Hey Leute, für ein Projekt im Rahmen meiner Ausbildung zum EGS bräuchte ich Hilfe bei einem Schaltungsteil. Die Aufgabe: Ich soll über einen NTC einen Strom messen. Mithilfe einer NE555 Beschaltung wandle ich den Strom in eine Frequenz um. Anschließent geht das PWM Signal über einen Optokopler (Da die IGBT-Module wo der NTC drin ist vollständig gegeneinander isoliert sein müssen).Anschließnt muss ich das PWM zurück in eine Spannung wandeln. Und dazu finde ich nicht allzuviel oder verstehe es nicht richtig bzw. habe noch fragen. IGBT-Modul http://www.infineon.com/dgdl/DS_F3L300R07PE4_2_1.PDF?folderId=db3a304412b407950112b4095b0601e3&fileId=db3a30432ea425a4012eb37edef429d1 Beitrag "frequenz in Spannung wandeln" Dieser Beitrag hilft mir nicht viel weiter den dort wird die Frequnze benötig er versucht ja nur einen Umweg über die Spannung zu machen. Ich allerdings brauche eine Spannung um damit weiter zu arbeiten. http://www.mikrocontroller.net/articles/Monoflop Dieses hier hat mich schon weiter gebracht nun hab ich aber ein paar Fragen. Z.B. "dass bei der höchsten Frequenz (=kleinste Periodendauer) die Pulsbreite des Monoflops ca. 90..95% der Periodendauer des Sensorsignals wird" ... "Damit sinkt der Mittelwert des Signals. Über einen Tiefpass kann dieser gefiltert" Was für eine Abweichung hätte ich den dann? Wie groß wird die Toleranz durch dieses Verfahren? Eckdaten: Der Temperaturbereich der ermittel werdne soll liegt zwischen 70 und 140° C Der im IGBT-Modul eingebaute NTC hätte dann einen Wert zwischen 1000 und 100 Ohm ca. Die Frequenz würde sich zwischen ca. 7400Hz bis 14000Hz bewegen. Zusammenfassung: Welche Möglichkeiten gäbe es noch eine Frequnez in eine Spannung zu wandeln? NE555 würde ich bevorzugen obwohl dan ja wieder die MONOFlop Geschihcte von oben wieder dabei wäre. Oder? Kennt ihr villeicht fertige ICs die soetwas können? Ich habe keine Möglichkeit SMD zu verarbeiten und natürlich sollte man dieses IC (falls es eins gibt) möglichst einfach zu bekommen sein. Danke für eure Zeit schöne Grüße Ray
Es gibt spezielle f/U-Konverter-ICs. Mit einem Mikrocontroller und D/A-Wandler geht es natürlich auch. Es gibt übrigens auch linear arbeitende Optokoppler, siehe: http://www.mikrocontroller.net/articles/Optokoppler#Lineare_Optokoppler
Hey Detlev daqnke für diene schnelle Antwort. Kennst du grade ein spezielles IC was sowas kann? Das einzige was ich gefunden habe ist das hier http://www.reichelt.de/ICs-LM-2000-LM-25576/LM-2907-DIL/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=10435;GROUPID=5466;artnr=LM+2907+DIL;SID=11T-1lvH8AAAIAAE6ePAMf6fce2bcb6585b5740a763d7d1d5a75f und da kämpfe ihc mich grade durch das Datenblatt
eRay schrieb: > Hey Detlev daqnke für diene schnelle Antwort. Kennst du grade ein > spezielles IC was sowas kann? Das einzige was ich gefunden habe ist das > hier > http://www.reichelt.de/ICs-LM-2000-LM-25576/LM-2907-DIL/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=10435;GROUPID=5466;artnr=LM+2907+DIL;SID=11T-1lvH8AAAIAAE6ePAMf6fce2bcb6585b5740a763d7d1d5a75f > und da kämpfe ihc mich grade durch das Datenblatt nimm doch einfach einen kleinen AVR mit InputCaptureUnit .. im Microcontroller kannst du das Sensorsignal dann gleich verarbeiten und linearisieren. ausgabe dann einfach per pwm und tiefpassfilter
Danke Andi leider habe ich keine möglichkeit einen µC zu nehmen. Das LM2907 scheint ja eigenklich rehct nützlich was mir aber fehlen würde wäre ein Offset und das ganze sollte auf 5V Basis laufen. Mit Offset meine ich in diesmefall meine mindestens 7400Hz(70°C). Danke für die Antwortne Grüße
Entweder 1. µC mit Input Capture, Signalanpassung im µC danach PWM Ausgabe und RC Filter. 2. CPLD mit Counter (auch Input Capture), Signal anpassung und PWM Ausgabe mit RC Filter. 3. RC Filter mit nachgeschaltetem Subtrahierverstärker der den Offset mittels Trimmpoti (Kermet) und Spannungsreferenz abzieht. Eventuel nachgeschaltetem weiterem Verstärker.
