freie und quelloffene Regelelektronik: Unterstützung gesucht

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07.10.2016 21:53
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#76
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DLF

Zitat von TKK-Dampfer im Beitrag #75
Man muss nur zusehen, dass die Geräte ähnlich wie Arduinio mit USB einfach an einen PC / Notebook angeschloßen werden kann.
Dann kann man den Programmcode einfach weitergeben und jeder kann ihn dann reinspielen in seine Schaltung.

Das Einspielen der Firmware würde sicherlich die größte Hürde für einen unbedarften Nachbauer werden. Entweder integriert man einen ISP-Programmer in die Schaltung oder man wird einen Bootloader benötigen. Der muss aber auch erst mal auf den μC. Fällt jemandem noch eine andere Möglichkeit ein, einfach eine Firmware auf ein Custom-Board zu bringen?


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10.10.2016 19:20
#77
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Ok, war ne Weile unterwegs und nicht online. Meine Schaltungen und Platinen entwickle ich mit KiKAD. Das ist mittlerweile recht erwachsen geworden. Wenn ich an die Anfänge denke. Wird jetzt am CERN weiterentwickelt. Es geht dort viel mehr als wir hier brauchen. Für die Linuxer und MAC Freunde gibts auch ne Version. Programmieren tu ich an µProzessoren bisher die ATMEL Schiene und ich denke ich kenn mich da mittlerweile recht gut aus. Man könnte das allerdings erstmal pragmatisch angehen mit einer NE555 PWM. Die Bedingung ist hier allerdings dass gesstackt wird. Die ATMELS gibts auch für 3,3Volt. das könnte dann mit einem Akku gehen. Programmieren kann man die ATMELs ganz einfach über eine serielle Schnittstelle. den einen Transistor und das bissel Kleinkram kann mit aufs Board. Hat noch jemand ne serielle Schnittstelle? Ansonsten brauchts einen Programmer. Ist nicht teuer aber wenn man ihn sonst nicht braucht eigentlich Verschwendung. Die ATMEL Mega Serie hat AD Wandler an Bord. Da kann man dann auch Spannungen usw. messen.
Und richtig, wie oben schon erwähnt Arduino ist zwar einfach und Leistungsfähig aber will man das Ding samt breakout Board im Akkuträger haben? Um eine Platine werden wir nicht umhinkommen. Weiß jemand ob man die Atmels mit integriertem USB auch darüber programmieren kann? Dann wäre das noch ne Möglichkeit..


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10.10.2016 21:40
#78
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Ich habe leider keine Atmels. Muss also jemand checken der einen hat.
Ist halt die Frage ob der integrierte Compiler den passenden Code erzeugen kann.


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11.10.2016 11:58
#79
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Zitat von andreas_1960 im Beitrag #77
Man könnte das allerdings erstmal pragmatisch angehen mit einer NE555 PWM. Die Bedingung ist hier allerdings dass gesstackt wird.


Also es gibt die 555 Timerbausteine auch als TLC Version die können glaub ich sogar ab 2V betrieben werden. Mit 3,3V bekommt man bestimmt auch was hin.
Die Dinger sind praktisch, weil einfach ganz viele Beispiele frei verfügbar sind. Die kosten bewegen sich im Centbereich.
Muss man nur noch ein Beipsiel suchen mit 3,3V und einem MOSFET als Leistungstreiber.


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11.10.2016 12:25
#80
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Ok, dann wäre die Spannungsversorgung vom 555 geklärt. Allerdings ist das dann nur ein Downstepper. Ich will damit sagen daß man so nicht über die Akkuspannung kommt. Der Vorteil wäre: Es kostet fast nix. Auch die CMOS Variante kann einen FET Eingang noch treiben wenn die Threshhold Spannung vom FET ausreichend niedrig ist. Da brauch man keine weitere Elektronik. Sogar eine Vorwärmung wäre möglich über ein einfaches RC Glied mit sagen wir mal 0,5 Sekunden Zeitkonstante. Unter Umständen sogar eine Art Spannungsregelung wenn man es irgendwie hinbekommt das Tastverhältnis bischen abhängig von der Versorgungsspannung zu machen :-) Ich versuch das diese Tage mal mit LTSpice zu simulieren.


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11.10.2016 13:09
#81
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Zitat von andreas_1960 im Beitrag #80
Ich will damit sagen daß man so nicht über die Akkuspannung kommt. Der Vorteil wäre: Es kostet fast nix. Auch die CMOS Variante kann einen FET Eingang noch treiben wenn die Threshhold Spannung vom FET ausreichend niedrig ist.


