ich möchte ein PWM Signal mit einer Frequenz von 1kHz von +-12V auf +5V umsetzen. Das Signal verändert sich im Laufe des Betriebs von +-12V auf +-9V, +-6V und +-3V. Der Duty-cycle soll mit einer Genauigkeit von +-1% erkannt werden.
Also die 12V sollen auf max. 5V reduziert werden. Wenn die Eingangsspannung dann sinkt, kann ruhig auch die Ausgangsspannung sinken. Diese kann ich mit einem Analogeingang des Arduinos erkennen.
Das Signal soll von einem Arduino Mega eingelesen werden.
Um nur die positive Halbwelle einzulesen, wird eine Diode verwendet.
Bei dem Rest der Schaltung (Bild) bin ich mir ein wenig unsicher über die benötigten Bauteile, sowie die Werte der Bauteile.
Wie kann ich einen passenden Optokoppler auswählen und diesen "vernünftig" beschalten? Oder gibt es evtl. gute Alternativen? (Spannungsteiler)
Wozu Optokoppler? Du brauchst einen Komparator mit bissel Hysterese. Wenn das immer +/- xV symmetrisch ist, siehe Anhang. Ach so, als Komparator sollte man was halbwegs moderndes nehmen, wie z.B. TLC3702, das ist ein Doppelkomparator mit CMOS-Ausgang. Gibt es überall preiswert.
Wozu Komparator? Ein Widerstand reicht völlig, den Rest machen die
Schutzdioden im µC.
Im Prinzip richtig. Da es sich bei der Wallbox sowieso um ein reines Rechtecksignal handelt, benötigt man eigentlich keinen Komparator mit Hysterese.
Aber trotzdem kann die OPV Schaltung von Falk in abgewandelter Form wichtig sein, denn der uC wird wahrscheinlich nicht die erforderlich hohe Eingangsimpedanz haben. Das 1kHz Signal aus der Wallbox hat eine Ausgangsimpedanz von 1k und sollte möglichst nicht belastet werden, damit die Spannungen von 12V, 9V, 6V und 3V weiterhin mit mindestens 1% Genauigkeit für die Auswertung zur Verfügung stehen. Also muss der Eingangswiderstand des OPV mindestens 100k oder besser mehr (470k) sein.
Ebenfalls darf die negative Halbwelle nicht an den Eingang des OPV gelangen, deswegen noch die Diode nach GND und die negative Halbwelle darf ebenfalls nicht zu stark belastet werden, sonst wird der Wallbox das Eindringen von Wasser vorgegaukelt und schaltet ab.
Aber trotzdem kann die OPV Schaltung von Falk in abgewandelter Form
wichtig sein, denn der uC wird wahrscheinlich nicht die erforderlich
hohe Eingangsimpedanz haben.
Unsinn.
Das 1kHz Signal aus der Wallbox hat eine
Ausgangsimpedanz von 1k und sollte möglichst nicht belastet werden,
damit die Spannungen von 12V, 9V, 6V und 3V weiterhin mit mindestens 1%
Genauigkeit für die Auswertung zur Verfügung stehen.
Unsin^2. Die Information steckt im Tastverhältnis, NICHT der Amplitude!
Also muss der
Eingangswiderstand des OPV mindestens 100k oder besser mehr (470k) sein.
Unsinn^3. Selbst 10k sind hier OK.
Ebenfalls darf die negative Halbwelle nicht an den Eingang des OPV
gelangen, deswegen noch die Diode nach GND und die negative Halbwelle
darf ebenfalls nicht zu stark belastet werden, sonst wird der Wallbox
das Eindringen von Wasser vorgegaukelt und schaltet ab.
gut erkannt, dass es sich um den CP-Kontakt einer Elektroladesäule handelt.
