Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM Umbau für SPS-Ansteuerung


von Markus L. (markus_l932)


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Hallo,

bald ist Weihnachten und ich bin schon wieder zu spät dran.

Zu meinen Problem:

Ich betreibe zur Weihnachtszeit für die Kinder eine Show-Eisenbahn in 
unserem Dorf (natürlich für umsonst).

Ich betreibe die Bahn mit einer SPS S5 und das schon seit 6 Jahren.

Ich weiß das dies nicht Zeitgemäß ist aber halt billig (ist ja eines 
meiner Hobbys und ich verdiene nichts dabei).

So nun zum eigentlichen.

Ich habe eine Analoge Ausgabegruppe welche mir 0-10V mit 20mA 
bereitstellt.

Geschossen habe ich bei 123 dieses hier

http://www.ebay.de/itm/12V-40V-10A-PWM-Spannungsregler-Steuerung-Drehzahl-Schalter-Speed-DC-Motor-NM/131551167954?_trksid=p2045573.c100033.m2042&_trkparms=aid%3D111001%26algo%3DREC.SEED%26ao%3D1%26asc%3D20131017132637%26meid%3D9aa53e76005b44a686d0ce46fe447923%26pid%3D100033%26rk%3D1%26rkt%3D4%26sd%3D131551167954


Nun wollte ich den 10K Poti irgendwie ersetzen und mit dem Analogen 
Ausgang der SPS verbinden. Am besten mit einen Optokoppler 
(Ausgabegruppe war sehr teuer).

Hat von euch jemand einen Ahnung und Schaltung um dies umzusetzen.


Danke im Voraus

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Markus L. schrieb:
> Geschossen habe ich bei 123 dieses hier
>
> Ebay-Artikel Nr. 131551167954

Was für Unterlagen hast du für die Baugruppe? Ist der 8-polige IC 
beschriftet? Und da ist ein Spannungsregler (einzelner 3 Beiner auf dem 
grösseren Kühlkörper) verbaut, von dem interessant wäre, was er für eine 
Ausgangsspannung hat.

Für mich sieht das auf den ersten Blick wie eine PWM mit 555 aus:
http://www.dprg.org/tutorials/2005-11a/
http://www.pcsilencioso.com/cpemma/555pwm.html

Man könnte probieren, die 0-10V über einige kOhm mit auf den Pin 3 des 
555 zu geben, habe ich selber aber noch nicht gemacht.

: Bearbeitet durch User
von Markus L. (markus_l932)


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Unterlagen hab ich keine.

Der PWM ist noch unterwegs.

Denke mal das bei diesem Preis ein 555 verbaut ist.

Auf die Schaltung wollte ich eigentlich nicht direkt drauf gehen, da die 
Analogebaugruppe der SPS mich 99 Euronen gekostet hat.

Was ich noch vergessen hatte: ich will damit die Loks ansteuern. Diese 
arbeiten mit 12V, also wird der PWM mit 12V betrieben.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Markus L. schrieb:
> Auf die Schaltung wollte ich eigentlich nicht direkt drauf gehen, da die
> Analogebaugruppe der SPS mich 99 Euronen gekostet hat.

Für eine analoge Übertragung mit Optokoppler kannst du vermutlich 
nochmal das gleiche ausgeben. Das ist nicht trivial, zumal es nur wenige 
dafür geeignete Bausteine gibt, die auch ihre Eigenheiten haben, wie 
z.B. der IL300:
http://pdf.datasheetcatalog.net/datasheet/siemens/IL300.pdf
Du siehst im Datenblatt, das die Kiste davor und dahinter noch einen 
Opamp braucht, um richtig zu funktionieren.
Das nächste Problem dabei ist, wie man das dann auf den 555 bringt. In 
den Schaltungen siehst du ja, das da immer ein Poti mit 2 Dioden benutzt 
wird, das klappt mit dem Ausgangsignal des OK nun auch erstmal nicht.
Du könntest evtl. ein elektronisches Poti verwenden, aber das muss 
SPS-seitig auch erstmal programmiert werden und ist wegen der 
verschiedenen Potentiale auch etwas heikel.

