Hi zusammen, ich versuche gerade meine erste Opamp Schaltung zu entwerfen/testen, allerdings funktioniert bei mir gerade selbst die einfachste Grundschaltung nicht richtig, ich mache sicherlich irgendeinen dummen Anfängerfehler: Mein Ziel ist folgendes: - am Opamp soll dann eine LED betrieben werden - ein PWM Signal (0-5V) soll durch einen Tiefpass zweiter Ordnung geglättet werden (Tiefpass habe ich noch nicht berechnet) und die LED Helligkeit sehr fein steuern. - das Signal soll durch den Opamp konstant um 2V angehoben werden, also nach dem Opamp 2-7V herauskommen, nicht nur 0-5V. Die LED hat eine Flussspannung von ca. 2,1V, d.h. sonst würde bei 40% des PWM Bereichs die LED sowieso nicht leuchten, daher die Anhebung der Spannung. - der Opamp braucht nicht verstärken, nur das PWM Signal mit dem 2V Offset addieren Invertiertes Signal am Opamp sollte ja kein Problem sein, dass kann ich ja per PWM entsprechend steuern!? Im Anhang habe ich eine Schaltplan angefügt wie ich mir das vorstelle. Allerdings bekomme ich gerade nicht mal zwei Signale durch den Opamp addiert, habe das wie im Schaltplan nur ohne PWM/Tiefpass ausprobiert. Die Eingangs-Spannungen habe ich versucht mit Spannungsteilern aufzubauen bzw. GND 9V 8,3V (Diode um 9V -0.7V zu bekommen) an einen Eingang gelegt. Dabei sollte sich der Ausgang doch verändern (tut er bei mir um ca. 0,01V)? Ich habe mehrere Opamps durchprobiert um einen defekt auszuschließen. Ist mein Ansatz grundsätzlich falsch oder funktioniert der Schaltplan theoretisch wie gewünscht? Kann ich die Eingänge bei Single-Supply so beschalten? Vielen Dank für eure Hilfe, ich bin gerade etwas ratlos... Samuel
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Samuel -. schrieb: > Die Eingangs-Spannungen habe ich versucht mit Spannungsteilern > aufzubauen bzw. GND 9V 8,3V (Diode um 9V -0.7V zu bekommen) an einen > Eingang gelegt. Dabei sollte sich der Ausgang doch verändern (tut er bei > mir um ca. 0,01V) bei 9V und 8,3V sollten theoretisch -17,3 V rauskommen. geht bei deiner Spannungversorgung natürlich nicht
Samuel S. schrieb: > Mein Ziel ist folgendes: > - am Opamp soll dann eine LED betrieben werden > - ein PWM Signal (0-5V) soll durch einen Tiefpass zweiter Ordnung > geglättet werden (Tiefpass habe ich noch nicht berechnet) und die LED > Helligkeit sehr fein steuern. > - das Signal soll durch den Opamp konstant um 2V angehoben werden, also > nach dem Opamp 2-7V herauskommen, nicht nur 0-5V. > Die LED hat eine Flussspannung von ca. 2,1V, d.h. sonst würde bei 40% > des PWM Bereichs die LED sowieso nicht leuchten, daher die Anhebung der > Spannung. Das ist in jeglicher Hinsicht falsch. 1. für die Helligkeitssteuerung einer LED per PWM braucht man normalerweise gar keine Filterung. Einfach mit dem PWM-Signal die LED an- und ausschalten und gut ist. 2. wenn man die Helligkeit einer LED analog steuern will, dann muß man das über den Strom tun und nicht über die Spannung. Die Flußspannung ist auch keineswegs konstant, sondern temperaturabhängig und außerdem von Exemplar zu Exemplar verschieden. Wenn man das also analog machen wöllte (wofür es wie gesagt normalerweise keinen Grund gibt), dann würde man eine spannungs- gesteuerte Stromquelle bauen aus einem OPV + MOSFET. Und der als Steuerspannung das passiv gefilterte PWM-Signal zuführen. XL
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Nochwas: Der TL082 (die ganze Serie von OPs von TL061 bis TL084) kann mit Eingangsspannungen unter ca. 3V (bei unipolarer 9V-Versorgung) nichts anfangen. Siehe "Common mode input voltage range" im Datenblatt - das ist je nach Typ verschieden. Du willst eine LED (gegen Masse) ansteuern, und eine vielleicht langsame PWM glätten? Dann nimm einen LM358, der kann Eingangs- und Ausgangsseitig bis 0V herunter. Beachte, dass bei Deiner Schaltung die Tiefpass-Widerstände R19 und R20 selbstverständlich für die Berechnung Uout(Uin) zum Spannungsteiler-Widerstand R17 addiert werden müssen. Eine andere einfache Schaltung könnte so aussehen wie im Anhang. Die LED D_ref bewirkt dabei die Pegelanhebung, und sollte eine ähnliche Schwellspannung wie die Ausgangs-LED haben. Drei 1N4148 in Reihe sollten es an der Stelle auch tun. Der Tiefpass ist für PWMs ab ca. 1kHz aufwärts gut.
