Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregelung


von sjascha@online.de (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe damals hier schon einmal ein Thema eröffnet. Leider habe ich 
immer noch keine funktionierende Lösung für mein Problem...

Ich habe jetzt eine Schaltung aufgebaut, mit der es meiner Meinung nach 
funktionieren sollte, allerdings stimmt der Bereich am Ausgang nicht.

Ich benötige eine Schaltung, die folgende Funktion erfüllt:

Bei Poti-Mittelstellung (Grundstellung) muss die Eingangsspannung gleich 
Ausgangsspannung sein
Wichtig! Die Ausgangsspannung soll in jeder Situation der 
Eingangsspannung im Bereich von 0-10V regelbar sein, allerdings nicht 
über 10V und nicht unter 0V. Wenn sich der Poti in Mittelstellung 
befindet, muss die Ein- und Ausgangsspannung identisch dein. Das heißt, 
dann könnte man sich die Leiterplatte wegdenken. Wenn ich die aktuelle 
Ausgangsspannung mit dem Poti verändere, soll diese immer vom aktuellen 
Spannungswert aus größer oder kleiner werden.
Beispiel: Beträgt die Eingangsspannung z.B 7V und ich drehe den Poti 
nach rechts soll aus den 7V 7,1V, 7,2V usw. bis 10V werden, aber 
keinesfalls über 10v. Das gleiche soll auch beim nach links drehen 
passieren allerdings bis 0V, und keinesfalls unter 0V.
Die Spannung soll bei konstanter Drehzahl des Potis linear abfallen oder 
ansteigen.

Was muss ich an der anliegenden Schaltung ändern, um dies zu erfüllen? 
Ich denke das Prinzip der Schaltung ist schon richtig, man müsste sie 
nur eichen, sodass ich bei Poti Mittelstellung, sprich 6V eine 
Ausgangsspannung von 5V habe.

Hat jemand eine Idee?
Mit meinem Wissen bin ich gerade ziemlich am Ende.

Viele Grüße Max

von slow (Gast)


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>Bei Poti-Mittelstellung (Grundstellung) muss die Eingangsspannung gleich
>Ausgangsspannung sein

Ist wohl eher anders herum. Oder willst Du den Eingang nach dem Ausgang 
einstellen?

Was Du suchst ist ein Addierer, der noch dazu die Ausgnagsspannung auf 
den Bereich 0 - 10V begrenzt. Wird mit der skizzierten Schaltung so 
nicht gehen. Was macht eigentlich er 1. OP? Noch dazu mit dem mörderisch 
dimensionierten Sapnnungsteiler.

von mhh (Gast)


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Für Ua=Ue ohne am Poti zu drehen muß es an die Eingangsspannung und 
nicht an +12 V.

Über weitere Details habe ich jetzt nicht sinniert.

von Max Mustermann (Gast)


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Hallo slow,

das ist eine Addierer-Schaltung!
Die Schaltung funktioniert von Prinzip auch so wie ich will, allerdings 
stimmt der bereich nicht. Wenn ich eine Eingangsspannung von 10V habe, 
liegen am Ausgang 5V an.(Mittelstellung)Wenn ich am Eingang 0V habe, 
liegen am Ausgang -4,88V an. Wie kann ich den Spannungsbereich 
verschieben?

von MaWin (Gast)


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> Hat jemand eine Idee?

Du brauchst so ein Poti:
http://forum.iwenzo.de/reparatur-von-audio-und-hifi-bausteine-f5/sony-ta-f570es-verstaerker-volumen-alps-poti-defek-t22724.html
dann ist die Schaltung ganz einfach:

         +10V
           |
Eingang --Poti<-- Ausgang
           |
         Masse

von Max Mustermann (Gast)


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Okay und dann?
Brauch ich dann überhaupt keine Schaltung?
Wo ich jetzt so lange an der Schaltung rumdenke, wurde mich aber auch 
interessieren, wie man es mit normalem Poti macht

von Hausaufgabi (Gast)


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Ist das eine Hausaufgabe??

von Max Mustermann (Gast)


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Nein, dass icht keine Hausaufgabe! :-)

von Max Mustermann (Gast)


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Hi,

ich habe immer noch keine Lösung!
Wenn ich die Eingangsspannung an den Poti anschließe kann ich nicht über 
5V regeln.
Ich brauche dringend Hilfe,
Wie muss ich die Schaltung ändern, dass sie funktioniert wie ich möchte?

