Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Steuerbarer Widerstand für Solarmodul + Arduino


von Maximilian B. (maxbit)


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Hallo,

erstmal sorry, falls das hier die falsche Kategorie ist. Ich bin mir 
nicht sicher, ob es zu Digital- oder Analogelektronik gehört. Sorry :(

Im Rahmen eines Schulprojekts möchte ich mit Hilfe eines Arduino Uno 
einen MPP-Bestimmer für ein Solarmodul entwickeln. Dazu hab ich mir 
erstmal eine grobe Skizze gemacht (siehe Anhang). Ich hoffe sie ist 
einigermaßen verständlich (bin kein Elektrotechniker :D). Ziel ist es, 
den Widerstand der Schaltung langsam zu erhöhen und dabei die 
resultierende Spannung (via Spannungsteiler) und Stromstärke (via 
ACS715) zu messen.
Meine erste Frage ergibt sich, ob das bei niedrigen Leistungen (bis 
400mW hält der MCP4142 aus) so funktionieren würde oder ob ich irgendwas 
falsch verdrahtet habe. Insbesondere bin ich unsicher, ob es ok ist, 
dass die gesamte Leitung bis zu P0W auf Masse liegt, aber eigentlich ist 
dies notwendig um den Spannungsteiler zu verbinden. Im Prinzip sind Vss 
und P0B kurzgeschlossen nach meinem Verständnis. Mein Vater meinte zwar, 
es müsste funktionieren, aber ich frage hier lieber nochmal bei den 
Experten.

Mein zweites (größeres) Problem ist, dass ich gerne mit Leistungen für 
bis zu 20 (lieber 25) Watt arbeiten möchte. Der MCP4142 hält leider nur 
400mW aus. Ich finde keine digitalen Rheostats, die so hohe Leistungen 
vertragen. Wie kann ich einen digital steuerbaren Widerstand 
realisieren, der bis zu 20 W verträgt? Erst hatte ich die Idee den 
ohmschen Bereich eines MOSFETs zu verwenden, aber ich weiß nicht, wie 
genau ich diesen steuern kann und wie ich den maximalen Widerstand eines 
MOSFETs bestimme (es sollte mindestens bis 5k Ohm ansteuerbar sein, 10k 
sind auch gut). Desweiteren müsste ich dann mit PWM arbeiten und die 
PWM-Spannung gleichrichten, was aber einen Leistungsverlust an den 
Gleichrichter-Bauteilen zur Folge hätte (z.B. am R-C-Glied hätte ich 
Spannungsabfall).
Mir fällt einfach keine Möglichkeit ein, das zu realisieren.

Vielen, vielen Dank im Voraus!

MfG
Maxbit

von Pandur S. (jetztnicht)


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Ein digital steuerbarer widerstand dieser Leistung ist diskret 
aufgebaut. Mit binaeren Widerstaenden oder aehlich. zB

1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 Ohm, wobei alle die volle Spannung und 
dazugehoerige Leistung machen muessen. Die widerstaende werden mit 
Transistoren oder FETs geschaltet.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Maximilian B. schrieb:
> Wie kann ich einen digital steuerbaren Widerstand realisieren, der bis
> zu 20 W verträgt?
Du musst ganz einfach einen bestimmten Strom entnehmen. Und diesen 
entnommenen Strom variiren. Dadurch erhältst du auch eine geänderte 
Spannung. Und aus entnommenem Strom und der anliegenden Spannung kann 
man die entnommene Leistung bestimmen und optimieren...

