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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM Ausgang zu Analog 0-10V


Autor: Gerd (Gast)
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Hallo Zusammen,

Zur Ansteuerung meines F/U Wandlers benötige ich ein Analog Signal 
0-10V.

Aber genau so einen Ausgang habe ich an der SPS nicht mehr frei.


Jetzt gäbe es 2 Möglichkeiten:

erstens,  Eine Neue Baugruppe zulegen ...oder zweitens, die mir als 
Bastler viel besser gefallen würde, ich programmiere ein PWM Signal das 
ich über einen Transistor Ausgang rausschicke.

Jetzt die Frage: Wie kann ich das PWM Signal in ein Gleichspannungs 
Signal von 0-10V wandeln.

Autor: Marius Wensing (mw1987)
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Tiefpass-Filterung?!

Autor: Gerd (Gast)
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dies war auch mein erster Gedanke ...RC Glied  ..war mir nur nicht 
sicher ob dies funzt

Kann mir jemand  bei der Umsetzung der Formel helfen, sprich welche 
Komponenten benötige ich, zur umsetzung der Lösung.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Gerd schrieb:
> Jetzt die Frage:
Erst mal ein paar Eckdaten: wie genau brauchst du die Spannung (Ripple)?
und: wie schnell sich die Ausgangsspannung ändern?
und: hast du eine Gegentakt-Endstufe (Push-Pull)?
Mit einer reinen High-Side-Endstufe wird die PWM asymmetrisch und 
nichtlinear.

Autor: Moritz (Gast)
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Genau, hier fehlen noch Infos!

Aber grundsätzlich geht das schon. PWM über einen Tiefpass und einen OP 
dahinter, der dir das Signal so aufbereitet, wie du es brauchst.

Autor: Gerd (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Erst mal ein paar Eckdaten: wie genau brauchst du die Spannung (Ripple)?
>
> und: wie schnell sich die Ausgangsspannung ändern?
>
> und: hast du eine Gegentakt-Endstufe (Push-Pull)?
>


Hi Lothar,

Zu 1) die Spannung sollte sich einem Linear Verlauf zum zum Puls Pausen 
Verhältnis ändern lassen.

zu 2) die schnelligkeit spielt keine Rolle

zu 3) ich produzier das signal in meiner SPS


es gäbe sogar die Möglichkeit, das Analog Signal (0-10V) zur 
Verifizierung wieder in die SPS einzuspeisen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Gerd schrieb:
> Zu 1) die Spannung sollte sich einem Linear Verlauf zum zum Puls Pausen
> Verhältnis ändern lassen.
Mit welcher Auflösung (10 Schritte oder 1000 Schritte von 0..10V)

> zu 2) die schnelligkeit spielt keine Rolle
> zu 3) ich produzier das signal in meiner SPS
Also aus dem SPS-Ablauf raus...
Bei 100 Schritten heißt das z.B. ein Zyklus '1', dann 99 Zyklen = '0', 
wieder 1 Zyklus '1'...
Welche Zykluszeiten hast du? Mal angenommen, das wären 20ms, dann wäre 
ein kompletter PWM-Durchlauf in 100*20ms = 2s erledigt (=0,5Hz). Um 
einen Störabstand von 7 Bits zu erreichen, brauchst du dann ein RC-Glied 
mit einer Grenzfrequenz von ca. 1/250 s = 4 milliHertz. Das heißt, eine 
Änderung in deiner PWM käme mit der gewünschten Genauigkeit nach knapp 4 
Minuten am FU an  :-o

Und dann kommt noch ein Zyklusjitter mit dazu...  :-o

> es gäbe sogar die Möglichkeit, das Analog Signal (0-10V) zur
> Verifizierung wieder in die SPS einzuspeisen.
Oh, eine Regelung... das willst du aber nicht wirklich.

Autor: Gerd (Gast)
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@ Lothar,

Thx.


