Hallo, zusammen! Ich habe folgende Messaufgabe: Eine High-Power-LED wird mit 350mA betrieben. Ich möchte nun mittels einer Low-Side-Messung, mit einem 0,3-Ohm-Widerstand, indirekt den Strom überwachen. Es fallen beim Nennstrom ca. 0,1V am Messwiderstand ab. Diese 0,1V möchte ich gerne mittels Komparator auswerten. Nun habe ich das Problem, dass ich eine Referenzspannung benötige, um den Komparator im Bereich von 0,1V schalten zu lassen. Die interne Referenz ist zwar zu hoch, aber könnte ich sie nach außen schalten, und mittels Spannungsteiler 1:10 am VREF-Pin einspeisen? Die Betriebsspannung bewegt sich zwischen 1,8V und 4,2V. Prinzipiell gäbe es die Möglichkeit, eine Referenz-Spannungsquelle zu verwenden. Aber ich wollte versuchen, die Angelegenheit mit "Boardmitteln" zu lösen. Ich habe den ATtiny44A und den ATtiny441 zur Verfügung. Vielen Dank! Ingo.
Ingo Hütlein schrieb: > Ich habe folgende Messaufgabe: Messaufgabe oder Hausaufgabe? Ingo Hütlein schrieb: > Die Betriebsspannung bewegt sich zwischen 1,8V und 4,2V. Weshalb schwankt die Betriebsspannung so stark? Wäre sie stabil würde ein einfacher Spannungteiler aus 2 Widerständen reichen. Eine einigermaßen stabile Spannung kann man auch mit einer Led erzeugen. Ingo Hütlein schrieb: > Eine High-Power-LED wird mit 350mA betrieben. Ich möchte nun mittels > einer Low-Side-Messung, mit einem 0,3-Ohm-Widerstand, indirekt den Strom > überwachen. Warum muss der Strom überwacht werden? Die Led wird doch wohl über eine KSQ versorgt - oder? Du hast nicht besonders viel geschrieben - das wenige aber recht unverständlich bzw. wenig aussagekräftig.
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Was für ein Komparator? Was für einen Referenzspannung kommt wo raus? Ansonsten hat der Tiny44A interne 1,1 V (+/-0,1 V) als Referenzspannung für den internen Analog Comparator. Damit sollten sich 0,1 V schon auf +/- 10% detektieren lassen... Beim 441 ist die interne 1,1 V Referenzspannung 3 mal genauer.
Hallo, zusammen, und Danke für Eure Rückmeldungen! Nein, es ist keine Hausaufgabe. Aus dem Alter bin ich schon deutlich heraus. Der uC selbst soll die KSQ machen. Hängt an Batterie/Solarzelle, darum schwankt die Eingangsspannung recht stark. Der Komparator ist der im ATtiny integrierte. Ich möchte versuchen, so viele Bauteile wie möglich zu sparen. Die Referenz-Spannung wird intern erzeugt, aber leider 1,1V. Ich möchte 0,1 bis 0,2V überwachen, sehe aber im Moment keine Möglichkeit dazu. Muss ich wohl auf den ADC wechseln. Ich habe noch einige neuere ATtiny-Bausteine gefunden: ATtiny417 / ATtiny814 ATtiny816 ATtiny817. Mit integriertem 8-Bit-DAC, welcher an den Komparator angeschlossen werden kann. Im Moment überlege ich, die benötigte Referenzspannung mit PWM und Tiefpass selbst zu erzeugen. Das ginge auch mit günstigeren uCs. Wäre natürlich toll, wenn jemand noch die eine oder andere Anregung für mich hätte. Bin für jeden Vorschlag dankbar. Danke! Ingo.
Ingo Hütlein schrieb: > Der uC selbst soll die KSQ machen. Angesichts der Fragen die du stellst, solltest du das nicht machen. Nimm einen separaten IC dafür. Ingo Hütlein schrieb: > Die Betriebsspannung bewegt sich zwischen 1,8V und 4,2V. ... > Hängt an Batterie/Solarzelle, darum > schwankt die Eingangsspannung recht stark. Dann wäre die nächste Frage, ob die Solarzelle denn überhaupt die benötigte Leistung liefern kann. Wenn das eine weiße LED mit ~3.5V @ 350mA ist, dann sind das immerhin 1.2W. Zuzüglich Wandlerverluste gut 1.5W. Der Spannungsbereich 1.8 .. 4.2V ist auch denkbar ungeeignet, wenn man feste 3.5V erzeugen will. Scalte lieber mehr Solarmodule in Reihe, daß die minimale Spannung bei >4.5V liegt. Dann reicht ein Abwärtswandler für die LED und die Auswahl wird viel größer.
