Hallo zusammen,
in einem Projekt brächte ich eure Unterstützung.
Ich brauche ein Spannungssignal von 3,1-24V. Dieses wurde früher von
einem Poti 0-30kΩ erzeugt und soll jetzt über einen Arduino geregelt
werden.
Dieses muss ich mit meinem Arduino Mega regeln können. Bis jetzt war
meine Idee folgende:
Über die PWM des Arduino erzeuge ich mir meine gewünschte
Ausgangsspannung 0-5VDC. Diese wird über einen RC-Filter geglättet und
mit einem Spannungsfolger sollte das Signal ohne große Welligkeit bereit
stehen. Jetzt sollen die 0-5V mit einem Nicht-Invertierenden OP mit dem
Faktor 4 auf max. 24V verstärkt werden. Leider finde ich keinen, der mir
ein Vout von bis zu 24V liefern kann. Der beste OP, den ich bis jetzt
gefunden hatte, ist folgender TCA0372. Als Versorgungsspannung für die
OPs stehen mir 48V zur verfügung. Bei dem TCA0372 würde ich diese mit
einem Torwiderstand auf 40V reduziert bekommen...
Hat jemand eine Idee?
Wenn Du nur bis 24V am Ausgang haben willst, machen 48V als Versorgung
nicht wirklich Sinn.
Ansonsten geht eigentlich jeder Typ, wie der olle LM358. Der verträgt am
Eingang bis 0V runter, und am Ausgang auch wenige mV.
Ansonsten hilft auch eine negative Versorgungsspannung zusätzlich, wenn
man unbedingt bis auf 0V am Ausgang runtergehen können will.
Arkani schrieb:> Bei dem TCA0372 würde ich diese mit> einem Torwiderstand auf 40V reduziert bekommen...
Da die Stromaufnahme eines OPs nicht konstant ist, eignet sich ein
Vorwiderstand nicht. Hier sollte es ein Spannungsregler sein.
Eine negative Spannung hast du nicht?
Dann könntest du jeden OP (OP07 zb.) mit +/-22V maximaler
Versorgungsspannung nehmen. Als negative Spannung -5V und als positive
mindestens 27V.
Die -5V könnte man auch per Ladungspumpe erzeugen.
Hallo,
> Arkani schrieb:> Ich brauche ein Spannungssignal von 3,1-24V.> Über die PWM des Arduino erzeuge ich mir meine gewünschte> Ausgangsspannung 0-5VDC. Diese wird über einen RC-Filter geglättet und> mit einem Spannungsfolger sollte das Signal ohne große Welligkeit bereit> stehen. Jetzt sollen die 0-5V mit einem Nicht-Invertierenden OP mit dem> Faktor 4 auf max. 24V verstärkt werden.
5V x 4 ist aber nur 20V, ist dir das bewußt?
> Leider finde ich keinen, der mir> ein Vout von bis zu 24V liefern kann.
Das können sehr viele OPV, die einen weiten Betriebsspannungsbereich von
+/- 15V oder mehr haben.
Was dir dabei sicher nicht klar war, dass man diesen Bereich nicht
zwingend symetrisch machen muß. Man kann statt +/- 15V auch 0-30V als
OPV-Spannung einsetzen. Viele OPV sind auch mit +/-18V maximum Ratings
angegeben. Damit kämme man auch schon auf einen Bereich von 0-36V.
Dabei muß man aber beachten, dass bei Betrieb z.B. mit 0-30V der Bereich
am Eingang etwas über 0V liegt (je nach Typ 1...3V) und auch der Ausgang
nicht bis 0V herunter aussteuern kann.
Das wäre aber eher unkritisch, weil du ja eh nur 3,1 - 24V benötigst.
Da gibt es aber auch noch Typen, die am Eingang bis an die neg.
Betriebsspannung arbeiten, z.B. dieser hier scheint mir geeigent:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lt1013.pdf
Ub = +/-15V oder eben auch 0-30V und
Common Mode Input Voltage bis knapp unter die neg. Betriebsspannung.
> Als Versorgungsspannung für die> OPs stehen mir 48V zur verfügung.
Mache 30V daraus, aber nicht nur mit einem Vorwiderstand, besser mit
noch einer Z-Diode oder mit Transistor oder mit einem Längsregler.
