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ansteigende Spannung über 30 min.

 
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Schorms



Anmeldungsdatum: 20.10.2006
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Fr 20.Okt 2006 18:21:44    Titel: ansteigende Spannung über 30 min. Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin
ich habe vor mir einen Lichtwecker zu bauen, das heißt über eine Zeitschaltuhr wird eine halbe Stunde vor der eigentlichen Weckzeit eine Lampe eingeschaltet, die dann über eine halbe Stunde von 0% auf 100% "hochgedimmt" wird.
Hierfür habe ich jetzt zwei Ansätze entwickelt:
1: ich nehme eine normale Dimmerschaltung wie z.B. diese (http://www.hobbyelektroniker.de/seiten/schaltungen/dimmer.php)
und ersetzte das Poti durch irgendwas elektronisches.... nur mir ist da echt nichts bekannt, und wenn man einfach einen Transistor nehmen würde, denke ich das es zu "unlinear" wird.

2: ich kaufe mir ein EVG mit einem Dimmereingang (0-10V) und lege hier eine Rampenspannung an. OK, mein erster gedanke war an den dimmereingang einfach einen Kondensator mit Ladewiderstand zu legen der dann die Spannung am Kondensator bis 10V ansteigen lässt, aber dies habe ich erstens nicht durchgerechnet (ob das diemensional überhaupt über einen so langen Zeitraum möglich ist) und zum andern denke ich das es auch nicht schön linear aussieht.

Das Problem ist nun eigentlich: Wie erzeuge ich eine Rampenspannung die über 30 Minuten von 0 bis 10V ansteigt.
Gibt es irgendwelche IC's die so etwas schon können ?

mfg
Schorms
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Fr 20.Okt 2006 18:52:18    Titel: Re: ansteigende Spannung über 30 min. Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Schorms hat folgendes geschrieben:
Das Problem ist nun eigentlich: Wie erzeuge ich eine Rampenspannung die über 30 Minuten von 0 bis 10V ansteigt.
Gibt es irgendwelche IC's die so etwas schon können ?

Sind mir direkt keine bekannt, aber ich wuerd' einen Binaerzaehler nehmen, z.b. den CD4040, der hat 12bit, d.h. der kann von 0 - 4095 zaehlen; ab dem Zaehlerstand 2048 ist das MSB dieses Zaehlers dann Hi.
Den kannst du dann Impulse zaehlen lassen, die du dir irgendwie mit einem Taktgenerator (NE555 oder irgendwelche Gatter) erzeugst. Damit der Zaehler nur einmal zaehlt (sonst wirds, wenn die Sonne aufgegangen ist, gleichwieder schlagartig dunkel Smile ) , musst du diesen Taktgenerator ausschalten, wenn das MSB des Zaehlers auf High springt.
Alle Ausgaenge des Zaehlers gibtst du auf ein R-2R Netzwerk, welches den Zaehlerstand in eine Gleichspannung umsetzt, das ganze dann evtl. mittels OpAmp noch bisschen im Pegel an die 0-10V angepasst - schon fertig Smile
Wenn der Taktgenerator eine Frequenz von
F=2048/(30*60s)= 1.13777 Hz erzeugt, dauert dein Sonnenaufgang genau 30min.
Der Zaehler hat einen Reset-Eingang, liegt der auf Low, dann wird gezaehlt (=Die Sonne geht langsam auf); liegt der auf Hi dann ist sofort zappenduster.

Gruss
WK
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Schorms



Anmeldungsdatum: 20.10.2006
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Mo 23.Okt 2006 22:11:15    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

an so etwas hatte ich auch schon gedacht...
reichen würde ja auch men schieberegister mit 30 stellen reichen bei dem jede stelle eine bestimmte spannung zugeordnet wird.... obwohl das währe zuviel lötarbeit....

gibt es denn nen ic das z.b automatisch seine pulsweite ändert, damit könnte man ja auch eine steigende spannung "simulieren"
hab schon irgendwo ne lösung mit nem mc gesehen, aber dann müsste ich das programm umschreiben... und ehrlich gesagt hab ich noch nie mit einem mc in freier wildbahn gearbeitet
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Mo 23.Okt 2006 23:43:39    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Schorms hat folgendes geschrieben:
an so etwas hatte ich auch schon gedacht...
reichen würde ja auch men schieberegister mit 30 stellen reichen bei dem jede stelle eine bestimmte spannung zugeordnet wird.... obwohl das währe zuviel lötarbeit....