Also brauchst du eigentlich eine einstellbare Stromsenke.
Sowas z.B.: https://www.mikrocontroller.net/articles/Stromsenke
Oder einfacher sowas wie im Beitrag "Hobbylöter braucht Hilfe bei Stromsenke"
Oder eine der vielen anderen:
https://www.google.de/search?q=stromsenke+mosfet&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiM8K6ph5XLAhVlOpoKHYyJCHgQ_AUIBygB&biw=1059&bih=820

: Bearbeitet durch Moderator
von Maximilian B. (maxbit)


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Gibt es dazu ggf. schon fertig gebaute ICs, sodass ich mich nicht mehr 
mit der Konstruktion einer solchen Stromsenke beschäftigen muss?
Entspricht eine Stromsenke einem steuerbaren Widerstand, oder gibt es 
einen Unterschied? Ich möchte z.B. auch ein R-U-Diagramm aufnehmen 
können, sodass ich den Widerstand der Stromsenke auch kennen muss.

von Harald W. (wilhelms)


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Maximilian B. schrieb:

> Gibt es dazu ggf. schon fertig gebaute ICs, sodass ich mich nicht mehr
> mit der Konstruktion einer solchen Stromsenke beschäftigen muss?

Du kannst fertige "Elektronische Lasten" kaufen.

> Entspricht eine Stromsenke einem steuerbaren Widerstand,

Nein, normalerweise ist der Strom einstellbar. "Elektronische Lasten"
haben teilweise aucheinen Widerstandsmodus. Da das aber technisch
aufwändiger ist, sind solche Geräte nicht ganz billig. Zumal sowas
nur sehr selten gebraucht wird.

von Maximilian B. (maxbit)


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Ich glaube, ich werde Leistungswiderstände parallel schalten und die 
dann mit MOSFETs ansteuern, scheint mir als das für mich 
realisierbarste.
Da in einer Parallelschaltung sich ja die Kehrwerte der Widerstände 
addieren zum Gesamtkehrwert, kann ich ja nicht einfach Widerstände im 
Wert von 2^x wählen, oder? Da ich sie ja leider ncht einfach in Teihe 
schalten kann.

Desweiteren wäre ich nochmal dankbar, wenn ihr meine obere Schaltung 
kontrollieren könntet. Insbesondere das Problem mit dem GND (im ersten 
Post beschrieben), verwirrt mich immernoch. Den MCP4142 kann ich ja dann 
immernoch ersetzen.


Vielen vielen Dank für die Hilfe bisher!

von Sascha (Gast)


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Da man bei einem Solarmodul die Leistung ja normal nicht zum Beheizen 
der Wohnung haben will, ist ein Stepup/stepdown Schaltwandler 
angebracht.

Konstruktion recht einfach:

https://de.wikipedia.org/wiki/Abw%C3%A4rtswandler

Falls Selbstbau nicht gewünscht:

http://www.ebay.de/itm/DC-DC-Step-Down-Step-Up-Schaltregler-Power-Module-Supply-4V-35V-For-LED-Current-/171486096287?hash=item27ed5e2b9f:g:kokAAOSwDk5UBtUD

Da kann man das Current-Poti auslöten und stattdessen die geglättete 
Ausgangsspannung von nem AVR PWM Ausgang dran.

Dann per Software die Regelungskette Stromsensor - Leistungsberechnung - 
PWM aufbauen.

Vorteil: Was aus dem Wandler rauskommt, ist nutzbare Energie für Akku, 
Lampen etc.

von Sascha (Gast)


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Nachtrag: Die gezeigte Schaltung funktioniert bis 400mW Verlustleistung.

Je nach Solarmodul ist das nur ein Bruchteil des Möglichen. Bei MPP 
gehts ja darum, möglichst viel Leistung aus dem Modul zu holen.

Hier musst du möglichst wenig rausholen, damit der MCP nicht stirbt.

Stromsensor und Spannungsteiler für Arduino sind schon gut, aber die 
Last würde ich wirklich mit einem Schaltwandler aufbauen.

von Maximilian B. (maxbit)


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@Sascha
Ich weiß, dass der McP nur bis 400mW anwendbar ist, deshalb hatte ich ja 
nach einer Alternative gefragt.

Aber: nach meinem Verständnis vom MPP liefert das Solarmodul bei einer 
bestimmten Last optimale Leistung. Dementsprechend muss ich ja auch 
diese optimale Last finden und an das Modul dranhängen. Wenn ich nun 
einen Spannungswandler verwende (z.B. den Effektivwert der Spannung per 
MOSFET + PWM senke), habe ich ja keine Änderung der Last, der verlinkte 
Wandler wäre also keine Last in dem Sinne, oder? Außerdem kommt ja 
hinzu, dass durch eine solche Schaltung ansich die Last schon erhöht und 
so die Messdaten verfälscht, oder?

