Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsquelle mit schrittweisem Wechsel von +8 bis -8 V realieren


von Stephan B. (stephan_b804)


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Hallo,

Für einen einfachen Versuch zu Elektrochemie benötige ich eine 
Spannungsquelle, welche in rund 30 Schritten von je rund 15 Sekunden die 
Spannung von +8V auf -8V ändert.
Da ich mich mehr mit Chemie als Elektronik auskenne, bin ich an dieser 
Stelle auf eure Hilfe angewiesen:
Der Ausgabeport eines Arduino liefert maximal 5V und die Polarität lässt 
sich (über Programmierung) denke ich nicht wechseln.
Gibt es trotzdem (einigermaßen preiswerte) vorgefertigte Bausteine aus 
welchen ich eine automatische/programmierbare Spannungsquelle mit der 
genannten Charakteristik erstellen könnte?
Falls es programmierbare Spannungsquellen mit diesen Eigenschaften 
bereits unter 150 Euro gäbe, wäre dies natürlich auch eine Option.

Viele Grüße
Stephan

von Max M. (jens2001)


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Stephan B. schrieb:
> Spannungsquelle

Und STROM brauchst du nicht???

von Michael B. (laberkopp)


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Es gibt fertige Geräte, die das können,  Arbiträrgeneratoren, braucht 
man mehr Leistung können die ein 4-Quadranten-Labornetzteil steuern.

Der 'Analogausgang' aus den billigen Arduino (Uno) kann gar kein 
Analogsignal ausgeben, der macht PWM die man filtern müsste und liefert 
damit keine schönen Stufen.

Man kann aber 5 Digitalausgänge des Arduino über Widerstände (r2r) so 
verschalten, dass ein Analogsignal entsteht, und das dann noch mit einem 
Operationsverstärker auf deine +/-8V bei benötigten Strom verstärken.

Die Stufen sind wegen der Zweckentfremdung der Digitalausgänge nicht 
auf's Millivolt genau. Genauer wird es mit einem echten D/A Konverter.

von H. H. (Gast)


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Stephan B. schrieb:
> einfachen Versuch zu Elektrochemie

Welcher denn?

von Falk B. (falk)


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Stephan B. schrieb:
> Für einen einfachen Versuch zu Elektrochemie benötige ich eine
> Spannungsquelle, welche in rund 30 Schritten von je rund 15 Sekunden die
> Spannung von +8V auf -8V ändert.

Das macht ein Funktionsgenerator, wie der FY6900, gibt's auf Ebay.

https://www.ebay.de/itm/403494352950

Kostet mittlerweile um die 170Euro, vor wenigen Jahren waren es noch 
unter 100 Euro. Naja, Inflation. Es gibt aber auch einfachere 
Signalgeneratoren.

https://www.ebay.de/itm/314583214499

Für deine Anwendung ausreichend. Bleibt die Frage nach dem maximalen 
Strom. Das Ding liefert +/-10V mit 50 Ohm Ausgangswiderstand, d.h. bei 
+/-8V sind max. 40mA drin. Braucht ihr mehr, muss es zusätzlicher 
Verstärker her, z.B. der hier, der bringt +/10V bei +/-1A.

https://www.ebay.de/itm/384278891178

: Bearbeitet durch User
von Andrew T. (marsufant)


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Stephan B. schrieb:
> Für einen einfachen Versuch zu Elektrochemie benötige ich eine
> Spannungsquelle, welche in rund 30 Schritten von je rund 15 Sekunden die
> Spannung von +8V auf -8V ändert.

