KSQ mit µC

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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Beatbuzzer
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Sa, 22.10.11, 17:02

Hatte da schon länger mal was im Kopf, und heute hab ich es auch mal hard- und softwaremäßig wahr werden lassen. Futter für die Idee war, dass man einen sehr geringen Drop hinkriegen kann und gleichzeitig schon einen µC in der Schaltung hat, der für weitere Spielereien herhalten kann:
-Blinkmodi
-variabler LED-Strom
-Tempüberwachung
-Dämmerungsschalter
-...
Das ganze je nach Geschmack über Taster oder Poti oder wie auch immer.

Die Funktion ist recht simpel:
Strom per Spannungsmessung über einem Shunt mit ADC einlesen -> Messwert etwas mitteln und verrechnen -> davon abhängiges PWM-Signal ausgeben -> mit RC-Tiefpass in Gleichspannung umwandeln -> FET anschließen.

Meine einzige Sorge dabei war, ob man mittels simplen Tiefpass eine ausreichend saubere Spannung bekommt. Dazu hab ich erstmal ein kleines Programm geschrieben, dass mir eine 4kHz PWM mit steigendem und fallendem Tastverhältnis mit etwa 200Hz ausgibt. Nach einem RC-Tiefpass aus 12kohm und 470nF erhielt ich dann das hier:
Oszi Sinus.jpg
Viel besser, als ich dachte. Man sieht einen kleinen ripple an den Spitzen der Kurve.
Aber das sollte mich nicht weiter stören, denn ich will ja keinen Sinus, sondern nur eine konstante Spannung am Gate des FET, und wenn die sich im ms-Bereich einregeln kann, reicht mir das doch schon völlig.

Dann hab ich den Versuchsaufbau mal um einen 0,18 ohm Shunt mit einer Leitung zu ADC1 am Tiny45 und einen 4,7 ohm Drahtwiderstand als LED-Ersatz erweitert. Sieht dann etwa so aus:
Plan.jpg
Was soll ich sagen. Nach 3mal Tiny flashen, weil ich zu faul zum genauen Rechnen war, hatte ich einen Strom, der bei 3-14V am Lastkreis und Verändern des LED-Ersatzes von 4,7-1,8 ohm nur zwischen 349mA-356mA geschwankt hat. Mehr, als ein paar Sekunden Laufzeit zum durchdrehen des Netzgerätes und überbrücken von Widerständen hab ich der Schaltung aber nicht gelassen, da der FET keine Kühlung hat.

Die Schaltung sieht übrigens so aus. Eine kleine Test-Platine mit nem 7805 und auf Lötpads geführte Anschlüsse des Tiny45 und die nötigen Teile drum herum:
Aufbau.jpg
Ziemlich wild, aber ich hab auf einen GND-Sternpunkt (blauer Pfeil) geachtet, damit der ADC auch die Spannung am Shunt misst und nicht noch irgendwo auf einer Zuleitung. Alternativ könnte man auch eine Zweipunktmessung vor und hinter dem Shunt machen, und die Werte dann im Programm voneinander abziehen.

Das finale Programm ist auch recht einfach. Zu Beginn werden direkt nacheinander 32 Messwerte genommen, allesamt aufaddiert und danach durch 4 geteilt. Damit hat man einmal Messfehler durch Rauschen verringert und zweitens gleich den Wert auf das passende PWM-Tastverhältnis reduziert.
Danach gibts noch eine Abfrage, ob der Wert größer 255 ist, weil dann passt er nichtmehr in "Pwm0b" und man hat das Problem, was ich hatte: Beim verbinden des Lastkreises ist der Strom in der ersten Messung höher als erwartet, die Variable WERT größer als 255 und das Tastverhältnis wird nicht mehr zurück genommen. Ergebnis ist eine Strombegrenzung nur durch die LED, die bei mir zum Glück nur ein Drahtwiderstand war. Der hat die 2,x A gelassen hingenommen.
Abschließend wird WERT per Pwm0b ausgegeben und eine neue Messung beginnt.

PS: Als nächstes könnte man das PWM-Signal ja dann direkt in eine Induktivität geben und nen Schaltregler draus bauen. Mir ging hier aber erstmal um Low-Drop und ich wollte wissen wie schwer so ein DAC hinzukriegen ist.
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paralux
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Sa, 22.10.11, 17:38

sieht super aus, kannst du mit dem Programm den Strom regeln oder geht das über die Widerstände oder sogar beides?

Gruß
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Beatbuzzer
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paralux hat geschrieben:sieht super aus, kannst du mit dem Programm den Strom regeln oder geht das über die Widerstände oder sogar beides?
Pinzipiell kann man den Strom auch durch verändern von R2 beeinflussen, aber der Vorteil an der Schaltung ist gerade der, dass man per Software Einfluss nehmen kann. So lässt sich z.B. eine Regelung in Schritten per Taster realisieren.
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