Hallo zusammen,
ich hoffe ihr könnt mir bei meinem folgenden Problem helfen.
Für eine Pumpenansteuerung benötige ich ein 12V PWM Signal im khz
Bereich mit bis zu 50A Strom. Mein Steuergerät kann jedoch nur max. 72Hz
und 15A ausgeben.
Ich habe mir deshalb überlegt eine Art Leistungs-PWM-Controller
dazwischen zuhängen. Sprich der Controller hat einen PWM Eingang und
einen PWM Ausgang... nach einiger Recherche habe ich dazu den Controller
HL4050 gefunden (siehe Anhang)
Leider braucht der Controller laut dem Datenblatt aber eine PWM
Eingangsfrequenz von mindestens 100Hz.
Kann mir jemand sagen, was es bedeuten würde wenn ich da statt mit 100Hz
nur mit 72Hz rangehen würde? Reduziert sich damit dann nur die
Ausgabefrequenz auf 72% oder funktioniert der Controller dann gar nicht?
Außerdem ist mir die Bedeutung der "step-Resolution" nicht klar. :-(
Ich bedanke mich schon einmal für eure Antworten....
Viele Grüße
Torsten
Wenn es dir gelingt, aus deinem 72Hz PWM Signal mit Spannungsteiler und
Tiefpass zum glätten ein 0-5V Signal zu machen, kannst du den Controller
auch im Potenziometer Modus benutzen, indem du dieses geglättete und auf
5V begrenzte Steuersignal am Schleifereingang anschliesst.
Die Spezifikationen deines Ansteuersignals hast du ja nicht gepostet.
Wenn das also zwischen 0 und 12V liegt, machst du zuerst einen RC
Tiefpass mit z.B. 10Hz Grenzfrequenz und dann einen Spannungsteiler auf
0-5V.
Danke für deine Antwort. :-)
Das Eingangssignal ist meinem Wissen nach ein 5V PWM Signal.
Da ich leider von elektrischen Schaltungen nicht wirklich einen Plan
habe... gibt es solch einen Aufbau wie du ihn beschreibst irgendwo
fertig zu kaufen?
Danke und Gruß
Torsten
Torsten80 schrieb:> gibt es solch einen Aufbau wie du ihn beschreibst irgendwo> fertig zu kaufen?
Als Einzelbauteile ja. Da es nur 2 passive Bauteile sind, wird es das
fertig nirgends geben. Wenn dein Signal ein 0-5V PWM Signal ist, kannst
du dir den Spannungsteiler sogar sparen.
Hier die Grundlagen zum RC Tiefpass:
https://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass
Als Beispiel - ein Tiefpass mit R = 1000 Ohm und C = 10µF hat etwa 15 Hz
Grenzfrequenz und liegt damit schon ganz gut.
Auch z.B. 470 Ohm und 22µF haben 15 Hz, usw.
1
PWM Ausgang Poti Schleifer Eingang
2
o------|===|----+-------->
3
470 |+
4
=== 22µF
5
---
6
|
7
Masse | Controller (Poti) Masse
8
o---------------+------->
Wenn die 72 Hz noch 'durchsummen', schaltest du einfach ein 2tes
Tiefpassfilter dahinter. Der Tiefpass macht die Reaktion auf geändertes
PWM etwas träge - hier mit etwa 1/15 ~ 70ms Zeitkonstante. Das wird dich
vermutlich nicht stören, aber erwähnen sollte man es.
Vielen Dank für deine detaillierte Beschreibung.
Wenn ich es richtig verstanden habe glättet ein so aufgebauter
Tiefpassfilter alle Frequenzen oberhalb 15Hz. Die in meinem Fall
ankommenden 72Hz werden also als quasi statisches Spannungssignal
ausgegeben. Ändert sich die PWM duty rate steigt die Spannung
entsprechend mit minimaler Verzögerung, korrekt?
Hintereinander würde dann wie folgt aussehen, richtig?
o------|===|----+-------|===|----+->
470 |+ 470 |+
=== 22µF === 22µF
--- ---
| |
Masse | |
o---------------+----------------+->
Vielen Dank und Gruß
Torsten
Torsten80 schrieb:> Wenn ich es richtig verstanden habe glättet ein so aufgebauter> Tiefpassfilter alle Frequenzen oberhalb 15Hz.
Siehe den Wikipedia Artikel. Die Grenzfrequenz ist die Frequenz beim
Tifpass, bei der der Ausgangspegel auf das 0,7-fache (1/sqrt(2))
gefallen ist.
Deswegen die Wahl von 15Hz und die Option auf ein weiteres Filter
dahinter.
Torsten80 schrieb:> Hintereinander würde dann wie folgt aussehen, richtig?
