Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kleine Spannungen umpolen


von x12z34 (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe mal wieder eine Frage:

Aus einer einstellbaren Spannungsquelle (LM317 + Poti) erhalte ich eine 
Spannung im Bereich 1.25V bis 9V.
Der zu schaltende Strom ist "gering" und beträgt max. 50mA.

Diese Spannung will ich nun relativ zu GND "umpolen" können, das heißt, 
an den Ausgangsklemmen will ich µC gesteuert entweder [+1.25 bis +9V] 
oder [-1.25V bis -9V] anliegen haben, und den Stromkreis auch 
unterbrechen können.

Stellt Euch einfach vor, dass ich am Ausgang einen kleinen Motor mit 
einem großen Spannungsbereich "versorgen" will, dann wird mein Vorhaben 
hoffentlich verständlicher.

Im ersten Ansatz hatte ich eine H-Brücke als Umschalter benutzt, genauer 
einen L293D.
Der hat nur (wie jede H-Brücke (?)) den Nachteil, dass er die niedrigen 
Spannungen nicht schalten kann, der Bereich des L293D geht erst >=4.5V 
los. Andere H-Brücken kommen weiter runter, aber ich habe in der 
Übersicht keine Brücke gefunden, die bis 1.25V runtergeht.

Im zweiten Anlauf (wie ich die Schaltung auch momentan betreibe) 
verwende ich zwei Umschalter-Reed-Relais. Das funktioniert auch, hat 
aber für mich den Nachteil des "hohen" Strombedarfs, da so ein 
Reed-Relais bei 5V Schaltspannung 200Ohm Innenwiderstand hat, was bei 2 
Relais einen Strom von 50mA bedeutet.

Da das ganze Später mal mit einem Akkupack laufen soll, gefällt mir so 
ein hoher Strombedarf nicht so sonderlich.

Der dritte Ansatz wären einfach 4 Transistor, die über Kreuz verschaltet 
sind. Dürfte weniger Strom fressen, ist aber ein Haufen Vogelfutter.

Meine Frage daher:
  Gibt es noch andere Möglichkeiten als die genannten, eine niedrige 
Spannung "einfach" umzupolen?

: Verschoben durch User
von Simon S. (-schumi-)


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Du könntest deine Relais durch bistabile Relais ersetzen, die brauchen 
nur zum Umschalten Strom.

z.B. http://www.conrad.de/ce/de/product/503686/

Hat zwei Wechsler, und damit brauchst du nur ein einziges Relais.

von x12z34 (Gast)


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Simon S. schrieb:
> Du könntest deine Relais durch bistabile Relais ersetzen, die brauchen
> nur zum Umschalten Strom.

Vielen Dank für Deine Antwort,

aber, wie mir aufgefallen ist, habe ich ein paar wichtige Sachen in 
meinem ursprünglichen Posting vergessen, sorry dafür:
- Geräuscharmut/-freiheit
- Schaltdauer von >= 100msec


Ich will keine "herkömmlichen" Relais einsetzen, weil die erstens 
"Klackern" und ich die Schaltung möglichst geräuschfrei haben will (soll 
z.B. im Kinder-Schlafzimmer eingesetzt werden, um ein Mobile zu bewegen, 
damit die Kinder besser einschlafen können, so ein Klackern würde 
ziemlich stören). Das Gehäuse, wo die Schaltung eingebaut ist, will ich 
aus wärmetechnischen Gründen nicht schallisolieren.
Außerdem habe ich (ohne jetzt im Datenblatt nachgesehen zu haben) meine 
Zweifel, ob konventionelle Relais im Bereich von 100msec noch sinnvoll 
einsetzbar sind.

von Reinhard Kern (Gast)


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x12z34 schrieb:
> Andere H-Brücken kommen weiter runter, aber ich habe in der
> Übersicht keine Brücke gefunden, die bis 1.25V runtergeht.

Damit regelt man einen Motor ja auch mit PWM und nicht durch Ändern der 
Versorgungsspannung.

Gruss Reinhard

von Mr. X (Gast)


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x12z34 schrieb:
> Spannung im Bereich 1.25V bis 9V. Der zu schaltende Strom ist "gering"
> und beträgt max. 50mA.

x12z34 schrieb:
> aus wärmetechnischen Gründen nicht schallisolieren.

