Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Digitalpotentiometer, 1-10V EVG, Arduino


von MJ1981 (Gast)


Lesenswert?

Guten Tag zusammen,

ich würde mich freuen wenn Sie mir bei einem kleinen Problem helfen 
könnten, da ich mit meinem Latein gerade am Ende bin. Die Suchfunktion 
konnte mir leider nicht wirklich weiterhelfen.

Momentan sitze ich an der Realisierung einer Dimmungssteuerung für die 
T5 Beleuchtung meines Aquariums.  Die Lampe ist mit 2 dimmbaren T5 EVGs 
die je eine 1-10V Schnittstelle (keine 0-10V Schnittstelle) besitzen. 
Ist die Steuerleitung offen, dann brennt die Lampe mit 100% der 
Leistung, bei Kurzschluss mit den Minimalleistung (3-5%). Das 
Ausschalten wird letztendlich von Relais übernommen, diese sind aber 
noch nicht angeschlossen.

Grundlegend habe ich als Rahmenbedingung einen Arduino Uno als 
Mikrocontroller zur Ansteuerung und habe mir ein MCP42100 
Digitalpotentiometer besorgt.

(Manual http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/11195c.pdf )

Die Ansteuerung per SPI funktioniert problemlos. Im Testdurchlauf ohne 
Last lässt sich in beiden Registern ohne Probleme der gesamte 
Widerstandsbereich durchfahren. Das Digitalpotentiometer ist als 
Rheostat verdrahtet. Gnd der Steuerleitungen und des Arduinos liegen 
zusammen. Die 10V der EVGs liegen auf PB0 und PB1 und werden über PW0 
und  PW1 and den Gnd weitergegeben. Sprich der Stromkreis  wird 
geschlossen.

Soweit so schön, problematisch wird es mit Last: Lege ich einen 
Widerstand von 100kOhm an, dann erhalte ich auf der Steuerleitung eine 
Spannung von rund 5,5V anstatt der 10V. Die Dimmung funktioniert aber 
ansonsten.

Ein Test mit einem einfachen 100kOhm Widerstand ohne die Steuerung 
ergibt eine Spannung von 10V. Hier jetzt die Frage: Wo sind meine 
restlichen 4,5V (die ich für die volle Leistungsstärke der Lampe 
brauche)? Dies lässt sich für beide Steuerkreise reproduzieren.

Ich habe latent das Gefühl, dass ich das falsche Digitalpotentiometer 
ausgesucht habe, bräuchte hier aber noch Hilfe.

Vielen Dank für die Hilfe!

von Jim M. (turboj)


Lesenswert?

Hättest Du das Datenblatt auch mal gelesen, dann wüsstest Du das Dein 
Digipoti nur Spannungen von 0 bis VDD (bei Dir wohl 5 V) verträgt und 
damit für 10 V ungeeignet ist.

von MJ1981 (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

danke für die Antwort. Damit hat sich das latente Gefühl bestätigt. 
Gelesen habe ich es schon, aber da es das erste Mal ist das ich mit 
einem Digitalpotentiometer arbeite ist die Info, ehrlich gesagt, an mir 
vorbeigerauscht.

Hättest Du vielleicht einen Tip für ein alternatives 
Digitalpotentiometer?

Vielen Dank!

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

MJ1981 schrieb:

> Hättest Du vielleicht einen Tip für ein alternatives
> Digitalpotentiometer?

Warum willst Du denn unbedingt ein Digitalpotentiometer, anstatt
Dein Gerät direkt mit einer variablen Spannung anzusteuern?
Entweder per DA-Wandler oder per "AD-Wandler für Arme" = PWM?
Gruss
Harald

von MJ1981 (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

die Idee mit dem Digitalpotentiometer kommt aus dem Umstand heraus, dass 
auf den Steuerleitungen seitens der EVGs bereits eine Spannung anliegt 
(1-10 V, Strom: ~0.6 mA) und es mir mit einem Poti am einfachsten 
erschien. Um ehrlich zu sein ist mir nicht ganz klar wie ich das 
technisch realisiere, die vorhandene Steuerspannung einfach (sehr 
laienhaft ausgedrückt) zu "überschreiben".

Da der Hersteller der Beleuchtung erwähnte im Emailverkehr, dass die 
Überprüfung in der Fertigung mittels eines Potentiometers erfolgt. So 
lag für mich ein DigiPot nahe.

Alternative Ansätze zur Regelung sind mir gerne willkommen. PWM wäre 
eine Möglichkeit wenn ich das Signal mittels OP verstärke und glätte. An 
einen DA Wandler hatte ich noch nicht gedacht.

Grüße

von Chris (Gast)


Lesenswert?

Einen Transistor mit der Kollektor oder Drainseite an den Eingang 
anschließen, Source/Emitter an Masse, einen Tiefpass am pwmausgang des 
Controllers nachschauen und damit Basis/Gate ansteuern.