Naja das brauch man als Normaluser doch nicht, da reicht normale Akkuspannung doch aus. Also mein iSTick Pico krieg ich ganz selten dazu das die Spannung die er einregelt > 3,8V ist.
OK bei höheren Widerständen braucht man dann schon mehr Spannung. Da gehts dann auch schon auf die 4,8V zu beim 1,8 Ohm Coil. Aber der iStick hat ja nur einen 18650er drin.
Der bringt ja auch nur im voll geladenen Zustand 4,2V also haben die was drin was die Spannung aufpeppt.
Ein Akku lässt halt kleinere Baugrößen zu. Bei zwei Akku ist man schon deutlich stärker (geometrisch) unterwegs.
Zudem zwei Akku in Serie glaub ich das die Akku gepaart werden müssen oder täusch ich mich da?
Auf der anderen Seite bringen zwei Akku den Vorteil der einfacher an zu wendenden Bauteile. Denn wenn es geht sollte man SMD Technik vermeiden.
Um also mit einem Akku hin zu kommen sind einige Hürden zu nehmen, bringt aber dem Anwender womöglich größere Sicherheit als ein Gerät mit zwei Akku.


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16.10.2016 19:00
avatar  DLF
#82
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DLF

Zitat von andreas_1960 im Beitrag #77
Man könnte das allerdings erstmal pragmatisch angehen mit einer NE555 PWM.

Warum bräuchte man ein separates Timer-Steinchen? Kann ich nicht direkt eine hinreichende PWM mit dem μC erzeugen? Oder gehst Du von einer Schaltung ohne μC aus?

Noch was aus Neugier: Du hattest erwähnt Dich derzeit mit der Spannungsmessung bzw. -berechnung bei einer PWM-Steuerung zu beschäftigen. Hast Du dabei schon neue Erkenntnisse gewonnen?

Gruß!


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16.10.2016 19:32
#83
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@DLF Ja, genau.. sollte eine Spannungssteuerung (nicht Regelung) ohne µP werden.

zu 2. Ich bin am verzweifeln. Für die Spannungsmessung hinter der PWM braucht man eine Siebung. Die ist bei den niedrigen Taktfrequenzen, die ich anstrebe, so träge daß es ein Graus ist. Des weiteren braucht man einen Spannungsteiler über den sich dann im Laufe der Zeit der Akku leert wenn ich ihn nicht trenne.
Der Eingangswiderstand vom Atmel ADC sollen höchstens 10 kOhm sein besser weniger. Da fliessen dann permanent (4/10000 ) mindestens 400µA eher 1 mA. Aber ich bastle noch.. :-)


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16.10.2016 21:33
avatar  JG59
#84
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Zitat von andreas_1960 im Beitrag #83
... Für die Spannungsmessung hinter der PWM braucht man eine Siebung. ...

Eine einfache Messung mit Siebung ermittelt allerdings den Mittelwert der Spannung nicht den Effektivwert, der für die Leistung am Verdampfer entscheidend ist.


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17.10.2016 07:12
#85
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@JG59
Da wir am Verdampfer eine Rechteckspannung und keine Sinus haben ist das doch das Gleich oder täusche ich mich?


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17.10.2016 21:29 (zuletzt bearbeitet: 17.10.2016 21:39)
avatar  JG59
#86
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Ja, du täuschst dich.
Der Mittelwert ist die Eingangsspannung multipliziert mit dem Verhältnis von Einschaltdauer zur Taktdauer (t1/T).
UM = UE * (t1/T)
Der Effektivwert ist die Eingangsspannung multipliziert mit der Wurzel dieses Verhältnises (t1/T).
UEff = UE * Sqrt(t1/T)


Mitelwert Effektivwert
10% 32%
30% 55%
50% 71%
70% 84%
90% 95%
100% 100%


Hier grafisch (zum ausprobieren): Electronic Developer - Messtechnik PWM


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17.10.2016 22:23
avatar  el-doz
#87
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Ich kann hier leider nichts konstruktives beitragen, trotzdem finde ich das mal richtig klasse, was hier passiert.

Der Fred hat n Abo!

Weitermachen! Ich halte wieder meine Klappe...