Edit:

Habe ein Bild angehangen, um meinen Gedankengang zu verdeutlichen. Der 
Wandler (2. Kasten) würde doch nur die Leistung vom Modul nehmen und 
dabei das Verhältnis von Spannung und Stromstärke ändern. Was sich nicht 
ändern würde, wäre die Spannung/Stromstärke, die das Modul liefert. 
Insofern ändert sich nicht die Spannung U des Moduls und man kommt nicht 
in den MPP. Verstehe ich das falsch? Wo ist der Fehler?

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Der Wandler selbst nimmt so viel Strom wie er braucht, um seine eigene 
Last versorgen zu können bzw. soviel bis er in die Strombegrenzung 
kommt.

Deshalb ja: Current Poti auslöten und da die Regelung dranhängen. Damit 
der Wandler auch weiss, wieviel Strom er für MPP maximal ziehen darf.

von Maximilian B. (maxbit)


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Mein Problem ist, dass nach meinem Verständnis die Regelung keinen 
Widerstand darstellt, sondern einfach einen Spannungswandler, der z.B. 
12V/1A auf 6V/2A bringen kann. Oder sehe ich das falsch? Weil die 
Regelung ändert doch nicht die Last, die am Solarmodul hängt?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Maximilian B. schrieb:
> Mein Problem ist, dass nach meinem Verständnis die Regelung keinen
> Widerstand darstellt

Nein, dein Problem ist, daß du gedanklich am Konzept eines Widerstands 
festklebst. Das ist aber für diesen Zweck gar nicht notwendig. Wenn du 
deine Solarzelle einfach mit einer Handvoll verschiedener Stromwerte 
belastest und die sich dabei einstellende Spannung mißt, dann kannst du 
am Ende für jeden dieser Betriebszustände die entnommene Leistung 
ausrechnen. Und wenn du unbedingt willst, auch den Widerstand der zur 
gleichen Belastung geführt hätte. Aber es besteht keinerlei 
Notwendigkeit, daß die Last an der Solarzelle sich elektrisch wie ein 
Widerstand verhält.

Zuletzt muß ich noch fragen: du heißt nicht zufällig mit vollem Namen 
Maximilian Schlurfi Rachmaninov?

von Sascha (Gast)


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Natürlich, wenn der Wandler eine Strombegrenzung hat, sicher.

Beispiel:

Solarmodul Umpp = 10V, IMpp = 1A.

Muss Spannungswandler am Eingang 1A Strom ziehen sodass die Spannung 
nicht zusammenbricht. Ergo mit Current Poti 1A einstellen. Voila, MPP.

Jetzt zieht eine Wolke auf: 400mA MPP. Muss man am Current Poti vom 
Wandler 400mA einstellen.

Will man nicht mim Schraubendreher drehn, muss man statt dem Poti einen 
µC Pin vorsehn'!
Also: PWM glätten und an die Stelle wo das Current Poti war. Damit kann 
man dem Regler dann verschiedene Ströme vorgaukeln.

Merke: Widerstand ist gleich Spannung durch Strom. Statt einem 10 Ohm 
Widerstand kann man auch einen Schaltwandler einsetzen der bei 10V 1A 
Strom fließen lässt.
Unterschied: Kaum Verlustleistung, fast stufenlos verstellbar und auch 
noch ganz günstig (Zumindest bei den paar Watt).

von Maximilian B. (maxbit)


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Ok, gut, dankeschön. Jetzt ist mir schon einiges klarer. Die Schaltung 
funktioniert nicht als Widerstand, sondert regelt die Stromstärke über 
das häufige An- und ausschalten eines Schalters herunter (grob gesagt; 
mein Verständnis).

