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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dimmer-Packs per uC ansteuern


Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Hallo,

ich habe folgndes Problem:
ich will für die Dimmer-Packs in meiner Schul-Aula ein serielles
Computer-Interface Bauen. Nun habe ich mir gedacht, uC + UART = kein
Problem.
Nunja, nun bin ich darauf gestoßen, dass ich ein Signal von 0 bis -10V
(also Negativ) brauche. Nebenbei, habe ich 18 Kanäle zu steuern, und
beim ATmega64 und Atmega128 gibt es nur 8 PWM-Kanäle.

Wie bekomme ich also ein 0 bis -10V Signal,
UND,
Ist es u.U. Möglich die 8-Bit-Ports per Software als PWM-Ersatz laufen
zu lassen? oder Muss ich andere oder mehrere uC's hernehmen?.

Autor: Tobi (Gast)
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Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Nagut, damit währ das mit dem PWM erledigt, was mir aber momentan mehr
sorgen macht, ist, dass ich am Amtel ja nur 0 ... 5V simulieren kann,
nicht aber 0 ... -10V.
Wenn da noch jemand eine Lösung kennt, dann währ ich ihm sehr dankbar.

Autor: Tobi (Gast)
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transistor hab ich keine ahnung ob die nagatives schalten können, obwohl
auf gnd ziehen können sollten die das aber hab ich mich noch nei mit
beschäftigt. fet's gibts auf jeden fall für negative spannungen

Autor: anfänger (Gast)
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gehts zufällig um dmx? da gibts pegelwandler für. ich meine mich nämlich
zu erinnern, das dmx auch mit -10V o.ä. arbeitet...

Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Also um mein Problem noch etwas weiter zu erläutern:
Es gibt zur Ansteuerung von Dimmerpacks grundsätzlich 2 Möglichkeiten:
Analog und Paralell:
d.H. für jeden Dimmerkanal 1 Leitung, deren Spannung direkt
Proportional zur Spannung am Ausgang des Dimmer's ist. Dies Geht über
0 ... 10V; 0 ... 15V; 0 ... 20V; 0 ... 30V
sowie
0 ... -10V; 0 ... -15V etc.
Dabei hat sich v.a. 0 ... 10V als Standart herausgestellt.
Die andere Möglichkeit ist DMX
DMX verwendet 3 leitungen (DMX+; DMX-; GND) Das Signal wird Seriell
übertragen, für jeden Kanal gibt es 256 Intensitätsstufen.

Nun zu meiner Anwendung:
Ich habe eine alte Dimmerpack-Anlage zu betreuen, die über ein 0 ...
-10V Signal angesteuert wird. Ich will nun einen Adapter für die
RS323-Schnittstelle am PC bauen, der der Software DMXC
(www.dmxcontrol.de) vorgaukelt ein DMX4All-Controller zu sein
(Bedienungsanleitung und Protokoll:
http://www.movement-music.de/markus/data/dmx512-tx_v31g.pdf)

Die Idee kommt daher, da ich mir den Umweg über DMX sparen will (was
auch bedeutend Teurer währe) und die Anlage trotzdem über DMXC steuern
will.

Ich hoffe, das dieser Post etwas zur Erklärung beiträgt.

Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Aso, vergessen:
ich hab mich jetzt mal ein wenig umgeschaut, ich denke mal, dass ich
vermutlich (MOS-)FET's hernehmen muss. Soweit, so gut. Das
"anschließen" ist ja auch kein so großes Problem. Nur: welchen FET
brauche ich um 0 ... 5 V direkt Proportional auf 0 ... -10V um zu
legen, oder wo kann ich das in erfahrung bringen?

Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Also, ich habe nun Multiplexer gefunden,
die ein Digitales Signal per I2C-Bus Empfängt, und in 8 analoge
Ausgangsignale umwandelt.
Die Bausteine sind:
TDA8444 (6-bit):
http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/data...
MAX528 (8-bit): http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX528-MAX529.pdf

Wenn ich also 3 von diesen Bausteinen hernehme, könnte ich nach Adam
Riese 24 Dimmer ansteuern.
Das Problem: die Bausteine Funktionieren nur mit U(outHIGH) >
U(outLOW), d.H. 0 ... 10 V ist möglich; 0 ... -10V nicht.
Meine Idee: Einfach im AVR den Wert Invertieren (255 => 0; 0 => 255)
und dann die Spannung von outHIGH als 0 hernehmen und die Spannung am
jeweiligen Ausgang als Dimmersignal.
Boah, scheiße kompliziert...
Aber mal am Beispiel:
outLOW auf GND = 0 V
outHIGH auf GND = +10 V
Gewünschter Dimmerwert für out01:
100
==> Gesendeter Wert an D/A Wandler: 155
Spannung an out01 auf GND = +6,1 V
Spannung an out01 auf outHIGH = -3,9 V
Und Genau diese Spannung brauche ich.
Die Frage: mache ich mir damit den D/A-Wandler kaputt, bzw. gibt es
eine bessere Lösung ?

