Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : 1-10V EVG an AtMega
Dominik009
23.09.2011, 18:13
Hallo,
ich melde mich auch nochmal mit einem kleinen Problem an euch. Und zwar habe ich hier einen Mega32 mit dem ich ein EVG dimmen möchte.
Die Steuerspannung für das EVG liegt bei 1-10V (also von 0%-100%)
Ich habe jetzt 2 Leitungen vom EVG und muss irgendwie 1-10V mit einem AVR erzeugen um das EVG anzusteuern.
Habe schon an PVR gedacht. Die Spannung dann in einen OP, aber mit OPs kenne ich mich nicht aus.
Kann mir da jemand helfen?
Das EVG stellt 10V zur Verfügung, aber ich habe auch ein zusätzliches Netzeil, was ich verwenden könnte.
Gruß Dominik
Hallo,
so wie du das geschrieben hast, hätte ich auch angesetzt.
An einem PWM-Ausgang des Mikrocontrollers ein Tiefpassfilter setzen,
dann die Spannung dahinter mit einem Operationsverstärker verstärken.
Der OpAmp wird dann als nichtinvertierender Verstärker beschaltet:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/schalt/02101511.gif
Für 5V -> 10V brauchst du den Verstärkungsfaktor 2, bei dem Schaltplan
bedeutet dass, das beide Widerstände gleich sein müssen (z.B. beide
10kOhm).
Als Standard-OpAmp gibt es z.B. den LM358. Dieser kann aber am Ausgang
nicht ganz bis an seine obere Betriebsspannung aussteuern, also wenn
10V am Ausgang erscheinen sollen, brauchst du ca 12V Versorgung.
Wenn du nur mit genau 10V versorgen willst, wäre eine rail-to-rail-Type
vorteilhaft.
Grüße,
Bernhard
Dominik009
23.09.2011, 21:04
Hi,
vielen dank für die Info. Also ist meine Idee schon gut. Werde es erstmal auf meiner Steckplatine testen.
Also brauche ich 2 Widerstände (10kOhm) und einen OP. Was währe den eine rail to rail variante? Also ein verbreiteter Typ?
Sonst kaufe ich erstmal den LM358 (kostet ja nichts).
Ich würde dann ein 12V Netzteil nehmen und daraus 5V für den Mega beziehen und die vollen 12V für den Op.
Kann mir jemand vieleicht sagen wie genau ein Tiefpassfilter funktioniert, der für mich geignet ist (bzw. aufgabaut ist).
Wie viele stufen werden benöti`gt?
Will mir morgen bei Conrad die Teile kaufen und ein bissel basteln.
Gruß Dominik
Hallo,
ich hab mal so einen Tiefpass gebaut, um den PWM ausgang des AVR für ein Netzteil für genau diesen Zweck zu nutzen.
Ich hab ein bisschen herumprobiert, aber im Endeffekt hat es dann so ausgeschaut:
2k2 Widerstand an PWM - Pin, 100uF Kondensator von anderem Widerstandsbein gegen Masse, das wars.
Ich könnte mir vorstellen, dass man die Werte sicherlich noch optimieren kann, aber bei mir hats eigentlich ganz gut funktioniert, zumindest für meinen Verwendungszweck. Die Spannung war sehr sauber und ich konnte keine nennenswerte Oberschwinung messen.
Mfg Thegon
Besserwessi
23.09.2011, 23:55
Ein relativ gängiger Rail-Rail OP für 10 V als Versorgung wäre der TS912. Auch aus der Serie ICL761? gibt es da was, z.B: ICL7612, ICL7621.
Die Steuerspannung für das EVG liegt bei 1-10V (also von 0%-100%)
Ich habe jetzt 2 Leitungen vom EVG und muss irgendwie 1-10V mit einem AVR erzeugen um das EVG anzusteuern.
...
Das EVG stellt 10V zur Verfügung, ....
Ich würde es erstmal möglichst einfach versuchen. Mit einem Transistor oder noch einfacher (braucht keinen Basiswiderstand) einem Logic-Level FET z.B. BS170 eine PWM von den 10V des EVGs erzeugen und die dann filtern. Dazu reicht eigentlich ein Kondensator. Zusammen braucht man dann 1 Transistor, einen Arbeitswiderstand und einen Kondensator und kein extra Netzteil. Sowas ist schnell ausprobiert.