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18.10.2016 18:00
#88
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Uiii, da hab ich einen Bock geschossen. Ich glaube es ist noch schlimmer. Durch den niedrigen Widerstand im Lastkreis
bekomme ich die Restwelligkeit überhaupt nicht weg. Jedenfalls nicht mit Bauteilen die noch in den Akkuträger passen.
Oder ich müßte mit der Schaltfrequenz hoch, was ich nicht möchte.
Weiss irgend jemand wie die das die komerziellen Chipsätze machen?
Was mich auch interressieren würde: Wie funktioniert die Widerstandsmessung. Eigentlich müßte dazu ja der Spannungsteiler:
Innenwiderstand Mosfet und Widerstand Verdampfer herhalten. Der erstere wäre ja bekannt.
Mir fällt jetzt wirklich nur noch das ein was in einem oben verlinkten Thread gemacht wurde..
Akkuspannung messen und anhand des bekannten Tastverhältnisses die Ausgangsspannung berechnen / schätzen.
Für ne Quadratwurzel ist der kleine 8Bit Controller echt nicht gemacht. Das würde nur über eine Lookup Tabelle gehen.


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19.10.2016 20:53
avatar  JG59
#89
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Zitat von andreas_1960 im Beitrag #88
... Durch den niedrigen Widerstand im Lastkreis
bekomme ich die Restwelligkeit überhaupt nicht weg.

Du könntest einen Kondensator mit einem Widerstand in Reihe schalten und die Spannung am Kondensator messen.
Ein Spannungsmittelwert mit geringer Restwelligkeit am Kondensator ergibt sich, wenn diese RC-Kombination groß genug ist (R umso größer je kleiner C sein soll) und der Eingangswiderstand der Spannungsmessung wesentlich höher ist als der Widerstand der RC-Kombination.
Das Problem bleibt aber, dass es nicht der Effektivwert sondern der Mittelwert ist.

Zitat
Weiss irgend jemand wie die das die komerziellen Chipsätze machen?


Ich weiß es nicht, gehe aber davon aus, dass diese mit einer höheren Taktfrequenz, einer Induktivität in Reihe und einer Freilaufdiode arbeiten. Dadurch steht dann am Verdampfer keine PWM-Rechteckspannung an, sondern eine Gleichspannung mit Restwelligkeit in PWM-Frequenz. (Womit eine Spannungsmessung dann eher unproblematisch wird.)

Zitat
Was mich auch interressieren würde: Wie funktioniert die Widerstandsmessung.


Ich denke eine Messung direkt beim Feuern wäre nicht gut, der relativ hohe Strom lässt sich kaum verlustarm messen.
Außerhalb des Feuerns oder in kurzen Feuerpausen könnte aber eine Konstantstromquelle einen niedriegen Stom durch den Verdampfer schicken, wodurch die Spannung am Verdampfer dem Widerstand direkt proportional ist.

Zitat
Für ne Quadratwurzel ist der kleine 8Bit Controller echt nicht gemacht. Das würde nur über eine Lookup Tabelle gehen.


Das denke ich auch. Diese Tabelle müsste auch nicht riesig sein, die Anzeige muss ja nicht übermäßig genau sein bzw. eine übermäßige Genauigkeit vortäuschen.


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19.10.2016 21:19
#90
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zu 1. die RC Strecke macht die Regelung einfach zu langsam da die Zeitkonstante recht hoch werden muss.
zu 2. da wirst Du wohl recht haben
zu 3. möglich.. denke aber trotzdem daß der Spannungsabfall über dem FET gemessen wird, nicht der Strom. Für eine Messung mit Konstantstrom ist bei diesen geringen Widerständen die Auflösung schon ordentlich. Manchmal wohl 0.01Ohm. Wenn man bedenkt was mal ein Milliohmmeter gekostet hat. Aber kurz und knapp "ich weis es nicht".
zu 4. ...kein Ding :-)


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25.10.2016 22:57
avatar  DLF
#91
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DLF

Zitat von JG59 im Beitrag #89

Zitat
Weiss irgend jemand wie die das die komerziellen Chipsätze machen?

Ich weiß es nicht, gehe aber davon aus, dass diese mit einer höheren Taktfrequenz, einer Induktivität in Reihe und einer Freilaufdiode arbeiten. Dadurch steht dann am Verdampfer keine PWM-Rechteckspannung an, sondern eine Gleichspannung mit Restwelligkeit in PWM-Frequenz. (Womit eine Spannungsmessung dann eher unproblematisch wird.)



Ist das nicht quasi schon das, was als Buck-Converter bezeichnet wird?

Zitat von JG59 im Beitrag #89

Zitat
Was mich auch interressieren würde: Wie funktioniert die Widerstandsmessung.

Ich denke eine Messung direkt beim Feuern wäre nicht gut, der relativ hohe Strom lässt sich kaum verlustarm messen.
Außerhalb des Feuerns oder in kurzen Feuerpausen könnte aber eine Konstantstromquelle einen niedriegen Stom durch den Verdampfer schicken, wodurch die Spannung am Verdampfer dem Widerstand direkt proportional ist.