Viele Grüße Max

von MaWin (Gast)


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> Wie muss ich die Schaltung ändern, dass sie funktioniert wie ich möchte?


Du musst dir bewusst werden,
daß man (Spannungsdifferenzen) multiplizieren muß,
um die Aufgabe lösen zu können.

Und Analogmultiplizier sind...

von MaWin (Gast)


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...komplizierter als ein einfaches Poti.

von Hausaufgabi (Gast)


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>Wie muss ich die Schaltung ändern, dass sie funktioniert wie ich möchte?

Das ist streng nach deinen Vorgaben nicht umsetzbar, und schon garnicht 
für beliebige Eingangsspannungen. Die Schaltung im Anhang macht etwas 
ähnliches. Vielleicht reicht es ja für deine Zwecke...

von slow (Gast)


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Wach auf:
>das ist eine Addierer-Schaltung!
>Die Schaltung funktioniert von Prinzip auch so wie ich will, allerdings
>stimmt der bereich nicht. Wenn ich eine Eingangsspannung von 10V habe,
>liegen am Ausgang 5V an.(Mittelstellung)Wenn ich am Eingang 0V habe,
>liegen am Ausgang -4,88V an. Wie kann ich den Spannungsbereich
>verschieben?

Eine Schaltung, von der nur Du glaubst, daß sie im Prinzip funktioniert, 
in der Realität aber andere Sachen macht, diese Schaltung ist doch 
wertlos, oder?

Deine Addierer-Schaltung ist wenn schon, dann eher ein Subtrahierer.

von Max Mustermann (Gast)


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Hallo nochmal,
ich kann mir ja nicht vorstellen, dass es unmöglich ist.
Geht es vielleicht etwas konkreter? Der Beitrag von "Hausaufgabi" war ja 
schon mal super, allerdings funktioniert es so auch nicht, habe es 
getestet.
Es wäre toll wenn mir jemand eine funktionierende Schaltung aufmahlen 
könnte.
Gibt es Experten unter euch, die das hinbekommen?
Danke im Vorraus! :-)

von Harald W. (wilhelms)


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Max Mustermann schrieb:
> Hallo nochmal,
> ich kann mir ja nicht vorstellen, dass es unmöglich ist.
> Geht es vielleicht etwas konkreter?

Wenn MaWin sagt: "Es geht nicht.", glaube ich Ihm das, ohne nochmal 
nachzurechnen. :-) Grundsätzlich kannst Du natürlich eine entsprechende
Schaltung mit einem uC aufbauen. Die Programmierung musst Du dann aber
schon mal selbst machen.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> Wenn MaWin sagt: "Es geht nicht.",

Ähm, hab ich nicht gesagt :-)

Aber das ist die klassische Aufgabenstellung an der die Schüler erkennen 
sollen, daß Elektronik nicht unbedingt die sinnvolle Lösung ist, und vor 
allem keine Vereinfachung bietet, sondern das Problem unglaublich simpel 
wird wenn man mit der Intelligenz unserer Altvorderen eine quasi 
mechanische Lösung vorzieht.

Manche Schüler merken es aber auch mit der Aufgabe nicht...

von Hausaufgabi (Gast)


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>Der Beitrag von "Hausaufgabi" war ja schon mal super, allerdings
>funktioniert es so auch nicht, habe es getestet.

Was genau funktioniert nicht?

Die Problematik ist, daß du eine Schaltung brauchst, die zwei 
unterschiedliche Verstärkungen besitzt, je nachdem ob sich der Schleifer 
in der oberen oder in der unteren Hälfte befindet. Das macht meine 
Schaltung, wenn auch nicht genau so, wie gefordert.