An deiner Stelle würde ich mir mal den klassischen PWM Modulator aus 
Dreieck/Sägezahn Generator und Komparator anschauen.
Der ist einfach, zuverlässig und leicht an die SPS mit ranzuhängen. Als 
Leistungsstufe könntest du ja deine China Platine nehmen (z.B. über 
einen schnellen Gatedriver-Optokoppler), wobei die Leistungsangaben, 
ähh, sagen wir mal, leicht übertrieben sind.
Hier ein paar Dokumente zum PWM Modulator mit Komparator.

http://www.ti.com/lit/ug/slau508/slau508.pdf
http://www.homepower.com/sites/default/files/uploads/webextras/pwmhp75.pdf


Alternativ lass die SPS, wenns geht, gleich die PWM erzeugen.

: Bearbeitet durch User
von Markus L. (markus_l932)


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Danke für deine Antwort.

Erstmal muß ich gestehen das ich von Elektronik nicht so viel Ahnung 
habe.

Ich weiß zwar ungefähr was du meinst aber das ganze zusammen bringen 
werde ich selbst nicht schaffen.

Meine Kenntnisse und Fähigkeiten reichen dafür nicht aus.

Ich kann Schaltungen zusammenbauen (löten), Leiterplatten herstellen 
(Hatte ich für die Relaiskarten benötigt).

Also ein paar Grundkenntnis hab ich mir selbst angeeignet aber in die 
Tiefe Drau ich mich nicht vor.

Wenn es nicht anders geht muss ich die Schaltung direkt an die SPS 
hängen.

Die SPS (U100) wird mir den PWM nicht machen (die ist zu langsam).

von Jürgen D. (poster)


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So mal als Quick&Dirty Vorschlag.
Schalte mit den Digital Out der SPS doch einfach ein paar Relais die 
dann verschiedene Widerstandwerte auf den Eingang der PWM schalten.
Wenn du das geschickt auslegst bekommst du da 16 Fahrstufen mit vier 
Relais/Bits hin.

von Uwe (Gast)


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Hi,
also wenn das Poti in deiner kleine Baugruppe zb. nur die Einschaltzeit
steuert könnte man mit einem Stromspiegel dein analoges SPS Signal 
nutzen.
Um das zu beurteilen müsste man aber einen SLP oder wenigstens gute 
Bilder von Ober/Unterseite haben.

Viel Erfolg, Uwe

von Markus L. (markus_l932)


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Jürgen D. schrieb:
> So mal als Quick&Dirty Vorschlag.
> Schalte mit den Digital Out der SPS doch einfach ein paar Relais die
> dann verschiedene Widerstandwerte auf den Eingang der PWM schalten.
> Wenn du das geschickt auslegst bekommst du da 16 Fahrstufen mit vier
> Relais/Bits hin.

Das hab ich mir auch schon überlegt, ist aber keine schöne Lösung und 
die Euronen für die Tonne.

Würde den Ansatz im Auge behalten wenn ich es nicht anders hin bekomme.

von Markus L. (markus_l932)


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Uwe schrieb:
> Hi,
> also wenn das Poti in deiner kleine Baugruppe zb. nur die Einschaltzeit
> steuert könnte man mit einem Stromspiegel dein analoges SPS Signal
> nutzen.
> Um das zu beurteilen müsste man aber einen SLP oder wenigstens gute
> Bilder von Ober/Unterseite haben.
>
> Viel Erfolg, Uwe

So was hatte ich mir vorgestellt.

Ich hab nur diese Bilder.

Nächste Woche sollen die Teile kommen.

Dann kann ich bessere Auskunft geben.

von Markus L. (markus_l932)


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Hab noch andere Bilder gefunden.

von Falk B. (falk)


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@ Markus Liebold (markus_l932)

>Ich habe eine Analoge Ausgabegruppe welche mir 0-10V mit 20mA
>bereitstellt.

>Nun wollte ich den 10K Poti irgendwie ersetzen und mit dem Analogen
>Ausgang der SPS verbinden. Am besten mit einen Optokoppler
>(Ausgabegruppe war sehr teuer).

Nur Mut. Sooo schnell geht sowas nicht kaputt, vor allem der SPS-Kram 
ist robust. Ein analoges Signal per Optokoppler trennen ist aufwändig.

>Hat von euch jemand einen Ahnung und Schaltung um dies umzusetzen.