Ich bin etwas überrascht das Du bei diesem IGBT Modul keinen Zugriff auf einen Rechenknecht hast. uC, FPGA, CPLD irgend sowas. Ich habe mit genau diesem Modul bereits gearbeitet. Da müssen für die 3 Level Geschichte Totzeiten eingehalten werden, einige Schaltkombinationen sind verboten, direkte Kommutierungen zwischen oberstem und unterstem Schalter sind z.B. nicht erlaubt. Darüber hinaus braucht man auch gerne mehr als eines davon. 3Stk. z.B. für einen Umrichter und hat dann mal schnell 12 Gates mit allen möglichen Abhängigkeiten. Meist steht da eine Statemachine hinter und damit die sicher ist wird Sie gerne in FPGA oder CPLD gegossen. Warum kann dort die Auswertung nicht digital gemacht werden? Die Module sind so teuer, ich würde mich nicht trauen die ohne schnelle automatische Übertemperaturabschaltung in Betrieb zu mehmen. Ansonsten ist der Monoflop Geschichte doch ganz nett. Man muss sich Aufgrund der logarithmischen Kennlinie des NTC halt entscheiden in welchem Temperaturbereich man genau messen will. >Die Frequenz würde sich zwischen ca. 7400Hz bis 14000Hz Auch wenn es digital ist würde ich von den Schaltfrequenzen des Umrichters ein bischen Abstand halten. viel Erfolg Hauspapa
Hey Uwe hey Hauspapa, rein theoretisch hätte ich zugriff auf einen µC, aber das dies mein Abschlussprojekt ist und diese Projekt auf ein anderes Projekt aufbaut ist es nicht so einfach (vorallem wegen der Zeit) das alles umzubauen. Ich bin noch Azubi. Man sollte dazu sagen das ich noch am überlegen bin die ganze umwandlungs geschihcte nicht weglasse den nach dem Optokopler würd nur noch der f/V und ein Verstärker/Anpassungsteil auf 5 Volt kommen. Anschließent geht das Signal auf einen Labjack an den Laptop. Ich bin erst seit heute wieder aus meinem Urlaub da und wie gesagt da die Zeit nicht unbegrenzt ist hab ich das Prinzip meines erstes Projekst genommen. Ich bin momentan als noch in der Planungsphase für das Grobe. Blockschaltbild und Datenblätter mehr hab ich nicht. Hier mal der gesamte Auftrag. Grafische Temperaturmessung über Labjack/Laptop. 9 IGBTs müssen gemessen werden. (Da es sich um unsere Gleichrichter/Wechselrichter handelt) Da alle vollständigt gegeneinander und gegen den Labjack/Laptop isoliert sein müssen hab ich folgenden Blockschaltplan aufgezeichnet. Netzteil 230V/24V | | V Netzteil 24V/5V | | V NTC/Strom | | V Strom/Frequenz (NE555) | | V Optokopler | | V Frequenz/Spannung | | V Verstärker/Anpassung | | V Labjack/Laptop Und jetzt wo ich die ganzezeit µC höre kommt es mir grad in den Sinn den Labjack/LAptop als µC zu nehmen um dort die Frequenz weiterzuverarbeiten. Also im Prinzip so: Netzteil 230V/24V | | V Netzteil 24V/5V | | V NTC/Strom | | V Strom/Frequenz (NE555) | | V Optokopler | | V Labjack/Laptop Danke für eure Antworten Grüße
Hauspapa schrieb: > Warum kann dort die Auswertung nicht digital gemacht werden? Die Module > > sind so teuer, ich würde mich nicht trauen die ohne schnelle > > automatische Übertemperaturabschaltung in Betrieb zu mehmen. Das Projekt wird nur in der Entwiklich benötigt. Die abschaltung im Endgerät erfolgt sowieso anders. (Kann aber auch nciht sagen wie). Da es aber nicht möglich ist die Temperatur auszulesen soll ich als mein Abschlussprojekt eine Grafische Temperaturauswertung machen. Wie gesagt das ist nur für die Entwiklungs- und Testphase um die Temperaturen auszulesen