Komme eher aus der Automatisierungstechnik und habe vorher nie von einem Komparator gehört, aber die Idee hört sich nicht schlecht an. Scheint mit 2,7µs auch schnell genug zu sein. Hab mir das Datenblatt mal angeschaut, aber ich werde da nicht ganz schlau draus. Muss an dem Bauteil jedes Beinchen beschaltet werden? Und wenn nicht welche sind relevant? Gibt es dazu ein Beispiel?
Das 1kHz Signal aus der Wallbox hat eine
Ausgangsimpedanz von 1k und sollte möglichst nicht belastet werden,
damit die Spannungen von 12V, 9V, 6V und 3V weiterhin mit mindestens 1%
Genauigkeit für die Auswertung zur Verfügung stehen.
Unsin^2. Die Information steckt im Tastverhältnis, NICHT der Amplitude!
Das ist korekkt die Information steht in der Pulsweite. Das Signal sollte trotzdem nicht allzu stark belastet werden. Bsp: Um die Spannung von 12V auf 9V zu verringern wird ein 2700Ω Widerstand zwischen CP und PE geschaltet. Also 100kΩ sollten mehr als ausreichen.
Unsin^2. Die Information steckt im Tastverhältnis, NICHT der Amplitude!
Im Tastverhältnis steckt nur die Info über die Stromstärke, nicht jedoch die 6 einzelnen Control Pilot Zustände. Die werden über die Amplitude abgefragt.
Nur in der Theorie. Das CP Signal wird schon von der Auswertelektronik in der Wallbox genug belastet. Hinzu kommt noch die Auswertung, die das Fahrzeug selbst vornimmt, um im Armaturenbrett-Display die Ladesituation anzeigen zu können. Jetzt kommt der TE und schaltet seine eigene Schaltung auch noch parallel dazu. Und ich spreche nicht vom 2k7 geschweige denn vom 1k3 Widerstand.
Wozu Komparator? Ein Widerstand reicht völlig, den Rest machen die
Schutzdioden im µC.
Naja, wenn man WIRKLICH +/-3V sauber messen will, ist eine CMOS Schaltschwelle bei 3,5V nicht so das Gelbe vom Ei. Außerdem wollte der OP eine relativ genaue Messung des Tastverhältnisses haben, da hab ich die Schaltschwelle auf +/-1V gelegt.
Nö. So ein CMOS-Eingang eines Arduino hat mehrere HUNDERT Megaohm!
Wenn das wirklich so ist, dann gebe ich dir natürlich Recht. Dann könnte man alle CP Spannungen die zwischen +2V und +13V liegen, vom Arduino als High auswerten lassen und alles was drunter ist (auch -12V) als Low. Sofern negative Spannungen beim Arduino nicht außerhalb der Spec. liegen.
Man kann sich nun tatsächlich mit einem kleinen Progrämmchen, unter Verwendung der Formel, bequem den Ladestrom auf einem kleinen LCD Bildschirm in Klartext anzeigen lassen.
Ne statische Aufladung der Energiemenge eines Autokörpers killt jede interne ESD-Diode in einem modernen IC. Und der Puls hüpft einfach über den Widerstand.
Nö. So ein CMOS-Eingang eines Arduino hat mehrere HUNDERT Megaohm!
Wenn das wirklich so ist, dann gebe ich dir natürlich Recht. Dann könnte
man alle CP Spannungen die zwischen +2V und +13V liegen, vom Arduino als
High auswerten lassen und alles was drunter ist (auch -12V) als Low.
Sofern negative Spannungen beim Arduino nicht außerhalb der Spec.
liegen.
Wenn man den Komparator sparen will, kann man den internen Komparator des Arduino nutzen. Den kann man mittels Spannungsteiler eine 0,7V Referenzspannung füttern. Bissel Hysterese hat der schon eingebaut, das sollte reichen. Den Rest macht der 100k Vorwiderstand.
Ne statische Aufladung der Energiemenge eines Autokörpers killt jede
interne ESD-Diode in einem modernen IC. Und der Puls hüpft einfach über
den Widerstand.
Kommt auf den Widerstand an. DAS ist ein WIDERSTAND! ;-)
Testaufbau_PWM.png
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