Seh' ich auch so. Bei 30 stellen braeuchtest du 30 Flipflops und 30 Widerstaende und haettest nichtmal 5bit Aufloesung - das ginge auch mit 5 Flipflops (als Zaehler) und 10 Widerstaenden (R-2R Netzwerk)...
Schorms hat folgendes geschrieben:
gibt es denn nen ic das z.b automatisch seine pulsweite ändert, damit könnte man ja auch eine steigende spannung "simulieren"

Ist mir keines bekannt. Als problematisch seh' ich auch bei Loesungen ohne Zaehler die niedrige Anstiegsgeschwindigkeit - bis das mal passt, experimentierst du ja wochenlang - und bei den Toleranzen die Elkos ueber die Zeit und Temperatur aufweisen, kann dein Sonnenaufgang doch etwas unterschiedlich ausfallen.
Schorms hat folgendes geschrieben:
hab schon irgendwo ne lösung mit nem mc gesehen, aber dann müsste ich das programm umschreiben... und ehrlich gesagt hab ich noch nie mit einem mc in freier wildbahn gearbeitet

Wuerde siche auch gehen, sowohl mit PWM als Loesung wie auch mit "richtigem" DA-Wandler. Nur kommt halt noch zusaetzlich zum Aufbau auch noch die Programmierung dazu.
Von daher wuerd' ich, wenn ichs aufbauen sollte, die Loesung mit dem Zaehler nehmen, da biste mit 3 Allerweltschips und - geschaetzt - 30 Widerstaenden und 5 Kondensatoren dabei. Wenn du ausser dem Sonnenaufgang sonst noch andere Lichteffekte haben willst, waer die µC-Loesung wahrscheinlich flexibler, musste halt denn programmieren statt loeten Smile


Gruss
WK
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Schorms



Anmeldungsdatum: 20.10.2006
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Di 24.Okt 2006 16:19:06    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

derguteweka hat folgendes geschrieben:

Ist mir keines bekannt. Als problematisch seh' ich auch bei Loesungen ohne Zaehler die niedrige Anstiegsgeschwindigkeit - bis das mal passt, experimentierst du ja wochenlang - und bei den Toleranzen die Elkos ueber die Zeit und Temperatur aufweisen, kann dein Sonnenaufgang doch etwas unterschiedlich ausfallen.


naja ich denke das währe mir sogar noch relativ egal, behaupte jetzt einfach mal das die Lichtstärke am Morgen sich auch nicht linear erhöht.

Hatte letzte Nacht noch die Idee das ich einfach nen Kondensator nehme und über ne kleine Schaltung ab einen bestimmten Spannungswert den Vorwiderstand änder, so das die letzten 4 Tau ein wenig mehr im Verlauf des ersten liegen... Nen Arbeitskollege verfeinerte mir diese Idee durch den Einsatz einer Spule und eines Vorwiederstandes. Wenn man anstelle des Vorwiderstandes einen VDR nehmen würde und dann nicht die Spulenspannung sondern die am Widerstand abgreift könnte man (noch theoretisch) auch einen relativ linearen Spannugsverlauf bekommen. Werd das heute mal durchrechnen.
mfg
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Schorms



Anmeldungsdatum: 20.10.2006
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Mi 25.Okt 2006 22:59:22    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

So
Hab jetzt alle meine Berechnungen vonwegen Ladekurve und Drosselkurve und co in die Ecke geworfen... das mit dem Zähler liegt doch um einiges einfacher... Das einzige Problem was ich noch sehe is die Sache mit der Verstärkung des Ausgangssignals vom R2R Netzwerk... Wenn ich da nen OP nehme benötige ich doch noch eine negative Spannungsquelle... oder ?
Weiteres Problem ist das ich den CD4040 bei Reichelt nicht finde... dafür aber den 74HC 4040 (http://www.reichelt.de/?SID=255WDGfqwQARkAAGtNjuM979c63f54ab00a46adeaeeaecb773ed4;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDEX=0;FILENAME=A240%252F74HC4020_74HC4040_SMDHC4040%2523STM.pdf) der im Grunde die selbe Funktion haben sollte.