ReparierTier schrieb: > Eine andere einfache Schaltung könnte so aussehen wie im Anhang. Wozu so kompliziert? Wenn der OPV die LED direkt treiben soll, dann kannst du gleich da wo jetzt R4 ist, den R3 hinsetzen und an Stelle von D_ref kommt die richtige LED. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, die LED müßte mit der Kathode auf GND liegen. Ist ja kein Leistungsbauteil. XL
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Du meinst, R3 auf 270 Ohm setzen und D_ref leuchten lassen. Stimmt, ich hatte das sogar schon fertig gezeichnet, nur nicht gepostet. Man möge mir verzeihen, dass der LED-Widerstand in dem Bild jetzt R1 heißt.
Axel Schwenke schrieb: > Samuel S. schrieb: > >> Mein Ziel ist folgendes: >> - am Opamp soll dann eine LED betrieben werden >> - ein PWM Signal (0-5V) soll durch einen Tiefpass zweiter Ordnung >> geglättet werden (Tiefpass habe ich noch nicht berechnet) und die LED >> Helligkeit sehr fein steuern. >> - das Signal soll durch den Opamp konstant um 2V angehoben werden, also >> nach dem Opamp 2-7V herauskommen, nicht nur 0-5V. >> Die LED hat eine Flussspannung von ca. 2,1V, d.h. sonst würde bei 40% >> des PWM Bereichs die LED sowieso nicht leuchten, daher die Anhebung der >> Spannung. > > Das ist in jeglicher Hinsicht falsch. > > 1. für die Helligkeitssteuerung einer LED per PWM braucht man > normalerweise gar keine Filterung. Einfach mit dem PWM-Signal die LED > an- und ausschalten und gut ist. > > 2. wenn man die Helligkeit einer LED analog steuern will, dann muß man > das über den Strom tun und nicht über die Spannung. Die Flußspannung > ist auch keineswegs konstant, sondern temperaturabhängig und außerdem > von Exemplar zu Exemplar verschieden. > > Wenn man das also analog machen wöllte (wofür es wie gesagt > normalerweise keinen Grund gibt), dann würde man eine spannungs- > gesteuerte Stromquelle bauen aus einem OPV + MOSFET. Und der als > Steuerspannung das passiv gefilterte PWM-Signal zuführen. > > > XL Hi, erstmal danke allen für die Tipps! Noch kurz zum Anwendungszweck: die LED soll einen LDR "regeln". Es ist nicht fürs menschliche Auge gedacht. Mein bisheriges Problem mit PWM direkt an der LED ist, dass der LDR qasi praktisch gar nicht regelbar ist. Ich denke die Frequenz der PWM ist viel zu gering und der LDR reagiert bei jeder 5V spitze der LDR, sei sie auch noch so kurz und "zappelt" dabei nach oben. Die LED scheint einfach kurzzeitig viel zu hell zu leuchten. Ob die LED per Spannung oder Stromstärke in der Helligkeit gesteuert wird dürfte ja egal sein, da I und U eh voneinander abhängig sind!? Daher kam die Idee das PWM Signal glatt zu filtern um diese Spannungssprünge herunterzusetzen. Da nach meinem Verständnis der Filterung es danach nicht mehr möglich ist die LED direkt zu treiben kam die Idee per Opamp die LED zu treiben und dabei gleich die Flussspannung der LED etwas mit auszugleichen. Das muss nicht auf mV Ebene perfekt eingestellt werden. Es sollte sich dennoch grob in Richtung des von der LED nutzbaren Bereichs verschieben. Wenn ich nur den Bereich von 0-5V zur Verfügung habe und davon ca. die ersten 2V eh kein leuchten der LED bewirken verschenke ich ja so sonst über 40% meiner Auflösung. Ich werde mir den von euch geposteten Schaltplan mal ausprobieren! Vielen Dank, Gruß, Samuel
noch eine kurze Verständnisfrage bei dem von mir anfangs geposteten Schaltplan (auch wenn der sowieso nicht in Frage kommt): ich hätte den +Eingang vom Opamp auch nicht auf GND sondern per Spannungsteiler auf VCC/2 setzen müssen oder? Ich habe ein TI Dokument gefunden wo verschiedene Opamp Schaltungen mit Singlesupply erklärt wurden und die haben dort immer VCC/2 benutzt. Dadurch verschiebt sich ja auch der ganze Bereich wie der Opamp mit dem -Eingang arbeitet!? Gruß, Sammy
ReparierTier schrieb: > Du meinst, R3 auf 270 Ohm setzen und D_ref leuchten lassen. Das ist jetzt eine ganz gewöhnliche Stromquelle, die den Spannungsabfall über R1 auf den Wert des Eingangssignales regelt. Nix mehr mit Levelshifterei um einen (geschätzten) Wert.
