Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einstellbare Ksq


von Bastler (Gast)


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Hallo Leute,habe eine kurze Frage an Euch.

Wie könnte man eine einstellbare ( Mittels poti ) ksq bauen ? Der 
Ausgangstrom sollte zwischen 10 und 400 mA einstellbar sein.

Hat jemand evtl. einen  Schaltplan ?

: Verschoben durch Admin
von Achim M. (minifloat)


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von Bastler (Gast)


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Danke

von Bastler (Gast)


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Nach dem ich die vorgeschlagene Artikel gelesen habe, bin zur folgenden 
Schaltung gekommen. Könnt Ihr mal schauen ob es ohne Rauch funktionieren 
wird ?

Mein Projekt:

Es soll ein einstellbare Konstantstromregler werden,wo der fließender 
Strom am Ausgang, sowie die abfallende Spannung auf eine LCD Display 
dargestellt wird.

Erklärung zur Schaltung:

Mit dem Poti R5 und mit Strombegrenzer R2 wird der Strom eingestellt. 
Min 12 mA max 500mA

Der LM317 wegen der Verlustleistung mit 9V versorgt.Montiert auf einem 
grossen Kühlkörper.

Über den Shunt würde eine Spannung von max 5V abfallen. Diese Spannung 
wird über ADC0 gemessen. Die Spannung an der LED über ADC1

Nun meine Frage:

Wie schließe ich den PIN ADC0 und ADC1 an ? Muss ich die Masse vom LM317
GND12 mit GND des AVRs verbinden ??????

Der KSQ und der AVR haben getrennte Stromversorgung.

Danke für Eure Tipps !!

von Bastler (Gast)


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Habe den Schaltplan noch erweitert.

von MaWin (Gast)


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> Könnt Ihr mal schauen ob es ohne Rauch funktionieren wird ?

Na ja, wenn du das Poti R5 auf 2.5 Ohm stellst,
damit insgesamt 250mA fliessen, dann
fliessen diese 250mA über 2.5% der Widerstandsbahn des Potis
und es entstehen dort 0.625 Watt Verlust.
Das macht für das ganze Poti 25 Watt.
Natürlich kannst du ein 25 Watt Poti einbauen,
damit es keinen Rauch gibt,
aber so eine Schaltung mit dem Poti vom Strom durchflossen
ist immer blöde.

Den Shunt dürftest du übrigens hinter der LAD an Masse
legen, dann wird der Spannungsabfall über ihm einfacher messbar.

von Bastler (Gast)


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Danke, also die Lösung mit einem LM317 ist doch nicht optimal.

Mal sehen ob ich einen 34063 als einstellbaren KSQ nehmen kann also nur 
mit einem Poti einstellbar.

von Bastler (Gast)


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Wie brechnet man Rx in dieser Schaltung ?

Konstantstromquelle mit Schaltregler
MC34063, Step Up

http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

von Reinhard B. (brainstorm)


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MaWin schrieb:
> Na ja, wenn du das Poti R5 auf 2.5 Ohm stellst,
> damit insgesamt 250mA fliessen, dann
> fliessen diese 250mA über 2.5% der Widerstandsbahn des Potis
> und es entstehen dort 0.625 Watt Verlust.
> Das macht für das ganze Poti 25 Watt.

Also ich komme mit diesen Angaben auf Pv,max=156mW, wieso sind es 0,625W 
bei deiner Rechnung?

Wie kommt man darauf, die Verlustleistung auf das ganze Poti 
"hochzurechnen"?

mfg
Reinhard

von MaWin (Gast)


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> Also ich komme mit diesen Angaben auf Pv,max=156mW,
> wieso sind es 0,625W bei deiner Rechnung?

Ähm, rechnen wir noch mal nach:

2.5 Ohm Poti R5, 2.5 Ohm Festwiderstand R2, macht 5 Ohm
am LM317 der darüber 1.25V sehen will, also 0.25A.
Und dann hab ich 2.5*0.25 gerechnet, ok, 0.625*0.25 ist
wohl besser.

> Wie kommt man darauf, die Verlustleistung auf das ganze Poti
> "hochzurechnen"?

Weil nur dieses Stück der Widerstandsbahn verwendet wird.
Das muß die entstehende Verlustwärme loswerden.
Und hat dafür weniger Oberfläche, proportional weniger,
also muß man die benötigte Gesamtleitung proportional hochrechnen,
wären 6.25W.