Dann ergeben sich für mich 3 weitere Fragen (sorry):

1. Die Spannung, die sich durch die Schaltung ergibt, muss ja so sein, 
dass das Produkt aus (Ausgangs-)Stromstärke und Spannung 
(=Ausgangsleistung) immernoch dem Produkt von Eingangsstromstärke und 
-spannung enspricht (abzüglich von Wandlungsverlusten). Wieso steht dann 
bei der Produktbeschreibung des verlinkten Bauteils "Output Voltage: 
Continuously adjustable(1.25-25V)", d.h. variable Ausgangsspannung? 
Ergibt sich die Ausgangsspannung nicht durch die Stromstärke?

2. Bedeutet es, wenn das Produkt aus Ausgangsstromstärke und 
Ausgangsspannung der Schaltung maximal wird, auch das Produkt von 
Eingangsspannung und Eingangsstromstärke (=Leistung der Solarzelle) 
maximal wird?

3. Gibt es ggf. eine möglichst effiziente und möglichst schon fertig 
gebaute DC-DC Step Down Schaltung (Wirkungsgrad >89% am besten)?

4 (Edit/gehört mit zu 3): Muss die Schaltung ein StepUp/StepDown 
Converter sein oder reicht ein normaler Step-Down Converter? Das Ding 
sollte nämlich möglichst aus Deutschland versandt werden + möglichst 
effizient sein (siehe 3)


Axel S. schrieb:
> Zuletzt muß ich noch fragen: du heißt nicht zufällig mit vollem Namen
> Maximilian Schlurfi Rachmaninov?

Falls das eine ernst gemeinte Frage war, nein. Falls das lustig sein 
sollte, hab ich das leider nicht verstanden :D

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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zu 1: Solche Wandler regeln die Ausgangsspannung. Wenn keine Last 
anliegt, ist die Ausgangsspannung Ua trotzdem nicht höher als der 
eingestellte Wert.

Wenn am Eingang des Wandlers genügend Leistung zur Verfügung steht, kann 
man den Wandler dann bis zum Nennstrom belasten und die Ausgangsspannung 
ist immer gleich. Ein Spannungsregler.

Beim Betrieb mit einer Solarzelle steht am Eingang in der Regel nicht 
genügend Leistung zur Verfügung. Da kann der Wandler natürlich auch 
nichts dran machen und dann sackt die Ausgangspannung unter den 
eingstellten Wert ab.

zu 2: Ja, im Grunde genommen schon. Allerdings ist der 
Wandlerwirkungsgrad nicht konstant. Aber näherungsweise gilt das, ja. 
Man nennt das auch den Energieerhaltungssatz...

zu 3: Ebay. China schmeisst die zu Tausenden raus.
Zum Beispiel: 
http://www.ebay.de/itm/LM2596S-DC-DC-Step-Down-Schaltregler-Power-Supply-Modul-/370720497172?hash=item5650a9de14:g:F10AAOSwo0JWNUWZ

Mit LM2596. Datenblatt: www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf

Wirkungsgrad: Von Ein- und Ausgangsspannung abhängig. Nach Tabelle 5 
kommt man zum Beispiel bei 20V Eingangs- und 12V Ausgangsspannung auf 
90%.

Durch die ohmschen Verluste in den Leitern (Transistoren, Kupferbahnen, 
Spulen) die nach der Formel P=I²*R quadratisch mit dem Strom ansteigen, 
ist es bei Solarmodulen in der Regel wünschenswert möglichst hohe 
Spannungen zu haben.

Bei Step-Down Wandlern kommt noch dazu, dass die Schaltverluste und die 
ohmschen Verluste in der Induktivität minimiert werden, wenn Ue nur 
wenig größer als Ua ist.

Auch hier gilt wieder: Voltage Poti vom Wandler auf gewünschte 
Ausgangsspannung einstellen. Mit dem Current Poti kannst du am Anfang 
erstmal rumspielen und dann auslöten und den Arduino dranhängen.

von Maximilian B. (maxbit)


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Sascha schrieb:
> zu 3: Ebay. China schmeisst die zu Tausenden raus.
> Zum Beispiel:
> Ebay-Artikel Nr. 370720497172
>
> Mit LM2596. Datenblatt: www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf

Allerdings bräuchte ich (aus Zeitgründen) das ganze aus Deutschland. 
Wäre dieses: 
http://www.amazon.de/Fiveisx-LM2596-Adjustable-Supply-1-25V-35V/dp/B010JOYVNI/ref=sr_1_8?ie=UTF8&qid=1456515924&sr=8-8&keywords=LM2596


Auch geeignet? Kühlung dann z.B. hiermit: 
http://www.amazon.de/COM-FOUR%C2%AE-passive-K%C3%BChlk%C3%B6rper-Raspberry-K%C3%BChlung/dp/B00NEIL752/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1456516169&sr=8-2&keywords=k%C3%BChlk%C3%B6rper

Hier hat man allerdings nur ein Poti, und damit komme ich auch zu meinem 
anderen Punkt...

Sascha schrieb:
> Voltage Poti vom Wandler auf gewünschte
> Ausgangsspannung einstellen. Mit dem Current Poti kannst du am Anfang
> erstmal rumspielen und dann auslöten und den Arduino dranhängen.

Wozu gibt es Current+Voltage Potis? Ergibt sich das eine nicht aus dem 
anderen? Reicht ein Poti nicht? Weil P = konst. und wenn U oder I 
vorgegeben ist ergibt sich nach P = U * I ja der andere Wert. Das von 
mir verlinkte Kit hat ja auch nur 1 Poti. Du sagst ja auch selber

Sascha schrieb:
> Solche Wandler regeln die Ausgangsspannung.

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Das sind Begrenzungspotis. Wenn du 5V einstellst, hast du maximal 5V am 
Ausgang. Wenn du am current poti 1A einstellst, hast du maximal 1A am 
Ausgang.


Der Spannungswandler den du da gezeigt hast, würde theoretisch auch 
gehen. Da der kein Current Poti hat, hat man drei Möglichkeiten:

- Voltage Poti auslöten und Arduino dranhängen. Die Ausgangsspannung des 
Wandlers ist dann mehr oder weniger unbekannt, aber maximal = Ue. Normal 
will man für Schaltungen aber eine stabilisierte Spannung haben.
- An den Mittelabgriff vom voltage Poti einen Transistor hängen, der 
zusätzlichen Strom zu dieser Stelle hinleiten kann. Damit gaukelt man 
dem Wandler vor, die Sollspannung wäre erreicht, woraufhin der 
abschaltet.
- Der Wandler hat bestimmt auch einen Shutdown-Pin. Gleiches Prinzip wie 
Variante 2, aber fummeligere Lötarbeit.


Auch aus Europa:
http://www.ebay.de/itm/DC-DC-Step-up-Step-down-Spannungsregler-Strombegrenzer-bis-2A-LM2577S-LM2596S-/181932250387?hash=item2a5c01d513:g:fw4AAOSwN81WDqQ1

Den Wandler musst du natürlich nach den Kenngrößen deines Solarmoduls 
auswählen.
Also: Maximale Eingangsspannung größer als Leerlaufspannung des Moduls, 
Maximaler Strom größer als Kurzschlussstrom des Moduls.

von Sascha (Gast)


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Was ist eigentlich deine Last? Irgendwo muss die Leistung auch hin.

von Maximilian B. (maxbit)


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Sascha schrieb:
> Was ist eigentlich deine Last? Irgendwo muss die Leistung auch hin.

Meine Last ist entweder eine USB-Powerbank (steckt in einem Autowandler 
mit abgetrenntem Kabel, ist zwar nicht sehr effizient, aber ich muss 
mich nicht um die USB-Konvertierung kümmern, wenn ich das tun würde, wär 
ich an 5V/1A gebunden) oder ich verwende einen Widerstand, z.B. müsste 
der hier für mein 20W-Solarmodul funktionieren: 
https://www.conrad.de/de/hochlast-widerstand-25-radial-bedrahtet-to-220-50-w-weltron-tr50fbd0250-h-1-st-442799.html

Das von dir verlinkte Modul passt eigentlich gut in meiner Vorstellungen 
und an mein Solarmodul; jedoch steht dort, dass das Modul ca. eine 
Effizienz von 70-80% hat, was mir persönlich etwas zu wenig ist, da der 
Fokus bei mir einigermaßen auch auf Effizienz liegt. Gibt's da ggf. noch 
effizientere Alternativen? Oder läuft das alles ca. auf dasselbe hinaus?