Genau so. Es kann aber sein, das du das zweite Filter nicht benötigst.
Da du vermutlich kein Oszilloskop hast, kannst du nur anhand des
Verhaltens der PWM Endstufe herausfinden, ob die 72Hz noch
'durchsummen'.
was noch beachtet werden muß, ist, wie hoch der innenwiderstand ist, wo
das poti angeschlossen wird. Im Zweifelsfalle könnte man einen OP als
aktives tiefpass schalten. Ein LM358 reicht allemal. Da kannst du das
vorgeschlagene RC-glied nehmen und dann den OV als impedanzwandler
schalten.
Stell die PWM auf 100% und miss die spannung, die sich dann einstellt.
der tiefpass hat ja eine last, erreicht sie dann die 5V , dan benötigst
du keinen OPV.
könntest du den typ des gerätes nennen ?
step-Resolution , ist letzendlich die auflösungm mit der er die
eingangsgröße in die ausgangsgröße umsetzt.
z,B wenn ich die spannung zwischen 0 - 5V regle und am ausgang sich die
größe nur um 4 schritte ändert, dann ist die auflösung geringer, als
wenn sie sich um 1024 werte ändert. Letzteres wäre natürlich eine
feinere aufläsung.
Vielen Dank für eure ganzen Tipps.
Da ich das PWM Signal für ziemlich schick finde, würde ich erstmal
versuchen damit den Controller anzusteuern. Sollte das nicht
funktionieren, würde ich in einem zweiten Schritt die Tiefpassgeschichte
versuchen.
Ich habe zwischenzeitlich noch einige Informationen über das Steuergerät
und das PWM Signal erhalten...
Das PWM Signal ist ein geschaltetes Massesignal... Spannung ist da also
auf dem Steuergeräteausgang nicht drauf.
Entsprechend muss ich eine externe 12V Stromquelle verwenden, um
Spannung an den eigentlichen Controller zu bekommen.
Ich habe jetzt weiterüberlegt... wenn das PWM Signal nur eine getaktetes
Massesignal ist, dann produziere ich da ja einen klassischen Kurzschluss
und brate vielleicht das gesamte Steuergerät wenn ich da vorne einfach
mit 12V reingehe... entsprechend bräuchte ich etwas, was mir im PWM Takt
den Strom ein- und ausschaltet ohne nennenswerten Strom an das
Massesignal weiterzugeben.
Nach einiger Grübelei bin ich auf die Idee mit dem Transistor
gekommen...
Da ich die Funktion eines Transsistors aber erst seit knapp einer Stunde
überhaupt kenne (oder besser, ich denke ich kenne sie :-D) kann es
natürlich auch sein, dass das totaler Quatsch ist...
Vielleicht kann mir einer von euch Profis einen Tipp geben ob meine
Überlegung so richtig ist...
Danke und Gruß
Torsten
Torsten80 schrieb:> Das PWM Signal ist ein geschaltetes Massesignal... Spannung ist da also> auf dem Steuergeräteausgang nicht drauf.
Das klingt nach dem üblichen 'Open Collector' Ausgang. Der Ausgang
besteht steuergeräteintern aus einem NPN Transistor, der an der Basis
angesteuert wird und dessen Kollektor nach aussen geführt ist.
Um daraus ein 12V PWM Signal zu machen, reicht ein Widerstand vom
Ausgang nach +12V (wenn du ein 12V PWM Signal brauchst) oder nach +5V,
wenn dir ein 5V PWM Signal reicht. Deswegen macht man das mit dem Open
Collector Ausgang so.
Als Widerstand (gemeinhin auch Pullup genannt, weil er gegen Plus geht)
kannst du einen Wert nehmen, der den internen Transistor nicht
überfordert. Wenn du keine Angaben über den max. Strom hast, den der
Ausgang liefern kannst, nimmst du konservativ erstmal 1 - 2,2 kOhm von
+12V, oder, wenn 5V PWM reichen, einen 560-680 Ohm von +5V zum
Steuerausgang. Direkt am Ausgang greifst du das Signal ab, das du auf
den Power Controller schickst.
Einen Transistor oder andere Bauteile kannst du dir sparen, der eine
Widerstand reicht.
Öhhmm okay... ich glaube da komme ich jetzt nicht ganz mit...
Also ich habe das PWM-Masse Kabel...
Dann habe ich ein 12V Kabel...
wenn ich dich richtig verstehe, dann meinst du ich sollte die beiden mit
einem Widerstand (Größenordnung 1kOhm) verbinden.
Was würde dann meiner Logik nach passieren? Im PWM Takt fließt der Strom
zum Transistor. Über den großen Widerstand habe ich aber den Strom
soweit begrenzt, dass das Ding nicht abraucht, richtig?
