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kronossos(R)

15.01.2010,
11:28
 

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler (Elektronik)

Hallo,

ich hab ne Schaltung skizziert und angehangen. Ziel ist es, mit den Ausgängen eines 1aus16-Decoders(je 1 Ausgang L-Aktiv, nicht eingezeichnet) einen BTS629A anzusteuern. Ich will damit eine PWM-Fahrspannung für eine Modellbahn erzeugen.
Dargestellt sind nur 4 Kanäle. Die Widerstände des Spannungsteilers sind noch nicht richtig dimensioniert. Die ursprüngliche Applikationsschaltung sieht ein Poti von 10kOhm zur Steuerung des BTS vor.
Meine Fragen.
Würde die Schaltung grundsätzlich funktionieren? Ist es überhaupt möglich, mit parrallelgeschaltete Fototransistoren den BTS anzusteuern? Ist die Wahl desselben als npn-Transistor korrekt.
Bin für jeden Tipp dankbar.

Gruß Uwe

x y

15.01.2010,
13:20

@ kronossos

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» Würde die Schaltung grundsätzlich funktionieren?

Nein, die Restspannung der Transistoren spielt dir da einen Streich. Mit PhotoMOS Kopplern würde es funktionieren, aber die sind recht teuer, so man sie nicht als Restposten bekommen kann.

Als Alternative könntest du die bipolaren Koppler verwenden und TGs aus der 4000er CMOS Reihe dahinter schalten, AFAIR wäre das ein 4016.

Wenns nicht besonders linear zu sein braucht, dann wäre es am sinnvollsten die D/A-Wandlung bereits vor der galvanischen Trennung zu machen, und dann würde auch ein einzelner bipolarer Koppler reichen.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
15.01.2010,
13:31
(editiert von olit
am 15.01.2010 um 13:56)


@ kronossos

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

Eine 16-fache Stufung lässt sich noch gut, mit einem 4-Bit R2R Netzwerk, realisieren.

http://de.wikipedia.org/wiki/R2R-Netzwerk

Dann benötigst du nur vier Optokoppler Und einen C-MOS Schaltkreis mit vier Gattern.

Gruß olit

kronossos(R)

15.01.2010,
18:25

@ olit

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» Eine 16-fache Stufung lässt sich noch gut, mit einem 4-Bit R2R Netzwerk,
» realisieren.
»
» http://de.wikipedia.org/wiki/R2R-Netzwerk
»
» Dann benötigst du nur vier Optokoppler Und einen C-MOS Schaltkreis mit
» vier Gattern.
»
» Gruß olit

Danke für die Antworten.

das mit dem R2R-Netzwerk hab ich mir schon mal angesehen. Ich werd mir das am Wochenende mal testhalber aufbauen.

Eine andere Sache wär die, einen DA-Wandler zu verwenden. könnte mir jemand ein(paar) IC's nennen, mit denen ich sowas umsetzen könnte? Beim Googlen finde ich nur allgemeine Hinweise, jede Menge Seiten mit Datenblättern, die mir ohne Anhaltspunkte nix nützen oder ich finde Geräte, größtenteils für den HiFi-Bereich.

Ansonsten denke ich auch, das es, schon vom Aufwand her einfacher ist, nur die 4-Bit-Datenleitung galvanisch abzutrennen anstatt der 16 Ausgänge, zumal der Steuerungsbaustein getrennt vom Fahrspannungsbaustein aufgebaut und auch später räumlich getrennt montiert werden soll. Natürlich muss der 1aus16-Decoder oder ein DA-Wandler dann Bestandteil der Fahrspannungsbausteins sein. Die galvanische Trennung halte ich schon deswegen für vorteilhaft um die Eletronik der Modellbahn so gut es geht, vor Störeinflüssen zu schützen.