Ups ..jetzt bin ich platt

Ich hatte an 100 Schritte gedacht, aber bei 4 Min für ein komplettes 
Druchfahren der Regelung ...is dann doch ein wenig laaaaaaaaaaaaaaanng.


Gibt es denn fertige DA Wandler IC´s die ich nutzen könnte  ...oder 
sollte ich mir dann doch ne neue Baugruppe zulegen??

Oder habt Ihr sonst ne Idee???

Autor: Andi ... (xaos)
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Gerd schrieb:
> @ Lothar,
>
> Thx.
>
>
> Ups ..jetzt bin ich platt
>
> Ich hatte an 100 Schritte gedacht, aber bei 4 Min für ein komplettes
> Druchfahren der Regelung ...is dann doch ein wenig laaaaaaaaaaaaaaanng.
>
>
> Gibt es denn fertige DA Wandler IC´s die ich nutzen könnte  ...oder
> sollte ich mir dann doch ne neue Baugruppe zulegen??
>
> Oder habt Ihr sonst ne Idee???

kauf dir einfach nen neues modul!

Autor: Haumichblau (Gast)
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>knapp 4 Minuten

Ein beliebter Sport hier ist, alles schlecht zu rechnen.

Wie schnell kannst Du denn Ausgänge tatsächlich setzen/löschen? Oder 
anders gefragt, kannst Du definierte kurze Pulse an Ausgängen erzeugen?

Mit zwei Ausgängen kann man eine Schaltung aufbauen, bei der der eine 
einen Kondensator aufläd und der andere entläd (über Widerstand oder 
Konstantstrom). Sind beide aus, bleibt die Spannung am Kondensotor 
unverändert.
Diese Spannung sollte/muß mit einem OPV gepuffert werden. Da die 
Möglichkeit besteht, die Höhe der Spannung zu messen, kann man durch 
entsprechende Impulse an den Ausgängen die gewünschte Spannung schnell 
einstellen.

Vielleicht hilft Dir das weiter.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>> Gibt es denn fertige DA Wandler IC´s die ich nutzen könnte
Ja, die gibt es, aber ehrlich: bis du da selber was zusammengebastelt 
und gelötet und ausprobiert hast, da kausft du dir leichter in der Bucht 
eine Karte.

> Ein beliebter Sport hier ist, alles schlecht zu rechnen.
Hmmm, ich habe nur Zahlenwerte angenommen, die allesamt durchaus nicht 
unüblich sind...

Dass dabei sowas rauskommt, dafür kann ich nichts. Dass mit einem 
steileren Filter die Zeit ohne weiteres auf 30 sec gedrückt werden kann, 
steht ausser Frage. Aber dann brauche ich Elektronik mit OP, usw...
Und wenn ich das schon nehme, dann kann ich auch gleich einen seriellen 
AD-Wandler nehmen, der mit dem Bitstrom aus der SPS angesteuert wird. 
Als Abfallprodukt hätte ich dann z.B. gleich 4 Kanäle.

> Ein beliebter Sport hier ist, alles schlecht zu rechnen.
Ein sehr beliebter Sprot hier ist es, erst mal draufloszubasteln, und 
sich hinterher zu wundern, dass es nicht geht... :-o

> Mit zwei Ausgängen kann man eine Schaltung aufbauen, bei der der eine
> einen Kondensator aufläd und der andere entläd (über Widerstand oder
> Konstantstrom).
> Sind beide aus, bleibt die Spannung am Kondensotor unverändert.
Ähm, genau das ist Hokus-Pokus. Es ändert rein gar nichts an der 
eigentlichen PWM, ob zum Laden/Entladen nur 1 PP-Ausgang verwendet wird, 
oder ob Push- und Pull-Ausgänge getrennt werden.
Und der Kondensator: das ist ein Tiefpass erster Ordnung...