Gruß Öletronika
du kannst auch mit ein paar transistoren eine (bis zu) 48v pwm machen,
und diese glätten.
bei 50% hast du dann deine 24v.
oder muss das 24v signal sehr belastbar sein? wenn es bisher mit einem
30k poti ging, hört sich das nicht danach an.
Arkani schrieb:> Leider finde ich keinen, der mir ein Vout von bis zu 24V liefern kann.
Es gäbe aber tausende passende Modelle.
Schon der allerbilligste OpAmp den es gibt, der LM358, tut es.
> Bei dem TCA0372 würde ich diese mit> einem Torwiderstand auf 40V reduziert bekommen
Was auch immer ein Torwiderstand sein soll.
Ein Widerstand geht natürlich nicht, aber eine Z-Diode, z.B. ZD12
Ich würde den ganzen Unsinn mit der PWM und dem Filter und dem OpAmp
sein lassen, schliesslich willst du ein Poti ersetzen. Nimm doch ein
Poti, MCP41HVX1l-10k ist direkt ansteuerbar vom uC.
Das verträgt zwar auch keine 44V, sondern ebenfalls maximal 36V, da es
aber nur 24V liefern können muss kann man es aber an diese 24V hängen an
denen auch dein altes Poti hing.
Danke für eure starke Hilfe schon einmal!
Nun zu einigen Punkten:
> Faktor 4 auf max. 24V verstärkt werden.
Ja, natürlich soll er um den Faktor 5 Verstärken. 5x5=25V Tippfehler von
mir.
> einem Torwiderstand auf 40V reduziert bekommen
Das sollte "Vorwiderstand" heißen. Mein Fehler und ja, daran, dass das
mit einem Vorwiderstand nicht funktionieren kann, hatte ich nicht
bedacht.
> Nimm doch ein Poti, MCP41HVX1l-10k ist direkt ansteuerbar vom uC.
Danke für den Tip! Werde mir morgen das Datenblatt in neuer frische mal
genauer anschauen. Ich hatte schon nach Digitalen Potentiometern
gesucht, aber keine gefunden, für so einen hohen Spannungsbereich, wenn
den hier :)
> Man kann statt +/- 15V auch 0-30V als
Das war mir tatsächlich nicht klar. Danke für den Hinweis!
Wieso ich den Aufwand mit den OPVs betreibe ist folgender, ich möchte
den DC/DC Wandler über den Arduino steuern können. Hier das Datenblatt:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/156114-da-01-en-2A_SCHALTREGLER_L4978_STM.pdf
Deswegen meine Idee, die 3,3-24V an den FB-Pin über den Arduino zu
steuern, dass ich schön über die Software hoch und runter regeln kann.
Mein Signal muss auch keine Leistung schalten und soll nur zum Ansteuern
von dem L4978 dienen. Ich will mir damit im ersten Schritt von meinen
Project meinen eigenen Schaltregler bauen sozusagen.
Arkani schrieb:> Deswegen meine Idee, die 3,3-24V an den FB-Pin über den Arduino zu> steuern, dass ich schön über die Software hoch und runter regeln kann.
Jo, nur so wird das nichts.
Der FB Pin erwartet ja nicht eine fixe Spannung, sondern regelt den
Ausgang.
Deswegen war dein Poti auch für das Runterteilen der Ausgangsspannung
auf den Feedback-Pin zuständig.
Vielleicht wäre ja der LTC3886 ("60V Dual Output Step-Down Controller
with Digital Power System Management") etwas für dich.
Geht am Ausgang allerdings nur bis 13.8V
http://www.linear.com/product/LTC3886
Arkani schrieb:> ich möchte den DC/DC Wandler über den Arduino steuern können.
Warum schreibst du das nicht gleich ? War wohl unwichtig.
Hauptsache die Leute geben sich erst mal Mühe mit völlig unpassenden
Tips.
> Deswegen meine Idee, die 3,3-24V an den FB-Pin über den Arduino zu> steuern,
Das geht natürlich so nicht.
Da brauchst du so oder so das digitale Poti.
Michael B. schrieb:> Hauptsache die Leute geben sich erst mal Mühe mit völlig unpassenden> Tips.
Das kann man jetzt so oder so verstehen... ;-)
Michael B. schrieb:> Da brauchst du so oder so das digitale Poti.