Sascha schrieb:
> Das sind Begrenzungspotis. Wenn du 5V einstellst, hast du maximal 5V am
> Ausgang. Wenn du am current poti 1A einstellst, hast du maximal 1A am
> Ausgang.

D.h. ich sollte das Voltage-Poti so einstellen, dass maximal die Open 
Circuit Voltage meines Solarmoduls fließen kann und regel den Rest über 
das Current-Poti? Weil das Voltage-Poti zu begrenzen macht in meinen 
Augen keinen Sinn, lieg ich da richtig?

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Das Voltage Poti stellst du natürlich so ein, dass die nachfolgende 
Schaltung davon auch was hat.

Bei ner 5V Powerbank auf 5,5V (USB: 5V +/-10%). Dann hast du direkt die 
Spannung die du brauchst.

Das Prinzip der ganzen Übung lautet: Schwankenden Strom und schwankende 
Spannung in stabile Spannung bei stabilem Strom wandeln, soweit 
physikalisch möglich. Wenn physikalisch nicht möglich, brechen Spannung, 
Strom oder beides ein, je nach Last. Wenn du den Ausgang des Wandlers 
beispielsweise kurzschließt, ist die Spannung 0. Wenn du gar nichts 
anschließt, ist der Strom 0.

Bitte: 
http://www.ebay.de/itm/LED-Treiber-LM2596S-DC-DC-Spannungsregler-Stromregler-Konstantstromquelle-CC-CV-/201270573600?hash=item2edca93a20:g:PZgAAOSwq7JUKAmO

Open Circuit Voltage fließt nicht, die liegt an.

90% Wirkungsgrad ist schon ganz gut, viel höher wirds nicht. Bring die 
Schaltung ans Laufen, danach kannste dir nochmal Gedanken um Effizienz 
machen.
Momentan fehlen dir noch die Grundlagen bei Spannung, Strom, Leistung, 
ohmsches Gesetz.

Den ganzen Aufwand zu betreiben um nen Lastwiderstand zu beheizen sehe 
ich übrigens als Beleidigung.

von Maximilian B. (maxbit)


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Der Lastwiderstand war auch nur zum Testen da, das wichtige sind 
Powerbanks, weil es mir um die Aufladung von Tablets/Handys per 
Solarenergie geht :D Stimmt, sinnvoll wäre es, direkt auf 5V zu 
begrenzen.

Wie finde ich eigentlich heraus, wie groß ich mein PWM Signal (kann ich 
ja direkt aus dem Arduino nehmen und dann glätten) sein muss, um das 
Poti zu "emulieren"? Soll ich vor dem Ablöten den Spannungsabfall bei 
maximaler und minimaler Einstellung des Potis messen und danach 
skalieren? Oder ist das anders einfacher/sinnvoller zu realisieren?


Sascha schrieb:
> Open Circuit Voltage fließt nicht, die liegt an.

Ja, falsch formuliert, sorry. Strom fließt, Spannung nicht :D

http://www.ebay.de/itm/191553055362?ru=http%3A%2F%2Fwww.ebay.de%2Fsch%2Fi.html%3F_from%3DR40%26_sacat%3D0%26_nkw%3D191553055362%26_rdc%3D1

<- diese Platine empfiehlt der Händler, wenn man mehr Watt braucht, da 
die andere nur bis 15W arbeitet (mein Solarmodul hat 20W). Wäre diese 
Platine auch ok? Nimmt nen anderen Chip, scheint aber zu 
funktionieren...

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Ja, die ist auch in Ordnung. Im Grunde alles das Gleiche, 
Stepdownwandler mit eingebautem Regelkreis (Hinweis an der Stelle: 
Regelungstechnik).

Der PWM Wert bestimmt sich daraus, was du an Leistung errechnest in 
deinem MPP Algorithmus.

Wenn zuwenig Strom: PWM Duty Cycle reduzieren. Wenn zuviel: Erhöhen.

