KSQ mit Mikrocontroller steuern?

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
Benutzeravatar
Ibis93
Mega-User
Mega-User
Beiträge: 301
Registriert: Di, 14.10.08, 21:25

So, 15.01.12, 10:45

Hallo zusammen,
ich melde mich auch wieder einmal und habe gleich eine Frage.
Ich möchte gerne eine KSQ über einen Taster steuern. Man sollte die Möglichkeit haben, mehrere Helligkeitsstufen und einen Blinkmodus zu wählen, so wie man das von vielen Taschenlampen her kennt. Ich habe mir gedacht, dass es am einfachsten ist, den Taster mit einem Mikrocontroller einzulesen und die KSQ mit PWM anzusteuern. Nun stellt sich mir aber die Frage, wie ich den Mikrocontroller anschliessen muss. Die verwendete KSQ ist folgende:
Bild
Quelle: viewtopic.php?f=35&t=6169&start=125

Kann ich einfach zwischen M1 und LED6 einen Transistor einfügen und die Basis von diesem mit dem Mikrocontroller ansteuern? Wenn ja, was für einen Transistor würde ihr mir empfehlen? Der maximale Strom liegt bei 0,7A.

Oder gibt es noch eine andere, bessere Lösung?

LG Ibis93
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10484
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

So, 15.01.12, 11:54

Die 'Lösung' steht eigentlich schon im verlinkten Thread...
Hier: viewtopic.php?f=35&t=6169&start=125#p103228
ist ja meine Schaltung mit Unterspannungsabschaltung abgebildet. Die Abschaltung wird über die Diode D1 (1N4148) gesteuert. Wenn man an dieser Diode ein Potential > 0.7V anlegt, schaltet die KSQ ab. Das kannst Du genauso gut für eine PWM Steuerung hernehmen. Allerdings ist diese Schaltung nicht so gut für eine PWM Steuerung geeignet. Mit einer niedrigen PWM Frequenz (höchstens 150Hz) und einer Reduzierung der Kondensatoren auf 4.7nF (statt 10nF) sollte es aber noch halbwegs gehen. Besser wäre die Steuerung von verschiedenen Strömen (und ggf. auch Blink-Modi) über eine (dann entsprechend langsame) Änderung der Widerstände im Referenzspannungszweig (R7). Hier könnte man verschiedene Widerstände verwenden die über Transistoren nach Masse gebrückt werden und so verschiedene Ströme einstellen können.
Benutzeravatar
Ibis93
Mega-User
Mega-User
Beiträge: 301
Registriert: Di, 14.10.08, 21:25

So, 15.01.12, 13:53

Danke Borax für deine schnelle Antwort.

Ich hatte gerade noch eine andere Idee.Der Ausgangsstrom wird ja durch die Spannung am + Eingang des OP-AMPs eingestellt. Wenn ich nun anstatt dem Spannungsteiler von R3, R9, R7 einen DA-Wandler anschliessen würde und den Mikrocontroller davor setze. Dann könnte ich über den Mikrocontroller den DA-Wandler ansteuern und die Ausgangsspannung des Wandlers würde mir den gewünschten Strom liefern. Würde das funktionieren?

Wenn ich 0V am + Eingang anlege, hätte ich ja theoretisch auch 0A am Ausgang. Kann die KSQ das?

LG Ibis93
Benutzeravatar
Beatbuzzer
Auserwählter
Auserwählter
Beiträge: 3174
Registriert: Fr, 17.08.07, 11:02
Wohnort: Alfeld / Niedersachsen
Kontaktdaten:

So, 15.01.12, 14:50

Zu dem Thema hatte ich mir auch schon mal meine Gedanken gemacht.
Ich hab den µC gleich den ganzen Job machen lassen, und nicht nur die Ansteuerung. Verschiedene Blinkmodi usw. lassen sich ja noch leicht ergänzen:
viewtopic.php?f=35&t=13097
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10484
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

So, 15.01.12, 19:09

Die ganze KSQ gleich µC basiert aufbauen geht natürlich auch.
DA-Wandler geht auch (ist aber noch ein Bauteil mehr - kleine AVRs haben keine DA Wandler bzw. die sind nicht zugänglich). Außerdem müsste der DA-Wandler (wenn man ihn direkt am + Eingang des OP-AMPs anschließen würde) sehr kleine Spannungen sehr präzise einstellen (etwa 10-50mV). Das könnte man aber über einen passenden Spannungsteiler auch aus z.B. 2.5V machen (wie im Moment auch - die 2.5V von der Referenz). Es gibt mal wieder x Möglichkeiten. Welche davon bei Dir am besten passt kann ich so noch nicht beurteilen...
Benutzeravatar
Ibis93
Mega-User
Mega-User
Beiträge: 301
Registriert: Di, 14.10.08, 21:25

Sa, 04.02.12, 20:23

Hi
Ich habe mich nun für die Variante mit dem DA-Wandler entschieden. Diesen habe ich mit hilfe eines R2R Netwerkes aufgebaut. Hier die Schaltung dazu.
uC-KSQ.png
Das ganze funktioniert eigentlich super, es gibt nur ein kleines Problem. Die LED lässt sich nicht ausschalten. Auch wenn am Ausgang des DA-Wandlers 0V anliegen, leuchtet die LED. Ich denke das liegt daran, dass der LM324 auch ohne Eingangssignal eine winzige Ausgangsspannung abgiebt. Ich habe das ganze einmal mit Multisim von National Instruments simuliert. Selbst wenn der Eingang des OP AMP auf GND gelegt wird, hat er eine Ausgangsspannung von ca. 3mV.