Man muss erstmal die Schaltung des Motorsteller analysieren, um zu 
sehen, wie man dort mit der Steuerspannung rangehen kann. Wenn man Pech 
hat arbeitet der Poti WIRKLICH als Widerstand und nicht als variabler 
Spannungsteiler.

Sinnvollerweise kauft man ein Modul, das EXPLIZIT einen 
Steuerspannungseingang hat.

: Bearbeitet durch User
von Markus L. (markus_l932)


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Ja hast recht.

Ich war wohl zu vorschnell.

Um sicher zu gehen, was gibt es denn da.

3A Regler würde voll genügen.

von Uwe (Gast)


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Hi,
Das könnte eine 555er Geschichte sein 1=GND 8/4=Vss 5=10n ->GND
6 geht ans Poti und könnte untendrunter an 2 gehen
wenn 7 an einen P-Kanal Mosfet geht könnte das hinhauen.
Für was ist der kleine weisse Wannenstecker Ein/Aus?
Wenn das Ding da ist muss man mal genau schauen, aber das könnte mit 
einem simplen Stromspiegel gehen. Öhmmm, hast du ein Oszi? Das würde die 
Sache erleichtern.

Viel Erfolg,Uwe

von Markus L. (markus_l932)


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nein einen Oszi habe ich leider nicht.

Mal sehen wenn's da ist was genau drauf ist.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Jaja, das ist dieser Steller mit dem 555, zwei Dioden und Poti zur 
Pulsbreiteneinstellung, wie oben gepostet. Man sieht jetzt auch, das auf 
den beiden kleinen Kühlkörpern der MOSFet und ein Spannungsregler sind, 
wofür das einzeln stehende Leistungsteil mit dem grösseren Kühlkörper 
ist, ist mir noch nicht klar.

Falk B. schrieb:
> Sinnvollerweise kauft man ein Modul, das EXPLIZIT einen
> Steuerspannungseingang hat.

Ist nicht einfach. Entweder fehlen mir die richtigen Suchbegriffe, oder 
die Dinger sind wirklich selten. Für Wechselstrommaschinen gibts die wie 
Sand am Meer, aber für DC 12V Motore habe ich nichts gefunden. Deswegen 
schlug ich den Selbstbau vor.

von Falk B. (falk)


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von Gabriel M. (gabse)


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Wenn der selbstbau auch eine Möglichkeit wäre: 
https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3201 SPS 
Output an VIN und an den PWM Output einen FET + vor-Diode( zum 
„Abschneiden“ der negativen Spannung). Mit einem zusätzlichen OPV (zum 
Beispiel bei der Verwendung eines TL084) ein Offset anlegen, um das 
Signal auf +/- 5V zu bringen.
Grüße Gabriel

von Markus L. (markus_l932)


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So das Teil ist nun da.

Es ist ein NE555P drauf.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Markus L. schrieb:
> Es ist ein NE555P drauf.

War ja schon ziemlich klar.
Schau dir mal das von Falk gepostete Teil bei Conrad an. Das ist genau 
das, was du eigentlich gewollt hast. Wenn 6,5A zu wenig sind, ist es 
sicher möglich, das Dings noch aufzupusten.

von Markus L. (markus_l932)


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http://www.ebay.de/itm/201227093179?_trksid=p2060353.m1438.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

Hab ich gefunden, wird sicher auch gehen und ist billiger.

Will aber erst noch wissen ob das was ich da habe auch geht.

von Frank L. (hermastersvoice)


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mit nem Arduino und einer passenden FET-Stufe als Leistungstreiber 
sollte das doch fix gelöst sein. Analoge Eingänge sind vorhanden und PWM 
Ausgänge auch. Sogar das Programm dazu würde nur aus ein paar Zeilen 
bestehen.

von Michael B. (froeschl)


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Hallo ,

wo liegt der Grund, dass Du nach 6 Jahren die Ansteuerung
Deiner E-Lok ändern willst?

MfG froeschl

von Markus L. (markus_l932)


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Michael B. schrieb:
> Hallo ,
>
> wo liegt der Grund, dass Du nach 6 Jahren die Ansteuerung
> Deiner E-Lok ändern willst?
>
> MfG froeschl

Ich habe festgestellt das die Loks mit PWM viel besser und länger laufen 
(bis zur Reinigung).


