Hi,
ich benötige Hilfe bei einer Schaltung. Für eine Lüftungsanlage möchte ich gerne eine Steuerung von einem Fremdhersteller adaptieren.
Die Motoren werden mit einem 0-10V Signal gesteuert
4,5 - 5,5V bedeuten Stillstand*
4,5V - 0V sind dann ~10% bis 100% Geschwindigkeit linksdrehend
5,5V - 10V sind dann ~10% bis 100% Geschwindigkeit rechtsdrehend
Aus der Steuerung kommt ein 3,8kHz PWM Signal mit 5V raus.
50% - 0% Dutycycle sind dann 0% bis 100% linksdrehend
50% - 100% Dutycycle sind dann 0% bis 100% rechtsdrehend
*Regelt die neue Steuerung, indem sie die Versorgungsspannung auf 0V setzt.
[Die Steuerung ist ein Stück weit programmierbar, um die Geschwindigkeitsstufen einzustellen (6 wählbare Geschwindigkeiten je Stufe), das heißt, sollte der Lüfter nach dem konvertieren von PWM zu "analog" zu langsam drehen, kann ich das noch programmiertechnisch etwas beeinflussen.]
Meine Idee war nun folgende: Ich nehme das PWM Signal und glätte das erst mal mit einem RC Filter. Dann stecke ich das ganze in einen OpAmp in nicht invertierender Verstärker Schaltung mit 2x Gain. Bei 12V Versorgungsspannung sollte ich damit 10V gerade noch hinbekommen.
Dann habe ich ja theoretisch schon mal mein Analogsignal mit dem ich sowohl Richtung als auch grob die Geschwindigkeiten steuern kann. Was ich nun aber noch gerne hätte sind zwei Punkte:
Der Ausgang sollte um 5V herum skalierbar sein, damit ich die Drehzahlen gerade auf der niedrigsten Stufe fein einstellen kann. Die alte Steuerung regelte nämlich zwischen 1V und 9V. Also das Signal sollte nicht 0 bis 10V sein sondern eigentlich (0 + x)V bis (10 - x)V
Ich hätte gerne, dass der Ausgang von dem OpAmp geschützt ist, da die Signalleitung sternförmig durchs ganze Haus laufen. Kurzschlussfest muss das ganze nicht sein.
Hätte hier jemand für mich Input, wie ich diese zwei Punkte umsetzen kann?
Meine Idee war nun folgende: Ich nehme das PWM Signal und glätte das
erst mal mit einem RC Filter. Dann stecke ich das ganze in einen OpAmp
in nicht invertierender Verstärker Schaltung mit 2x Gain. Bei 12V
Versorgungsspannung sollte ich damit 10V gerade noch hinbekommen.
Der Ausgang sollte um 5V herum skalierbar sein, damit ich die Drehzahlen
gerade auf der niedrigsten Stufe fein einstellen kann. Die alte
Steuerung regelte nämlich zwischen 1V und 9V. Also das Signal sollte
nicht 0 bis 10V sein sondern eigentlich (0 + x)V bis (10 - x)V
Kannst du leicht mit einstellbaren Widerständen also Trimmpotis erreichen.
Ich hätte gerne, dass der Ausgang von dem OpAmp geschützt ist, da die
Signalleitung sternförmig durchs ganze Haus laufen. Kurzschlussfest muss
das ganze nicht sein.
Ist eigentlich jeder OpAmp, erst recht so was wie LM358. Gegen Einsteuung von UKW eine UKW Drossel in die Ausgangsleitung.
damit ich die
Drehzahlen gerade auf der niedrigsten Stufe fein einstellen kann. Die
alte Steuerung regelte nämlich zwischen 1V und 9V. Also das Signal
sollte nicht 0 bis 10V sein sondern eigentlich (0 + x)V bis (10 - x)V
Das ist Augenwischerei, damit verbesserst du deine Einstellbarkeit nur unwesentlich.
Ich hätte gerne, dass der Ausgang von dem OpAmp geschützt ist, da die
Signalleitung sternförmig durchs ganze Haus laufen. Kurzschlussfest muss
das ganze nicht sein.
Dafür reichen zwei Dioden nach VCC und GND in Sperrichtung. GGf. noch ein kleiner Lägswiderstand von 100 Ohm oder so.
Hätte hier jemand für mich Input, wie ich diese zwei Punkte umsetzen
kann?
RC Filter. Dann stecke ich das ganze in einen OpAmp
in nicht invertierender Verstärker Schaltung mit 2x Gain. Bei 12V
Versorgungsspannung sollte ich damit 10V gerade noch hinbekommen.
Also das Signal
sollte nicht 0 bis 10V sein sondern eigentlich (0 + x)V bis (10 - x)V
Der Opamp kann ja einen Offset verpasst bekommen und die Verstärkung etwas runtergedreht. Damit kämst du bereits hin, andererseits verkleinert das Ausgangsseitig den toten Bereich um 5V herum.
Ich kann mir gut vorstellen, dass die Motoren bereits bei 0,5V Vollgas linksherum und bei 9,5V Vollgas rechtsherum laufen.
Der Ausgang sollte um 5V herum skalierbar sein, damit ich die
Drehzahlen gerade auf der niedrigsten Stufe fein einstellen kann.
Merkt man überhaupt am Förderstrom ob es 10 oder 15% sind?
Schon geprüft, ob der Lüfter bei niedrigster Drehzahl überhaupt anläuft? (Je älter desto schlechter)
Macht er einen eigenen Anlaufpeak zum losbrechen, oder muss das die Steuerung machen?