Natürlich ist das Poti ein bischen besser, weil es auch etwas von
der auf dem kleinen Widerstandsstückchen entstehende Wäre über
die danebenliegende Widerstandsfläche abführt, aber wie viel das ist,
ist unbekannt, also rechnet man auf der sicheren Seite.
Ich hab ja absichtlich nicht 1 Ohm als Potistellung verwendet,
obwohl dort die Zahlenwerte noch höher wären, weil bei so einem
winzigen Stückchen wohl ein grösserer Wäremanteil über die
danebenliegenden Flächen abgegeben wird, und unklar ist, ob sich
das Poti überhaupt so klein einstellen lässt oder schon längst
den Endkontaktpunkt erreicht hat.

von Reinhard B. (brainstorm)


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MaWin schrieb:
> Weil nur dieses Stück der Widerstandsbahn verwendet wird.
> Das muß die entstehende Verlustwärme loswerden.

Klingt einleuchtend, danke für den Wink ;-)

von Εrnst B. (ernst)


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Bastler schrieb:
> Habe den Schaltplan noch erweitert.

Auch wenn's nix mit der KSQ zu tun hat:

Die Beschaltung des AVR ist falsch:

die LC-Filterschaltung gehört an AVCC, nicht an AREF.
Die Verbindung von AREF nach VCC (über L) ist ein Kurzschluss, 
weglassen.

Besser / Richtiger:
VCC -> L -> AVCC -> 100nF -> GND
und
AREF -> 100nF -> GND

Wenn der ADC aber garnicht genutzt wird:
AREF offen, VCC -> AVCC -> 100nF -> GND

von Harald Wilhelms (Gast)


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Reinhard B. schrieb:

> Wie kommt man darauf, die Verlustleistung auf das ganze Poti
> "hochzurechnen"?

Weil die Verlustleistung eines Potis immer so definiert ist.
Vom Gefühl her würde ich einem Poti auch etwas mehr zumuten;
die so errechnete Verlustleistung fürs Poti würde ich aber
keinesfalls mehr als halbieren.
Gruss
Harald
PS: Auf gut deutsch: Ein LM317 ist für eine einstellbare
KSQ eher schlecht geeignet.

von Bastler (Gast)


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Danke,
erst mal der geänderte Plan, hoffe dieses Teil ist soweit OK, dann kann 
ich mal nach dem 34063 schauen.

von Bastler (Gast)


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Noch etwas, was ich gerne wissen möchte, wie mein Shunt an den AVR 
angeschlossen werden soll, ist mir noch nicht ganz klar.

von Bastler (Gast)


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Noch eine Frage an Euch, habe nichts brauchbares gegoogelt.

Wie testet man eine KSQ am besten, wollte keine LEDs verblasen.

von Εrnst B. (ernst)


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Bastler schrieb:
> Noch eine Frage an Euch, habe nichts brauchbares gegoogelt.
>
> Wie testet man eine KSQ am besten, wollte keine LEDs verblasen.

Du baust einen "Dummy" aus einem Transistor und einer normalen LED.

Schaltplan gibts z.B. hier:

http://www.led-treiber.de/html/leds_grundlagen.html#DummyLEDs
("Aktive Dummy-LEDs")

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Bastler schrieb:
> Wie testet man eine KSQ am besten, wollte keine LEDs verblasen.

Mit einem Multimeter im 500mA-Bereich?!

von Bastler (Gast)


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Super die Frage ist mit dem KSQ Test ist vom Tisch, bleibt noch die 
Frage Shunt an AVR anschließen, offen.

Vielen Dank !!

von Εrnst B. (ernst)


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Bastler schrieb:
> Frage Shunt an AVR anschließen, offen.

Welche Shunt-Größe/Ströme hattest du dir da vorgestellt?
Ausreichend großer Widerstand=> direkt an den ADC, ansonsten vorher 
verstärken...


Ach ja, auch noch nebenbei: die 10µF-Elkos nach dem 7805 / 7809 würde 
ich einsparen. Die sollen ja selber die Spannung regeln, der Elko 
"bindet denen einen Klotz ans Bein", erschwert also dem Spannungsregler 
seine Aufgabe.
Die 100nF bleiben natürlich.

von Bastler (Gast)


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Εrnst B✶ schrieb:
> Welche Shunt-Größe/Ströme hattest du dir da vorgestellt?
> Ausreichend großer Widerstand=> direkt an den ADC, ansonsten vorher
> verstärken...

Also ich dachte, 10 Ohm so daß bei 0.5A ( KSQ ) 5 V erzeugt wird, so 
kann ich per ADC auswerten.

von Εrnst B. (ernst)


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Bastler schrieb:
> Also ich dachte, 10 Ohm so daß bei 0.5A ( KSQ ) 5 V erzeugt wird, so
> kann ich per ADC auswerten.