Wenn ich den Ausgang vom 4040 dann auf nen 8Bit D/A Wandler gebe wie zum Beispiel den AD 7524 JN (http://www.reichelt.de/?SID=255WDGfqwQARkAAGtNjuM979c63f54ab00a46adeaeeaecb773ed4;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDEX=0;FILENAME=A200%252FAD7524%2523AD.pdf) (den ich dan mit 10V betreiben kann) wobei ich aber nich die Ausgänge 1-8 sondern 4-11 des Zählers auf den D/A gebe dann sollte es doch so sein das die Spannung am Ausgang des Wandlers alle 8 Sec (wenn der Zähler mit 1Hz getaktet wird) um 0,039V ansteigen und damit müsste der Sonnenaufgang dann 34 min dauern...

oder hab ich jetzt wieder nen Brett vorm Kopf ???
mfg

ps: Warum gibt das eigentlich nur 8Bit D/A Wandler bei Reichelt ?
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Mi 25.Okt 2006 23:31:27    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Schorms hat folgendes geschrieben:
So
Hab jetzt alle meine Berechnungen vonwegen Ladekurve und Drosselkurve und co in die Ecke geworfen... das mit dem Zähler liegt doch um einiges einfacher...

Mit Drossel wird das auch nix, damit die Spannung an nem Kondensator linear ansteigt, musst du ihn mit nem konstanten Strom aufladen, d.h. du brauchst eine Konstantstromquelle (~ 1 Transistor, 1 Z-Diode, 2 Widerstaende).
Aber wie du ja auch schon bemerkt hast, werden die Bauteilwerte unhandlich, bei 30min. dauernden Sonnenaufgaengen.

Schorms hat folgendes geschrieben:
Das einzige Problem was ich noch sehe is die Sache mit der Verstärkung des Ausgangssignals vom R2R Netzwerk... Wenn ich da nen OP nehme benötige ich doch noch eine negative Spannungsquelle... oder ?

Ja, nicht zwingend; kommt drauf an, wie nahe du mit der Ausgangsspannung auf 0V kommen musst. Wenn das Dingens aber mittels Netzteil gespeist wird, ist 'ne neg. Betriebsspannung aber eigentlich nicht so komplex (=2 Dioden + 2 Elkos). Die muesste ja auch nicht besonders stabil sein.
Schorms hat folgendes geschrieben:
Weiteres Problem ist das ich den CD4040 bei Reichelt nicht finde... dafür aber den 74HC 4040 (http://www.reichelt.de/?SID=255WDGfqwQARkAAGtNjuM979c63f54ab00a46adeaeeaecb773ed4;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDEX=0;FILENAME=A240%252F74HC4020_74HC4040_SMDHC4040%2523STM.pdf) der im Grunde die selbe Funktion haben sollte.

Yepp. Ich weiss jetzt bloss nicht auswendig, ob der auch mit mehr als 5V Betriebsspannung laeuft, muesst' aber im Datenblatt stehen.
Schorms hat folgendes geschrieben:
Wenn ich den Ausgang vom 4040 dann auf nen 8Bit D/A Wandler gebe wie zum Beispiel den AD 7524 JN (http://www.reichelt.de/?SID=255WDGfqwQARkAAGtNjuM979c63f54ab00a46adeaeeaecb773ed4;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDEX=0;FILENAME=A200%252FAD7524%2523AD.pdf) (den ich dan mit 10V betreiben kann) wobei ich aber nich die Ausgänge 1-8 sondern 4-11 des Zählers auf den D/A gebe dann sollte es doch so sein das die Spannung am Ausgang des Wandlers alle 8 Sec (wenn der Zähler mit 1Hz getaktet wird) um 0,039V ansteigen und damit müsste der Sonnenaufgang dann 34 min dauern...

