Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mit Arduino eine Asymetrie in einer Digitalspannung erzeugen


von Frank (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

ich suche nach einem elektronischen Bauteil das mir den Schalter in der 
Zeichnung ersetzt und mit einem Arduino angesteuert werden kann.

Es soll aus einer Digitalspannung (+/- 30V, max. 4 Ampere) die von einer 
H-Brücke eines Senders die positive oder negative Spannung (ist egal) 
durch eine Diode gefiltert wird. So das eine asymetrie entsteht die 
wiederum auf dem Kabel detektiert werden kann.

In der Digitalspannung sind verschlüsselte Datenpakete und ich muss 
zusätzlich über die 2-Drähte noch eine weitere Information übertragen um 
Schaltvorgänge auszulösen. Bei Tests (mit einem Taster) kommen die 
Empfänger mit kurzen Schaltimpulsen auf der Halbwelle klar.

Im Betrieb sind die Schaltimpulse kleiner < 10µs und haben eine Frequenz 
von max. 10 kHz.

Kann mir jemand eine Empfehlung für ein Bauteil geben und mir Tipps für 
die Beschaltung geben?

Schaltspannung 5V

Von einem Freund bekam ich den Hinweis auf einen BUZ11 aber wir sind uns 
nicht sicher ob wir das mit Wechselspannung machen können.

Danke
Frank

von A. S. (Gast)


Lesenswert?

Ich sehe nur eine Diode mit Schalter.

Soll die Diode eine Versorgungsspannung um 0.7V reduzieren?
Dann Transistor
sonst Zeichnung.

von Horst (Gast)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Es soll aus einer Digitalspannung

Was ist eine 'Digitalspannung'?

von TK (Gast)


Lesenswert?

>Was ist eine 'Digitalspannung'?

Das ist so was ähnliches wie der digitale Staubsaugermotor von Dyson.
AN / AUS.

Gruß
TK

von thorsten (Gast)


Lesenswert?

Hi,

hat er doch beschrieben. Eine Spannung die mit einer Vollbrücke umgepolt
wird. Symetrisches Datensignal +/- 30V.

Kenne mich eher mit Software aus aber der BUZ11 sollte gehen.

Viel Erfolg
Thorsten

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Ich würde ein Photo-MOS Relais verwenden. Aber ohne weitere Detail Infos 
zu den Anforderungen könnte das auch ungeeignet sein.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

thorsten schrieb:
> hat er doch beschrieben. Eine Spannung die mit einer Vollbrücke umgepolt
> wird. Symetrisches Datensignal +/- 30V.

Das mit dem Quoten mußt du noch lernen. Ich zeig dir das mal:

thorsten schrieb:
>Horst schrieb:
>> Frank schrieb:
>>> Es soll aus einer Digitalspannung
>>
>> Was ist eine 'Digitalspannung'?

> hat er doch beschrieben. Eine Spannung die mit einer Vollbrücke umgepolt
> wird. Symetrisches Datensignal +/- 30V.

Aha. Und glaubst du auch (wie anscheinend der TE) daß das noch 
funktioniert, wenn man da mit einer Diode eine Polarität einfach 
sperrt? Ich habe da große Zweifel und werde bis zum Nachweis des 
Gegenteils (z.B. durch die Lieferung weiterer Details) einfach mal davon 
ausgehen, daß der TE mit seinem Lösungsansatz vollkommen auf dem Holzweg 
ist.

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Aha. Und glaubst du auch (wie anscheinend der TE) daß das noch
> funktioniert, wenn man da mit einer Diode eine Polarität einfach
> sperrt? Ich habe da große Zweifel und werde bis zum Nachweis des
> Gegenteils (z.B. durch die Lieferung weiterer Details) einfach mal davon
> ausgehen, daß der TE mit seinem Lösungsansatz vollkommen auf dem Holzweg
> ist.

Hallo,

es geht. Es handelt sich um ein Anzeigesystem das 1996 von einem 
ehemaligen Mitarbeiter installiert wurde. Ich konnte heute mit ihm kurz 
telefonieren und er konnte mir noch ein bischen erklären wie es 
technisch funktioniert kann aber nicht mehr helfen und von 
Mikroprozessoren und Computer will er nichts wissen.

Also, in den Geräten ist jeweils ein Z80 der das Signal mit einem L298 
erzeugt bzw. an den Displays detektiert. Drückt man einen Taster wird 
die Spannung über Dioden für eine bestimmte Zeit asymmetrisch (positiver 
Spannungsanteil 28V, negative 30V). Damit können Schaltvorgänge in den 
Displays ausgelöst werden (Relais mit Signalton/Lampe).