Autor: Axel (Gast)
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Hi,

Nu hast Du das ganze Wochenende gesucht und nichts gefunden...
Du brauchst einen invertierenden Verstärker mit V=-2: mit OPV oder
Transistoren ist erstmal egal. Den schaltest Du hinter deine 0..5V und
erhälts 0..-10V. Du brauchst natürlich zwei Betriebsspannungen, klar.
Irgentwo musses ja herkommen.
Ich würd software-PWM über 2,5 Ports machen, Tiefpaß hinter und 4fach
OPV's symmetrisch betrieben als Spannungsfolger mit V=-2 hinter.
Sowas schon mal gemacht?
Gruß
Axel

Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Naja, um genau zu sein,
die einzige etwas aufwändigere Schaltung, die ich bis jetzt zusammen
Gelötet habe, ist nen 16-Fach Lauflicht mit ne555 und 2 8-Bit
Schieberegistern...
Also habe ich noch nicht besonders viel Erfahrungen damit.
Außerdem währ es mir fast Lieber, wenn ich Die Schaltung mit den
I2C-Bus D/A-Wandlern hernehmen würde, und meinetwegen dann noch an die
Ausgänge nen inverter dran hänge.
Nur ist da auch wieder das Problem, woher und welchen...
Ansonsten wollte ich mal sehen, ob die I2C-Schaltung auch in meiner
oben genannten Version rennt, es sei denn, irgendwer kann mir schon
vorher Prophezeien, dass das nichts werden kann.

Autor: Axel (Gast)
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Also ih weiss nicht, ob der MAXIM beschaffbar ist, der Phillips sicher
eher. 6Bit Auflösung reichen allemale aus. Der zusammen hang zwischen
Digitalem Wert und der Helligkeit der Glühlampen ist sowieso nicht
linear. und der inverter mit dem OPV ist auch ganz einfach.
Gruß
Axel

Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Ok, vielen Dank schonmal,
Ich habe auch eher an den Phillips gedacht (den gibbet bei Reichelt und
bei nem Elektronikladen in der nähe).
OP V Denke ich, dass ich die LM 348 N nehme (Vcc +- 15V) (4-fache
ausführung)
2 Fragen zur Schaltung:
Wie Groß sollten C1 und C2 sein?
Was macht R3? Kurzschlusssicherung? In
http://www.mikrocontroller.net/wiki/Operationsvers...
ist er nicht vorhanden.

Und noch eine Frage zur Realisierung:
15V Kein Problem (Trafo)
5V Kein Problem (mit Spannungswandler von 15V-Schiene)
-15V öh?... sowas hab ich bis jetzt noch nicht gebraucht.

Autor: Axel (Gast)
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Alles kein Problem. Auch die negative Spannung geht simpel, wenn Du
sowieso einen Trafo nehmen möchtest. Aber nicht Jetzt...
nachher mehr
Axel

Autor: Michael (Gast)
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C1 und C2 sind Entstörkondensatoren für hochfrequentere Signale
(Spannungsspitzen usw.). Normale Elkos sind hochfrequenten Signalen
feindlich gesinnt (Elkos werden meist gewickelt und haben gegenüber
Hochfrequenz einen hohen Widerstand). Und wenn ich mich an
Analogtechnik richtig erinner ist R3 zum symmetrieren der
Eingangsströme. Das bedeutet, daß idealerweise die Eingangsströme von +
Eingang und - Eingang gleich groß sein sollen. Diese Info aber ist wage.
Wäre prima, wenn ein fitter Analogiker seinen (ihren) Senf dazugeben
könnte.
Michael

Autor: Sebastian (Gast)
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Was hälst Du von der simplen Idee, eine -10V Spannungsversorgung (über
einen zweiten Trafo) und Optokoppler?

Dann hast Du zusätzlich eine galvanische Trennung, die Deinen Baustein
und Deinen Rechner schätzt, wenn Dein Dimmer mal meint, nicht mehr ganz
richtig funktionieren zu müssen.

Gruß,
sebastian

Autor: Sebastian (Gast)
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"schützt", nicht "schätzt", natürlich. Sorry.

s

Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Gut,
dann weis ich nun schonmal was die Kondensatoren machen.
Muss ich nurnoch nen passenden Wert wissen.
-10V vom NT nagut, aber Optokoppler? 1. Bekomme ich da Analoge Signale
1:1 durch. und 2. ich will nicht unbedingt 18 bis ??? optokoppler
verbauen. Dann schon eher 2 koppler zw. UART und RS232

Aber Thx nochmal

Autor: Sebastian (Gast)
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Hallo Tobias,

gedacht war, für jeden Kanal einen Optokoppler direkt an den uC. Und
die PWM durch den Koppler jagen. Erst danach mit Kondensatoren filtern.
Und Ein Optokoppler für die UART schützt zwar im Falle eines Falles
Deinen Rechner (und ist bei so einer Anwendung IMHO Pflicht, dein uC
wird aber trotzdem gegrillt.

