Hallo Liebe Community,
Ich komme ursprünglich nicht aus der Elektrotechnik, versuche mich grade
aber etwas tiefer in die Materie einzuarbeiten.
Als erstes möchte ich mich daher dafür entscheiden sollte mein Tread in
der falschen Rubrik stehen, ich hoffe "Analogtechnik" trifft das ganze
obwohl es ja um ein Digitales Poti geht.
Ich weiß, es wurden schon diverse Treads zu diesem Thema geführt, ich
habe die meisten wohl gelesen, konnte aber keine passende Antwort zu
meinem Problem finden...
Worum geht konkret?
Ich habe eine kleine Zahnradpumpe (max 7,5V ; 4,5A => Rund 30W) und
möchte diese mit Hilfe eines Drucksensorors (frescale MPX55XXX) und
einem Microcontroller (Arduino Uno) auf einen bestimmten Nenndruck
regeln.
Was funktioniert:
Einlesen der Messdaten in den microcontroller => PWM ausgang => RC-Glied
zur Glättung => Transitor mit rellativ großer Verstärkung => Pumpe
Aber:
Wenn die Pumpe im mittleren Leistungsbereich arbeitet wird enorm viel
Wärmeleistung am Transistor umgesetzt. Mit einem zusätzlichen kleinen
Lüfter am Kühlkörper funktioniert das zwar, aber wenn ich das später in
eine mehr oder weniger geschlossene Box packe und dann noch mein
Labornetzteil (auf 7,5V) gegen eine 12V Spannungsquelle eintausche
dürfte es vorbei sein.
Meine Idee:
Ich habe einstellbare step down und step up/down Module die ich gerne
mal hier und da zur Spannungsversorgung verwende. Diese lassen sich über
ein kleines Potentiometer (10K) auf die gewünschte Ausgangsspannung
(1,2-30V) einstellen. Wenn ich die nutzen könnte wäre das natürlich eine
deutlich energieeffizientere und elegantere Lösung. Die maximale
Spannung die dabei am Potentiometer anliegt enspricht der
Ausgangsspanung des Moduls. Ich habe mir also MCP4XXX besorgt und über
SPI auch zum laufen gebracht. Von der Problematik der max Spannung bei
digitalen Potis wusste ich bis dato noch nichts... So bis 7 V
funktionierte das ganze prima, danach dann nur noch ganz kurz ;)
Also losgelöst von meiner konkreten Anwendung (Pumpe) wäre ein
energieeffizientes Modul zur variablen Spannungsregelung über einen
Controller eine ziemlich praktische Sache für mich die ich wohl öfters
einsetzten könnte.
Ich habe mich also (auch hier im Forum) auf die Suche gemacht nach
Digi-Potis die eine höhere Spannung am Widerstand vertragen (bis 30V),
für ihre Versorgungsspannung aber auch mit deutlich weniger auskommen
(am besten 3,3V oder 5V wie der Controller)
Das einzige was ich gefunden habe ist die MAX54XX Serie, die ist
allerdings verhältnesmäßig teuer, vor allem aber erst ab 50K zu haben...
Wenn ich das jetzt nur bis 10K nutzen würde blieben von den 127 Taps
noch ca. 25 übrig... damit lässt sich nicht wirklich etwas regeln.. Die
anderen haben einweder einen niedrigeren Spannungsbereich am Poti, oder
brauchen eine relativ hohe Versorgungsspannung die nicht immer umbedingt
zur Verfügung steht...
Kennt ich noch Alternativen?
diese Regler bilden einen Spannungsteiler vom Ausgang zum FB feedback
Eingang des Reglers.
Es ist nicht nötig den vollen Spannungshub zu brauchen, der obere R an
den 30V kann ein Festwiderstand sein und nur der untere Teiler wird nie
mehr als die FB Spannung sehen um 1V und es reicht wenn der untere
seinen Wert variiert, damit ändert sich ja auch das Teilerverhältnis und
die Regelung kann arbeiten wie immer.
@ Herbs84 (Gast)
>Ich habe eine kleine Zahnradpumpe (max 7,5V ; 4,5A => Rund 30W) und>möchte diese mit Hilfe eines Drucksensorors (frescale MPX55XXX) und>einem Microcontroller (Arduino Uno) auf einen bestimmten Nenndruck>regeln.>Einlesen der Messdaten in den microcontroller => PWM ausgang => RC-Glied>zur Glättung => Transitor mit rellativ großer Verstärkung => Pumpe
Das ist eine lineare Ansteuerung.