Gruß Uwe

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

15.01.2010,
18:36

@ kronossos

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» Hallo,
»
» ich hab ne Schaltung skizziert und angehangen. Ziel ist es, mit den
» Ausgängen eines 1aus16-Decoders(je 1 Ausgang L-Aktiv, nicht eingezeichnet)
» einen BTS629A anzusteuern. Ich will damit eine PWM-Fahrspannung für eine
» Modellbahn erzeugen.

Irgendwie ist mir Dein Ansatz nicht ganz klar. Eine
PWM-Spannung zur Ansteuerung eines FETs läuft typisch
über einen Optokoppler und steuert den Motor auch mit
PWM an.
Gruss
Harald

kronossos(R)

15.01.2010,
18:55

@ Harald Wilhelms

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» » Hallo,
» »
» » ich hab ne Schaltung skizziert und angehangen. Ziel ist es, mit den
» » Ausgängen eines 1aus16-Decoders(je 1 Ausgang L-Aktiv, nicht
» eingezeichnet)
» » einen BTS629A anzusteuern. Ich will damit eine PWM-Fahrspannung für
» eine
» » Modellbahn erzeugen.
»
» Irgendwie ist mir Dein Ansatz nicht ganz klar. Eine
» PWM-Spannung zur Ansteuerung eines FETs läuft typisch
» über einen Optokoppler und steuert den Motor auch mit
» PWM an.
» Gruss
» Harald

Hallo Harald,
irgendwie ist das wohl ein Missverständnis.
Ich versuch mein Ziel nochmal darzulegen, vllt etwas umfangreicher.
Für eine Modellbahnsteuerung hab ich einen Signabaustein entwickelt. Dieser gibt entsprechend zum Signalbild, welches eine bestimmte Geschwindigkeit signalisiert, einen entsprechenden 4 Bit breiten Binärcode aus. Dieser Code soll an einen Fahrspannungsbaustein gelegt werden und von diesem in eine entsprechen PWM-Spannung umgesetzt werden.
Üblicherweise fahren Modellbahnmotoren mit 12 V. So k könnte man die Spannung mit der signalisierten Geschwindigkeit in Relation setzen. Fahrgeschwindigkeiten sind z.B. 0km/h = 0Volt, 40km/h = 4Volt, 120km/h was ich als Höchstgeschwindigkeit ansetze = 12 Volt.

Mein derzeitige Gedankengang ist, das Binärsignal mit einem 1 aus 16 Decoder quasi in 10km/h..1Volt schritten aufzuteilen. Man bräuchte dann tatsächlich auch nur 13 Ausgänge einer für 0Volt und dann für 1-12 Volt. Die Ausgangssignale müssen nun in ein analog-taugliches SIgnal umgesetzt werden. Dazu wäre das R2R-Netzwerk gedacht, welches dann den BTS629A ansteuert.

Das wäre erstmal mein Grundproblem. Später soll noch eine Anfahr -u. Bremsautomatik realisiert werden. Gängige Schaltungen verwenden dazu RC-Glieder. In Betracht käme auch, die ganze Sache mit einem Digi-Poti zu machen, dazu bräuchte ich aber eine zusätzliche Beschaltung, welches das Poti regelt.

Gruß Uwe

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

15.01.2010,
19:16

@ kronossos

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» Ich versuch mein Ziel nochmal darzulegen, vllt etwas umfangreicher.
» Für eine Modellbahnsteuerung hab ich einen Signabaustein entwickelt.
» Dieser gibt entsprechend zum Signalbild, welches eine bestimmte
» Geschwindigkeit signalisiert, einen entsprechenden 4 Bit breiten Binärcode
» aus. Dieser Code soll an einen Fahrspannungsbaustein gelegt werden und von
» diesem in eine entsprechen PWM-Spannung umgesetzt werden.

Gut. Dann brauchst Du also einen 4Bit-AD-Wandler.
den kannst Du noch ganz gut mit einem R2R-Netzwerk
aus ganz normalen 1%igen Widerständen aufbauen.
Dann brauchst Du nur 4 Optokoppler auf der Digital-
seite, die Du ja in einem IC -Gehäuse bekommst.