Hm, wie ließe sich eine solche Konstantstromquelle einfach aufbauen? Was wäre ein gutes Stichwort, um nach Rezepten zu googlen?
Ich hätte ja überlegt, einen Spannungsteiler parallel zum "Feuerkreis" aufzubauen, der in Feuerpausen verwendet wird.


+-------+ +-------------+
| +--------+ R +-------+ +----------------+
| | +-------------+ +------+ COIL +------+
| uC | | +----------------+ |
| | | |
| | + +--------+ |
| +-------------------+ |
| | + +----+ |
+-------+ FET | |
| |
+ +

Es müsste z.B. dann die Coil-Spannung und Spannung über R+Coil gemessen werden. Ist das ein zu naiver Ansatz?


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26.10.2016 10:26
#92
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Zitat von DLF im Beitrag #91


+-------+ +-------------+
| +--------+ R +-------+ +----------------+
| | +-------------+ +------+ COIL +------+
| uC | | +----------------+ |
| | | |
| | + +--------+ |
| +-------------------+ |
| | + +----+ |
+-------+ FET | |
| |
+ +





Jetzt dachte ich wir sind solche Textzeichnungen entgangen. Heute kann man ja selbst mit Excel feine Kästchen zeichnen und mit Linien verbinde.

Suchbegriffe für Google Timmer 555 als Kostantstromquelle vielleicht? Da kommt auf einen Schnelltest schon mal soviel, das man viel Zeitz bruacht zu sortieren,
was in die richtige Richtung gehen könnte.


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26.10.2016 11:44
#93
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Das könnte vielleicht eine Basis sein 555 Timer und Mosfet für Last zu regeln.
Man müsste noch schauen ob man das auch mit TLC555 machen kann dann reichen uns 3,3V Spannung (Abschaltpunkt) aus.
http://www.atx-netzteil.de/pwm_mit_ne555.htm


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26.10.2016 14:21
#94
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@TKK-Dampfer Ja so wie auf Deinem Bild gezeigt, ist das der Plan. Man muß ja nur den Spannungsabfall über den Verdampfer kennen, und die Betriebsspannung. Der On Widerstand vom FET wäre ja bekannt.
Ich hab heut mal ein wenig experimentieren wollen, hab als FET aber nur den BUZ71 und den BUZ10 da. Die werden saumäßig heiß.
Sind zwar mit über 30A angegeben aber ich glaub deren Innenwiderstand ist einfach zu hoch. Muss mir erst mal ein paar Dampfer FETs :-)) besorgen.
Mit dem TLC555 kann man nichts regeln aber zumindest mal steuern. Mir würde das erst mal ausreichen. Wenn ausreichend langsam getaktet wird, reicht auch die Treiberleistung.


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05.12.2019 22:02 (zuletzt bearbeitet: 05.12.2019 22:10)
avatar  oreg2
#95
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Interessantes Thema.
Meine Akkuträgerlis werden hauptsächlich mit "Einzellern" betrieben.
Die einfachste Regeleletrinik wird über ein 555er Timerbauteil und 3 verschiednenfarbige LEDs reguliert.

Diese Timerbausteine sind weit verbreitet auch im Akkuträgerbereich...
alles was durch mehrmaligen Klicken entriegelt werden kann und herumblinkt,hat meinstens so einen Baustein verbaut.
Die altbekannten 14mm. "Egakkus" bilden da keine Ausnahme:
wem die 2,5 Ampere (max Ausgangsleistung) zu wenig sind kann einen stärkeren
Feldeffekt-Transistor (FET) verbauen...Achtung bei PWM:die Parameter müssen stimmen,
wird beispielsweise zu langsam durchgesschaltet,kann es schnell zum Hitzetod kommen.

Nachteil im Single-Akkubetrieb:relativ frühe Abschaltspannung bei um die 3,3 Volt.

In diesem Bauteil ist ein Komparator verbaut,der 0,5 Volt der Batteriespannung "klaut" ,wodurch die
Abschaltspannung etwas "leidet".

Wenn ich etwas im Technikbereich etwas poste,hat es nicht mits mit Profilierungsgehabe zu tun.
Ich stehe voll hinter dem Dampf(ertreff) und kann mittlerweile einigermassen
mit dem Lötkolben umgehen.
Zusammen können wir uns ergänzen,ich bin nur Hobbybastler diese Threatthematik hat
m.M.n. seine Existenzberechtigung.
Das ich irgendwann mal mit einem Lötkolben umgehen und auch
noch diese nervige SMD Nomenklatur verstehen würde,wäre vor Jahren unvorstekllbar gewesen.

Mittels Teamwork (jeder möge dazu beitragen) dürfte vieles realisierbar sein,
an mir solls nicht scheitern.
Weiter so.


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