eRay schrieb: > http://www.mikrocontroller.net/articles/Monoflop > Dieses hier hat mich schon weiter gebracht nun hab ich aber ein paar > Fragen. > > Z.B. > "dass bei der höchsten Frequenz (=kleinste Periodendauer) die Pulsbreite > des Monoflops ca. 90..95% der Periodendauer des Sensorsignals wird" Ja, bei weterer Erhöhung der Frequenz liefert das Monoflop ein Dauersignal > "Damit sinkt der Mittelwert des Signals. Über einen Tiefpass kann dieser > gefiltert" > > Was für eine Abweichung hätte ich den dann? Wie groß wird die Toleranz > durch dieses Verfahren? Grundsätzlich ist dieses Verfahren beliebig genau. Fehler ergeben sich nur durch die Abweichung der real verwendeten Teile von den idealen Werten. > Zusammenfassung: Welche Möglichkeiten gäbe es noch eine Frequnez in eine > Spannung zu wandeln? Eigentlich keine. Selbst die angebotenen Spezial-ICs verwenden das gleiche Verfahren. > NE555 würde ich bevorzugen obwohl dan ja wieder die > MONOFlop Geschihcte von oben wieder dabei wäre. Oder? Kennt ihr > villeicht fertige ICs die soetwas können? Der 555 ist ja das fertige IC, mit dem man das unbedingt nötige Monoflop aufbaut. Gruss Harald
Hey Harald ich hab mir ja eben Gedanken gemacht, statt eine Umwandlung direkt an den Labjack anzuschließen, aber ich seh grade das Funktioniert nicht da die Abtastrate vom Labjack nicht ausreichent ist. danke für die antwort grüße.
Na dann schreit der LM2907 ja geradezu "nimm mich". Subtrahieren und verstärken nach Lehrbuch und gut. Um Toleranzen musst Du Dir relativ wenig Gedanken machen. Der NTC ist mit 5% Toleranz definiert, da bedeutet für Laborzwecke wirst Du eh einen Abgleich machen müssen. Da fallen dann alle systematischen Geschichten wie Optokopllertiming u.ä. heraus. Beachte bitte folgendes: Dein NTC ist (Funktions-) isoliert zu den Halbleitern. Du kannst Ihn isoliert lassen oder auf ein definiertes Potential legen (Kann aus störungsgründen Sinn machen). Nimm nach Möglichkeit kein taktendes Potential sonst +/- oder Mitte. Nicht jedes Netzteil hält die Belastung durch Schaltflanken aus. Beachte weiter: Die 24/5V Wandler mit hoher Isolationsfestigkeit (Traco und Konsorten) sind meist ungeregelt. Evtl spendierst Du noch einen kleinen Festspannungsregler. Wenn Du etwas mehr als 5V spendierst hast Du etwas weniger Probleme mit Stöhrungen durch kapazitive Kopplung zu den IGBTs. Normalerweise bedient man sich für die Spannungsersorgung des Messteiles bei der Versorgung des Gatetreibers. Bei Fertigtreibern aus dem Hause Concept muss man allerdings etwas aufpassen wo man sich draufklemmen darf. Die paar Milliwatt hat der Gatetreiber eigentlich immer übrig. Ansonsten hat AVAGO noch Bausteine: HCPL-7800 macht recht easy was Du willst. Hat auch noch ein paar nahe Verwandte. Konktret die ganzen HCPL78... und ACPL-78... sind eine Blick wert. Gängige Distributoren wie Digikey, RS und Farnell haben da auch den einen oder anderen lagernd. viel Erfolg Hauspapa
Noch etwas: Mit Hilfe einer Reissnadel und eines flachen Schraubendrehers bekommt man den Deckel der Module gut ab. Man sieht dann das nicht jeder Halbleiter im Modul gleich gut gemessen wird. fröhliches basteln Hauspapa
Man kann zwei Optokppler mit jeweils zwei Operationsverstärkern gegeneinander Verschränken. Quasi ein optisch getrennter Stromspiegel. Nur falls die anderen Tipps nichts helfen... mfg mf
Danke eure Antworten sind sehr hilfreich. Momentan versuche ich mit dem Datenblatt des LM2907 eine Beschaltung zu finden die meinen Anfroderungen gerecht wird. Das Problem ist das im Datenblatt die Ausgangsspannung mit 67Hz/V angegeben ist und ich mit meinen 7400Hz-14000Hz etwas hoch bin. Desweiteren bräuchte ich ja einen Offset den die Frequenzen unter 7400 interesieren mich nicht. Leider finde ich im Datenblatt keine beschreibung woraus sich die 67Hz/V zusammensetzen deshlab fällt es mir etwas schwer das zu ändern. Sofehrn dies überhaupt möglich ist.