Das zweite Problem ist aber, daß diese Verstärkung auch noch abhängig 
von der Eingangsspannung sein muß. Hast du z.B. 9V Eingangsspannung, 
dann muß irgendwo eine Verstärkung von 1,11 herrschen, um aus den 9V 
dann 10V zu machen. Bei 1V Eingangsspannung muß die Verstärkung aber 
schon 10 sein, bei 0,1V dann 100, bei 10mV dann 1000 und bei 0V sogar 
unendlich.

Es handelt sich hierbei um eine variable VERSTÄRKUNG, keinen variablen 
OFFSET, den man ja leicht aus der Eingangsspannung gewinnen und geeignet 
hinzuaddieren oder abziehen könnte.

Desweiteren ist die Aufgabstellung unsinnig, weil bei kleinen 
Eingangsspannungen riesige Versärkungen nötig werden und die 
Linearitätseigenschaften eines normalen Potis schon arg strapaziert 
werden.

Es macht auch keinen Sinn, die gwählte Eingangsspannung nun unbedingt 
auf der Hälfte des Schleiferwegs reproduzieren zu wollen, weil man bei 
sehr kleinen oder sehr großen eingestellten Eingansspannungen auf der 
einen Hälfte des Schleiferwegs gar keine sinnvolle Veränderung mehr 
durchführen kann und man die Hälfte des Schleiferwegs sinnlos vergeudet. 
Ein guter Elektroniker würde so etwas nie tun...

Noch unsinniger wird die Geschichte, wenn das Ganze auch noch 
winkelproportional geschehen soll.

Also entewder du nimmst einen µC dafür, der dann auch noch 
Plausibilitätschecks machen kann, oder du mußt eine aufwendige Schaltung 
mit Analogmultiplizieren verwenden. Der Eingangsspannungsbereich muß 
dann aber in jedem Fall auf "sinnvolle" Werte eingeschränkt werden, weil 
unendlich hohe Verstärkungen nun mal nicht funktionieren.

von Harald W. (wilhelms)


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MaWin schrieb:
>> Wenn MaWin sagt: "Es geht nicht.",
>
> Ähm, hab ich nicht gesagt :-)

Naja, "Es geht nicht." mit vernünftigen Aufwand. Zusätzliche
Multiplizierer sind eigentlich erst dann sinnvoll, wenn uns
Max erzählt, wofür das ganze eigentlich dienen soll.
Gruss
Harald

von Max Mustermann (Gast)


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Hallo Harald,

der Grund ist Folgender:
Ich arbeite derzeit an einem Projekt, in dem ein analoger Distanzsensor 
einen Abstand misst und diesen als 0-10V Signal an eine Servosteuerung 
weitergibt. Diese Servocontroller regelt dann entsprechend dem 
Analogsignal eine Servoachse aus um einem Abstand konstant 
beizubehalten. Ich möchte darüber hinaus aber die Möglichkeit haben, 
diesen Anstand über einen Poti im Bereich von diesen 0-10V nachzuregeln. 
Da ich für diese Anwendung keinen Indutrie-PC zur Verfügung habe und der 
Servoregler eine solche Möglichkeit nicht bietet, ist dies meinermeinung 
nach nur über eine solche Schaltung lösbar. Das wäre mir wichtig.
Mir ist bewusst, dass man dies über Software problemlos lösen könnte, 
nutze allerdings keinen Rechner hierfür.

Viele Grüße ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Max Mustermann schrieb:
> Hallo Harald,
>
> der Grund ist Folgender:
> Ich arbeite derzeit an einem Projekt, in dem ein analoger Distanzsensor
> einen Abstand misst und diesen als 0-10V Signal an eine Servosteuerung
> weitergibt. Diese Servocontroller regelt dann entsprechend dem
> Analogsignal eine Servoachse aus um einem Abstand konstant
> beizubehalten. Ich möchte darüber hinaus aber die Möglichkeit haben,
> diesen Anstand über einen Poti im Bereich von diesen 0-10V nachzuregeln.
> Da ich für diese Anwendung keinen Indutrie-PC zur Verfügung habe und der
> Servoregler eine solche Möglichkeit nicht bietet, ist dies meinermeinung
> nach nur über eine solche Schaltung lösbar. Das wäre mir wichtig.
> Mir ist bewusst, dass man dies über Software problemlos lösen könnte,
> nutze allerdings keinen Rechner hierfür.