Ich hätte gerne, dass der Ausgang von dem OpAmp geschützt ist, da die
Signalleitung sternförmig durchs ganze Haus laufen. Kurzschlussfest muss
das ganze nicht sein.
Geschützt gegen was? 230VAC? Transiente Einkopplung bei Blitzschlag?
Wie ist die OP Versorgungsspannung? OP Typ?
Der Opamp kann ja einen Offset verpasst bekommen und die Verstärkung
etwas runtergedreht. Damit kämst du bereits hin, andererseits
verkleinert das Ausgangsseitig den toten Bereich um 5V herum.
Ich kann mir gut vorstellen, dass die Motoren bereits bei 0,5V Vollgas
linksherum und bei 9,5V Vollgas rechtsherum laufen.
Stimmt, das könnte klappen. Der Tote Bereich wäre nicht das Problem, weil die neu Steuerung die Versorgungsspannung zum Ausschalten deaktivieren kann.
Schon geprüft, ob der Lüfter bei niedrigster Drehzahl überhaupt anläuft?
(Je älter desto schlechter)
Macht er einen eigenen Anlaufpeak zum losbrechen, oder muss das die
Steuerung machen?
Der Lüfter hat eine eigene Steuerung und fährt auch Rampen. Die Steuerspannung ist nur die Sollvorgabe.
Geschützt gegen was? 230VAC? Transiente Einkopplung bei Blitzschlag?
Wie ist die OP Versorgungsspannung? OP Typ?
Ich hätte vermutlich nur Angst vor induktiver Kopplung mit 230V aber vermutlich ist das doch zu vernachlässigen.
Versorgungsspannung sind 12V von einem Schaltnetzteil und OP Typ habe ich nichts bestimmtes im Kopf.
Merkt man überhaupt am Förderstrom ob es 10 oder 15% sind?
Ja, hier geht es aber nur ums Geräusch.
Bevor eine Feinregelung verlangt wird, empfehle ich erst mal zu hören, aus wie viel cm Entfernung bei 15% überhaupt was von der Strömung zu hören ist! Ein tackern oder sirren der Ansteuerung wird sich in dem Bereich nur in der Wiederholrate, aber nicht in der Lautstärke ändern.
Aus der Steuerung kommt ein 3,8kHz PWM Signal mit 5V raus.
Ist das ein Push-Pull-Ausgang oder ein OC-Ausgang gegen Masse?
Ich nehme das PWM Signal und glätte das erst mal mit einem RC Filter.
Denn wenn der PWM-Ausgang (wie üblich) ein OC-Ausgang nach GND ist, dann geht das mit dem RC-Glied an diesem Ausgang wahrscheinlich heftig in die Hose.
Ich würde hier einen kleinen 8-pin µC nehmen, das PWM-Signal dort per Input Capture einlesen, das TV ausrechnen, mit passender Software konditionieren, dann auf einem DAC ausgeben und letztlich mit einem OP um einen passenden Faktor verstärken. Damit ist die Hardware in kurzer Zeit festgelegt, und die Software braucht auch nur wenige Zeilen Code.
Je nach Eingangsimpedanz des Motorsteuereingangs könnte man sich sogar vorstellen, dass die Ausgabe ebenfalls über eine PWM erfolgt. Da reicht dann ein Low-Side-Transistor und ein Pullup mit nachgeschaltetem RC-Glied aus, weil die "krumme Kennlinie" dieser Treiberstufe ebenfalls in der Software korrigiert werden kann.
Ich würde hier einen kleinen 8-pin µC nehmen, das PWM-Signal dort per
Input Capture einlesen, das TV ausrechnen, mit passender Software
konditionieren, dann auf einem DAC ausgeben
Super.
Jetzt noch eine Typennummer von einem 8 pin uC mit DAC nennen,
dann merkst auch du was fur einen Unsinn du vom Stapel lässt.
Lothar, ich glaube du hast recht. Das würde so viele Probleme lösen, da alle "Feineinstellungen" in der Software machbar sind.
Und ja, der Ventilator würde vermutlich auch ein 10V PWM Signal fressen. Ich glaube ich Stöpsel das am nächsten Wochenende einfach mal so zusammen.
Ich habe hier auch noch so kleine SAMD21 Module von XIAO, die haben meines Wissens nach einen integrierten DAC.
Jetzt noch eine Typennummer von einem 8 pin uC mit DAC nennen
Wo liest du denn die Anforderung, dass das alles in 1 Chip drin sein soll?
Und hast du den Abschnitt mit der Analogausgabe per PWM nicht gelesen? Für eine Lüfteransteuerung ist das auch mit strammer Filterung mit hoher Sicherheit hinreichend schnell. Damit sähe meine Schaltung etwa so aus:
Ich bin mir sicher, dass die funktioniert und ein DAC ist nicht nötig. Der µC braucht nicht mal einen Quarz, der RC-Oszillator reicht locker aus, denn die Information steckt ja im TV.
Und wie gesagt: man muss bei dieser passiven Schaltung die Eingangsimpedanz der Motoransteuerung noch berücksichtigen und die Ausgangsstufe entsprechend anpassen.
dann merkst auch du was fur einen Unsinn du vom Stapel lässt.
Ich bin mir sicher, dass die funktioniert und ein DAC ist nicht nötig.
Ich bin mir sicher, dass die Schaltung reicht und ohne uC die Umwandlung komplett übernehmen kann. Potis falls Einstellbarkeit gewünscht wird. Der uC müsste ja auch Einstellbedienelemente bekommen, Potis..
Der uC ist überflüssig wie ein Kropf, bloss weil er im Forumstitel steckt muss er nicht in jedes Projekt versenkt werden.