JA, das koennt' schon so hinhauen.
Schorms hat folgendes geschrieben:
oder hab ich jetzt wieder nen Brett vorm Kopf ???
mfg

ps: Warum gibt das eigentlich nur 8Bit D/A Wandler bei Reichelt ?

Keine Ahnung, kann ich mir aber fast nicht vorstellen. Nur wuerd' ich dir eh' keine hoehere Genauigkeit bei einem gekauften Wandler empfehlen, die werden dann recht teuer - und nen Unterschied im Sonnenaufgang wirst du nicht mehr sehen Smile - Wenn doch, dann kannst du die Treppenstufen mittels Tiefpassfilter (Elko) ja auch noch weiter glaetten.

Gruss
WK
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Schorms



Anmeldungsdatum: 20.10.2006
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Do 26.Okt 2006 17:43:51    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

yo schonmal danke...
werds jetzt mit der OP Amp aufbauen.... is doch einfacher....

wollte für die Versorgungsspannung das Netzteil aus den Projekten nehmen, brauch also noch nen Trafo mit Mittelabgriff
kann ich diesen (http://www.reichelt.de/?SID=255WDGfqwQARkAAGtNjuM979c63f54ab00a46adeaeeaecb773ed4;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDEX=0;FILENAME=C500%252FECO2003%2523BLO.pdf) dafür verwenden ?
mfg
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Do 26.Okt 2006 19:02:28    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Ja, der Trafo koennt schon passen; musst halt gucken, was du an Spannungen und Stroemen so brauchst.

Gruss
WK
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Schorms



Anmeldungsdatum: 20.10.2006
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Mo 30.Okt 2006 22:03:20    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

so hab heute mal nen bisschen Zeit gefunden um schonmal paar Pläne zu zeichenen

beim Netzteil hab ich das symetrische Netzteil aus den hier angebotenen Projekten genommen und um einen 5V Zweig erweitert

Um zu verhindern das der Zähler nach der letzten Ziffer wieder auf 0 Springt hatte ich überlegt das ich die Ausgänge einfach UND verknüpfe und das high dann auf den Takteingang lege...

mfg


ps: Sorry wegen dem unübersichtlichen Layout
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Di 31.Okt 2006 18:12:40    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Schorms hat folgendes geschrieben:
so hab heute mal nen bisschen Zeit gefunden um schonmal paar Pläne zu zeichenen

beim Netzteil hab ich das symetrische Netzteil aus den hier angebotenen Projekten genommen und um einen 5V Zweig erweitert

Ja, das wird so funktionieren. Wenn du dir dabei sicher bist, dann bau's so auf. Ich wuerd' aber sagen, dass es fuer diesen Anwendungsfall auch einfacher geht. Die Betriebsspannungen fuer den OpAmp muessen imho nicht so richtig sauber und stabil sein, halt bloss >5V bzw. <0V.
Da kann man z.b. zu solchen kleinen, haesslichen Schaltungen greifen, wie ich 's mal aufgemalt hab. Ist aber sicherlich um Groessenordnungen schlechter, als dein Vorschlag mit den 3 Festspannungsreglern - braucht dafuer halt weniger Teile und es reicht auch ein Trafo mit nur einer Wicklung. Die negative Spannung ist auch nicht so richtig belastbar, aber fuer nen OpAmp sollts reichen.

Schorms hat folgendes geschrieben:
Um zu verhindern das der Zähler nach der letzten Ziffer wieder auf 0 Springt hatte ich überlegt das ich die Ausgänge einfach UND verknüpfe und das high dann auf den Takteingang lege...

