Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsquelle negativ bis positiv einstellbar


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von pleiad (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Guten Abend allerseits.
Ich benötige für ein Bastelprojekt eine Spannungsquelle welche stufenlos 
von -5V bis +5v eingestellt werden kann.
Ich dachte dabei an folgende Ansätze:
1. OpAmp Schaltung Differenzierer
2. H Brücke an Mikrocontroller und per PWM die Spannung einstellen
3. ein isolierender DC Wandler mit negativem und positiven Ausgang in 
Kombination mit eine n mosfet und p mosfet und dann per pwm die 
Spannungen einstellen.

Welche der Ideen ist am vielversprechendsten ? Bzw gibt eine bessere 
Möglichkeit ?

Zu 1. : welcher opamp bietet sich an und wie komme ich die stufenlose 
Steuerung per micocontroller hin ?

Zu 2. : reicht es nur T1 mit pwm zu schalten und T4 einfach 
durchgeschalten zu lassen ( positive Spannung); negative Spannung 
entsprechend mit T2 per Pwm und T3 Dauer ON

Zu 3. : geht das überhaupt ? Bzw stufenlos ?


Vielen Dank für Anregungen und Ideen.

: Verschoben durch Moderator
von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi

Was brauchst Du an Strom?
Wenn 'nicht wirklich viel' könnte Dir eine virtuelle Masse helfen, Deine 
negative Spannung herzustellen.

MfG

von pleiad (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist nur eine "Steuerspannung" also maximal 100mA, tendenziell weniger.

Virtuelle Masse per OpAmp ? Oder wie ist das gemeint ?

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi

So dachte ich.
Eine Spannung von 10V bekommt man einfacher hin, als eine Negative.
Darin eine virtuelle Masse und man hat sowohl positive wie negative 
Spannung - darf halt Beides nicht sonderlich belastet werden, der OpAmp 
muß Das liefern können (in beide Richtungen).

MfG

von pleiad (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
OK soweit klar.
Aber wie sieht es in diesem Fall mit der Regelung der Spannung aus? Wie 
steuert man den OpAmp per Micocontroller an ? Normal geht das ja per 
Widerstandsverhältnis.

Danke

von Possetitjel (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Patrick J. schrieb:

> Darin eine virtuelle Masse

Eine künstliche Mitte. Eine virtuelle Masse ist etwas
anderes.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert

von SonicHazard (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
pleiad schrieb:
> Zu 1. : welcher opamp bietet sich an und wie komme ich die stufenlose
> Steuerung per micocontroller hin ?

Differenzierer? Wozu das denn?

Absonsten Leistungs/Hochstrom OP oder OP mit externen 
Leistungstransistoren.
Versorgung mit +/- 7V (wenn nicht Rail to Rail)

Stufenlos: nicht machbar. Mikrokontroller arbeiten digital und die PWM 
besitzt auch eine Auflösung mit 8 oder 16 Bit oder..

Wird aber trotzdem genau genug sein. PWM über Tiefpass und V=2 (bei 5V 
PWM) an OP und anderer Eingang an 2,5V.

pleiad schrieb:
> 2. H Brücke an Mikrocontroller und per PWM die Spannung einstellen

Die Ausgangsspannung ist ein PWM Signal. Kann man benutzen für DC 
Motoren.
Ist aber keine glatte Gleichspannung.

pleiad schrieb:
> 3. ein isolierender DC Wandler mit negativem und positiven Ausgang in
> Kombination mit eine n mosfet und p mosfet und dann per pwm die
> Spannungen einstellen.

Hä? Wieso "isolierender DC Wandler" und dann doch wieder koppeln?
Und wäre das auch nur PWM wie in ">2."

Mein Rat: Versuchs mit ">1." Die Leistung ist überschaubar und andere 
Lösungen wirst Du meines Erachtens nicht so schnell hinbekommen.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So etwas kann man ganz einfach mit einem TDA2030 bauen, und der ist auch 
noch super billig.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/338762/TDA2030.png

Du musst nur die beiden 100k Widerstände am Eingang durch ein Poti 
ersetzen. Damit da hinten +/-5V raus kommen sollte die 
Spannungsversorgung mindestens +/-8V haben.

Sie braucht nicht stabilisiert zu sein. Aber das Poti sollte schon an 
stabilen +/-5V hängen.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
pleiad schrieb:
> Ich benötige für ein Bastelprojekt eine Spannungsquelle welche stufenlos
> von -5V bis +5v eingestellt werden kann.

pleiad schrieb:
> Ist nur eine "Steuerspannung" also maximal 100mA, tendenziell weniger.

