Hallo, ich habe eine KSQ entwickelt, mit der ich eine Halogenlampe (bis 20W) betreibe. Die Regelung verhält sich aber nicht so wie erwartet und möchte euch mal fragen, ob Ihr eine Idee habt, warum ich das sehe, was ich sehe... Zum Aufbau (siehe Anhang, Ausschnitte aus Schaltplänen) Ich habe zwei Boards: das Power-Board hat einen Schaltregler (TPS54331), bei dem ich die Spannung am Feedback-Pin manipuliere und so den Strom regele. Die dafür erzeugte Spannung kommt vom Control-Board von einem OPV. Die Lampe ist von V_out -> Shunt_INA -> Lampe -> Shunt_OPV -> GND angeschlossen. Auf dem Control-Board Die Stromregelung macht ein Komparator (OPV: MCP604), der die Spannung über Shunt_OPV mit der Spannung eines DACs (MCP4922 mit 2,5V Referenzsp.) vergleicht. Zur digitalen Strom- und Spannungsmessung kommt ein INA226 zum Einsatz. Mit diesen Infos kann ich mittels Atmega328PB die Regelung nachsteuern, falls der Strom aus den Grenzen läuft. Oder ich kann Leuchtmittel mit anderen Kenndaten betreiben. Alles ist so ausgelegt, dass ich bis zu 2A bei 20V ausgeben könnte, was aber nie gebraucht wird. Der INA226 gibt mir Strom und Spannung als 16-bit aus. Der MCP4922 ist ein 2x-DAC und ist zusammengeschaltet, um theoretisch 24 Bit auszugeben. Davon nutze ich aber maximal 20 Bit. Zum Ergebnis Schließe ich eine ohmschen Last (10 Ohm) an, dann funktioniert alles wie gewünscht. Schließe ich nun eine 12V, 20W (1,67 A) Halogenlampe an, dann sehe ich (durch Ändern des DAC-Outputs) ungefähr folgende Kennlinie. Bei jedem Schritt ändere ich den DAC-Output so, dass ich etwa 100 mA mehr Strom erhalte. 0.848 A, 2.833 V 0.941 A, 3.441 V 1.045 A, 4.157 V 1.137 A, 4.845 V 1.232 A, 5.591 V 1.326 A, 6.382 V 1.417 A, 7.190 V 1.511 A, 8.063 V 1.602 A, 8.957 V <-- ab hier wirds merkwürdig 1.637 A, 9.868 V 1.637 A, 10.847 V 1.637 A, 11.839 V Ab eingestellten 1,6 A wirkt die Lampe strombegrenzend, aber die Spannung steuert weiter aus ... Ich habe ausgerechnet (Power-B: R3,R4 und Control-B: R11), dass der OPV eine Spannung von 2,25 V ausgeben müsste, damit am Schaltregler V_FB=0,8V und V_OUT=12V vorliegen. Der OPV kommt also mit VCC=5V noch nicht an sein Limit. Den DAC muss ich hingegen fast an sein Limit einstellen. *Ich verstehe einfach nicht, was da ab eingestellten 1,6 A vor sich geht.* Der INA226 sagt mir, dass sich der Strom trotz Erhöhung von V_DAC kaum ändert, sich die Spannung aber sehr wohl ändert, aber es ist doch eine KSQ... Ich stehe hier auf dem Schlauch und bin für jede Hilfe dankbar, denn ich bin auch kein Elektronik-Profi. Bitte fragt mich nicht, warum ich das ganze mache. Wir betreiben Halogenlampen schon lange mit Konstantstrom erfolgreich für optische Messaufgaben und diese Schaltung soll die alte analoge Schaltung ersetzen. Gerne nachfragen. Danke und viele Grüße, Marius
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Glühlampen sind Kaltleiter, der Widerstand ist nicht konstant.
Dass das Kaltleiter sind, ist dir bewußt!? https://lehrerfortbildung-bw.de/u_matnatech/physik/gym/bp2004/fb2/modul2/work3/2_einf_vers/3_kennlinie_gluehlampe.html
stg schrieb: > Glühlampen sind Kaltleiter, der Widerstand ist nicht konstant. Das ist mir auch bewusst. Auch nach 1h Laufzeit ändert sich nichts. Der Stromsensor gibt mir konstant den gleichen Wert aus, die Spannung variiert etwas. Beim ohmschen Widerstand wackelt der Strom erwartungsgemäß. Aber ich glaube, ich habe meinen Fehler gefunden. Der Stromsensor spuckt einfach nicht mehr als die 1.637 A aus. Ich schaue da nochmal drüber. Soweit, danke. Gruß.