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

MJ1981 schrieb:
> PWM wäre
> eine Möglichkeit wenn ich das Signal mittels OP verstärke und glätte.

Das würde ich bevorzugen.
Der OPV kommt allerdings hinter das RC-Glied und könnte mit den 10V 
versorgt werden (R2R-OPV).

von MJ1981 (Gast)



Lesenswert?

Chris schrieb:
> Einen Transistor mit der Kollektor oder Drainseite an den Eingang
> anschließen, Source/Emitter an Masse, einen Tiefpass am pwmausgang des
> Controllers nachschauen und damit Basis/Gate ansteuern.

Hallo zusammen,

danke für die zahlreichen Hilfen. Nach etwas weiterem googlen bin ich 
bei der Transistor-Schaltung hängengeblieben.

Ich habe ein Bild mit hochgeladen wie ich es jetzt aufbauen würde.

Es wäre super wenn man mir noch ein wenig bei der Auslegung der Bauteile 
(RC-Glied und NPN-Transistor) unter die Arme greifen könnte.

Im Detail:

1.) Dimensionierung des RC Glieds. Die Nennfrequenz der PWM liegt laut 
Referenz bei 490 Hz, bzw. 980 Hz an Pin 5 und. Reicht der vorgeschlagene 
Widerstand und Kondensator?

Und des Interesse wegens: Wie wird das berechnet (solides Google 
Schlagwort würde schon reichen).

2.) Auswahl des NPN-Transistors.

Ich habe versucht mich an anderen Beispielen zu orientieren und den 
BC547 von Fairchild rausgesucht (Manual, siehe: 
http://www.mikrocontroller.net/part/BC547 ). Würde der für diese 
Anwendung passen?

Grüße

von MJ1981 (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Anscheinend war der Dateiname zu lang. Anbei die Datei für das obige 
Posting.

von chris (Gast)


Lesenswert?

würde noch einen Widerstand zwischen C und Basis legen von ca 1kohm dann 
sollte es passen. Wenn du ein Oszi hast kannst dir ja mal das Signal vor 
und nach R1 angucken.

--------R1-----R2-----BASIS
            |
            C
            |
          Masse

von chris (Gast)


Lesenswert?

die Transe vergessen.... Na wenn es nur eine Steuerspannung max 10V und 
100mA nicht überschritten werden denn passt er am besten mal nen 
Messgerät zwischen klemmen um den Strom zu ermitteln sonst vielleicht 
auf nen BS170 oder noch stärker IRFxxx umsteigen... aber mehr als ein 
paar mA sollten da nicht fließen....

von MJ1981 (Gast)


Lesenswert?

Vielen Dank! Ich setze das um und melde mich dann noch einmal.

von MJ1981 (Gast)


Lesenswert?

Guten Tag,

mal eine Rückmeldung: Der Aufbau klappt so leider nicht (mein obiges 
Schema um den R2 von Chris erweitert), bzw. nur eingeschränkt.

Ohne anliegendes Signal am Gate des Transistors (BS170) beobachte ich 
eine maximale Dimmung der Lampe (wie gewünscht), sobald ich allerdings 
das PWM Signal ausgebe wird bereits bei kleiner Spannung das 
Steuersignal komplett durchgeschaltet und die Lampe geht auf maximale 
Leistung (sprich: ich habe 4 statt theoretischer 255 dimmstufen).

Hier die Überlegung, kann ich dies durch Variation von R1 und R2 feiner 
einstellen?

Grüße

von ChrisNRW29 (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
gibt es hier schon was neues? Suche auch noch eine Lösung meine EVGs zu 
dimmen(1-10V)

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


Lesenswert?

@ChrisNRW29: Ich habe einfach einen Optokoppler, zwei Widerstände, einen 
Kondensator und PWM genommen, geht wunderbar, kostet fast nix und es 
sind keine Spezial-Bauteile (Digitalpotentiometer) nötig:

Geöffneter Deckel vom Aquarium:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/179146/EVG-Koppler_5951.jpg

PWM-% und Helligkeit hängen nicht linear zusammen. Ein 16-Bit-Counter 
und eine Loopup-Tabelle sind ratsam.

PS:
Galvanische Trennung mag zwar nicht nötig sein, ist bei dieser Lösung 
aber zusätzlich gegeben.

: Bearbeitet durch User
von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

ChrisNRW29 schrieb:
> gibt es hier schon was neues? Suche auch noch eine Lösung meine EVGs zu
> dimmen(1-10V)

Schau in's Handbuch deines EVGs. Oft kann man sogar ganz ohne 
zusätzliche Widerstände und Kondensatoren eine PWM (Open-Kollektor) auf 
den Eingang geben.
Das Glätten macht das EVG schon selber, Stromversorgung (KSQ) kommt auch 
aus dem Pin.

d.H. je nach Sicherheitsbedürfnis reicht ein Transistor oder ein 
Optokoppler.

Extra Glättung, wie Torsten sie noch verwendet, schadet natürlich auch 
nicht.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.