Denn immer wenn am µC Ausgang High-Pegel anliegt, denkt der Regler ja er 
hätte das Regelziel erfüllt und schaltet sich ab. Vom Verhalten her sind 
das Zweipunktregler.

von Maximilian B. (maxbit)


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Sascha schrieb:
> Der PWM Wert bestimmt sich daraus, was du an Leistung errechnest in
> deinem MPP Algorithmus.

Das grundlegende Prinzip des Algorithmus ist mir bewusst, ich meine 
eher, dass ich ja überhaupt einen Ansatzpunkt brauche, ohne das Board zu 
beschädigen. Z.B. welchen Startwert ich als effektive Spannung benötige, 
ob jetzt 1V, 5V, 0,5V etc..

Sascha schrieb:
> Denn immer wenn am µC Ausgang High-Pegel anliegt, denkt der Regler ja er
> hätte das Regelziel erfüllt und schaltet sich ab. Vom Verhalten her sind
> das Zweipunktregler.

Das habe ich jetzt leider nicht verstanden. Redest du jetzt vom 
PWM-Output oder einfach einem Digital-Output? Welcher Regler sollte sich 
abschalten? Sorry, ich kann das grad nicht in den Kontext einordnen.

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Maximilian B. schrieb:
> Sascha schrieb:
>> Der PWM Wert bestimmt sich daraus, was du an Leistung errechnest in
>> deinem MPP Algorithmus.
>
> Das grundlegende Prinzip des Algorithmus ist mir bewusst, ich meine
> eher, dass ich ja überhaupt einen Ansatzpunkt brauche, ohne das Board zu
> beschädigen. Z.B. welchen Startwert ich als effektive Spannung benötige,
> ob jetzt 1V, 5V, 0,5V etc..
>
Verstehe die Frage nicht.

>
> Das habe ich jetzt leider nicht verstanden. Redest du jetzt vom
> PWM-Output oder einfach einem Digital-Output? Welcher Regler sollte sich
> abschalten? Sorry, ich kann das grad nicht in den Kontext einordnen.

Dir fehlen Grundlagen Regelungstechnik. Guck dir zudem noch an, wie der 
LM2596 eine stabile Ausgangsspannung bereitstellt. Datenblatt Fig 20, 
adjustable output versions. Feedback Pin. Was passiert wenn du da 
Spannung anlegst. Zweipunktregler.

von Maximilian B. (maxbit)


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Sascha schrieb:
> Maximilian B. schrieb:
>> Sascha schrieb:
>>> Der PWM Wert bestimmt sich daraus, was du an Leistung errechnest in
>>> deinem MPP Algorithmus.
>>
>> Das grundlegende Prinzip des Algorithmus ist mir bewusst, ich meine
>> eher, dass ich ja überhaupt einen Ansatzpunkt brauche, ohne das Board zu
>> beschädigen. Z.B. welchen Startwert ich als effektive Spannung benötige,
>> ob jetzt 1V, 5V, 0,5V etc..
>>
> Verstehe die Frage nicht.
>

Also: Mir ist bewusst, dass wenn meine Stromstärke zu gering ist, ich 
mein PWM Tastgrad so anpassen muss, dass Ioutput steigt. Jedoch brauch 
ich doch überhaupt erstmal einen Startwert, den ich dann anpassen kann. 
Ich weiß ja nicht, wie viel Spannung ursprünglich bei dem Poti abfielen.
Ich brauch also einen Startwert, den ich entsprechend anpasse.
Noch konkreter: Angenommen das Poti ist ab. Welchen effektiven 
Spannungswert soll der PWM Output haben?

Sascha schrieb:
> Dir fehlen Grundlagen Regelungstechnik. Guck dir zudem noch an, wie der
> LM2596 eine stabile Ausgangsspannung bereitstellt. Datenblatt Fig 20,
> adjustable output versions. Feedback Pin. Was passiert wenn du da
> Spannung anlegst. Zweipunktregler.