Okay, dann habe ich das 12V PWM Signal... das müsste ich ja noch
irgendwie zum Controller hin abgreifen.... kann ich den Controller jetzt
einfach zwischen Widerstand und dem Transistor Kollektor hängen? Wenn ja
bliebe da immer noch das Problem dass ich auch dem 12V Signal noch
irgendwie runter auf ~8V kommen muss :-/
Gruß
Torsten
Ah, doch so einfach :D Trotzdem ist mir die Funktion noch nicht wirklich
klar. schäm
Was ändert sich wenn der Transistor schaltet? Fließt der Strom nicht so
oder so durch die Endstufe??
Würde dass dann so mit dem Spannungsteiler funktionieren? dass ich da
mit der Endstufeneingangsspannung auf max. 8V komme?
Danke und Gruß
Torsten
Torsten80 schrieb:> dass ich da> mit der Endstufeneingangsspannung auf max. 8V komme?
Brauchst du doch gar nicht. Der Power Controller akzeptiert doch von
3,3V bis 10V PWM Pegel. Am Poti Anschluss stehen 5V zur Verfügung. Du
legst also einfach einen Widerstand (wie oben beschrieben z.B. 560-680
Ohm) von der 5V Klemme auf den PWM Eingang. Siehe das Bild.
falls es nicht klappt, brauchst du auch keinen teuren zusatzkontroller.
Du kannst deine 75Hz PWm in einem Attiny einlesen, indem du das
captureevent benützt. Ich selbst benutze es zum messen der netzfrequenz
eines Generators.
Dazu verwendest du du einen Timer, den du frei laufen lässt und das
besagte event (capture). Er wird so programmier, das er auf einen
flankenwechsel reagiert.
Zuerst wartest du auf die steigende flanke , tritt sie auf, setzt du den
timerzähler ( CTC-mode ) auf null und lässt ihn hochzählen. Jetzt kannst
mit einer schleife , oder einen zweiten captureevent ( fallende flanke )
herausbekommen, wie lang der impuls gewesen ist und rechnest das auf das
tastvehältniss um. Diesen wert gibts du dann auf den zweiten Zähler, der
im PWM mode arbeitet aus und schon hast du deine PWM im KHZ bereich (
oder was du immer haben willst ).
An der HW benötigst du gerade mal einen Tiny, Pufferkondensator , Und
einen widerstand.
Hier mal einen auschnitt aus dem projekt, das sähe bei dir ähnlich aus
Nur wird hier die frequenz gemessen und in einen neuen PWM wert für ein
powerwandler umgesetzt.
Einzig im bereich NULL-Prozent gibt das probleme. Dann solltest du einen
Überlauf interrupt benutzen, um das abzufangen.
Das ganze läuft auf einen atiny2013 mit 1MHZ
1
procedure TIMER1_CAPT; org IVT_ADDR_TIMER1_CAPT;
2
var t_reg,t_reg_alt:word;
3
begin
4
inc(r);
5
t_reg_alt:=t_reg;
6
t_reg:=ICR1L;
7
t_reg:=t_reg or (ICR1H shl 8); // achtung , genauso auslesen, andernfalls gibt es fehler !!!
8
9
buff[r and 7]:=(5040000 div (t_reg - t_reg_alt)); // frequenz div 2 da vollweggleichrichter
10
//buff[r and 7]:=(4950000 div (t_reg - t_reg_alt)); // frequenz div 2 da vollweggleichrichter
Michael F. schrieb:> Du kannst deine 75Hz PWm in einem Attiny einlesen, indem du das> captureevent benützt. Ich selbst benutze es zum messen der netzfrequenz> eines Generators.
Ich denke, davor solltest du den TE erstmal bewahren, das ist im Moment
vermutlich ein wenig zu hoch für ihn - lies den kompletten Thread. Wir
haben auch noch eine andere Alternative oben diskutiert, die man
ausprobieren sollte, bevor man anfängt, AVRs oder andere MCs dafür zu
programmieren.
Hallo zusammen,
ich habe jetzt soweit alles zusammengebaut und angeschlossen... über
einen normalen Poti kann ich die Pumpen jetzt hoch- und runterregeln.
Das System funktioniert also grundlegend schon mal.
Allerdings funktioniert meine PWM gesteuerte PWM Regelung immer noch
nicht. :-( Ich habe zwei mögliche Fehlerquelle ausgemacht...
1. Meine Verkabelung ist falsch...
Momentan habe ich sie so angeschlossen:
---[PWM Controller +5V]o---|640|---┐
|
---[PWM Controller PWM in]o-------<┘
---[PWM Controller GND]o----------------[PWM Generator]---> GRD
Alternativ könnte ich mir auch noch folgende Schaltung vorstellen...
allerdings weiss ich nicht ob die überhaupt so funktionierten kann bzw.
habe ich auch Schiss dass ich so etwas am PWM Generator grillen
könnte...