» In Betracht käme auch, die ganze Sache mit einem Digi-Poti zu
» machen, dazu bräuchte ich aber eine zusätzliche Beschaltung, welches das
» Poti regelt.

Das ist unnötiger Aufwand. Der R2R-Wandler ist einfacher.
Gruss
Harald

kronossos(R)

15.01.2010,
20:57

@ Harald Wilhelms

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» Gut. Dann brauchst Du also einen 4Bit-AD-Wandler.
» den kannst Du noch ganz gut mit einem R2R-Netzwerk
» aus ganz normalen 1%igen Widerständen aufbauen.
» Dann brauchst Du nur 4 Optokoppler auf der Digital-
» seite, die Du ja in einem IC -Gehäuse bekommst.
»
» » In Betracht käme auch, die ganze Sache mit einem Digi-Poti zu
» » machen, dazu bräuchte ich aber eine zusätzliche Beschaltung, welches
» das
» » Poti regelt.
»
» Das ist unnötiger Aufwand. Der R2R-Wandler ist einfacher.
» Gruss
» Harald

Hallo Harald,

das ist so kurz, knapp und eindeutig, dass ich es mich überzeugt und ich es genauso probieren werde. Ich bau da mal was auf übers WE und werde, wenn gewünscht, über meine Ergebnisse berichten.

Danke und Schönes WE
Uwe

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

15.01.2010,
21:35

@ kronossos

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» Ich bau da mal was auf übers WE und werde,
» wenn gewünscht, über meine Ergebnisse berichten.
»
» Danke und Schönes WE
» Uwe

Jau, das mach mal(Insbesondere den Bericht!) Du solltest
noch daran denken, das die Widerstände für den R2R
alle aus einer Charge kommen, also am besten von einem
Gurt abgeschnitten werden. Du brauchst für eine Stufe
drei Widerstände: Einen einzelnen und zwei parallel
geschaltete.
Gruss
Harald

kronossos(R)

15.01.2010,
21:48

@ Harald Wilhelms

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» » Ich bau da mal was auf übers WE und werde,
» » wenn gewünscht, über meine Ergebnisse berichten.
» »
» » Danke und Schönes WE
» » Uwe
»
» Jau, das mach mal(Insbesondere den Bericht!) Du solltest
» noch daran denken, das die Widerstände für den R2R
» alle aus einer Charge kommen, also am besten von einem
» Gurt abgeschnitten werden. Du brauchst für eine Stufe
» drei Widerstände: Einen einzelnen und zwei parallel
» geschaltete.
» Gruss
» Harald

Und was passiert, wenn die Werte abweichen? also ich hab jetzt glaube ich nicht sone Menge Widerstände in der Bastelkiste, die diesen Ansprüchen genügen.
Es geht wie gesagt erstmal nur um Testzwecke

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

15.01.2010,
21:58

@ kronossos

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» » » Ich bau da mal was auf übers WE und werde,
» » » wenn gewünscht, über meine Ergebnisse berichten.
» » »
» » » Danke und Schönes WE
» » » Uwe
» »
» » Jau, das mach mal(Insbesondere den Bericht!) Du solltest
» » noch daran denken, das die Widerstände für den R2R
» » alle aus einer Charge kommen, also am besten von einem
» » Gurt abgeschnitten werden. Du brauchst für eine Stufe
» » drei Widerstände: Einen einzelnen und zwei parallel
» » geschaltete.
» » Gruss
» » Harald
»
» Und was passiert, wenn die Werte abweichen? also ich hab jetzt glaube ich
» nicht sone Menge Widerstände in der Bastelkiste, die diesen Ansprüchen
» genügen.
» Es geht wie gesagt erstmal nur um Testzwecke