Digitale "Potis" sind für Feedback-Pfade von Schaltreglern nicht
geeignet.
Arkani schrieb:> Deswegen meine Idee, die 3,3-24V an den FB-Pin über den Arduino zu> steuern
Am Feedback-Pin des Schaltreglers L4978 wirst du immer 3,3V messen. Auf
jeden Fall so lange der korrekt funktioniert. Denn der gesamte
DCDC-Wandler ist dafauf ausgelegt, diese Spannung konstant zu halten.
Das ist seine wichtigste Aufgabe.
Und jetzt müsste man die tatsächliche Beschaltung deines Wandlers
kennen, um einen brauchbaren Vorschlag zur Einstellung der
Ausgangsspannung machen zu können...
> Am Feedback-Pin des Schaltreglers L4978 wirst du immer 3,3V messen. Auf> jeden Fall so lange der korrekt funktioniert. Denn der gesamte> DCDC-Wandler ist dafauf ausgelegt, diese Spannung konstant zu halten.> Das ist seine wichtigste Aufgabe.> Und jetzt müsste man die tatsächliche Beschaltung deines Wandlers> kennen, um einen brauchbaren Vorschlag zur Einstellung der> Ausgangsspannung machen zu können...
Okay, das verwirrt mich jetzt. Ich wollte es so aufbauen, wie im
Datenblatt auf Seite 5/13 vorgeschlagen. Den R3 lasse ich ich weg und
Messe über den Analog Eingang meines Arduino (ja, vorher wird die
Spannung auf den Bereich 0-5V gesetzt) die Ausgangsspannung selbst.
Über den Feedback Pin gebe ich dann mein Signal und bekomme die
gewünschte Spannung ausgegeben. Dieser ganze Aufwand mit dem L4978 dient
dazu, mir eine Ausgangsleistung von 3,3-24V bei max 2A zu liefern.
Jedoch alles über einen Microcontroller gesteuert, ohne Potis oder
andere Mechanische Eingabe.
Und ja, mir fehlt die Erfahrung auf dem Gebiet der Schaltnetzregler,
deswegen wollte ich auch den L4978 als fertigen Wandler nehmen.
Also funktioniert es nicht, wie ich es vorhabe mit dem direkten
ansteuern auf den Feedback Pin oder eben den R3 wie oben vorgeschlagen
durch ein Digitales Poti zu ersetzen? Wenn nicht, habe ich da irgendwo
ein Verständnisproblem von dem Bauteil..
Den Spannungsteiler in Software zu machen, funktioniert nicht, weil der
Arduino im Vergleich zu der Geschwindigkeit der Regelschleife des
Schaltreglers viel zu langsam ist.
Du führst eine Abtastung und eine Laufzeit in die Regelschleife ein. Das
ist wie schnelles Autofahren mit verbundenen Augen, während der
Beifahrer alle paar Sekunden gemütlich beschreibt, was er durch die
Windschutzscheibe sieht.
Arkani schrieb:> Also funktioniert es nicht, wie ich es vorhabe mit dem direkten> ansteuern auf den Feedback Pin oder eben den R3 wie oben vorgeschlagen> durch ein Digitales Poti zu ersetzen? Wenn nicht, habe ich da irgendwo> ein Verständnisproblem von dem Bauteil..
Ja, du hast da ein Verständnisproblem.
Der Regler muss ja wissen, wie hoch die Ausgangsspannung ist, um seinen
Duty-Cycle zu regeln.
Der Spannungsteiler teilt die Ausgangsspannung des Reglers auf 3.3V
runter. Wenn der Regler jetzt am FB Input mehr als 3.3V misst, weiss er,
das die Ausgangsspannung zu hoch ist, und regelt runter.
Wenn am FB Input weniger als 3.3V anliegen, regelt er den Ausgang hoch,
bis die 3.3V erreicht sind.
Das ganze geht sehr schnell.
Wenn du jetzt eine feste Spannung an FB anlegst, regelt der Regler den
Ausgang hoch soweit es geht, wenn FB < 3.3V, wenn FB > 3.3V ist,
schaltet der Regler ab.
Funktioniert also so nicht.
> Wenn du jetzt eine feste Spannung an FB anlegst, regelt der Regler den> Ausgang hoch soweit es geht, wenn FB < 3.3V, wenn FB > 3.3V ist,> schaltet der Regler ab.> Funktioniert also so nicht.