Laut Internet hat ein LabJack doch einen Zähleingang (Counter). Den kannst Du doch benutzen um die Frequenz ganz einfach zu messen - einfach die Impulse zählen. Die gesamte Rechnerei, Linearisierung... macht dann der PC.
Ja der LabJack hat so einen aber momentan beschränken wir uns auf den U12. Wenn man dan 14000Hz hat würde die Abtastrate nicht ausreichen.
Kann mir einer mit dem Datenblatt des LM2907 weiterhelfen ich verstehe nicht wie ich die Ausgangsspannung berechnen kann. Also ich meine bei welcher Eingangsfrequenz welche Ausgangsspannung sich ergibt. Überall im Internet lese ich im Forum "nimm doch einfach den LM2907..." und als Antwort kommt "Super hat funktioniert" und das wars auch schon. Kann mir jemand es an einer Anwendung erklären? grüße
GOOGLE: LM2907 schaltbild frequenz "kHz" 2. Treffer : www.mydarc.de/do2yrb/batdoku/downloads/jufo.pdf Seiten 8+9 (in PDF sind das 11+12)
1. Zwingt Dich niemand das Ding mit 15khz laufen zu lassen. Mach den Kondensator grösser und schon bist Du unten. 2. Kann man Frequenzen auch teilen. Macht Dir jeder Zähler. Ein CD4060 der teilt dir das mit einem Standardbaustein bis auf unter 1Hz herunter. 2. halte ich den HCPL-7800 in diesem Fall für die wirklich Beste, weil einfachste Lösung. Spannungsversorgung isolieren, Linearregler hintendran. Spannungsteiler mit NTC so auslegen das Du mit den liearen Wandlungsbereich hinkommst und hinten fällt es isoliert analog heraus. Rest ist einfach (subtrahieren, verstärken). habt Ihr für die Module einen eigenen Treiber oder verwendet Ihr etwas Fertiges? fröhliches basteln Hauspapa
Danke Erich es hat etwas geaudert bis ich es verstandne habe. (Wieso beschrifte man statt F/U nicht noch zusätzlich LM2907 dran?). Aber ich glaube ich habe das grobe verstandne und weis nun wie ich es berechnen kann. Hauspapa die Frequenzen die ich genannt habe ergeben sich aus einer Rechnungsgrundlage aus einem Infinoen Buch welches die Temperaturmessung über U/F und Optokopler beschreibt. In dem Buch handelte es sich auch nur um ein Standartbeispiel wie es oft ver wendet wird. Ich habe mich asn die werte gehalten und mal gerechnet. Natürlich liese sich dies noch ändern. Da ich solangsam verstehe wie der LM2907 arbeitet (danke Erich) werde ich versuche damit weiter zu arbeiten. Ich bin mir nicht ganz sicher aber ich glaube die Treiber für die Module sind unsere eigenen. Fals ich noch fragen hab meld ich mich =) danke an alle und schönen Gruß.
Hallo eRay, nur am Rande bemerkt zu dem Counter am Labjack: der kann doch bis 1 MHz! Die Abfrage ist langsam, aber bei einem 32 Bit Counter ist das doch überhaupt gar kein Problem. just my 0,02€ vlg Timm
Hey Timm, von welchem Labjack redets du? Hier in der Firma wird es wahrscheinlich auf den Labjack U12 hinauslaufen. falls der wirklich 1 Mhz Counten kann würd mich noch interesieren wieviele Counter hat der? Für das Projekt müssten es mindestens 2 sein und anschließend müsste sich eine Möglichkeit bieten es auf 8 oder 9 Kanäle erweitern zu lassen. Grüße
Moin, anscheinend ist es noch zu früh und ich habe das Problem noch nicht richtig verstanden. Jedenfalls, wenn Du Dein Analogsignal schon als PWM vorliegen hast, dann brauchst Du nur einen Tiefpass um daraus ein Spannungssignal zu erhalten, egal ob vor oder nach dem Optokoppler. gk
Hey gk, das ist theoretisch richtig da ich aber nur die gesamte Periodenlänge veränder und nicht den Duty Cycle würde sich nach einem Tiefpass (Da der Dutycylce immer 50% ist) immer eine Spanung von 2,5V ergeben egal bei welher Frequenz.... Mal abgesehn von der Grenzfrequenz. grüße