Hallo, aber die Zuordnung zwischen Stromsensorausgang und tatsächlichem Strom kannst Du leicht ausmessen, oder? MfG
Hallo, habe nochmal in den INA226 geschaut und ich habe mich mit dem max. Spannung am IN+ zu IN- vertan. Ich bin von 0,8 V ausgegangen und habe mich nur auf die Auflösung konzentriert. Aber ... wer lesen kann, ist klar im Vorteil ... es sind nur 0,08 V und dann stoße ich ab 1,6 A und 0,05 Ohm ans Maximum. Beim Testen mit dem ohmschen Widerstand habe ich auch mehr auf die Regelung geschaut, als auf das Maximum, da ich dachte, ich liege immer mitten im Arbeitsbereich ... tja, weit gefehlt. Ich löte mal einen zweiten gleichen Shunt drauf und dann konfiguriere ich den INA um und fertig für einen neuen Versuch. Die ausgegebenen Absolutwerte passten ungefähr, da kommt es sowieso nicht so drauf an. Habe es mit den Angaben meines Labornetzteils und dem ohmschen Widerstand überschlagen. Schlussendlich, die Regelung sollte "nur" besser als 1mA werden. Mal schauen, ob das noch klappt ... sollte aber. Gruß!
Marius H. schrieb: > Bitte fragt mich nicht, warum ich das ganze mache Doch. Du ersetzt die analoge Regelschleife des TPS54331 der bei Annäherung an den soll-feedback-Wert langsam die Pulsbreite anpasst durch eine digitale an/aus Holzhammerregelung, die auch noch in Summe mit der Spannungsregelung wirken soll. Was erhoffst du dir von dem Kuddelmuddel, das sieht aus wie die üblichen verunglückten Labornetzteile von Leuten die Regelungstechnik geschwänzt haben. Marius H. schrieb: > Wir betreiben Halogenlampen schon lange mit Konstantstrom erfolgreich > für optische Messaufgaben Dann frag einfach mal jemanden, der sich mit Regelungstechnik auskennt, wie man Regelungen über 2 Parameter richtig macht, und vergiss deine ganze Schaltung. So lange kauft euch einfach ein digital steuerbares Labornetzteil, das kostet in der Leistung nicht die Welt.
Marius H. schrieb: > Der MCP4922 ist ein 2x-DAC und ist zusammengeschaltet, um theoretisch 24 > Bit auszugeben. Davon nutze ich aber maximal 20 Bit. Noch abstruser. Du hast wirklich alle Grundlagen geschwänzt. Schülerbastelniveau.
Hallo MaWin, danke für deine Beiträge. Leider nicht sehr konstruktiv. Außerdem hast du scheinbar nur die Hälfte gelesen. "Schülerbastelniveau" würde ich das nicht nennen. Vergessen tue ich die Schaltung definitiv nicht. In dem letzten Test hat die Schaltung über 6h hinweg immerhin auf +/- 0,2 mA geregelt. Zugegeben, nur intern gemessen, aber das ist ein guter Start für das Projekt. Achso, bitte überlies deine Beiträge nochmal hinsichtlich Rechtschreibung und Grammatik, ich verstehe dich nicht bei allen Details. Weitere Beiträge von dir werde ich ignorieren. Wenn du weiter so herablassend bist, dann werde ich deine Beiträge melden. Gruß und danke an alle anderen!
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Marius ist eine der jungen, aufsteigenden und ambitionierten Fachkräfte, die dieses unser Land so dringend benötigt, um mit der Konkurrenz Schritt halten zu können. Kleinere hier zu Tage tretende Defizite werden sich sicher in zukünftigen Experimentierphasen nicht mehr zeigen. Ich fand die einleitende Beschreibung des Aufbaus und des Problems sorgfältig und umfangreich angefertigt, verglichem mit sonst oft gelesenen Fragestellungen. MfG
Hallo zusammen, also, der kleinere Shunt-Widerstand hat die Problematik für mich gelöst. Auch die Kontrolle, ob die ausgegebenen Werte korrekt sind, hat mir Sicherheit verschafft. (Danke, Christian) An alle: Was ist an dem Aufbau Mist? Und bitte konkrete Punkte, nicht "Regelung mit Holzhammer" ... Viele Teile der Schaltung sind aus Datenblättern der Hersteller (zB auch das Zusammenschalten der Ausgänge des MCP4922) oder aus App-Notes (Regelung des Schaltreglers). Wenn alle meinen, dass die Schaltung so wie sie ist, Käse ist, wie wird es denn richtig gemacht? Es soll eine "kleine" Platine sein, die den Strom ~1,6 A bis 20V auf 1mA konstant hält (VCC = 24V). Zu teuer sollte sie auch nicht sein, max. 100 EUR. Bin für Vorschläge offen. Wäre natürlich schön, wenn ich noch zusätzlich ein kleines OLED-Display, einen Schrittmotor (SPI/I2C/UART gesteuert, zB TMC2130) und ein paar Sensoren anschließen könnte. Außerdem haben wir schlechte Erfahrungen mit Potis gemacht (nach wenigen Jahren im 24/7 Betrieb), also lieber ohne die Dinger. Wie sieht so eine Lösung - nach euren Vorstellungen - denn ungefähr aus? Danke für alle Anregungen.
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