Beim R2R kommt es nicht auf den genauen Wert an,
sondern nur auf die Abweichungen untereinander.
Und die sind bei Widerständen aus der gleichen Charge
typisch um den Faktor 10 besser als die spezifizierte
Genauigkeit. Mit 1% Metallschichtwiderständen, die
heute eigentlich schon recht billig sind, kann man
durchaus schon einen 8Bit-Wandler bauen. Bei 4Bit
reichen ja eigentlich schon 6%. Trotzdem würde ich
hier keine Kohleschichtwiderstände nehmen.
Gruss
Harald

olit(R)

E-Mail

Berlin,
15.01.2010,
23:04
(editiert von olit
am 15.01.2010 um 23:06)


@ kronossos

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» Und was passiert, wenn die Werte abweichen? also ich hab jetzt glaube ich
» nicht sone Menge Widerstände in der Bastelkiste, die diesen Ansprüchen
» genügen.
» Es geht wie gesagt erstmal nur um Testzwecke

Ich habe, nur so zum Spaß, mal einen 4 Bit R2R Netzwerk auf dem Steckbrett mit den Widerständen aus der Bastelkiste zusammengesteckt und am Oszilloskop eine schöne 16 stufige Treppe gesehen.
Nebenbei kann ich noch erwähnen, das ich gerade ein Pulsweitenregler für eine N-Bahn gebastelt habe und es für die Geschwindigkeitsreglung nicht so genau darauf ankommt. Das größere Problem ist die Lokomotiven selbst aneinander anzugleichen. (Mittels antiparalleler Dioden. Das funktioniert bei der Pulsweitenreglung ziemlich gut. Vorausgesetzt man schafft es, die Dioden so zu verstümmeln, dass sie noch in die kleinen Lokomotiven hineinpassen.)
Gruß olit

kronossos(R)

16.01.2010,
07:12

@ olit

Spannungsteiler mittels Widerstandskette und Optokoppler

» Ich habe, nur so zum Spaß, mal einen 4 Bit R2R Netzwerk auf dem Steckbrett
» mit den Widerständen aus der Bastelkiste zusammengesteckt und am
» Oszilloskop eine schöne 16 stufige Treppe gesehen.
» Nebenbei kann ich noch erwähnen, das ich gerade ein Pulsweitenregler für
» eine N-Bahn gebastelt habe und es für die Geschwindigkeitsreglung nicht so
» genau darauf ankommt. Das größere Problem ist die Lokomotiven selbst
» aneinander anzugleichen. (Mittels antiparalleler Dioden. Das funktioniert
» bei der Pulsweitenreglung ziemlich gut. Vorausgesetzt man schafft es, die
» Dioden so zu verstümmeln, dass sie noch in die kleinen Lokomotiven
» hineinpassen.)
» Gruß olit

Hallo olit,

ich dacht mir wohl auch, das die Bastelkiste zum Testen reichen müsste. Obwohl die R's schon um die 20 Jahre alt sind. Hab nur feststellen müssen, dass ich die Kiste erstmal neu sortieren muss. Ist wohl in der langen Zeit mehrmals geschüttelt worden. Und von Oszilloskop bin ich auch noch etwas entfernt. Hab da aber nen Vorsatz für den Laptop bei ebay unter Beobachtung. Mal sehen. Aber für meine weiteren Aktivitäten wäre das schon ne große Hilfe.

Gruß Uwe

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
16.01.2010,
11:53

@ kronossos

Vernünftige Arbeit braucht vernünftiges Werkzeug ...

Wenn du bei einem Satz Widerständen überlegst, ob man statt neu kaufen nicht doch die Bastelkiste benutzen kann, dann sollte man sich ein anderes Hobby suchen.

Der Bergsteiger überlegt doch auch nicht, ob er sich passendes Schuhwerk kauft oder nicht doch die vorhandenen Sommersandalen nehmen könnte. (Die Unfallmeldungen in der Bildzeitung zeigen allerdings, dass es doch solche Leute gibt - zumindestens kurzzeitig :-( )

Für ein R2R Netzwerk brauchst du EINEN Widerstandswert.
Kostet 2 Euro für gute Metallfilmtypen für ein Hunderterpack. Und das sogar bei Conrad - woanders vermutlich noch billiger.

hws