>Wenn die Pumpe im mittleren Leistungsbereich arbeitet wird enorm viel>Wärmeleistung am Transistor umgesetzt.
Logisch.
>Ich habe einstellbare step down und step up/down Module die ich gerne>mal hier und da zur Spannungsversorgung verwende. Diese lassen sich über
ein kleines Potentiometer (10K) auf die gewünschte Ausgangsspannung
>(1,2-30V) einstellen.
Kann man machen, ist aber doppelt gemoppelt. Betreibe deine Pumpe DIREKT
mit PWM.
Motoransteuerung mit PWM.
>Kennt ich noch Alternativen?
Man muss ja nicht das digitale Poti direkt an die hohe Ausgangsspannung
anschließen. Es reicht, wenn man den Fußpunktwiderstand durch das
Digitalpoti ersetzt, denn dieser hat meist nur 1-2V Spannungsabfall. Der
Großteil der Spannung fällt dann über dem normalen Vorwiderstand ab.
Siehe Anhang.
Steure deine Zahnradpumpe direkt mit einem per langsamer PWM
geschalteten (MOSFET) Transistor an, das step down ergibt sich dann
durch die Motorinduktivität und die Freilaufduode von selbst und der
schaltende Transistor wird auch nicht warm.
Achte drauf, dass der Transistor den
Anlaufstrom=Blockierstrom=Betriebsspannung/Innenwiderstand schalten
kann, das sind deutlich mehr als 4.5A.
Du kannst auch 12V statt 7.5V als Spannungsquelle verwenden, gehe dann
nie auf 100% PWM und rechne (Formel oben) mit noch höherem Anlaufstrom.
Falk B. schrieb:> Man muss ja nicht das digitale Poti direkt an die hohe Ausgangsspannung> anschließen.
ich würde am Poti Fusspunkt noch einen R vorsehen um nicht nach NULL und
damit oben an den SpannungsAnschlag MAX stellen zu können.
Die Potis müssen nicht zwingend als Teiler arbeiten, Schleifer und ein
Ende kann auch gebrückt sein dann arbeitet das Poti als veränderlicher
R.
Für so eine ähnliche Pumpe habe ich vor einiger Zeit eine Schaltung
gemacht, die von einer Funk-Fernsteuerung geregelt wird (Vor- und
Rückwärtslauf). Kannste dir ja mal anschauen:
Beitrag "RC-Servoelektronik für DC-Motor"
Herbs84 schrieb:> Das einzige was ich gefunden habe ist die MAX54XX Serie, die ist> allerdings verhältnesmäßig teuer
es gäbe noch von Microchip die MCP41HV.../MCP45HV... Serie. Aber wie
schon von den anderen geschrieben wurde: du brauchst in dieser
Anwendungen kein Digipot für hohe Spannungen, wenn du es einfach nur an
der richtigen Stelle einsetzt.
Hallo Liebe Community,
Ich danke euch allen ganz herzlich für eure Hilfe und fasse zusammen:
1. Lösungsansatz:
Das Poti am Fusspunkt ansetzen, bzw zwei Anschlüsse zusammenfassen um
einen einstellbaren Widerstand zu erhalten.
Ich habe mir aufgrund dieses Ansatzes mal die Mühe gemacht die kleine
Platine durchzumessen um überhaupt erstmal zu verstehen wie das Ding
Funktioniert. Ich hatte zuvor nur mehrere Kondensatoren und auch
Induktivitäten erkennen können und hatte angenommen das diese Teil eines
Schwingkreises seien dessen Frequenz ich mit dem Poti verändere, aber es
sind ja wirklich nur zwei Widerstände un Reihe die Regeln!!!! Der ganze
Rest ist Spnnungsglättung und Absicherung der Rückstömdiode...
Folgendes: Zwei der Anschlüsse des Potis sind auf der Platine bereits
zusammengefasst, sprich das Poti arbeitet nur als verstellbarer
Widerstand. Außerdem ist das Poti bereits der Fusswiderstand ABER der
"Kopfwiderstand" (sagt man das so?) hat nur 430 Ohm... Also +OUT
(1,3-30V) -> 430ohm -> Poti 10K -> GNG Zwichen den beiden Widerständen
wird dann die Spannung für den LM2596 abgegriffen. Sprich im Endeffekt
passiert eben doch genau dass, was was ihr vermutet hattet, die
Hauptspannung fällt übers Poti ab...