Das ist recht schlecht.. rechne dir mal aus, wieviel Watt der arme Shunt 
dann verbraten muss.


der Mega8 kann auch 2.56V (intern erzeugt) als ADC-Referenz verwenden, 
das ist einerseits genauer als die ±5% aus dem 7805, andererseits reicht 
ein halb so großer Widerstand (1/4 der Verlustleistung).

Ich würde aber mit dem Widerstand noch viel weiter runtergehen. Welche 
Auflösung würde dir denn noch reichen?

von Bastler (Gast)


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Siehe Plan :

von Εrnst B. (ernst)


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Εrnst B✶ schrieb:
> (1/4 der Verlustleistung)

Falsch, auch nur 1/2 Verlustleistung...

Bastler schrieb:
> Siehe Plan :

Ungünstig. Geht aber. Linker Widerstandsanschluss an ADC-Pin, Rechter an 
die GND-Leitung der 5V-Teilschaltung.

Du hast dann zwei unterschiedliche GND-Pegel, die du besser nicht 
verbindest :)

Besser: Widerstand in die GND-Leitung zur LED.

von Bastler (Gast)


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Ernst :

Hast Recht.

Ich habe etwas ganz interessantes gefunden :

http://www.neuhold-elektronik.at/catshop/product_info.php?cPath=41_63_160&products_id=389

Dieses Teil hat 4 Beine, denke 2 als Shunt und 2 als "Ausgang " ?

Der ADC hat 10 Bit Auflösung, und bei 5 Volt Referenz hätte ich 5V/1024 
diese Auflösung ist für Hobby mehr als ausreichend.

von Bastler (Gast)


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Update

von Bastler (Gast)


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Εrnst B✶ schrieb:
> Besser: Widerstand in die GND-Leitung zur LED.

Dann müsste ich die GNDs verbinden...das ist schlecht

habe kurz eingezeichnet wie ich gedacht habe, aber ist bestimmt falsch

von Bastler (Gast)


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Ich habe bei einem anderen Shunt Anbieter einen Plan gefunden. Der 
Widerstand kommt in die Plusleitung . Die weitere 2 Anschlüsse sind die 
Sense Leitung so ist es kein Thema was die GNDs anbelangt.

Bild 2
http://www.accu-online.de/Messtechnik/Einbaumessinstrumente/Digital/Praezisions-Shunt-Messwiderstand-0-01Ohm-1.html

Trotzdem vielen Dank !

von Helfer (Gast)


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Habe noch ein Problem, vielleicht hat jemand noch einen Tipp

Ich habe mal den 34063 mal angeschaut

http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml

Leider ist mir nicht gelungen eine Beschaltung zu finden, wo ich mit 
einem "normalen" 10 Gang Poti den Strom von 20mA bis ca 350mA einstellen 
kann ohne daß ich noch 3 andere Bauteile austauschen muss..

Was gibt es noch als alternative ? LM317 kommt also nicht in Frage, 
wegen dem Poti

http://www.reichelt.de/Mehrgang-Potis/534-100/index.html?;ACTION=3;LA=5;GROUP=B26;GROUPID=3138;ARTICLE=2541;START=0;SORT=user;OFFSET=100;SID=12TeC5yn8AAAIAAAQ3@Ok55f92b2656e8e248d5acba2fda981a5a

von MaWin (Gast)


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> Leider ist mir nicht gelungen eine Beschaltung zu finden, wo ich mit
> einem "normalen" 10 Gang Poti den Strom von 20mA bis ca 350mA einstellen
> kann ohne daß ich noch 3 andere Bauteile austauschen muss..


10 Gang Poti.

Klar doch.

Das ändert an deinem Problem nicht.

Schaltungen mit strombestimmendem Shunt eigen sich prinzipiell nicht 
besonders zur Einstellung per Poti.

Entweder eine spannungsgesteuerte Howland-Stromquelle oder

  +------10k-----+--o  +5V
  |              |
 1k             LED
Poti--|+\        |
  |   |  >-+-1k-|I NMOSFET oder NPN-Transistor
  | +-|-/ 470p   | S            E
  | +------+-10k-+
  |              |
  |              1R
  |              |
  +--------------+--o GND

mit passend dimensionierten Bauteilen.

von Bastler (Gast)


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Danke MaWin hast anscheinend echt Ahnung !!!

Hoffe, dass ich Deinen Plan richtig "übersetzt" habe

Welche Ströme kann ich denn mit der Schaltung erzeugen ?

von MaWin (Gast)


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> Welche Ströme kann ich denn mit der Schaltung erzeugen ?