Autor: Gerd (Gast)
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Ok,

Ich danke allen ...und tauch dann ab in die Bucht ...

Bye

Autor: joker (Gast)
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Hallo

gemacht hab ich so etwas auch schon mal mit einen einem einfachen RC 
Glied (T-P1) nach Ausgang. Allerdings hate das den Hintergrund einer 
partiellen Nachrüstaktion (50:50) und dafür die SPS Software auf zwei 
Varianten zu teilen (eine mit zusätlichen Anlaogausgang und eine ohne) 
wären dann doppelter Pflegeaufwand (Softwarevarianten) oder Kosten. 
Diese Lösung also nur wenns wirklich nicht umgangen werden kann.
Die Anwendung bestand in diesem Fall aus einem BC-DC Motor welcher jetzt 
zusätlich mit analogen Drehzahlsignal grob von 0..2000 1/min mit einer 
Genauigkeit von 50 1/min) voreingestellt werden sollte und die 
eigentliche Steuerung über Motorbinäreingang AN/AUS erfolgte. Da es sich 
um eine Festdrehzahl handelt war die Verzögerung / Einschwingdauer 
unwichtig.
Erzeugt wurde das Signal in einem schnellen Zyklus (ähnlich S7->OB35 
Alarmtask) um die Zykluszeit deutlich zu erhöhen und equidistant zu 
machen.

Verbaut war das RC-Glied in speziellen Hutschienen Klemmen,passend zu 
den Standart Klemmen, die innendrin bedrahtet Bauelemente aufnehmen 
konnten. so passte das auch sauber in  den Schaltschrank. Das Suchen der 
Klemmen und der Bauelemente die in die Klemmen pasten war sehr 
aufwändig.

Meine Fazit für so eine Lösung: Es muss viel Gehirnschmalz investiert 
werden bei vergleichsweise sehr groben/geringen Anforderungen.
Wenns möglich ist ein Analogbaugruppe setzen oder noch besser den FU 
direkt über eine Busanschaltung ansteuern.



mfg

joker

Autor: Haumichblau (Gast)
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>Ähm, genau das ist Hokus-Pokus.

Ohne jetzt den Lötkolben zu bemühen, nehmen wir doch einfach einen 
Integrator, der mit pos. und neg. Eingangsströmen zum Beispiel seinen 
Ausgang mit 1V/sek. ändert. Wird kein Eingangsstrom geliefert, bleibt 
der Ausgang auf dem aktuellen Stand.

Beispiel:
Die aktuelle Ausgangsspannung, die ja gemessen werden kann, beträgt 5V 
und soll auf 7V geändert werden. Dazu wird für 2 Sekunden der +Strom auf 
den Eingang geschaltet (bei einem nicht invertierenden Integrator). 
Danach sollten 7V am Ausgang liegen.
Sollten durch Drift oder andere Unlinearitäten z.B. nur 6,95V erreicht 
werden, wird das Spiel mit 50ms Dauer noch einmal wiederholt.

Ich denke, das ist kein Hokus-Pokus. Wie man die Schaltung realisiert, 
hängt davon ab, wie genau alles werden soll. Auch ohne aktiven 
Integrator kann man einen Stellwert errechnen, der die 
Lade-/Entladekurve des RC-Gliedes berücksichtigt. Man hat also freie 
Wahl, ob mein seinen geistigen Schmalz in die Software oder in die 
Hardware steckt.

Autor: Haumichblau (Gast)
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Um zu verdeutlichen, wie einfach eine Schaltung sein könnte, habe ich 
diese kurz gezeichnet. Eventuell muß noch ein 12V Spannungsregler 
ergänzt werden. SW1 und SW2 sind freie Relaisausgänge der SPS; R3 und R4 
müssen der gewünschten Zeitkonstante angepaßt werden.
Kosten und Aufbauzeit dürften günstiger als allein das Versandporto 
sein.
Und alles kein Hokuspokus :-)

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