Hallo miteinander, ich bin momentan Schüler an einer Technikerschule. Dort müssen wir im letzten Jahr eine Projektarbeit mit einem selbst gewähltem Thema machen. Interessehalber habe ich mich dazu entschlossen mit eine Mikrocontroller eine Galvoscannereinheit zu steuern um einfache geometrische Figuren an eine Wand zu projizieren. Folgende Hardwarekomponenten benutze ich dazu: ATMEL Evaluationsboard V2 ATmega32 Galvo System: AXJ-V20 closed-loop scanner - Signal Eingangsspannnug: +-5V DC - Anschlussspannung: +-15V DC - Scan Geschwindigkeit: 20Kpps bei +-20° optischer Ablenkung Lasermodul - Betriebsspannung 5V DC - Leistung 1mW - Laser Klasse 2 Mit PWM wollte ich die beiden Galvos ansteuern. Hatte dies auch mit meinem Projektbetreuer und einem anderen Lehrer besprochen. Die beiden sagten mir, dass dies ohne Weiteres funktionieren würde. Auch der Händler, bei dem ich das Galvo System gekauft habe meinte es wäre kein Problem, dies mit PWM und dem ATmega32 zu realisieren. Leider ist nicht immer alles so einfach wie es scheint. Mit meinem Projektbetreuer macht es keinen Sinn darüber sprechen, denn wie ich feststellen musste hat er anscheinend noch weniger Ahnung von der Materie als ich. Jetzt bin ich quasi mitten im Projekt und muss mich durchkämpfen. Ich weiß, damit hätte ich mich vorher auseinandersetzen sollen. Aber da mir mein Projektbetreuer sagte, es sei egal ob PWM oder DA-Wandler, ich solle das nehmen was mir eher liegt, habe ich mich für PWM entschieden. Folgende Fragen haben sich bei mir aufgetan. (Ich habe auch schon viele Stunden damit zugebracht im Internet eine passende Lösung zu finden, dies war aber leider nicht so erfolgreich.) 1. PWM liefert mir 0V bis 5V, die Galvos brauchen -5V bis +5V, somit lenken die Spiegel nur in eine Richtung aus. Wie kann ich mit einer OPV-Schaltung das PWM-Ausgangssignal dahingehend verstärken, negieren oder den Offset verschieben das ich -5V bis +5V erhalte? Habe auch schon in Multisim herumprobiert, aber mit den OPV-Schaltungen kenne ich mich einfach zu wenig aus. 2. Dann bin ich mir auch nicht ganz sicher, ob die Galvos auf Dauer das PWM-Signal verkraften. Wäre es sinnvoll die abrupten Wechsel mit jeweils einem RC Tiefpass abzurunden? Wenn noch etwas unklar sein sollte, gebt mir bitte bescheid. Ich bin für jede Hilfe dankbar. Viele Grüße gulo gulo
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Dom M. schrieb: > - Scan Geschwindigkeit: 20Kpps bei +-20° optischer Ablenkung > Mit PWM wollte ich die beiden Galvos ansteuern. Wenn deine Galvos so schnell sind, dann muss deine PWM um ein VIELFACHES schneller sein (z.B. Faktor 100). Also ca. 2MHz. Und damit du dann noch 256 Bit unterbringst, muss der PWM-Zähler mit 512MHz zählen... > 2. Dann bin ich mir auch nicht ganz sicher, ob die Galvos auf Dauer das > PWM-Signal verkraften. Wäre es sinnvoll die abrupten Wechsel mit jeweils > einem RC Tiefpass abzurunden? Nur so kann es überhaupt gehen. Denn deine Galvos sind ja schon fertige Einheiten, die eine Analoge Spannung in einen Winkel umformen. Wenn du die Mit z.B. 100kHz PWM anfährts, dann werden die nur wie blöd hin- und herzittern... Praktisch bedeutet das: deine billige Analogausgabe basierend auf einer PWM wird das Ganze so schnarchlangsam machen, dass dir ganz schnell der Spass vergeht. Mein Tipp: schließ einen externen DAC über SPI an den uC an.
Zu deiner Frage wegen des Signalpegels schau mal hier: http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Der_Addierer_.28Summierverst.C3.A4rker.29 am besten ist es du schnappst dir ein Steckbrett und probierst die Schaltungen mit Opamp ein wenig aus. Wahrscheinlich brauchst du dann auch eine symmetrische Versorgungsspannung, Alternative hierzu wäre die Erzeugung eines künstlichen GND mit einem Opamp (steht auch in dem zitierten Artikel)
Hi, danke für die Antwort. Lothar Miller schrieb: > Wenn deine Galvos so schnell sind, dann muss deine PWM um ein VIELFACHES > schneller sein (z.B. Faktor 100). Also ca. 2MHz. Und damit du dann noch > 256 Bit unterbringst, muss der PWM-Zähler mit 512MHz zählen... 16 MHz 64 (180+1) = 1381.2Hz wäre meine maximal Frequenz, allerdings kann ich in dem Fall nur Kanal B nutzen. 16 MHz 64 256 = 976.5625Hz ist die maximal Frequenz für A und B gleichzeitig oder liege ich da falsch? > > Praktisch bedeutet das: deine billige Analogausgabe basierend auf einer > PWM wird das Ganze so schnarchlangsam machen, dass dir ganz schnell der > Spass vergeht. Mein Tipp: schließ einen externen DAC über SPI an den uC > an. Das ist leider nicht möglich für die Projektarbeit. Da ich ein Pflichtenheft erstellen musste, in dem ich ich nicht definiert habe, dass ich einen externen DAC nutzen werde. Für die private Fortsetzung des Projektes werde ich dies dann aber so machen. Die Galvos müssen laut Pflichtenheft auch nur eine minimale Gewschwindigkeit von 12kpps erreichen. Und ich muss auch nur z.B. einen Kreis, Rechteck oder Dreieck darstellen können. Mein größtes Problem ist die -5V bis +5V aus dem PWM Signal zu generieren, wenn ich das geschafft habe bin ich schon sehr froh.