Und soo teuer sind Optokoppler ja auch nicht....

Gruß,
s

Autor: Tobias Kölling (Gast)
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Das Problem ist bei der Lösung allerdings, dass ich kein PWM hab...
(Ich hab mich inzwischen dazu entschieden, das ganze über Phillips
TDA8444 zu Steuern (s.o.) Wass aber u.u. gehen könnte, währe
optokoppler in den Bus zu setzen.
Wie dem auch sei, opto an UART werde ich machen.
Noch eine Frage nu den Netzteilen:
Ist es Möglich 2 Netzteile zu nehmen.
(NT1) vcc+ ---> gnd
(NT2) gnd  ---> vcc-

(also theoretisch den vcc+ vom einen NT mit dem Gnd vom anderen
verbinden. Dann währe der vcc+ vom NT1 = vcc+ gnd(NT1) = gnd; vcc+(NT2)
= gnd; gnd(NT2) = vcc- )

Tobias

Autor: Sebastian (Gast)
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Oh, den 8444 kannte ich gar nicht. Wieder was neues gelernt.

Deine Netzteil-Lösung sollte problemlos funktionieren. Die 2 Netzteile
gibt es auch in Einem. Also ein Trafo mit zwei Sekundärwicklungen.

Gruß,
Sebastian

Autor: Sebastian (Gast)
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Wobei mir beim Überfliegen des Datenblattes gerade auffällt, das 6 bit
für Deine Anwendung etwas knapp sind. Das sind 64 Schritte von ganz
hell bis ganz dunkel, da läuft man Gefahr, dass die Überblendungen
"ruckeln". Dass man also keinen sanften Lichtwechsel hat, sondern die
Stufungen sieht. IMHO sollten es mindestens 7, besser 8 bit Auflösung
sein.

Sebastian

Autor: Tobias Kölling (Gast)
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ich würde auch gerne den 8-bitter nehmen, aber der ist um welten
schwehrer zu bekommen, desswegen habe ich mich für den 6-er
entschieden.
Dass es doppel-nt's gibt, habe ich schon gesehen, ich hatte auch vor
ein solches zu nehmen. Ich denke, dass ich dann demnächst mit dem
zusammenbau beginnen kann, allerdings muss ich dazu noch den Wert der
entstör-kondi's in erfahrung bringen, und ich hab momentan keine
ahnung woher (so viel erfahrung mit kondensatoren habe ich noch
nicht).

Kalle

Autor: Christopher Seifert (Gast)
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Hallo.
Zu diesem Thema weiß ich auch ein Lied zu singen.
Ich habe auch eine Platine zur Ansteuerung der Lichtanlage unserer
Schulbühne gebaut.
Ich habe mir dabei ein Bespiel an Hendrik Hölscher's DMX Tutorial
(www.hoelscher-hi.de) genommen, damit einen ATMega8515 programmiert
(Natürlich leicht abgewandelt).

Daran habe ich dann zwei MAX528 gehängt, die ich per SPI dann
ansteuere.
Die Dimmerpacks, die wir haben, haben allerdings 0 bis-4V (eigentlich
soll es 0 bis -15V sein) Ansteuerspannung. Das sollte aber auch aus 0
bis -10V umbaubar sein.
Um die Spannungen zu bekommen habe ich einen Trafo mit 2x 12V Sekundär
aufgelötet, zwei Gleichrichter nachgeschaltet und den Plus vom einen
mit dem Minus des anderen verbunden. Somit habe ich einmal +12V und
-12V. Dann habe ich noch drei Festspannungsregler nachgeschaltet. Einen
für +5V Logik- und µC-Versorgung, einen für -5V (hier: MC7905) für die
Referenzspannung des DAC und einen für -8V für den Vss Eingang des
Max528, der mind.1,5V unter der LowRef liegen muss.
Wenn ich nun Werte von 0-255 eingebe, so erhalte ich einen Output von
-5V bis 0V. Deshalb habe ich noch einen NPN-Transistor nachgeschaltet,
bei dem am Emitter die -5V liegen. Am Collector liegt direkt der
Kanalausgang, der dann mit einem Widerstand dann gegen Masse geschaltet
ist.
So erhalte ich dann bei 0-255 eine Spannung von 0V bis -5V.
Bei nächster Gelegenheit werde ich noch die Rechnungen posten, um den
Widerstand am Collector und an der Basis zu berechnen.

Um das Ganze nun auf 0 bis -10V zu übertragen:
1. die LowRef über einen 7910 auf -10V legen.
2. Vss direkt mit -12V verbinden.
3. den Emitter des Transistors mit -10V verbinden und dementsprechend
die Widerstände an Basis und Collector berechnen.
Wichtig dabei ist noch der Strom, der Fließt, wenn der Kanal komplett
eingeschaltet ist.

Ich hoffe ich konnte bis hierher schonmal helfen.
Bie Gelegenhait werde ich noch eine Schaltungsskizze für die
Transistorschaltung und die Rechnungen hinzufügen.

Gruß

Christopher

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