Wenn du eine Versorgungsspannung von +8..+12V und -8..-12V hast, tut es 
ein einfacher Leistungs-OpAmp der zwischen den beiden Spannungen hängt 
und dem Eingang folgt an dem ein Poti hängt.

OpAmps: L272, LM675, L165 (beachte bei einigen die nötige Schaltung des 
Spannungsfolgers laut Datenblatt) OPA564, LT1970...

von Ralph S. (jjflash)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan U. schrieb:
> So etwas kann man ganz einfach mit einem TDA2030 bauen, und der ist auch
> noch super billig.

Die Schaltung erzeugt eine bipoloare Spannung aus einer unipolaren 
Spannung (mit einer "Hilfsmasse" für die zu betreibenden Schaltung).

Der TO wollte jedoch eine regelbare Spannung von -5V bis +5V am Ausgang 
(wenn ich das richtig verstanden habe).

Ein TDA2030 könnte hier jedoch dennoch helfen. Einen nichtinvertierenden 
Verstärker (mit V= 2) aufbauen, dessen +Eingang auf +2,5V vorgespannt 
ist.

Dem -Eingang ist ein weiterer invertierender Verstärker vorgeschalter 
(mit V= 1, muss dann kein Leistungs-OP sein).

Werde ich die Woche mal ausprobieren ob das so funktioniert.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja stimmt, ich habe nicht genau hingeschaut.

Der Grundgedanke war: Mit einem Poti gibst du eine stabile Sollspannugn 
vor. Den TDA nimmst du dahinter, um den Strom zu verstärken.

Da war nur ein Haken bezüglich des Verstärkungsfaktor. Ich meine, der 
TDA muss mindestens um Faktor 3 Verstärken, sonst schwingt er. Demnach 
müsste die Steuerspannung vom Poti eher +/- 1,6V sein.

Ich habe heute eine lange Leitung, sorry.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe nochmal über die Schaltung nachgedacht. Du kannst sie wirklich 
wie gezeichnet verwenden, wenn du den 2x100k Spannungsteiler durch deine 
Referenzspannung +/-5V aus Poti und irgendwelche Festspannunsgregler 
ersetzt.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/338762/TDA2030.png

Denn der Verstärker ist hier effektiv als Spannungsfolger beschaltet. 
Die Widerstände in der Gegenkoppelung dienen dazu, den mindestens 
nötigen Verstärkungsfaktor einzuhalten.
1
    +-------------------------------+
2
    |                               |
3
+9V o----[78L05]-----+              |
4
            |        |              |
5
            |       |~|             |
6
GND o-------+       | |<------[Spannungsfolger]----- Ausgang
7
            |       |_|             |
8
            |        |              |
9
-9V o----[79L05]-----+              |
10
    |                               |
11
    +-------------------------------+

Vergiss nicht die Kondensatoren an den Spannungsreglern.

: Bearbeitet durch User
von pleiad (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok OP ist das Mittel der Wahl.
Ich habe hier noch ein paar TL081 liegen.
Mit denen sollte das doch klappen.

Allerdings eine Frage: bei der Spannungsfolger Schaltung bekomme ich 
doch nur eine Symmetrische Spannung an den beiden Ausgängen. Wie genau 
gestalte ich diese regelbar ? Oder habe ich etwas übersehen ?

Danke

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der TL081 taugt kaum als Spannungsquelle, es sei denn du brauchst nur 
wenige mA.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
> Bei der Spannungsfolger Schaltung bekomme ich doch nur eine
> Symmetrische Spannung an den beiden Ausgängen.

Der Spannungsfolger hat nur einen Ausgang. Da schließt du deine Last an.

In der von mir verlinkten Schaltung wird er verwendet, um eine virtuelle 
Masse zu erzeugen. Du verwendest ihn jedoch, um der Spannung des Potis 
zu folgen.

von Possetitjel (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
<Gebetsmühle>

Stefan U. schrieb:

> um eine virtuelle Masse zu erzeugen.

Eine künstliche Mitte, meinetwegen auch eine künstliche
Masse (künstlichen GND).

Eine virtuelle Masse ist etwas anderes.