MfG Klebwax
Eine weitere Möglichkeit wäre ein R2R Netzwerk, dafür müsste man dann aber schon mindestens 5 Ausgänge des AVR "opfern".
Gruß
Neutro
Eine kleine Frage noch an die Leute die schon mal mit PWM eine analoge Spannung erzeugt haben:
Lässt sich die Spannung wirklich von 0V bis 5V Variieren?
Besserwessi
24.09.2011, 10:02
Wenn man ein PWM Signal mit 5 V Pegel per Tiefpass glättet bekommt man einen Spannungsbereich von 0-5 V. Wenn man eine Last an einem passiven RC Tiefpass hat, verringert sich der Spannungsbereich aber, durch den Widerstand.
Für einen der Extremwerte muss man aber ggf. bei der Erzeugung des PWM Signals aufpassen, denn ein 8 Bit PWM braucht nur 255 Zeitschritte bei vielen µC werden aber 256 benutzt. Entsprechend bekommt man den Zustand dauernd High oder dauernd low nicht einfach über einen Wert im PWM Register.
Wenn man ein PWM Signal mit 5 V Pegel per Tiefpass glättet bekommt man einen Spannungsbereich von 0-5 V. Wenn man eine Last an einem passiven RC Tiefpass hat, verringert sich der Spannungsbereich aber, durch den Widerstand.
Deswegen die PWM gegen die 10V erzeugen.
Für einen der Extremwerte muss man aber ggf. bei der Erzeugung des PWM Signals aufpassen, denn ein 8 Bit PWM braucht nur 255 Zeitschritte bei vielen µC werden aber 256 benutzt. Entsprechend bekommt man den Zustand dauernd High oder dauernd low nicht einfach über einen Wert im PWM Register.
Das ist leicht, bei den Extremwerten die PWM ausschalten und den Ausgang auf High oder Low setzen. Die 2 ifs werden den Prozessor nicht überlasten.
Man muß nicht alles "overengineeren".
MfG Klebwax
So etwas habe ich schon mal gebastelt. Die Schaltung funktioniert so seit ca. drei Jahren.
Dominik009
24.09.2011, 20:24
Hallo, vielen dank für die ganzen Infos!
Ihr seid echt super !
Ich werde mir bei Reichelt verschiedene Teile für verschiede möglichkeiten kaufen und die verschiedenen Methoden ausprobieren.
Was am besten läuft, verbaue ich dann auf eine Platine.
Also via PWM Tiefpass und OP währe eine möglichkeit.
Das habe ich soweit verstanden und werde es auch ausprobieren.
@Klebwax,
deine Methode versehte ich leider nicht ganz. Ich möchte ganz individuell dimmen können. Es soll für ein Aquarium genutzt werden, also morgens und abends dimmen und mittags. Eventuell auch Wolkensimulation.
Kanst du mir eine Beispielschaltung zeigen?
Und was ist ein Logic-Level FET?
(sorry, kenne mich noch nicht so aus).
Ein R2R netzwerk währe auch eine Möglichkeit.
Das werde ich auch mal probieren. Ist ja schnell gemacht.
@ Besserwessi (https://www.roboternetz.de/community/members/16561-Besserwessi),
habe leider nicht so ganz verstanden was du meinst. Bezieht sich dein Post auf die Lösung PWM -- Tiefpass -- OP ?
@ mycroc (https://www.roboternetz.de/community/members/24795-mycroc),
danke für den Schlatplan. Leider ist die Qulität sehr schlecht, so das ich kaum etwas erkennen kann. Kanst du den Plan vieleicht in einer höhren Aufstellung hochladen?
Eine Idee/Frage habe ich aber noch an euch alle.
Gibt es ICs, die als D/A Wanlder funktionieren?
Also das ich z.b. via I2C oder RS232 was sende und die dann einfach die Spannung rausgeben.
Gruß Dominik
@Klebwax,
deine Methode versehte ich leider nicht ganz. Ich möchte ganz individuell dimmen können. Es soll für ein Aquarium genutzt werden, also morgens und abends dimmen und mittags. Eventuell auch Wolkensimulation.