ReparierTier schrieb: > Du willst eine LED (gegen Masse) ansteuern, und eine vielleicht langsame > PWM glätten? Dann nimm einen LM358, der kann Eingangs- und > Ausgangsseitig bis 0V herunter. Ein etwas modernerer LinCMOS-Opamp von TI kann das auch. Da gibt es eine ganze Familie: TLC271 (mit einstellbarer Grenzfrequenz-Slewrate, durch Biasstrom), TLC272 - TLC27M2 - TLC27L2 (Dual-Opamp) und TLC274 - TLC27M4 - TLC27L4 (Quad-Opamp). L steht für Low-Power und M für Medium-Power. Datenblätter bei TI. Gruss Thomas
Samuel S. schrieb: > Noch kurz zum Anwendungszweck: die LED soll einen LDR "regeln". Es ist > nicht fürs menschliche Auge gedacht. Aha. Und was soll der LDR dann "regeln"? Soll das vielleicht so ne Art Lautstärkeregler werden? > Mein bisheriges Problem mit PWM direkt an der LED ist, dass der LDR qasi > praktisch gar nicht regelbar ist. Das liegt dann aber wohl kaum an der PWM. Welche Farbe hat denn deine LED? Die meisten LDR sind für Farben außer rot eher unempfindlich. Der beste "Sender" für einen LDR "Empfänger" ist eine Glühlampe. Keine LED (vor allem keine weiße). > Ich denke die Frequenz der PWM ist > viel zu gering und der LDR reagiert bei jeder 5V spitze der LDR, sei sie > auch noch so kurz und "zappelt" dabei nach oben. LDR sind für gewöhnlich recht träge. Oberhalb ein paar 100Hz werden sie schnell taub. Hängt aber vom genauen Typ (vor allem: dessen Größe) ab. Ob PWM dann geht oder nicht, hängt natürlich von der PWM-Frequenz ab und davon was damit gemacht werden soll. LDR als Lautstärkeregler geht so z.B. nicht, weil die PWM "durchschlagen" wird. > Ob die LED per Spannung oder > Stromstärke in der Helligkeit gesteuert wird dürfte ja egal sein, da I > und U eh voneinander abhängig sind!? OMG! Eine LED ist kein Widerstand. Schau dir die U-I-Kennlinie an. Fällt dir was auf? > Ich werde mir den von euch geposteten Schaltplan mal ausprobieren! Die letzte Variante von ReparierTier (Gast) könnte passen. Aber vorher solltest du natürlich erstmal testen, ob LDR und LED überhaupt zusammenpassen. Welchen Strom durch die LED du brauchst. Etc. XL
> ich hätte den +Eingang vom Opamp auch nicht auf GND sondern per > Spannungsteiler auf VCC/2 setzen müssen oder? Das macht man gerne, wenn nur der Wechselanteil interessiert, z.B. bei Audio-Schaltungen. Denn mit VCC/2 am Eingang funktionieren die meisten Opamps gut. Bei Dir kommt es aber auch auf den Gleichspannungspegel an, da ist man nicht so frei. > Die meisten LDR sind für Farben außer rot eher unempfindlich. Die wegen RoHS in ungnade gefallenen Cadmiumsulfid (CdS) LDRs haben ähnlich dem Auge bei grün die höchste Empfindlichkeit.