...ich möchte eigentlich nicht über meine Schaltung, den Zweck, Sinn oder Unsinn diskutieren... Mich interessiert im Moment nur der Komparator, und ob und wie ich dieses Teil dazu bringen kann, bei einer Vergleichsspannung von ca. 0,1V zu schalten. Das ist alles. Was ich bisher habe: a) Referenzspannungs-Erzeugung mittels konkreten Bauteils und Spannungsteiler. LM431 beispielsweise. Oder Diode oder LED. b) Dann noch wie AppNote 400 und 401. Ist aber eine AD-Wandlung und keine echte Komparator-Lösung. c) Oder mit einem externen OpAmp die Spannung über dem Messwiderstand verzehnfachen, so dass eine Auswertung mit integrierter Referenzspannung möglich wird. d) Weiters habe ich dann noch die Option, mit Fast-PWM und nachgeschaltetem Low-Pass-Filter eine eigene Referenzspannung zu erzeugen. e) Die neuen ATTiny mit integriertem 8-Bit-DAC (ATtiny814). Im Grunde läuft es darauf hinaus: Entweder die Referenzspannung verkleinern (scheint nicht möglich zu sein, da man die Referenzspannung wohl nicht an einem Pin nach außen bringen kann) oder die Messspannung vergrößern (integrierter ADC mit optionalem Gain). Da ich gerne beim SO8 als Gehäuse bleiben möchte, würde ich die Fast-PWM mit nachgeschaltetem Low-Pass-Filter verwenden. Füttere ich dem Komparator ein, und am anderen Eingang die Messspannung vom Messwiderstand. Als zweite Lösung probiere ich den ADC aus, mit und ohne Gain. Mein Wunsch wäre es, einen möglichst kostengünstigen ATTiny im SO8-Gehäuse verwenden zu können. So denke ich, dass ich am Ende bei der ADC-Lösung landen werde. Besten Dank für Euer Zuhören :-) Ingo.
Hallo Ingo, wie ist denn Deine Power-LED verschaltet? Vermutlich Kathode am Shunt, und Anode an irgendeiner KSQ/Buck/Boost Schaltung? Dann nimm doch einfach die Spannung an der Anode der Power-LED als Referenz ab (natürlich über einen Spannungsteiler) - ungenauer, als die interne Referenz des Tinys (+/- 10%) ist das sicher auch nicht. Evtl. sogar ein positiver Effekt: Wenn die LED wärmer wird, sinkt die Flussspannung und damit die Referenz sowie der entsprechende Strom durch den Shunt - gibt also eine automatische Verringerung des LED-Stroms bei hohen Temperaturen! Musst natürlich für einen gewissen Mindeststrom durch die LED sorgen, damit nicht der Komparator bei 0-0 schon Überstrom detektiert. Ein paar mA sollten dafür schon reichen.
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Hallo, Thomas, besten Dank für Deine schöne Idee! Im Datenblatt von der Cree XP-E steht drin, sie hat 3,05V nominal. Aber bis 3,9V sind auch möglich. Nach BINs sortiert scheint man die LEDs nicht mehr kaufen zu können. Ich habe das jetzt mal nachgeschaut. Im Datenblatt steht bei 350mA und 25°C Umgebungstemperatur eine Flussspannung von tatsächlich 3,05V drin. Ich werde das auf jeden Fall weiter verfolgen, und auch schauen, wie es sich mit den maximalen 3,9V verhält, wann man die erwarten kann. Da scheint ein Fehler im Datenblatt zu sein, für die weiße LED sind es wohl nicht 3,9V maximal bei 1.000mA, sondern 3,5V müssen es sein. Wenn ich mich nicht irre. Die 3,9V sind für die anderen Farben. Die 3,05V werden sich wohl etwas ändern, wenn die LED heiß wird. Habe im Datenblatt das hier gefunden: "Temperature coefficient of voltage ‑ white mV/°C ‑3.0". Wenn die Temperatur von 25°C auf 85°C hoch geht (meine angepeilte maximale Betriebstemperatur), dann ändert sich die Vorwärtsspannung zu 2,87V. Aber das glaube ich kann ich in den Griff kriegen, habe ja einen Temperaturfühler im Controller drin. Mache ich dann noch ein bisschen Kennlinien-Gedönse. Vielen Dank! Ingo
Zur Klarstellung: Diese Methode steht und fällt natürlich mit Deinen Erfordernissen an die Präzision. Wenn Du ein Serienprodukt bauen willst, daß ohne irgendwelche Abgleich-Arbeiten oder spezielle Bauteile-Sortierung aus der Box heraus die LED genau mit 350mA +/- 2% betreiben soll, kannst Du das so nicht machen! Wenn Du den Strom auch unabhängig von der Temperatur absolut konstant halten willst, würde ich es so nicht machen. Wenn das aber z.B. eine private Bastelei für die Gartenhaus-Beleuchtung sein soll, kann man es machen, weil es da auf 10% Genauigkeit nicht ankommt (sofern man ausreichend Abstand zu Maximum Ratings hält), Du Deine dafür gekauften LEDs ja auch vermessen und den Spanungsteiler auf den passenden Wert dimensionieren kannst. Da Du keinerlei Angaben zu geforderter Genauigkeit etc. gemacht hast, kann es natürlich auch sein, daß hier von mir auch völlig ungeeignete Lösungen vorgeschlagen werden!
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Keine Sorge, ist tatsächlich nur für mein Gartenhaus! Ich habe jetzt recht viele Optionen, von recht genau bis geht so lala, ich probiere einfach ein bisschen herum. NASA-Elektronik ist es nicht. Vielen Dank! Ingo.
Ingo Hütlein schrieb: > Keine Sorge, ist tatsächlich nur für mein Gartenhaus! Dann ist ja gut - hatte mir ein paar Gedanken gemacht, nachdem Du angefangen hattest, über die Korrektur der temperaturbedingten Abweichungen durch Auswertung des µC-Temperaturfühlers zu spekulieren. Wie schon angedeutet, würde ich die Charakteristik der LED gar nicht zu korrigieren versuchen, sondern den Effekt so mitnehmen, wie er ist. Der LED wird es bestimmt nicht schaden, wenn ein automatisches Strom-Derating bei Erhöhung der Temperatur stattfindet. Noch besser wäre es freilich, die LED sich erst gar nicht so stark erwärmen zu lassen. 85 Grad scheint mir spontan schon recht heftig zu sein - Lebensdauer und Wirkungsgrad könnten da schon leiden.
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