein- und Ausgang entkoppelt.
Die Verstärkung ist in diesem Beispiel für Wechselspannung 11 (Formel wie oben), für Gleichspannung aber 1, da C4 für Gleichspannung einen unendlichen Widerstand darstellt. C3 sollte dorthin gehen, wo das Eingangssignal seinen Bezugspunkt hat, also die Abschirmung der Cinch-Buchse, während R5 dorthin geht, wo der Operationsverstärker seine negative Versorgungsspannung her bekommt, falls das nicht die gleichen Potentiale, hier GND, sein sollten.

=== Invertierender Verstärker ===

Das Prinzip funktioniert analog auch für die invertierende Beschaltung:

[[Bild: Ss_opamp2.png]]

= Kaufempfehlung =
LM 158/258/358 2 OPs in einem Gehäuse Preis ca. 0,30€.

Siehe auch [[Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker|Standardbauelemente - Operationsverstärker]].

Wer Audio OpAmps sucht - tangentsoft.net hat mal welche unter die Lupe genommen: [http://www.tangentsoft.net/audio/opamps.html Notes on Audio OpAmps]

= Weblinks =
*[http://www.eetkorea.com/ARTICLES/2003SEP/A/2003SEP19_AMD_AN07.PDF Op Amp Circuit Collection] - National Semiconductor Application Note 31 mit vielen weiteren OP-Schaltungen
*[http://www-s.ti.com/sc/psheets/slod006b/slod006b.pdf Op Amps for Everyone] - englischsprachiges, sehr umfangreiches Dokument zu OPV und deren Anwendung (empfehlenswert)
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm Operationsverstärker im ElKo]
*[http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7a.pdf OP Teil 1], [http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7b.pdf OP Teil 2] - OP-Schaltungen (deutsch)
*[http://www.blecken.de/download/opverst.zip Schaltungstechnik mit Operationsverstärkern] - Prof. K. Blecken, Skript zur Vorlesung (deutsch, *.doc-Format)
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Operationsverst%C3%A4rker RN-Wissen Operationsverstärker]
* [http://www.national.com/onlineseminar/#amps Online Seminar] von National Semiconductor
* [http://www.franzis.de/elo-das-magazin/grundlagen-und-ausbildung/operationsverstaerker/der-operationsverstaerker ELO-Online-Magazin, Franzis-Verlag], [http://www.franzis.de/online-shop/elektronik/lernpakete-elektronik/lernpaket-elektronik-mit-ics Lernpaket Elektronik mit ICs] "Elektronische Experimente mit integriertem Schaltkreis", Kasten mit Steckbrett/Bauelementen (ca. 40EUR),
* [[Schmitt-Trigger]]
* [[Aktiver RC-Bandpass|Aktiver RC-Bandpass auf Operationsverstärker-Basis]]

[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Bauteile]]

Datei:Op-komp-c.PNG

2011-12-26T09:36:46Z

Axel jeromin: Komparator

Komparator

Wechselrichter

2011-09-13T18:58:09Z

Axel jeromin: /* Filter */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_H-Brücke.JPG|320px]]

Die Spannung am Ausgang der H-Brücke. Noch ist das ziemlich weit von einem Sinus entfernt.

==Filter==
Der LCL-Filter glättet die PWM zu einem Sinus-Signal.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]

Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]

Signal unter Last

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

----

[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-09-13T18:57:19Z

Axel jeromin: /* Filter */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_H-Brücke.JPG|320px]]

Die Spannung am Ausgang der H-Brücke. Noch ist das ziemlich weit von einem Sinus entfernt.

==Filter==
Der Filter glättet die PWM zu einem Sinus-Signal.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]

Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]

Signal unter Last

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-09-13T18:56:30Z

Axel jeromin: /* H-Brücke */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_H-Brücke.JPG|320px]]

Die Spannung am Ausgang der H-Brücke. Noch ist das ziemlich weit von einem Sinus entfernt.

==Filter==

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]

Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]

Signal unter Last

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-09-13T18:55:48Z

Axel jeromin:

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_H-Brücke.JPG|320px]]

Noch ist das ziemlich weit von einem Sinus entfernt.