Ah! okay...danke! Jetzt wird es klarer. Also nichts mit FB über eine
separates Spannungssignal ansteuern.
Mit dem Digitalen Pott MCP41HVX1l-10k, welcher weiter oben Vorgeschlagen
wurde, geht es dann leider auch nicht, da dieser in einem Bereich von:
> • WideOperatingVoltage: - Analog: 10V to 36V (specified performance)
arbeitet, so wie ich das verstehe. Werde mir also was anderes einfallen
lassen.
Arkani schrieb:> Ah! okay...danke! Jetzt wird es klarer. Also nichts mit FB über eine> separates Spannungssignal ansteuern.
Das kann man schon machen, aber ganz anders, als du vorhattest - und
für deine Anwendung (so) eher nicht machbar.
Marian . schrieb:> Arkani schrieb:>> Ah! okay...danke! Jetzt wird es klarer. Also nichts mit FB über eine>> separates Spannungssignal ansteuern.>> Das kann man schon machen, aber ganz anders, als du vorhattest - und> für deine Anwendung (so) eher nicht machbar.
Aha! Was ich mir noch überlegt habe, für das Ansteuern vom FB Pin über
einen separaten Microcontroller laufen zu lassen. Welcher dann nichts
anderes macht wie die Ausgangsspannung zu Messen und das Signal für den
FB Pin +-3,3V setzt, dass ich meine gewünschte Ausgangsspannung erhalte,
ohne großes schwingen. Seine Vorgabe bekommt er vom Arduino via 8Bit
Kommunikation oder so. Damit hätte ich eine Genauigkeit von ca 10mV.
Oder hast du eine ganz andere Idee? Natürlich erwarte ich jetzt keine
komplette Lösung, aber könnte mir jemand sagen, dass der Ansatz soweit
klappen könnte?
Arkani schrieb:> aber könnte mir jemand sagen, dass der Ansatz soweit> klappen könnte?
Dir wurde doch um 15:25 schon gesagt, das das nicht funktioniert!
Bevor der Arduino fertig mit Messen und Berechnen ist, liegt am Ausgang
des Schaltreglers Maximal- oder Minimalspannung an.
Du könntest einen Transistor (praktisch als steuerbare Stromquelle)
parallel zu R4 schalten (R4 könnte eigentlich auch gleich ganz
entfallen), der so angesteuert wird, daß er einen einstellbaren Strom
zieht, der via R3 geliefert werden muß. Der L4978 wird den Ausgang damit
nach oben ziehen, bis der FB Pin wieder seine 3,3V sieht.
Arkani schrieb:> aber könnte mir jemand sagen, dass der Ansatz soweit klappen könnte?
Was heißt "Feedback" auf Deutsch? Rückkopplung.
Also kommt an diesen Feedback immer der Ausgang.
Und wenn das funktioneirt, kannst du noch zusätzlich am Feedback
herumschrauben und die zurückgekoppelte Spannung "verbiegen". Aber auf
diese Art einen Bereich von 3V bis 24V abdecken zu wollen, erscheint
gewagt...
Lothar M. schrieb:> Also kommt an diesen Feedback immer der Ausgang.>> Und wenn das funktioneirt, kannst du noch zusätzlich am Feedback> herumschrauben und die zurückgekoppelte Spannung "verbiegen".
Um das zu konkretisieren schlage ich vor: alles beginnt mit der schon
vorgesehenen Schaltung:
Arkani schrieb:> Über die PWM des Arduino erzeuge ich mir meine gewünschte> Ausgangsspannung 0-5VDC. Diese wird über einen RC-Filter geglättet und> mit einem Spannungsfolger sollte das Signal ohne große Welligkeit bereit> stehen.
Das Ausgangssignal des Spannungsfolgers wird über einen Widerstand an FB
angeschlossen, wobei der Feedback-Spannungsteiler R3/R4 für die Regelung
erhalten bleibt.
Mit entsprechender Dimensionierung der Widerstände und des
PWM-Stellbereichs kann man die Ausgangsspannung im gewünschten Bereich
einstellen. Allerdings:
Lothar M. schrieb:> Aber auf diese Art einen Bereich von 3V bis 24V abdecken zu wollen,> erscheint gewagt...
Gruß Dietrich