Wenn du nur ein 100R Poti statt dem von mir vorgeschlagenen
1k Poti nimmst, dann nur bis 49mA bei 5V Versorgungsspannung,
statt bis 454mA.

Ausserdem fehlt in deinem Schaltplan noch ein Kondensator.

Der OPA4134 ist zwar ein hervorragender Audio-OpAmp, aber
nicht single supply fähig, kann also in der Schaltung nur
verwendet werden wenn du ihm eine negative Versorgungsspannung
spendierst von mindestens -2.5V. Das ist lästig, nimm also
lieber einen LM324 (oder LT1014 falls es teurer sein muss),
der kommt mit Masse aus.

Der BD535 könnte zwar 8A, aber nur wenn er mit ca. 320mA aus
dem OpAmp versorgt wird. So viel liefert der OpAmp nicht. Also
ist der Transistor überdimensioniert, ein BD135 wäre für 500mA
an dem an 5V bei einer 2.1V LED ca. 1.3 Watt abgeführt werden
müssten mit seinem TO126 Gehäuse ausreichend, ein BC368 jedoch,
trotz ausreichend Strom, von der Leistung her nicht, ein TO92
Gehäuse ist zu klein.

von Bastler (Gast)


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Respekt !!!

Also ich nehme 1 K Poti, einen LM324 und ein BD135..

Ich habe das Problemchen, ich kann nicht "entziffern wohin...

von Bastler (Gast)


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Ich meinte den Kondensator wie anschliessen..

von MaWin (Gast)


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+------10k-----+--o  +5V
  |              |
 1k             LED
Poti--|+\        |
  |   |  >-+-1k-|I NMOSFET oder NPN-Transistor
  | +-|-/  |     | S            E
  | |     470p   |
  | |      |     |
  | +------+-10k-+
  |              |
  |              1R
  |              |
  +--------------+--o GND

von Bastler (Gast)


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sooooooooooooo...Danke !! ( Hoffe habe alles richtig gezeichnet )

In dieser Doku finde ich keinen Kondensator :
http://www.google.de/url?sa=t&source=web&cd=3&ved=0CCIQFjAC&url=http%3A%2F%2Fwww.et-inf.fho-emden.de%2F~elmalab%2Findelek%2Fdownload%2FInd_3.pdf&rct=j&q=spannungsgesteuerte%20Howland-Stromquelle&ei=PBztTdnVOYyTswamgIXoCg&usg=AFQjCNHnmkx-djZTVbRJOyeDDm9t-GZVvw&cad=rja

Was macht das Teil eigentlich ?

Ich werde morgen mal die Schaltung "zusammenstecken"..mal gucken

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Das ist der Unterschied zwischen Theorie und Praxis. Ohne den 
Kondensator kann es AFAIK sein, dass die Schaltung anfängt zu schwingen.
Details dazu sind aber nicht all zu einfach zu verdauen.

von Bastler (Gast)


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Nochmal super Danke für alle nette Tipps, werde mal ein bisschen "herum 
messen"...und dann mache ich die AVR Messgerät auch fertig.

Ich nehme dann diesen 4 Pin Shunt für die Messung.

von Knut (Gast)


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Der Kondensator wirkt hier als eine Art Tiefpass, d.h. die ganze Sache 
wird träger. Macht aber nichts.


Knut

von Bastler (Gast)


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Ich habe die Schaltung von MaWin jetzt aufgebaut. Funktioniert sehr gut.

Den Strom habe ich im Emmiterkreis des BDs gemessen ca 1 mA bis 600 mA

Spannend finde ich, daß die LED bei 600mA nicht kaputt gegangen ist, 
wobei die LED auf 350mA ausgelegt ist.

Ist die Schaltung ein "Ersatz" für AVR besierte Dimmer ?

von Bastler (Gast)


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Niemand eine Antwort ?

von Εrnst B. (ernst)


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Bastler schrieb:
> Ist die Schaltung ein "Ersatz" für AVR basierte Dimmer ?

Kommt darauf an, was du mit "Ersatz" meinst.
- Die Schaltung funktioniert ohne AVR. Hast du ja ausprobiert.
- Die Schaltung ist vermutlich schnell genug, dass ein AVR mit langsamer 
PWM die LEDs dimmen könnte. wäre also "Ersatz für den Vorwiderstand in 
AVR-Basierten Dimmern".
- Die Schaltung liesse sich auch von einem AVR steuern (Statt Poti: 
PWM+Tiefpass), wäre also "Leistungsendstufe für AVR-Basierten Dimmer".

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