Da würde ich einen Umschalter mit Beschriftung "Hand" und
"Automatik" einbauen.
Gruss
Harald

von Hausaufgabi (Gast)


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Warum den Abstand nicht gleich als Soll-Größe mit 0-10V eingeben???

von Max Mustermann (Gast)


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Hallo ihr Zwei,

da der Lasersensor auch bei leicht schrägem Einbau auf unterschiedliche 
Materialien leicht unterschiedlich reagiert, insbesondere bei Edelstahl. 
Außerdem ist es so, dass der Laser ausgesprochen aufwendig zu teachen 
ist und dies aus zeitlichen Gründen nicht ständig möglich ist. Der 
Soll-Abstand ist durch den Laser festgesetzt, soll aber über diese 
Schaltung regelbar sein. Also ich bin ja für die Schaltung..... :-)

von Udo S. (urschmitt)


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Also ich verstehe es immer noch nicht.
Du hast einen geschlossenen Regelkreis bestehend aus einem 
(Laser?)-Abstandssensor und einem (Linear!)Servo.
Jetzt willst du den Abstand aber manuell ändern, richtig?

Dafür gibt es in einem Regelkreis eine Sollwertvorgabe!

von Max Mustermann (Gast)


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Hallo Udo,

du hast es genau richtig verstanden.
Ich habe auch einen fixen Wert als Sollwertvorgabe, ich möchten diesen 
Sollwert allerdings manuell verschieben können. Das klingt vielleicht 
bescheuert, ist aber total wichtig. Ich brauch eine entsprechende 
Schaltung.

Grüße

von Max Mustermann (Gast)


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Respekt dem, der mir eine Schaltung aufmahlt die das kann was ich will.
Bitte helft mir! Habe eine Simulationssoftware und kann es direkt 
testen. :-)

von Hausaufgabi (Gast)


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>Ich habe auch einen fixen Wert als Sollwertvorgabe, ich möchten diesen
>Sollwert allerdings manuell verschieben können.

Dann nimm doch einfach eine Schaltung, die zu deinem Sollwert eine 
Zusatzspannung von +/-10V hinzuaddieren kann, und zwar so, daß weder 0V 
unterschritten, noch +10V überschritten werden. Einfach mit einem 
invertierenden Summierer.

von Udo S. (urschmitt)


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Max Mustermann schrieb:
> Ich habe auch einen fixen Wert als Sollwertvorgabe, ich möchten diesen
> Sollwert allerdings manuell verschieben können.

Die Rückmeldung des Sensors ist keine Sollwertvorgabe sondern der 
gemessene Istwert.
Du willst anscheinend die regelung bescheißen indem du den Istwert 
nachträglich veränderst.
Warum änderst du nicht einfach den Sollwert.

Vieleicht verstehe ich das falsch, aber dann solltest du deine Problem 
besser beschreiben und nicht deinen vermeintlichen Lösungsansatz. Siehe 
auch Netiquette

von Hausaufgabi (Gast)


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>Dann nimm doch einfach eine Schaltung, die zu deinem Sollwert eine
>Zusatzspannung von +/-10V hinzuaddieren kann, und zwar so, daß weder 0V
>unterschritten, noch +10V überschritten werden. Einfach mit einem
>invertierenden Summierer.

So, wie im Anhang...

von Hausaufgabi (Gast)


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>Respekt dem, der mir eine Schaltung aufmahlt die das kann was ich will.
>Bitte helft mir!

War also doch nur eine Hausaufgabe und Montag Morgen war 
Abgabe-Termin...

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