Kannst du dass mal etwas erklären?
Du hast Spannungen, die ein L293 nicht schalten kann, woraus man folgern 
könnte, dass du unter 4,5V schalten möchtest, bei max. 50mA also unter 
1/4W Verlustleistung liegst. Kannst du deine dabei auftretenden 
"wärmetechnischen Gründe" mal mit ein paar Informationen anschaulicher 
beschreiben?

von x12z34 (Gast)


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Mr. X schrieb:
> Kannst du dass mal etwas erklären?
> Du hast Spannungen, die ein L293 nicht schalten kann, woraus man folgern
> könnte, dass du unter 4,5V schalten möchtest, bei max. 50mA also unter
> 1/4W Verlustleistung liegst. Kannst du deine dabei auftretenden
> "wärmetechnischen Gründe" mal mit ein paar Informationen anschaulicher
> beschreiben?

Kann ich ganz einfach dadurch, dass die gesamte Schaltung aus mehreren 
dieser "Module" besteht, sodass sich die Leistung summiert. Außerdem 
kommen noch ein paar LEDs & LED-Treiber dazu, um das ganz auch schön 
auszuleuchten. Für die Kleinen eben nur das Beste ;-)

Außerdem will ich ja den ganzen Bereich bis 9V hoch schalten können, da 
wird die Leistung nochmal größer.

Und zugegebenermaßen bin ich vielleicht auch etwas empfindlich, aber das 
letzte was ich im Kinderzimmer haben will ist eine selbstgebaute 
Hitzequelle, wenn ich das Kästchen mit Schaumstoff auskleiden würde.

Reinhard Kern
> Damit regelt man einen Motor ja auch mit PWM und nicht durch Ändern der
> Versorgungsspannung.

Ich habe es auch schon mal mit PWM Regelung versucht, aber der Motor hat 
gepfiffen wie ein Haufen Wühlmäuse. Kann natürlich sein, dass ich die 
falsche Frequenz gewählt hatte, aber bei langsamerer PWM-Frequenz und 
geringem Duty-Cylce hatte der Motor dann begonnen zu stottern.

von Simon S. (-schumi-)


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x12z34 schrieb:
> Ich habe es auch schon mal mit PWM Regelung versucht, aber der Motor hat
> gepfiffen wie ein Haufen Wühlmäuse. Kann natürlich sein, dass ich die
> falsche Frequenz gewählt hatte, aber bei langsamerer PWM-Frequenz und
> geringem Duty-Cylce hatte der Motor dann begonnen zu stottern.

Dann musst du höher gehen. Vergiss aber nicht, dass die maximale hörbare 
Frequenz mit zunehmendem Alter abnimmt. Das Kind könnte also noch die 
PWM hören, und du nicht mehr -> Genug Abstand zum hörbaren Bereich 
einhalten (Ich würds mal mit 50Khz oder so probieren)

<EDIT>
Evtl. könntest du auch noch auf jeder Seite des Motors einen von der 
H-Brücken-hälfte kommenden Tiefpass einbauen, so dass der Motor nur noch 
konstant DC sieht

von Nosnibor (Gast)


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Eine per LM317 erzeugte Gleichspannung mit einer separaten H-Brücke 
umzupolen kommt mir etwas umständlich vor. Wie wäre es mit einem 
doppel-Leistungs-OP (z.B. L272) als "analoge H-Brücke"?
Ich stimme allerdings zu, daß PWM grundsätzlich besser ist (weniger 
Verlustleistung).

von Hendrik.M (Gast)


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Hallo,
ich hätte eine frage, wie man an einfachsten mit 2 tastern einen 
stromkreis umpohlen kann. Ich weiß das es auch mit 3tastern 
funktionieren könnte, mit 2 normalen moment tastern und einem taster der 
den Stromkreis unterbricht bei dem ich gerne einen Vorschlag sehe wo man 
diese kaufen kann, da ich sie nirgends finden konnte.

Danke :D

von Werner H. (werner45)


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Vorschlag:
Ein Poti mit OpV-Spannungsfolger und evtl. einer Transistor-Endstufe.
Mittelstellung = 0 V.

Gruß   -   Werner

von Sebastian S. (amateur)


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Für Links/Rechts ein kleiner, zweipoliger Umschalter mit Mittelstellung.

Fängst Du aber damit an die Drehrichtung im Betrieb zu ändern, so kannst 
Du nicht einfach Umpolen, da das Mobile dann "wackelt". Auch besteht die 
Gefahr, dass der beruhigende Effekt in ein interessantes Schauspiel 
umschlägt...

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