Axel Schwenke schrieb: > Samuel S. schrieb: >> Noch kurz zum Anwendungszweck: die LED soll einen LDR "regeln". Es ist >> nicht fürs menschliche Auge gedacht. > > Aha. Und was soll der LDR dann "regeln"? Soll das vielleicht so ne Art > Lautstärkeregler werden? > unter anderem auch Lautstärke, aber genauso gut als Variabler Widerstand/Potentiometer in anderen Bereichen eines Röhrenverstärkers wie z.B. EQ >> Mein bisheriges Problem mit PWM direkt an der LED ist, dass der LDR qasi >> praktisch gar nicht regelbar ist. > > Das liegt dann aber wohl kaum an der PWM. Welche Farbe hat denn deine > LED? Die meisten LDR sind für Farben außer rot eher unempfindlich. Der > beste "Sender" für einen LDR "Empfänger" ist eine Glühlampe. Keine LED > (vor allem keine weiße). ich habe eine orange LED genommen, die passt von der Wellenlänge am besten laut Datenblatt der LDRs, vielleicht sogar zu gut da sie tendenziell immer zu hell ist. Ich habe hier leider kein Oszilloskop aber es scheint mir dass selbst ein kurzzeitiges ansteuern der LED mit den 5V der PWM ausreicht das der LDR Widerstand gegen 0 geht. Bei einem Versuch mit konstant 5V und den Vorwiderstand zu ändern hatte ich Vorwiderstände > 100KOhm um LDR Widerstände um die 200KOhm zu erhalten. Dabei hatte ich versucht das Raumlicht davon gut abzuschirmen... > >> Ich denke die Frequenz der PWM ist >> viel zu gering und der LDR reagiert bei jeder 5V spitze der LDR, sei sie >> auch noch so kurz und "zappelt" dabei nach oben. > > LDR sind für gewöhnlich recht träge. Oberhalb ein paar 100Hz werden sie > schnell taub. Hängt aber vom genauen Typ (vor allem: dessen Größe) ab. > Ob PWM dann geht oder nicht, hängt natürlich von der PWM-Frequenz ab und > davon was damit gemacht werden soll. LDR als Lautstärkeregler geht so > z.B. nicht, weil die PWM "durchschlagen" wird. > deswegen wollte ich die PWM filtern, so dass keine Störfrequenz mehr von der LED auf den LDR "übertragen" wird. >> Ob die LED per Spannung oder >> Stromstärke in der Helligkeit gesteuert wird dürfte ja egal sein, da I >> und U eh voneinander abhängig sind!? > > OMG! Eine LED ist kein Widerstand. Schau dir die U-I-Kennlinie an. Fällt > dir was auf? > das eine LED einen Vorwiderstand braucht ist mir schon bewußt. Allerdings ob ich bei konstantem Vorwiderstand die Spannung ändere oder bei konstanter Spannung den Vorwiderstand kommt doch so ziemlich auf das gleiche. >> Ich werde mir den von euch geposteten Schaltplan mal ausprobieren! > > Die letzte Variante von ReparierTier (Gast) könnte passen. Aber vorher > solltest du natürlich erstmal testen, ob LDR und LED überhaupt > zusammenpassen. Welchen Strom durch die LED du brauchst. Etc. > > > XL grundsätzliche Tests (außerhalb einer Audioschaltung) habe ich bereits gemacht wie oben kurz erwähnt. Bei 5V die Vorwiderstände geändert und geguckt ob ich die gewünschten Werte am LDR erreichen kann. Das hat gut geklappt. Mit PWM direkt an der LED allerdings nur sehr schwierig: sobald "größere" Widerstände gewünscht sind klappt es mit PWM trotz großer Vorwiderstände nicht den LDR Widerstand stabil einzustellen und die Abstufungen lassen sich nicht so detailiert einstellen wie bei dem 5V/Vorwiderstands-Test. Obwohl nach meinem Verständnis vom ohmschen Gesetz nicht relevant sein sollte ob der Vorwiderstand oder die Spannung verändert wird - außer wie hier das die PWM-Spannung ständig zwischen 0-5V ständig hin und herspringt und somit die LED zumindest kurzzeitig mit voller Helligkeit leuchtet, was schon zu viel zum regeln zu sein scheint. Daher mein Versuch/Hoffnung mit dem Filter/Opamp das PWM-Rechteck wegzubekommen. Ich hatte leider kein Labornetzteil hier um bei konstantem Vorwiderstand die Spannung von 0 auf 5V zu erhöhen und dann den LDR Widerstand zu messen. Denke aber auch das das geklappt hätte. Danke für eure Hilfe! Gruß, Samuel
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