</Gebetsmühle>

von dfg (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

von Paul B. (paul_baumann)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
dfg schrieb:
> Possetitjel schrieb:
>> </Gebetsmühle>
>
> (Schenkelklopf...  >:-O )

Schlag Dir keine blauen Flecken auf den Schenkel...

Das hier steht auch bei Wikipedia:

https://de.wikipedia.org/wiki/Virtuelle_Masse_%28Elektronik%29

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Virtuelle Masse sieht vielleicht so ähnlich wie virtuelle Erdung aus: 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/142722/57033384.jpg

von dfg. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Paul B. schrieb:
> Das hier (*) steht auch bei Wikipedia:
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Virtuelle_Masse_%28Elektronik%29

Im Moment halte ich das (*) immer noch für einen ähnlichen Effekt
wie beim Duden: Darin stehen nicht die Bestandteile der Deutschen
Sprache, sondern die aus Umgangssprache "hin zu Tatsachen mutierten"
Unfähigkeiten, diese wirklich zu sprechen.

Sollte das (*) tatsächlich (auch in "hochoffiziellem Elektrodütsch")
korrekt sein, möge man mir bitte die Aschentonne übern Kopf stülpen.

Paul B. schrieb:
> Schlag Dir keine blauen Flecken auf den Schenkel...

Ich fand das einfach gut, "can´t help it"... :-)

von dfg. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan U. schrieb:
> Virtuelle Masse sieht vielleicht so ähnlich wie virtuelle Erdung aus:
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/142722/57033384.jpg

Also prinzipiell "umdefiniert" dann eine kalte Lötstelle? :-)

von Possetitjel (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
dfg. schrieb:

> Paul B. schrieb:
>> Das hier (*) steht auch bei Wikipedia:
>>
>> https://de.wikipedia.org/wiki/Virtuelle_Masse_%28Elektronik%29
>
> Im Moment halte ich das (*) immer noch für einen ähnlichen
> Effekt wie beim Duden: Darin stehen nicht die Bestandteile
> der Deutschen Sprache, sondern die aus Umgangssprache "hin
> zu Tatsachen mutierten" Unfähigkeiten, diese wirklich zu
> sprechen.

???

Eine virtuelle Masse ist ein Punkt in einer Schaltung, der
zwar Massepotenzial hat, aber nicht durch einen Draht
leitend mit dieser verbunden ist.
Das tritt i.d.R. am Minus-Eingang eines OPV auf, der als
invertierender Verstärker beschaltet ist.

Eine künstliche Mitte, künstlicher GND o.ä. ist daher
normalerweise KEINE virtuelle Masse.

von Erwin E. (kuehlschrankheizer)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
OPA547
Nicht ganz billig, aber sollte die Anforderungen vollständig erfüllen. 
Im Datenblatt wird die Steuerung mit DAC gezeigt, allerdings nur für 
positive Ausgangsspannungen. Das sollte sich aber mit einem zusätzlichen 
OP anpassen lassen, so dass auch negative Spannungen möglich sind, wie 
gefordert.
Hilfreich könnte auch die einstellbare Strombegrenzung des OPA547 sein.

von Paul B. (paul_baumann)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Possetitjel schrieb:
> Eine künstliche Mitte, künstlicher GND o.ä. ist daher
> normalerweise KEINE virtuelle Masse.

Du hast das Recht gepachtet? Kein Grund zur Panik.

->

Melde Dich bei Wikipedia an, ändere das nach Deinem Gutdünken.
In Ordnung?

MfG Paul

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Paul B. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Eine künstliche Mitte, künstlicher GND o.ä. ist daher
>> normalerweise KEINE virtuelle Masse.
>
> Du hast das Recht gepachtet? Kein Grund zur Panik.
>
> ->
>
> Melde Dich bei Wikipedia an, ändere das nach Deinem Gutdünken.
> In Ordnung?

???

Wovon redest Du?
Ich erkläre genau das, was auch in der Wikipädie steht, und
Du empfiehlst mir, es bei Wikipädie zu ändern? Seltsam.

von Paul B. (paul_baumann)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Possetitjel schrieb:
> Ich erkläre genau das, was auch in der Wikipädie steht, und
> Du empfiehlst mir, es bei Wikipädie zu ändern? Seltsam.

Du brauchst mir das nicht zu erklären. Ich kann lesen und ich kann 
verstehen.

Es ist wohl das Beste, sich an dieser Stelle zu verabschieden. Schmiere 
die Lager Deiner Gebetsmühle -Du wirst sie noch lange laufen lassen 
müssen..

-Paul-

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.