Ich möchte nun gerne am Ausgang des Bedienteils einen Arduino platzieren 
der per USB an einem PC angeschlossen ist und von diesem die 
Schaltsignale bekommt. Das ist für mich kein Problem, nun muss ich nur 
am Ausgangspin des Arduino's einen Transistor/Fet oder ähnliches der 30V 
und 3A verkraftet dazu bringen den Strom entweder direkt auszugeben oder 
über die Dioden fließen zu lassen um damit den Spannungsabfall zu 
bekommen (3 Dioden = 2,1V).

Ein Test mit 3 Dioden und einem Taster zum überbrücken hat funktioniert. 
Man muss nur sehr kurz drücken... aber das soll ja auch der Arduino 
machen.

Danke für Eure hinweise. Ich bin leider ein "digitaler".

Gruß
Frank

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Nach deinen weiteren Infos würde ich immer noch das Photo-MOS Relais 
empfehlen. Um wie viel Strom geht es?

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Ich würde ein Photo-MOS Relais verwenden. Aber ohne weitere Detail
> Infos zu den Anforderungen könnte das auch ungeeignet sein.

Stefan U. schrieb:
> Nach deinen weiteren Infos würde ich immer noch das Photo-MOS
> Relais empfehlen. Um wie viel Strom geht es?

Mit 10us bei 10kHz ? Eher nicht, sie brauchen 1ms und sind nicht 
schneller als 1kHz.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Wenn es (wie er schrieb) mit einem Taster funktioniert, dann wohl auch 
mit einem Photo-MOS Relais.

Aber nicht genaues weiß man nicht, dank schwammiger Infos.

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Ich würde ein Photo-MOS Relais verwenden. Aber ohne weitere Detail Infos
> zu den Anforderungen könnte das auch ungeeignet sein.

Ein Relais ist mechanisch, dadurch träge und

Stefan U. schrieb:
> Wenn es (wie er schrieb) mit einem Taster funktioniert, dann wohl auch
> mit einem Photo-MOS Relais.
>
> Aber nicht genaues weiß man nicht, dank schwammiger Infos.

Nun ja, ich darf den Taster eigentlich gar nicht berühren. Außerdem hat 
jedes Display (4 Stück) eine eigene Zeitspanne. Je nachdem wie lange die 
Asymetrie anliegt schaltet das jeweilige Display. Es sind zwar nur ein 
paar Millisekunden aber mit dem Taster kann man feststellen das ein 
(zufälliges) Display schaltet.

Ich sollte aber schon im unteren ms Bereich bleiben. Das muss ich erst 
noch genau am Oszi ausmessen wie lange welcher Taster brückt.

Ich möchte nochmal den Hinweis zum BUZ11 aufgreifen. Kann ich am Gate 
den 5V Pegel vom Arduino nehmen oder muss da vorher ein ULN2003 
vorgeschalten werden und ich muss die "Lastspannung" am Gate verwenden.

Ich kann mir über eine Diode aus der Digitalspannung die Masse holen, 
diese muss dann an Source. Kann ich nun am Drain eine positive UND 
negative Spannung verwenden?


Danke für Eure Hilfe!
Frank

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

> Ich würde ein Photo-MOS Relais verwenden.
> Ein Relais ist mechanisch, dadurch träge und

Alles klar, und der Weihnachtsmann ist nicht Opa.

> Ich sollte aber schon im unteren ms Bereich bleiben.

Da ich immer noch nicht weiss, um wie viel Strom es geht (ist es 
eigentlich so schwer, auf Rückfragen einzugehen? Oder ist das mangelnder 
Respekt gegenüber bereitwilligen helfern?), nehme ich mal als Beispiel 
das erstebeste Produkt dass ich bei Conrad gefunden habe:

https://www.conrad.de/de/photomos-relais-1-st-panasonic-aqy210eh-1-schliesser-350-vdc-350-vac-130-ma-polzahl-4-504859.html

Da ist die Turn-On Time bis 60°C unter 1mS und die Turn-Off Time unter 
0,1ms.

Den BUZ11 kannst du nicht direkt mit dem Arduino ansteuern.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

> Ich kann mir über eine Diode aus der Digitalspannung die Masse holen,
> diese muss dann an Source. Kann ich nun am Drain eine positive UND
> negative Spannung verwenden?

Ich kann diese Gedanken nicht deuten. Zeichne das mal auf.