Ich habe mir nun überlegt, dass es am einfachsten währe, den OP auszuschalten. Würde es funktionieren, die Spannungsversorgung des OP mittels eines Transistor zu schalten? So könnte ich über den Mikrocontroller den OP ein und aus schalten. Hier die Schaltung dazu, die ich mir ausgedacht habe.
uC-KSQ-2.png
Was denkt ihr, würde das so funktionieren?
Oder hat jemand eine bessere Idee, wie man den OP ganz ausschalten könnte?

LG Ibis
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10484
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Sa, 04.02.12, 22:21

Oder hat jemand eine bessere Idee, wie man den OP ganz ausschalten könnte?
Ja klar. So wie in meiner Schaltung bei der Unterspannungsabschaltung auch. Einfach den neg. Eingang des OPs (über eine Diode und einen Widerstand) an irgendeinen Ausgangspin des µC legen und zum Ausschalten auf High setzen.
Benutzeravatar
Beatbuzzer
Auserwählter
Auserwählter
Beiträge: 3174
Registriert: Fr, 17.08.07, 11:02
Wohnort: Alfeld / Niedersachsen
Kontaktdaten:

So, 05.02.12, 10:06

Warum nicht mit PWM und RC-Glied? Das braucht nur einen Kanal und ein Bruchteil an Bauteilen...

Aber miss lieber mal in deiner Schaltung nach, was da los ist. Den FET im Lastkreis interessieren keine 3mV. Nichtmal 300mV...
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10484
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Mo, 06.02.12, 09:27

@Beatbuzzer
Nein, den FET im Lastkreis interessieren keine 3mV. Aber den OP am Eingang schon. Und da reicht ein kleiner Offset zwischen den Eingängen des OP (z.B. 3mV) schon aus, damit am Ausgang so viel Spannung anliegt, dass eben diese 3mV über dem Shunt abfallen. Und 3mV über 0.1Ohm sind immerhin 30mA für die LEDs. Wenn man dem OP aber am - Eingang eine 'hohe' Spannung gibt, dann regelt er sofort den Strom auf 0 weil die Regelschleife ja einen Anstieg am - Eingang durch ein runter regeln der Ausgangsspannung beantwortet. Und dann bekommt auch der FET im Lastkreis nur noch wenige mV.
Benutzeravatar
Ibis93
Mega-User
Mega-User
Beiträge: 301
Registriert: Di, 14.10.08, 21:25

Mo, 06.02.12, 21:39

Hi
Vielen Dank für deine Hilfe und Geduld, Borax. Ist eine 1N4148 Diode und ein 10k Ohm Widerstand ok?
Hier das überarbeitete Schema:
uC-KSQ-3.png
"PB1" und "LM324" werden natürlich miteinander verbunden, sodass Pin 1 von Port B mit R24 verbunden ist. Da sich der OP und der uC auf zwei verschiedenen Platinen befindet, habe ich diese im Schema nicht direkt verbunden.
Warum nicht mit PWM und RC-Glied? Das braucht nur einen Kanal und ein Bruchteil an Bauteilen...
Was der Bauer nicht kennt, frisst er nicht. :wink:
Zum einen bin ich mit der Schaltung von Borax schon ein wenig vertraut und wollte sie deshalb weiterverwenden. Zum anderen wollte ich einmal etwas was ich in der Schule theoretisch gelernt habe, praktisch umsetzen. Dabei handelt es sich um das R2R Netzwerk.

Nochmals vielen Dank für eure Hilfe!
LG Ibis
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10484
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Mo, 06.02.12, 23:26

Ich würde nur 1K (keine 10K) verwenden. Ansonsten passt das. :D
Benutzeravatar
Ibis93
Mega-User
Mega-User
Beiträge: 301
Registriert: Di, 14.10.08, 21:25

Di, 07.02.12, 21:00

Ok, dann werde ich das einmal mit einem 1k Ohm Widerstand ausprobieren.
Wenn ihr euch jetzt fragt wofür ich die KSQ brauche, diese ist immernoch für die Lampe aus dem folgenden Thread: viewtopic.php?f=35&t=6169

Hier noch ein Foto des ersten Versuches mit noch angelöteten Kabeln zum programmieren. Der einzige Fehler war, wie bereits erwähnt, dass man die LED nicht ausschalten konnte, ansonsten lief alles wunderbar.
DSC_0109.JPG
Und hier noch die mit EAGLE 3D erstellten Bilder für die neuen Platinen inkl. Widerstand, Diode und zwei kleinen Anpassungen beim Spannungsregler (zusätzliche Kondensatoren).
uC-KSQ.jpg
Top
uC-KSQ-2.jpg
Bottom
Wenn alles klappt sind die beiden Platinen bis Ende der Woche gefrässt und bestückt. Ich werde euch dann mitteilen, ob alles geklappt hat.
LG Ibis
Antworten