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Dom M. schrieb: > Mein größtes Problem ist die -5V bis +5V aus dem PWM Signal zu > generieren, Versuch's mal damit: Anhang Das PWM Signal musst du vorher aber glätten.
Dom M. schrieb: > Das ist leider nicht möglich für die Projektarbeit. Da ich ein > Pflichtenheft erstellen musste, in dem ich ich nicht definiert habe, > dass ich einen externen DAC nutzen werde. Ich sehe das anders. Niemand kann von Dir verlangen, eine Entwicklung vorab soweit zu planen, daß sie unverändert zum Erfolg wird. Dein Ansatz, die Schaltung einfach und kostengünstig zu halten, ist ja völlig in Ordnung. Wenn Du aber begründest, warum die Schaltung verbessert werden mußte, um die gewünschte Funktion zu erreichen, kann doch Niemand etwas dagegen sagen: das ist Entwicklung! Ein großes Lob für Deine präzise Frage. Das findet man hier extrem selten!
ernst oellers schrieb: > Wahrscheinlich brauchst du dann auch eine symmetrische > Versorgungsspannung, Man könnte besser sagen "mit Sicherheit". Eine OP-Schaltung kann am Ausgang nur Spannungen liefern, die zwischen den Versorgungsspannungsgrenzen liegen. Symmetrisch muss sie nicht genau sein, ab für negative Ausgangssignale braucht man auch eine negative Versorgungsspannung. Wenn der OP kein Rail-o-Rail Typ ist, ist der nutzbare Bereich sogar noch weiter eingeschränkt.
Dom M. schrieb: > Das ist leider nicht möglich für die Projektarbeit. Da ich ein > Pflichtenheft erstellen musste, in dem ich ich nicht definiert habe, > dass ich einen externen DAC nutzen werde. Wenn du ein paar I/O-Pins frei hast, kannst du dir mit ein paar Widerständen natürlich auch selber einen DAC zusammenbauen. Steuere mit deinen I/O-Pins einfach ein R2R-Netzwerk an. Die Bit-Zahl, d.h. die Auflösung deines ADC richtest du dann ggf. nach der Anzahl der verfügbaren I/O-pins. Ein Beispiel findest du in der MiniDDS-Schaltung von Jesper: http://www.myplace.nu/avr/minidds/
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Vielen Dank für Eure Antworten. Ich habe die Schaltung mit einem RC Tiefpass 2ter Ordnung in Multisim aufgebaut. Die Simulationsergebnisse schauen meiner Meinung nach vernüftig aus. Nun würde es mich noch Interessieren ob ich noch etwas übersehen habe. In der Praxis sind die Dinge nicht immer so einfach wie in einer Simulation. Leider habe ich nicht so viel praktisch Erfahrung.
In grauer Vorzeit, hat mal einer meiner Lehrer die Behauptung aufgestellt, dass Spiegel, zusammen mit ihrem Antrieb, eine nicht unerhebliche Masse haben. Ich habe ihm das wirklich geglaubt. Also vergiss mal, eventuelle Geschwindigkeitsprobleme des Mikroprozessors und stell erst mal fest, wie schnell der Spiegel überhaupt zappeln kann... Da Antrieb und Spiegel im Allgemeinen eine Einheit bilden, solltest Du Dir viel mehr über diese Gedanken machen. Ist der Antrieb z.B. magnetisch, so kann es sein, dass der Spiegel, bei höheren PWM-Frequenzen nur noch heizt und nicht mehr wackelt. Je schneller die Bewegungen stattfinden sollen, desto höher muss die PWM-Grundfrequenz sein. Dies wiederum schlägt voll auf den ausgangsseitigen Tiefpass durch, der seinerseits... Bei geringer PWM-Frequenz leidet hierdurch, vor allem, die Reaktionsgeschwindigkeit. Ein paar prima Resonanzpunkte, sowohl im "erlaubten" Bereich als auch darüber hinaus, kannst Du ebenfalls schon mal einkalkulieren.
Dom M. schrieb: > Ich habe die Schaltung mit einem RC Tiefpass 2ter Ordnung in Multisim > aufgebaut. Die Simulationsergebnisse schauen meiner Meinung nach > vernüftig aus. Der Nachteil bei deiner Schaltung ist, dass eine Spule als Filterelement schnell sehr unhandlich werden kann und dass du dein Filter am Ausgang nicht belasten kannst, ohne es zu belasten. Mit aktiven Filtern lassen sich solche Filter auch ohne Spulen realisieren. http://www.beis.de/Elektronik/Filter/ActiveLPFilter.html Trotzdem wird dein Analogsignal langsam, wenn du es über die Tiefpassfilterung eines PWM-Signales generierst. Je nach gewünschter Genauigkeit mußt du sehr weit mit der Grenzfrequenz des Filters runter gehen. http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/11-RC-Glied-fuer-PWM.html
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