==Filter==

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]

Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]

Signal unter Last

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Datei:Wechselrichter Ausgang H-Brücke.JPG

2011-09-13T18:53:49Z

Axel jeromin:

Wechselrichter

2011-09-04T16:22:17Z

Axel jeromin:

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]

Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]

Signal unter Last

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Datei:Wechselrichter Ausgang PWM.JPG

2011-08-31T11:10:17Z

Axel jeromin: hat eine neue Version von „Datei:Wechselrichter Ausgang PWM.JPG“ hochgeladen: Wechselrichter Ausgangssignal an dem PWM Pins des Controllers

Wechselrichter, Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Wechselrichter

2011-08-31T11:06:19Z

Axel jeromin: /* Steuerung */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega88 @ 8MHz mit internem Takt der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]
Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]
Signal unter Last

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Datei:Wechselrichter Foto.jpg

2011-08-31T11:05:17Z

Axel jeromin: Wechselrichter

Wechselrichter

2011-08-31T11:04:51Z

Axel jeromin: /* Steuerung */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

[[Bild:Wechselrichter_Foto.jpg|320px]]

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]
Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]
Signal unter Last

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Datei:Wechselrichter ausg last.jpg

2011-08-31T11:02:03Z

Axel jeromin: Wechelrichter Ausgangssignal wird durch die schlechte Filterung unter Last verzerrt

Wechelrichter Ausgangssignal wird durch die schlechte Filterung unter Last verzerrt

Datei:Wechselrichter ausg leer.jpg

2011-08-31T11:00:46Z

Axel jeromin: Wechselrichter Ausgangssignal im Leerlauf

Wechselrichter Ausgangssignal im Leerlauf

Wechselrichter

2011-08-28T18:28:56Z

Axel jeromin:

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Auf dem Scope-Bild sieht man, wie stark der einst schöne Sinus verzerrt wird, wenn etwas Strom fließt. Da ist noch Verbesserungspotentional.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_leer.jpg|320px]]
Signal im Leerlauf.

[[Bild:Wechselrichter_ausg_last.jpg|320px]]
Signal unter Last

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

----

[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-08-28T18:21:07Z

Axel jeromin: /* Zentralsteuerung mit LCD */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==

Download Software:[[Media:Programm_Steuerung_IO.zip| C Programm LCD Anzeige ]]

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-08-28T18:19:54Z

Axel jeromin: /* PWM Genrator */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Programm_PV_Gen_01.zip| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==
Mega16 @ 1MHz.....

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Datei:Programm Steuerung IO.zip

2011-08-28T18:17:29Z

Axel jeromin: Wechselrichter Programm für Steuerung

Wechselrichter Programm für Steuerung

Datei:Programm PV Gen 01.zip

2011-08-28T18:16:40Z

Axel jeromin: Wechselrichter Programm für PWM Generator

Wechselrichter Programm für PWM Generator

Datei:Wechselrichter Programm.zip

2011-08-28T18:13:55Z

Axel jeromin: Wechselrichter Programm für Steuerung und PWM Generator

Wechselrichter Programm für Steuerung und PWM Generator

Wechselrichter

2011-07-23T11:12:36Z

Axel jeromin: /* PWM Genrator */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Wechselrichter_PV_Gen.zip‎| C Programm PWM Generator ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==
Mega16 @ 1MHz.....

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-07-23T11:12:14Z

Axel jeromin: /* PWM Genrator */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Download Software:[[Media:Wechselrichter_PV_Gen.zip‎| C Programm ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==
Mega16 @ 1MHz.....

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-07-23T11:11:51Z

Axel jeromin: /* PWM Genrator */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Wechselrichter_PV_Gen.zip
Download Software:[[Media:Wechselrichter_PV_Gen.zip‎| C Programm ]]

==Zentralsteuerung mit LCD==
Mega16 @ 1MHz.....

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-07-23T11:10:25Z

Axel jeromin: /* PWM Genrator */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

Wechselrichter_PV_Gen.zip

==Zentralsteuerung mit LCD==
Mega16 @ 1MHz.....

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

----

[[Category:Projekte]]

Datei:Wechselrichter PV Gen.zip

2011-07-23T11:09:43Z

Axel jeromin: Wechselrichter, Programm für PWM Generator

Wechselrichter, Programm für PWM Generator

Wechselrichter

2011-07-20T18:32:21Z

Axel jeromin: /* PWM Genrator */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

==Zentralsteuerung mit LCD==
Mega16 @ 1MHz.....

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation| Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-07-20T18:32:03Z

Axel jeromin: /* PWM Genrator */

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]
Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B
Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

==Zentralsteuerung mit LCD==
Mega16 @ 1MHz.....

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation| Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Wechselrichter

2011-07-20T18:31:04Z

Axel jeromin: Scope Bild der Ausgänge eingefügt

Ziel dieses Artikels ist der Bau eine Wechselrichter zur Netzeinspeisung aus einer Solaranlage.

Dass VDE Vorschriften beachtet werden müssen und das Ganze eine Zulassung haben muss ist nicht Inhalt dieses Artikels! Vielmehr geht es um eine Machbarkeitsstudie, mit Hobymitteln ein solches Gerät zu entwickeln.

Ich bitte um eine rege Diskussion und Verbesserungsvorschläge.