Ein 74HC4022, ein 4013,  ein preiswerter Operationsverstärker, 8 
einstellbare Widerstände,  und noch ein schlichtes Netzteil +/- 12V 
wäre mein Favourit um schnell etwas Brauchbares zu bauen.

ein paar Details müßtest Du noch hier  verraten, wie Strom den Du 
benötigst und Geschwindigkeit mit der du die +V..-8V treppenspannung 
durchlaufen willst.

von Falk B. (falk)


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Andrew T. schrieb:
> Ein 74HC4022, ein 4013,  ein preiswerter Operationsverstärker, 8
> einstellbare Widerstände,  und noch ein schlichtes Netzteil +/- 12V
> wäre mein Favourit um schnell etwas Brauchbares zu bauen.

Ja, für dich und alle, die entsprechend Know How haben! Der OP hat es 
nicht und will es auch nicht aufbauen, was vollkommen OK ist! Man muss 
nicht alles selber stricken, schon gar nicht heutzutage.

"Da ich mich mehr mit Chemie als Elektronik auskenne, bin ich an dieser
Stelle auf eure Hilfe angewiesen:"

von Stephan B. (stephan_b804)


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Hallo vielen Dank für eure Antworten, vor allem der Hinweis von Falk 
über den Funktionsgenerator hört sich für mich sehr gut an:
Es soll an einer Elektrode Chlor in Abhängigkeit von der Spannung 
abgeschieden werden.
Klar, dabei fließt auch ein Strom und je nach Ziel benötigt man sogar 
einen relativ hohen. In meinem Fall ist aber jener eines 
Funktionsgenerators wahrscheinlich ausreichend.
Danke für den Hinweis bezüglich des Arduinos, insbesondere der PWM, 
welche ich ganz vergessen hatte.
Ich glaube auf Anhieb, dass man mit etwas Fachwissen sehr preiswert 
einen entsprechenden Aufbau realisieren könnte, eine vorgefertigte 
Lösung wäre für mich einfacher.

von Rainer W. (rawi)


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Michael B. schrieb:
> Der 'Analogausgang' aus den billigen Arduino (Uno) kann gar kein
> Analogsignal ausgeben, der macht PWM die man filtern müsste und liefert
> damit keine schönen Stufen.

Und?
Ist das Filtern eines Signals kein legetimes Mittel?
Eine Dauer der Spannungsstufen von jeweils 15s bei einer PWM-Frequenz 
von 500Hz hört sich nach Spielraum für Filterung an. Es gibt nicht nur 
Tiefpässe 1. Ordnung.

Stephan B. schrieb:
> Klar, dabei fließt auch ein Strom und je nach Ziel benötigt man sogar
> einen relativ hohen. In meinem Fall ist aber jener eines
> Funktionsgenerators wahrscheinlich ausreichend.

Darüber solltest du dir klar werden. "Relativ hoch" und 
"Funktionsgenerator" hören sich erstmal nach verschiedenen Vorstellungen 
an. Spannung und Strom stehen in fester Beziehung zueinander. Es hängt 
von deinem Aufbau ab, wie bei dir dieser Zusammenhang aussieht.

Stephan B. schrieb:
> ... und die Polarität lässt sich (über Programmierung) denke ich nicht
> wechseln.
Du scheinst dich wirklich nicht mit Elektronik auszukennen. Eine 
H-Brücke, wie sie oft zu Ansteuerung von Motoren verwendet wird, ist 
genau dafür da. Ob das bei dir eine Möglichkeit wäre, hängt von den 
Erdungsverhältnissen in deinem Aufbau ab. Wieviel Aufwand das wäre, 
hängt von dem bei dir erforderlichen Strom ab.

: Bearbeitet durch User
von Wolf17 (wolf17)


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Computersteuerbares Netzteil wie das KA3005P (Reichelt 109€) und ein vom 
Computer angesteuertes 2xum Relais, das die Polarität umpolt.

von Falk B. (falk)


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https://www.ebay.de/itm/354824328371

Das ist der kleine Bruder vom FY6900, der reicht locker und kostet 
die Hälfte. Damit für arme Studenten bezahlbar ;-)
Lieferung ab Hamburg.

: Bearbeitet durch User
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