Schau ich mir morgen an, wobei die Platine, die ich wohl verwenden 
werde, den XL4015 verwendet. War dieser Absatz

Sascha schrieb:
> Denn immer wenn am µC Ausgang High-Pegel anliegt, denkt der Regler ja er
> hätte das Regelziel erfüllt und schaltet sich ab. Vom Verhalten her sind
> das Zweipunktregler.

wichtig für die Schaltung oder für das Verständnis? Ich informiere mich 
morgen über Regeltechnik, aber wieso sollte sich der Regler abschalten, 
sobald die Sollspannung erreicht ist? Die Sollspannung soll ja nicht nur 
kurzzeitig erreicht, sondern gehalten werden. Abschalten hätte ja die 
Rückkehr zur ursprünglichen Istspannung zur Folge.

: Bearbeitet durch User
von Maximilian B. (maxbit)


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Sorry für den Doppelpost, kann meinen Post nicht mehr editieren.
Zu dem oben genannten Post kommt auch noch, ob ich das Poti überhaupt 
einfach so durch PwM ersetzen kann.
http://electronics.stackexchange.com/questions/194383/input-voltage-for-feedback-pin-on-lm2596-voltage-regulator

Dort hat jemand auch soetwas ähnliches gemacht und es hat nicht 
funktioniert, da man tatsächlich Widerstände brauch. Ich nehme an, das 
Poti entspricht dem Widerstand R2 in der Schaltung (ist die von dir 
erwähnte Schaltung). Insofern kann ich nicht nachvollziehen, wieso man 
mit PWM das Poti ersetzen kann. Spielt ja auch in meinen vorgehenden 
Post mit rein, welche Spannung das gleichgerichtete PWM Signal denn dann 
haben muss, um das Poti zu simulieren. Irgendwie gaukelt man dem Chip ja 
vor, das Poti wäre noch da, dabei übernimmt PWM die Steuerung. Aber der 
Typ bei StackExchange hat auch probiert, die Spannung des 2. 
Widerstandes durch eine variable Spannung zu ersetzen und ist 
gescheitert..

: Bearbeitet durch User
von Maximilian B. (maxbit)


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So, ich habe nochmal versucht alles etwas übersichtlicher dazustellen, 
da es schwierig war, mir zu folgen:

Ich verwende folgenden StepDown-Wandler mit Strombegrenzung:
http://www.ebay.de/itm/191553055362?clk_rvr_id=988678700463&rmvSB=true

Dieser StepDown-Wandler besitzt zwei Potentiometer. Einen zur 
Spannungsbegrenzung und einen zur Strombegrenzung. Ich möchte das Poti 
zur Strombegrenzung nun durch ein geglättetes PWM Signal ersetzen, um 
den maximalen Strom via Arduino steuern zu können.
Mit Hilfe von PWM kann ich Spannungen zwischen 0V-5V erzeugen. Jetzt 
ergeben sich folgende Probleme:

1. Wie verbinde ich die geglättete PWM-Spannung mit der Platine? Ein 
Anschluss, der ehemals am Poti war, muss an den GND des Arduino, ein 
anderer an das geglättete PWM-Signal. Aber welches an welchen?

2. Angenommen, das Poti wäre noch an der Platine. Wenn ich es drehe, 
erhöhe ich ja die maximale Stromstärke, die die Platine ausgibt. 
Gleichzeitig bedeutet das Drehen am Poti, dass ich den Widerstand des 
Potis erhöhe, ich erhöhe also den Spannungsabfall am Poti. Arbeitet die 
Stromstärkebegrezung auf dem Board nun mit dem Spannungsabfall am Poti 
oder mit dem Spannungsabfall an ihr selbst, um zu bestimmen, ob sie mehr 
oder weniger Strom durchlassen soll?
Daraus resultiert ja, ob eine höherer PWM-Duty-Cycle (=mehr geglättete 
Spannung) mehr fließenden Strom oder weniger fließenden Strom zur Folge 
hat, da ich mit einer höherem PWM-Tastgrad ja dann den Spannungsabfall 
am Stromstärkebegrenzer erhöhe.

3. Woher weiß ich, wie hoch meine geglättete PWM-Spannung maximal sein 
darf, ohne die Stromstärkenbegrenzung zu zerstören?

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