eRay schrieb: > das ist theoretisch richtig da ich aber nur die gesamte Periodenlänge > veränder und nicht den Duty Cycle dann ist das aber auch keine PWM. Anders herum, wenn Du das Signal schon vor dem Optokoppler in eine PWM verwandeln kannst (z.B. 555), brauchst Du auf der Auswerteseite nur einen Tiefpass. Und was heist denn überhaupt > Ich soll über einen NTC einen Strom messen Meinst Du den Strom durch den NTC ? gk
> Und was heist denn überhaupt >> Ich soll über einen NTC einen Strom messen > Meinst Du den Strom durch den NTC ? Ich wollte erst Spannung schreiben aber irgentwie bin ich auf Strom gekommen. Die Schaltung ist wie gesgat aus einem Infineon. >eRay schrieb: >> das ist theoretisch richtig da ich aber nur die gesamte Periodenlänge >> veränder und nicht den Duty Cycle >dann ist das aber auch keine PWM. >Anders herum, wenn Du das Signal schon vor dem Optokoppler in eine PWM >verwandeln kannst (z.B. 555), brauchst Du auf der Auswerteseite nur >einen Tiefpass. gut dan entschuldige ich mich für dieses Messverständniss. Es ist also kein PWM sondenr nur eine Rechteckfrequenz die je nach dem Wert des NTC ihre Frequenz verändert. Wie gesgat ich schau mir die Schaltung vom Erich an mit dem LM2907 da die einigermaßen gut beschrieben ist versuche ich es damit. Ich habe momentan auch einen Denkfehler/Denkblockade. Da ich es ja eigenklich auch mit einem NE555 als Monoflop machen könnte, wie hier beschrieben. http://www.mikrocontroller.net/articles/Monoflop Nur wenn ich mir die Schaltung anschaue zum Monoflop mit NE555 kom,m ich irgentwie nicht weiter. Wie auch beim LM2907 müsste ich beim NE555 nach der F/U Wandlung einen Tiefpass UND eine Subtraktion für den Offset machen. Grüße
Hey, ich wunder mich grad selber aber in der Simulation funktioniert es mit einem einfachen Tiefpass hinter der Frequnz...aber erklären wieso kann ich es mir nicht. Danke für eure Hilfe/Antworten. Grüße Ray
Hallo, eRay schrieb: > von welchem Labjack redets du? > > Hier in der Firma wird es wahrscheinlich auf den Labjack U12 > hinauslaufen. falls der wirklich 1 Mhz Counten kann würd mich noch > interesieren wieviele Counter hat der? Für das Projekt müssten es > mindestens 2 sein und anschließend müsste sich eine Möglichkeit bieten > es auf 8 oder 9 Kanäle erweitern zu lassen. naja, vom U12. Beim U6 würde ja schon die normale Sample Frequenz ausreichen für Deine Aufgabe. Ich weiss ja nicht, wie schnell das Update Intervall sein muss! Und vor allem will ich Dich nicht vom LabJack überzeugen, wollte das nur klarstellen. Also: Ein Counter. Maximale Abfragerate sind 50 Hz. Wenn Du jetzt hergehen würdest, und würdest über einen simplen Pfennigartikel-Digital-Multiplexer 10 Kanäle in 1 Sekunde abfragen und Deine niedrigste Frequenz ist 7 kHz, hättest Du immer noch 700 counts pro Intervall, klingt jetzt nicht soo wenig. Naja, ein bisschen Overhead kommt auch noch dazu, vielleicht her so 500 counts? Viele Grüße Timm
Wenn man es etwas anspruchsvoller gestalten will, nimmt man eine PLL, 4046 läßt grüßen.
Hallo, mag sein all der Info hier bin ich ein wenig verwirrt, dennoch. Deine ursprüngliche Frage: Es gibt eine Reihe Standard ICs [LM331 (NS) der 2907 ist eher ein „Tacho“ IC, TC94.. (MC), AD 65... (AD), VFC.. (TI)] im Dutzend zur f/U oder U/f Wandlung. Sehr bekannt und sehr beliebt da einfachst anzuwenden, preisgünstig und funktionssicher ist der XR 4151 (Exar), für beides, f/U und umgekehrt., Schau diesen mal an (die Applikationsbeispiele im Netz sind super einfach). Offset, Addition oder Subtraktion von „Frequenzen“ ist auf der DC Seite einfach zu realisieren, für uC Spezis wohl auch Digital. In den App Notes der Hersteller von OPs gibt es aber auch jede Menge Wandler (mit sehr hoher Linearität (<0.1%), realisiert durch 2 oder 3 Op. Grundsätzlich gilt es hier immer einen Kompromiss zwischen Einschwingverhalten und Restwelligkeit zu finden.
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