mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Steuerbares Netzteil, USB, Isolationsverstärker


Autor: Wolfgang Heinemann (frickelkram)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

ich möchte gerne ein altes Netzteil (Statron 4210) so umbauen, dass ich 
es vom PC aus steuern kann. Am liebsten per USB.

Das Netzteil ist linear geregelt und liefert Ausgangsspannungen von 
0-600V bei 0-200mA Ausgangsstrom. Spannung und Strom werden über 
Wendelpotis eingestellt. Es gibt zwei analoge Messgeräte zur Anzeige von 
Ausgangsspannung und Strom.
Da es sich um ein Labornetzteil handelt, enthält das Gerät auch eine 
Schutzschaltung. Sobald sich die Ausgangsspannung "zu schnell" ändert, 
wird diese mit einem Thyristor ab geschaltet. Nach einer kurzen Zeit 
schaltet sich die Spannung wieder ein. Sinn dieser Schaltung ist es bei 
einem Kurzschluss am Ausgang die Spannung möglichst schnell weg zu 
nehmen. Anschließend regelt das Gerät von 0V an langsam wieder bis zur 
eingestellten Strombegrenzung hoch.

Ich möchte nun gerne Ausgangsspannung uns Strom mit dem PC einstellen 
können. Natürlich möchte ich auch Ausgangsapnnung und Strom messen.
Zunächst dachte ich an Isolationsverstärker an die ich dann Messkarten 
im PC anschließe. Inzwischen denke ich aber dass eine Schaltung mit PIC 
oder AVR in dem Gerät die bessere Lösung sein könnte. Der Anschluß an 
den Computer würde dann über USB erfolgen.
Durch diese Schaltung hoffe ich auch die Isolation zum PC in den Griff 
zu bekommen. Es würde ja genügen den USB-Port zu isolieren.

Aus dem bei gefügten Blockschaltbild kann man erkennen dass die gesamte 
Regelung auf der Ausgangspannung "schwimmt". Es ist also nicht ganz 
einfach einen Massebzug für die Verbindung zum PC her zu stellen. Der 
USB Anschluß sollte also, meiner Meinung nach, im KV-Bereich isoliert 
sein. Besonders deshalb weil im Fehlerfall die Ausgangssapnnung über den 
Thyristor abgeschaltet wird. Die gesamte Regelung "fällt" dann sehr 
schnell von dem 600V Potential herunter.
Bei einer "induktiven" Isolation würden dann sicherlich hohe 
Spannungsspitzen zum PC entstehen.

Ich bin im Moment ein wenig Ratlos darüber wie ich das Thema angehen 
soll. Bei diesen Spannungen gibt es ja nicht viel Test-Spielraum. Mein 
Bauchgefühl sagt mir dass die Idee mit dem uC im Gerät und einer 
Entkopplung über Optokoppler das Beste ist.

Wie seht Ihr das Thema? Wie sollte eine solche Schaltung bemessen ein? 
Würde eine Microprozessor Schaltung den "Fehlerfall" aushalten? In der 
Schaltung sind einige Schutzdioden, aber auch "normale" OP-Amps wie 
uA709 verbaut. Die überleben das ohne Probleme.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gute DIY Idee, sollte machbar sein. Schau mal wegen der galvanishcne 
Trennung nach  dem Stichwort "DC-Transformator, 
Gleichstromtransformator, Knick" Die Firmen Knick sowie Pepperl&Fuchs 
etc. stellen da durchaus bezahlbare Module zur Potentialtrennung her. 
1-2-3 hat sowas oft :)

Und als Röhren- oder Experimentiernetzteil ist dieses Statron wirklich 
eine solide Ausführung.

Autor: Wolfgang Heinemann (frickelkram)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für den Hinweis. "Echte" Module für galvanische Trennung vom 
USB-BUS habe ich nich nicht finden können. Die Firma Kolter Electronic 
biete EMV-Störfilter für den USB-BUS an. Diese Filter bilden jedoch 
keine galvanische Trennung sondern lediglich einen Entstörschutz der für 
Storspannungen bis 500V getestet ist. Ich habe das Gefühl, das mir das 
nicht reicht ... ;-)

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ganz einfach...

FT232 von USB gespeist -> RS232(TTL-Pegel) -> Optokoppler -> deine 
Platine die am netzteil hängt

Autor: Felix Bonjour (e-b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau mal nach dem ADUM4160 von Analog Devices.
Das ist ein USB Isolator Chip für ca 5US.

Cheers
Felix

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich denke auch, dass der weg über rs232 am einfachsten ist, zumal du 
vermutlich ja den usbanschluss nicht direkt an den µc hängst, sondern 
über den uart gehst. der ftdi wird dann über usb versorgt, da brauchst 
du auch keinen dc/dcwandler

Autor: Wolfgang Heinemann (frickelkram)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die vielen Tips. Sicerlich reicht RS232 für meine Zwecke aus. 
Den UART eines AVR zu nutzen ist ja einfach, alternativ hätte ich einen 
USB-Stack implementiert, aber dads muss ja nicht sein.
Ich habe mich im Netz umgesehen. Es gibt tatsächlich viel mehr RS232 
"Isolatoren" als es die für USB gibt. Im industriellen Bereich sind die 
weit verbreitet. Ich schaue jetzt mal nach einer preiswerten Version.
Die Möglichkeit mit dem Chip von AD ist auchinteressant und ich werde 
mir das auf jeden Fall mal anschauen, danke!

Was glaubt Ihr, hält das µC Board den "Fehlerfall" aus, also den Moment 
in dem die Spannung durch den Thyristor getrennt wird und das Potenzial 
der gesamten Schaltung sich ändert? Ist das überhaupt ein Problem. Es 
geht ja hier nur um ein willkürlich (natürlich wohl überlegtes) 
Bezugssystem. Da die gesamte Schaltung sich an Ua orientiert dürften die 
Potentialschwankungen sich ja eigentlich nur zum PC-hin bemerkbar 
machen. Bei ausreichernder Isolation sollte da doch nichts passieren 
oder? Reicht 1KV als Isolation aus, oder muss ich sicherheitshalber 
mindestens mit 1,2KV rechnen (2*Ua max)?

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.