Jepp, mit einem UND-Gatter mit vielen Eingaengen kann man erreichen, dass der Zaehler bei 111111111111 binaer stehen bleibt - kostet aber wieder 2 ICs mehr.
Nochdazu klappt das mit dem Ausgang des UND-Gatters am CLk-EIngang des Zaehlers nicht. Da wuerden dann naemlich 2 Ausgaenge aufeinander geschaltet werden - der UND-Gatterausgang und der Ausgang des Taktgenerators. Das geht nicht. Schulbuchmaessig waere dann eine ODER-Schaltung mit 2 Eingaengen: der eine Eingang kommt vom Taktgenerator, am anderen Eingang haengt der Ausgang von deinem UND Gatter. Ausgang des ODER Gatters geht an den CLk Eingang des 4040.
Damit bleibt dann der Zaehler beim Zaehlerstand 4095 stehen. Wenn du aber geizig bist, dann kannst du die UND-Gatter alle einsparen, indem du sagst, dass es dir reicht, wenn der Zaehler nur bis 2048 zaehlt. Dann reicht als Stopbedingung lediglich, dass Q12 auf High sein muss.
Das ODER Gatter kann man als Logikbaustein kaufen (gibts dann gleich als 4er Pack) oder mittels 2 Dioden und einem Widerstand in der geiz-ist-geil Ausfuehrung realisieren.


Gruss
WK
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Schorms



Anmeldungsdatum: 20.10.2006
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Mo 06.Nov 2006 17:04:20    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

schonmal vielen dank....
jetzt ahb ich nur noch das Problem mit dem Taktgeber...
als ich heute mal im Tabellenbuch geblättert hab hab ich dann einen Multivibrator auf OP-Basis gesehen, und da ich noch einen OP dem ICübrig haben könnte ich den ja nutzen...
die Frage ist nur ob das geht oder ob ich anders besser einen Takt erzeugen kann.
MFG

ps: wie kann man die Ausgangsspannung eines R2R-Netztwerkes berechnen und wie groß sollten die Wiederstände ungefähr sein ?
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Mo 06.Nov 2006 18:24:19    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Schorms hat folgendes geschrieben:
schonmal vielen dank....
jetzt ahb ich nur noch das Problem mit dem Taktgeber...
als ich heute mal im Tabellenbuch geblättert hab hab ich dann einen Multivibrator auf OP-Basis gesehen, und da ich noch einen OP dem ICübrig haben könnte ich den ja nutzen...
die Frage ist nur ob das geht oder ob ich anders besser einen Takt erzeugen kann.
MFG

Klar kannste das mit dem OP machen, habbich garnicht drangedacht. Wenn du dann die Diodenschaltung zwischen dem Oszillator und dem 4040 einbaust, dann schuetzt du auch den Eingang des 4040 vor den negativen Spannungen, die aus dem OP-Oszillator kommen. Die positve Spannung wird aber wahrscheinlich hoeher sein, d.h. die sollest du noch mittels Serienwiderstand und Diode nach +5V begrenzen.

Schorms hat folgendes geschrieben:
ps: wie kann man die Ausgangsspannung eines R2R-Netztwerkes berechnen und wie groß sollten die Wiederstände ungefähr sein ?

Die max. Ausgangsspannung ist "fast" die maximale Eingangsspannung, will sagen: bei einem 12bit-r2r Netzwerk sind es max. 4095/4096*U, wobei U der High-Pegel an den Eingaengen ist, also bei dir ca. die Betriebsspannung des 4040 - also wahrscheinlich 5V.
Da aber der Zaehler ja nicht bis 4096 zaehlt (es sei denn, du baust deine Schaltung mit dem UND-Gatter mit den vielen Eingaengen auf), sondern nur bis 2048 werden sich fuer volle Helligkeit dann so ca. 2.5V ergeben; wenn du 10V brauchst, dann muss der OpAmp halt noch mit dem Faktor 4 verstaerken.
Die absolute Groesse der Widerstaende ist relativ wurscht; vielleicht so um die 5 - 50 KOhm, wenn sie zu klein sind, dann werden die Ausgaenge des 4040 zu sehr belastet, wenn sie zu gross sind, dann steigt die Gefahr von Stoereinstrahlungen oder Dreckeffekten durch Offsetstroeme,etc. des angeschlossenen OpAmps.
Lustigerweise ist der Innenwiderstand des R-2R Wandlers vom Ausgang her gesehen immer gleich R - egal wieviele bits er hat.

Gruss
WK
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Verfasst am: Heute 21:59:29    Titel: Bauteile finden

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