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Da ich immer noch nicht weiss, um wie viel Strom es geht (ist es
> eigentlich so schwer, auf Rückfragen einzugehen? Oder ist das mangelnder
> Respekt gegenüber bereitwilligen helfern?), nehme ich mal als Beispiel
> das erstebeste Produkt dass ich bei Conrad gefunden habe:

Hallo Stefan,

danke dass Du mir helfen möchtest aber ich habe schon öfters geschrieben 
das auf dem Kabel max. 3A fließen können. Die Vollbrücke ist ein L298 
der kann max. 4A. Ein Display braucht ca. 600mA bei 4 Displays also im 
Moment 1,6 A.

Ich hoffe Du meinst keinen anderen Strom?

Stefan U. schrieb:
> Den BUZ11 kannst du nicht direkt mit dem Arduino ansteuern.

deshalb auch ein vorgeschalteter ULN2003

---

Auf dem Kabel habe ich wechselndes Potential (rechteckige 
Wechselspannung / symmetrisch +/- 30V).

> Ich kann diese Gedanken nicht deuten. Zeichne das mal auf.

Ich kann nun aus einem Draht mittels einer Diode mir das negative 
Potential und damit die Masse abgreifen. Zeichnung kommt, ich tue mich 
damit nur verdammt schwer.

Im Prinzip:

USB-Spannung -> Arduino -> DigitalPin 5V -> ULN2003 -> Ausgang 30V -> R 
-> BUZ11 Gate

Am ULN2003 habe ich die gemeinsame Masse vom Arduino und BUZ11 und das 
negative Potential von der Last?

COM am ULN2003 ist positiv oder negativ (rechteckige Wechselspannung)?

Was ist nun mein Source?

Am Gate dann noch ein PullDown gegen Masse?

Ich Versuche mich an einer Skizze, da hängen aber noch soviele Pins in 
der Luft.

Danke
Frank

von Frank (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

anbei eine Skizze. Wie bereits gesagt habe ich Probleme mit dem Source 
und ob der Rest so stimmt?

Ich hoffe Ihr könnt damit etwas anfangen.

Gruß
Frank

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

> ich habe schon öfters geschrieben
> das auf dem Kabel max. 3A fließen können

In der Tat, jetzt sehe ich es auch. Dann bitte ich um Entschuldigung für 
meinen Rüffel.

Dein Masseabzweig funktioniert so nicht. Du brauchst Zugang zum 
Masse-Anschluss der linken Quelle. Außerdem musst du einen P-Kanal 
MOSFET verwenden.

Wenn du keinen direkten Zugang zur Masse hast, brauchst du einen 
potentialfreien Schalter - also ein PhotoMOS Relais (sorry falls das 
nervt).

Die gibt es auch für 3A, zum Beispiel diesen: 
https://www.panasonic-electric-works.com/cps/rde/xbcr/pew_eu_en/ds_x615_en_aqv25_g_s.pdf 
Der ist allerdings etwas langsamer als 1ms.

Du kannst ja erst einmal herausfinden, wie schnell der Schalter wirklich 
sein muss und dann einen passenden PhotoMOS suchen.

von Rolf M. (rmagnus)


Lesenswert?

thorsten schrieb:
> Symetrisches Datensignal +/- 30V.

Ein Datensignal mit ∓ 30V und 4A? Das klingt dann doch eher 
ungewöhnlich…

: Bearbeitet durch User
von Karl (Gast)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Ich kann nun aus einem Draht mittels einer Diode mir das negative
> Potential und damit die Masse abgreifen.

DAS genau ist Dein Problem: Durch die steuernde Vollbrücke hast Du 
schlichtweg keine Masse. Und ich würde tunlichst die Finger davon lassen 
da jetzt eine Masse willkürlich einzufügen.

Insofern bleibt Dir nur die potentialfreie Steuerung über einen 
Optokoppler, PhotoMOS... wobei die natürlich nicht die 4A schalten 
können. Einen Optokoppler mit einem Leistungstransistor zu einer 
Darlingtonstufe für 4A aufzublähen dürfte gehen, aber der könnte dann zu 
langsam sein.

Die sauberste Lösung wäre, an der H-Brücke anzusetzen und dort die 
Steuersignale zu manipulieren. Da hast Du eine saubere Masse.

Rolf M. schrieb:
> Ein Datensignal mit ∓ 30V und 4A? Das klingt dann doch eher
> ungewöhnlich…

Mit 20V macht das jede digitale Modellbahn so (nagut, die kleinen nehmen 
nur 12V). Da werden halt Betriebsspannung und Steuersignale gleichzeitig 
über 2 Leiter übertragen.

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.