Kanst du mir eine Beispielschaltung zeigen?
Und was ist ein Logic-Level FET?
(sorry, kenne mich noch nicht so aus).
Schon ok, für ne Wolkensimulation reicht natürlich ein Transistor nicht aus.
MfG Klebwax
Ja solche Ic´s gibt es, die werden im algemeinen per I2C oder RS485/SPI Schnittstelle angesprochen.
Die Funktionsweise entspricht aber der eines R2R Netzwerks mit nachgeschalteten Impedanzwandler.
Die Auflösung entspricht der Bit Anzahl. Also hätte ein 4Bit DA Wandler 2^4 =16 Schritte Auflösung. Das wären dann 5V/16 = 0,312V Auflösung.
Das heißt dann im Klartext das man die 5V in 16 Schritten zu je 312mV erhöhen oder reduzieren könnte.
Jedes weitere zusätzliche Bit an Auflösung würde also die Schrittweite halbieren, ( 5 Bit also ca 156mV usw)
Ich hoffe ich habe das verständlich ausgedrückt.
MFG
Neutro
Dominik009
25.09.2011, 21:46
Hi,
vielen dank für die Infos euch beiden.
Da ich gerne später Wolkensimulation usw. machen möchte, fällt die Transistor Lösung raus.
Ich habe von mycroc (https://www.roboternetz.de/community/members/24795-mycroc) via. e-mail das Schaltbild in einer höheren Auflösung bekommen.
Es ist eine Lösung mit einem akiven Tiefpass, einem Tiefpass, einem Begränzer (Diode) und einem anschließendem Verstärker OP.
Also so wie auf Seite 1 oben beschrieben.
Die Lösung werde ich auf jeden Fall mal probieren.
Anscheinend darf man dem EVG nicht die vollen 10V geben, sondern nur ca. 9V.
Aber das lässt sich ja bei fast jeder Methode via. Diode machen.
Das Widerstandsnetzwerk (R2R) werde ich wie gesagt auch Testen.
Aber das mit den D/A ICs klingt sehr Interesant. (jo, ist verständlich, danke nochmal!)
I2C ist auch gut, da ich da schon etwas erfahrung gesammelt habe.
Gibt es die ICs auch mit 10Bit? Weil ich habe PWM bisher immer mit 10Bit gemacht.
Ansonsten ginge halt auch weniger.
Könnt ihr mir da auch Typen empfehlen? Weil ich kenne mich noch nicht so gut aus. Geht z.b. der hier: http://www.reichelt.de/ICs-M-MN-/MCP-4716A0T-E-CH/index.html?;ACTION=3;LA=444;GROUP=A217;GROUPID=291 4;ARTICLE=109762;START=0;SORT=artnr;OFFSET=1000;SI D=11TnyZ8n8AAAIAAFSAFeIc0a75d33008b22887a893cfb1f0 f495b
Impedanzwandler ist doch der OP mit gemeint?
Also so, also op das PWM aus dem Mega direkt kämme. Müsste dann nicht auch noch ein Tiefpass folgen
Also so:
Mega32---I2Cbus---IC---AktiverTiefpass---PassiverTiefpass---BegrenzungViaDiode---OP
Werde dann mal schauen was es wird. Warscheinlich entweder PWM vom Mega32 oder ein externer D/A Wandler.
Weil für R2R muss man ja recht viele Ports opfern, werde es aber auch testen
Gruß Dominik
Der Impedanzwandler käme hinter den RC Tiefpass, um diesen Lastunabhängig zu haben, ansonsten würde dir die Spannung am Tiefpass bei geringer Belastung schon zusammenbrechen. Der Impedanzwandler (OP Grundschaltung) hat einen sehr hochohmigen Eingang und einen niederohmigen Ausgang. Dadurch wird die Spannungsquelle, hier der PWM mit Tiefpass nicht belastet und du kannst den Ausgang des OP je nach Typ mit einigen ...mA belasten.
Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Impedanzwandler
Gruß
Neutro
Ich wurde schon mehrfach nach einer leserlichen Version meiner Schaltung gefragt. Nach ein wenig suchen habe ich das alte ding sogar noch gefunden.
Die Platine ist übrigens noch immer im einsatz und war noch nicht einmal defekt.
MfG mycroc
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