Ich bin mir nicht ganz sicher ob ich die Logig verstanden habe, aber so
wie die Schaltung aufgebaut ist kann man die Spannung am IC mit dem Poti
ja quasi (fast) zwischen GND und +Out regeln. Muss dafür nicht das Poti
immer deutlich größer als der feste Widerstand sein? Und habe ich dann
nicht immer das Problem, dass am größeren Widerstand die Hauptspannung
abfällt sobald ich das Poti ein bischen hochdrehe?
2. Lösungsansatz:
Einen MOSFET nehmen und direkt über PWM regeln.
Ich habe bislang noch nie mit MOSFETs gearbeitet... Vielleicht sollte
ich damit mal anfangen... Scheint ja ganz gut erklär zu sein wie man das
aufbaut... Kennt jemand eine gute Quelle wo erklärt is was ein MOSFET
eingentlich ist, wie er funktioniert und was er tut? Ich muss wohl bei
Null anfangen...
3. Ansatz:
MCP41HV nehmen
Danke Achim S., dass du direkt auf meine Frage geantwortet hast, ich
werde mir das Modell merken, könnte ja nochmal nützlich sein. Wenn ich
dich und die Mehrheit hier im Forum richtig verstehe scheint das ja aber
nicht wirklich der Weg zu sein...
@Herbs84 (Gast)
>sind ja wirklich nur zwei Widerstände un Reihe die Regeln!!!!
Nö, sie teilen die Spannung und messen damit die Spannung. REGLEN tut
der REGLER, der steckt im IC.
>Widerstand. Außerdem ist das Poti bereits der Fusswiderstand ABER der>"Kopfwiderstand" (sagt man das so?) hat nur 430 Ohm...
Kann nicht dein. D ist eher der Fußpunktwiderstand konstant (hier 430
Ohm) und der Oberspannungswiderstand veränderlich. Das hat den Vorteil,
das der Poti linear wirkt.
Wenn der Oberspannungswiderstand fest ist und der Fußpunktwiderstand
variabel ist, dann ist das Ganze sehr nichtlinear, das ist ein Nachteil.
> Also +OUT>(1,3-30V) -> 430ohm -> Poti 10K -> GNG
Sicher? Ich tippe mal, daß der Poti eher an der Ausgangsspannung hängt.
>Zwichen den beiden Widerständen>wird dann die Spannung für den LM2596 abgegriffen. Sprich im Endeffekt>passiert eben doch genau dass, was was ihr vermutet hattet, die>Hauptspannung fällt übers Poti ab...
Das widerspricht aber deiner Beschreibung oben!
>Ich bin mir nicht ganz sicher ob ich die Logig verstanden habe, aber so>wie die Schaltung aufgebaut ist kann man die Spannung am IC mit dem Poti>ja quasi (fast) zwischen GND und +Out regeln. Muss dafür nicht das Poti>immer deutlich größer als der feste Widerstand sein?
Ist es doch, 10k zu 430 Ohm, macht Faktor ~20.
dann wird der obere Teiler vom Poti verändert, das kann man auch
umdrehen, oben an der horen Spannung der Festwiderstand unten am FB das
digitale Poti.
Die Spannung am FB Eingang also zum IC kannst du ja messen ich tippe um
1V egal welche Ausgangsspannung du einstellst, bei 0 Ohm am Poti kommt
eben die kleinste Ausgangsspannung raus, ist das Poti auf maximum
gedreht kommt eben die größte Ausganganspannung raus.
Da die Spannung am FB vom IC nie größer als ca 1V werden kann ist das
für digital Potis kein Problem, du musst nur dafür sorgen das der ober
die 30V aushält Festwiderstand, der untere das digital Poti bestimmt
dann die Teilung,
je nach Hub muss eben unten zwischen 1 Ohm und 10k Ohm -> dig. Poti &
oben 100 Ohm fest liegen
dann kannst du von 99% Umax bis 1% Umax stellen wenn ich das halbwegs
passend ohne Plan und aus dem Kopf und Kenntnis der mir bis jetzt
untergekommenden Wandler überblicke.
Joachim B. schrieb:> je nach Hub muss eben unten zwischen 1 Ohm und 10k Ohm -> dig. Poti &> oben 100 Ohm fest liegen
wobei: bei 30V muss man noch mal nachrechnen
U²/100 = 9W für den oberen R und ein Strom von 0,3A das verkraften
digitale Potis wohl nicht, also den maximalen Strom für das Poti finden
und den oberen Teiler vergrößern