---[PWM Controller +5V]o---|640|---┐
|
---[PWM Controller PWM in]o--------┴---[PWM Generator]---> GRD
---[PWM Controller GND]o--------> GRD
2. Falls es mit der ersten Schaltung funktionieren sollte, dann bleibt
nur noch Option zwei, nämlich dass der PWM Controller tatsächlich
unwillig ist mit dem 72Hz Signal vom PWM Generator zu arbeiten. :-/
Kann mir jemand dazu eine einfache Lösung anbieten mit der ich die
Frequenz von 72Hz auf >100Hz hochsetzen kann?
Danke und Gruß
Torsten
was passiert dann ? Knurrt es ? Oder reagiert garnichts ?
Kannst du ein Oszilloskop bekommen ? Nicht, daß deine Pegel nicht
stimmen und es deshalb zu problemen kommt.
Ich finde jetzt leider deinen PCM-generator nicht , hab ich ihn
übersehen ?
Gruß Michael
Torsten80 schrieb:> 1. Meine Verkabelung ist falsch...
Ich habe dir doch oben ein Bildchen gepostet, was ich mit viel Mühe
hingekliert hatte:-P
Beitrag "Re: Hilfe bei PWM controller Ansteuerung"
Bei deiner Ascii Grafik blicke ich nicht ganz durch, wo ist denn der PWM
Ausgang nun angeschlossen?
Ausserdem darfst du nicht vergessen, die Jumper auf der Endstufe auf
externe PWM zu setzen.
@Matthias: Ich hatte ja wirklich fest vor mich an deinem Bild zu
orientieren - allerdings hab ich doch das Problem, dass aus meinem
Steuergerät nur ein Kabel herauskommt und nicht wie bei dir beschrieben
zwei.
Entsprechend habe ich das Ganze so wie auf dem Bild verkabelt in der
Annahme das es so tut.
Ein Oszi habe ich... Gemessen zwischen 5V-in und Speed GRD habe ich ein
schönes 50% PWM Signal... dennoch tut sich rein garnichts.
Verlinke doch mal bitte den PWM Generator, den wir bisher immer als
Blackbox angesehen haben.
Der hat mit Sicherheit einen Masseanschluss, der mit der Masse des
Endstufe verbunden werden muss.
Und dann hat er einen PWM Ausgang. Der scheint dir aber Probleme zu
bereiten, die ich im Moment nicht ganz durchblicke, weil du so komisch
zeichnest.
Zwei Dinge sind auf jeden Fall wichtig. Wenn du den PWM/Brake In Eingang
an der Endstufe benutzt, müssen die Jumper auch so stehen.
Das zweite - wir haben oben auch noch eine Alternative, die den Poti
Eingang der Endsufe benutzt, als zweite Option erwähnt:
1
680 +5V vom Potianschluss
2
+----|===|-------------------->
3
|
4
| Speed Input (Poti Mode)
5
o>-+---|===|----+-------|===|----+->
6
von PWM 470 |+ 470 |+
7
=== 22µF === 22µF
8
--- ---
9
| |
10
Masse | |
11
o---------------+----------------+->
Das ist eine um einen Pullup 680 Ohm ergänzte Schaltung des Tiefpasses
von oben.
Hmm, verlinken kann ich den PWM Generator nicht... eigentlich handelt es
sich dabei um eine Unterfunktion in einem Steuergerät eines Fahrzeuges.
Derjenige der das Steuergerät verbrochen hat, hat mir erklärt, dass
dieser PWM Generator nichts anderes macht als das Kabel im PWM Takt auf
Masse zu schalten. Deswegen habe ich da auch nur ein Kabel dran, was
rauskommt.
Besser kann ich es leider nicht erklären - ich hoffe du verstehst was
ich meine?! :-/
Grüße
Torsten
Torsten80 schrieb:> Besser kann ich es leider nicht erklären - ich hoffe du verstehst was> ich meine?! :-/
So ungefähr. Na, dann probier doch die Shaltung aus meinem vorigen
Posting, dazu muss die Endstufe wieder auf Potimodus gejumpert werden
und du baust den Tiefpass, so wie wir ihn vor einiger Zeit mal
gezeichnet haben.
Die einzige Ergänzung ist nun der 680 Ohm Pullup, der an die Endstufe
auf die +5V Speisung geklemmt wird, die eigentlich mal fürs Poti gedacht
war.
Die unterste Leitung im Bild geht an die Steuergerät Masse und die
Endstufen Masse.