Wieso nach 6 Jahren?

von Markus L. (markus_l932)


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Frank L. schrieb:
> mit nem Arduino und einer passenden FET-Stufe als Leistungstreiber
> sollte das doch fix gelöst sein. Analoge Eingänge sind vorhanden und PWM
> Ausgänge auch. Sogar das Programm dazu würde nur aus ein paar Zeilen
> bestehen.

Sicher ist das auch eine Lösung aber sicher sehr aufwendig.

von Michael B. (froeschl)


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Hallo ,

Markus L. schrieb:
> Wieso nach 6 Jahren?

hier deine Aussage:
"Ich betreibe die Bahn mit einer SPS S5 und das schon seit 6 Jahren".

Deine Erfahrungen sind natürlich ein Grund zur Änderung.

Welche Spurweite hat der Zug?

MfG froeschl

von Markus L. (markus_l932)


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Michael B. schrieb:
> Hallo ,
>
> Markus L. schrieb:
>> Wieso nach 6 Jahren?
>
> hier deine Aussage:
> "Ich betreibe die Bahn mit einer SPS S5 und das schon seit 6 Jahren".
>
> Deine Erfahrungen sind natürlich ein Grund zur Änderung.
>
> Welche Spurweite hat der Zug?
>
> MfG froeschl

Schande über mich. Ich vergesse was ich geschrieben habe.

Es ist meine alte TT-Platte aus DDR Zeiten.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Markus L. schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 201227093179
>
> Hab ich gefunden, wird sicher auch gehen und ist billiger.

Nö, das ist genau die gleiche Schaltung, die dir DHL gerade geliefert 
hat. Der einzige Unterschied ist, das das Poti nicht mehr auf der 
Platine ist. Geh zum lieben Klaus und hol dir das Modul, was Falk 
vorgeschlagen hat.
Ich weiss ja nicht, wieviele du von den Dingern brauchst, aber die paar 
Mäuse Unterschied sind ja nun nicht die Welt - und du hast genau das, 
was du suchst.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (froeschl)


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Hallo ,

hiermal eine Beschreibung der Simatic S5 100U

http://www.es.fh-mannheim.de/sp/simatic/115u/100u_de.pdf

MfG froeschl

von Markus L. (markus_l932)


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Uwe schrieb:
> Hi,
> Das könnte eine 555er Geschichte sein 1=GND 8/4=Vss 5=10n ->GND
> 6 geht ans Poti und könnte untendrunter an 2 gehen
> wenn 7 an einen P-Kanal Mosfet geht könnte das hinhauen.
> Für was ist der kleine weisse Wannenstecker Ein/Aus?
> Wenn das Ding da ist muss man mal genau schauen, aber das könnte mit
> einem simplen Stromspiegel gehen. Öhmmm, hast du ein Oszi? Das würde die
> Sache erleichtern.
>
> Viel Erfolg,Uwe

So hab mal versucht den wichtigen Teil der Schaltung zu Zeichnen.

Hoffe es haut so hin, da ich nicht alles erkennen kann.

von Markus L. (markus_l932)


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Matthias S. schrieb:
> Markus L. schrieb:
>> Ebay-Artikel Nr. 201227093179
>>
>> Hab ich gefunden, wird sicher auch gehen und ist billiger.
>
> Nö, das ist genau die gleiche Schaltung, die dir DHL gerade geliefert
> hat. Der einzige Unterschied ist, das das Poti nicht mehr auf der
> Platine ist. Geh zum lieben Klaus und hol dir das Modul, was Falk
> vorgeschlagen hat.
> Ich weiss ja nicht, wieviele du von den Dingern brauchst, aber die paar
> Mäuse Unterschied sind ja nun nicht die Welt - und du hast genau das,
> was du suchst.

Aber bei dieser hat man die Angaben für einen externen Anschluss an der 
Poti-Buchse.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Markus L. schrieb:
> Aber bei dieser hat man die Angaben für einen externen Anschluss an der
> Poti-Buchse

Ja wie? Du könntest bei deiner vorhandenen Platine das Poti entfernen 
und hättest die gleichen drei Anschlüsse wie bei der Platine mit 
Wannensteckerchen.
Kurz - es sind beides nicht die Teile, die du brauchst. Hol dir die 
Vellemann...

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