Bei mir soll es ein Wechselrichter ohne Ausgangstrafo werden, bei dem die Ausgangsspannung aus einem 400V DC Zwischenkreis mit einer H-Brücke per PWM gebildet wird. Jeder der eine andere Lösung gewählt hat, möchte sie bitte unter einer neuen Überschrift vorstellen.

=MPP Tracker=
Vollbrückengegentaktwandler zur Erzeugung einer stabilen 400V DC Zwischenkreisspannung.

=400V Zwischenkreis=

=Leistungskreis=

[[Bild:Wechselrichter_2PH.png|320px]]

==H-Brücke==

Die H-Brücke bestehen aus 4x IRFP460 wird über zwei IR2109 gesteuert.
Die Eingänge der IR2109 werden mit dem PWM Signal des PWG Genrators verbunden.

==Filter==

Tja der Filter, hier brauche ich wirklich professionelle Unterstützung für die Dimensionierung.
Welche Verschaltung und welche Bauteildimensionierung wird in Kaufgeräten verwendet?

=Steuerung=
Die Steuerung besteht aus einem Mega88 mit 20MHz Quarz der die PWM generiert und einem Mega16 @ 1MHz der die Signale verarbeitet und den PWM Generator steuert. Desweiteren wird in der ENS und im MPP Tracker auch noch ein Controller genutzt.

==PWM Genrator==
Die Erzeugung des PWM Signals wird mit einem Mega88 @20MHz realisiert.
Mein Ziel war eine Pulsfrequenz vom 16 KHz. Andere Frequenzen sind natürlich auch möglich, da müssen halt die Timerwerte angepasst werden.

Bei einer Frequenz von 16KHz ergibt sich eine Periodendauer von 62,5µsec. Teilt man die 20msec einer 50 Hz Periode durch 62,5µsec ergeben sich 320 Pulsperioden pro 50Hz Sinuswelle.

Bei einer Taktfrequenz des Controllers von 20MHz und einem Timer ohne Vorteiler ergeben sich 20MHZ / 16KHz = 1250 Timertakte. Das heißt der Timer muss bis 1250 hoch zählen um die 62,5µsec einzuhalten. Daraus ergibt sich, dass der Timer 1 genutzt werden muss.

Gewählt habe ich für den Timer 1 den Fast PWM Mode 14 . Weiterhin ist die invertierende PWM eingestellt, um die sonst auftretenden kurzen Spikes zu vermeiden. (If the OCR1x is set equal to BOTTOM (0x0000) the output will be a narrow spike for each TOP+1 timer clock cycle. Setting the OCR1x equal to TOP will result in a constant high or low output (depending on the polarity of the output set by the COM1x1:0 bits.))

Daraus ergaben sich folgende Einstellungen:

TCCR1A = ((1 <<WGM11)|(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<COM1B1)|(1<<COM1B0)) ; TCCR1B = ((1 <<WGM13)|(1 <<WGM12)|(1<<CS11)) ;

Der Timer zählt immer bis zum Erreichen von ICR1 hoch und beginnt wieder bei Null.

Die Ausgänge PORT B 1 und PORT B 2 sind low und werden beim Überschreiten von OCR1A bzw. von OCR1B auf high gesetzt. (Set OC1A/OC1B on Compare Match, clearOC1A/OC1B at BOTTOM (inverting mode))

Die PWM Einschaltzeiten ändern sich ständig gemäß der Sinustabelle, daher müssen nach Pulsperiode neue Werte in die Register OCR1A und OCR1B geschrieben werden. Dies geschieht in der “ISR (TIMER1_OVF_vect)“. Damit die ISR (TIMER1_OVF_vect) beim Erreichen von ICR1 aufrufen wird, wird:

TIMSK1= (1 <<TOIE1);

gesetzt.

[[Bild:Wechselrichter_Ausgang_PWM.JPG|300px]]

Sorry, war schon ein altes Scope, werde versuchen ein schöneres Bild zu machen.

==Zentralsteuerung mit LCD==
Mega16 @ 1MHz.....

=ENS Netzüberwachung=

=Links=
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation| Wiki-Artikel über Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation]

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[[Category:Projekte]]

Datei:Wechselrichter Ausgang PWM.JPG

2011-07-20T18:28:24Z

Axel jeromin: Wechselrichter, Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Wechselrichter, Signal an den Ausgängen OC1A und OC1B

Datei:Wechselrichter 2PH.png

2011-07-14T19:23:41Z

Axel jeromin: hat eine neue Version von „Datei:Wechselrichter 2PH.png“ hochgeladen: Board Wechselrichter

Leistungskreis zum Artikel Wechselrichter

Wechselrichter

2011-06-30T05:50:14Z

Axel jeromin: /* Steuerung */

Wechselrichter

2011-06-30T05:46:40Z

Axel jeromin: /* Filer */

Wechselrichter

2011-06-26T14:44:46Z

Axel jeromin: /* ENS Netzüberwachung */