Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsverdoppler 5V - 10V


von Mirko (Gast)


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Hallo Leute,

Ich weiß, dass das Thema schon mehrfach im Forum existiert, jedoch kann 
ich mir dort irgendwie nicht die Variante rausnehmen, die für mich 
passen könnte (vielleicht weil mir auch das Fachwissen etwas fehlt).

Wofür will ich also die Spannung verstärken? Ich hab eine selbstgebaute 
Aquarienleuchte noch hier, die jetzt, da das Aquarium weg ist zu einem 
Stroboskop umfunktioniert werden soll. Die Leuchte beinhaltet High-Power 
Leds und wird von der Meanwell KSQ LCM 40 betrieben. Diese hat einen 
Dimmeingng mit 0-10V. Das Stroboprogramm an sich funktioniert schon, 
aber der Arduino gibt nur 5V aus und damit ist die Leuchte auf 50% 
gedimmt.

Was will ich? Ich will die Spannung auf 10V verstärken. Die Schaltung 
sollte dafür jedoch so reaktiv sein, dass das schnell wechselnde 
Eingangssignal auf den Ausgang auch übertragen wird (Sprung 0V zu 5V = 
Sprung 0V zu 10V).

Hoffe, ihr habt konstruktive Ideen.
Mit freundlichen Grüßen
Mirko

von Sascha (Gast)


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Welche Spannung liegt im Betrieb an der LED an?

Spannungsverstärkung: BJT in Emitterschaltung. Schaltung invertiert, 
musst du in Software wieder invertieren. Versorgungsspannung nimmst du 
von den LEDs, sofern die nicht zu hoch ist (wobei es BJTs auch mit sehr 
hohen Sperrspannungen gibt).

von Harald W. (wilhelms)


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Mirko schrieb:

> DieLampe hat einen Dimmeingng mit 0-10V.
> aber der Arduino gibt nur 5V aus

Wenn es sich um ein PWM-Signal handelt, reicht ein einzelner
Transistor an einer 10V Versorgungsspannung zur Verstärkung.
Handelt es sich um ein analoges Signal, braucht man einen
Operationsverstärker an einer 13...15V-Spannung, z.B. den
LM358.

von Mirko (Gast)


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Die Spannung, die an den LEDs anliegt ist egal, da diese von der 
Konstantstromquelle betrieben werden. Ich müss nur dafür sorgen, dass am 
Dimmeingang, der einen Eingangsbereich von 0-10V hat eben diese 10V 
anliegen. Den Rest regelt die interne Schaltung der KSQ.

von MaWin (Gast)


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Du möchtest nur schalten. von 0V auf 10V,
und hast einen Dimmeingang.

Der normale 0-10V Dimmngang ist zum Anschluss eines Potentiometers 
ausgerüstet und liefert dafür eine mit 10k belastbare Hilfsspannung.

Die kann man gut nutzen, um entweder galvanisch verbunden mit 
Transistor,
1
               +--- Dimmeingang
2
               |
3
 Signal --1k--|< BC547
4
               |E
5
 Masse --------+--- GND
oder galvanisch getrennt per Optokoppler zu schalten:
1
              +-----+  
2
 Signal --1k--|A   C|--- Dimmeingang
3
              |    B|  
4
 Masse  ------|K   E|--- GND
5
              +-----+

Sollte die Hilfsspannung an einen extra Ausgang anliegen
1
               +--- 10V Hilfsspannung
2
               |
3
              10k
4
               |
5
               +--- Dimmeingang
6
               |
7
 Signal --1k--|< BC547
8
               |E
9
 Masse --------+--- GND
oder galvanisch getrennt per Optokoppler zu schalten:
1
                       +-- 10V Hilfsspannung
2
                       |
3
                      10k
4
              +-----+  |
5
 Signal --1k--|A   C|--+-- Dimmeingang
6
              |    B|  
7
 Masse  ------|K   E|----- GND
8
              +-----+
Mithilöfe so eines getrennten 10V Hilfsspannungsausgangs könnte man auch 
ein analoges Signal verstärken
1
               +-------+-- 10V Hilfsspannung
2
               | TLV271|
3
 Signal ------|+\      |
4
              |  >--+--(-- Dimmeingang
5
           +--|-/   |  |
6
           |   |   10k |
7
           |   |    |  |
8
           +---(----+  |
9
           |   |       |
10
          10k  |     100nF
11
           |   |       |
12
 Masse ----+---+-------+-- GND

von Mirko (Gast)


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Ich hab das ganze halt schon mit dem 548B Transistor probiert und der 
geht nicht auf Null... Deswegen das ganze Problem überhaupt. Ich hab mal 
gemessen... wenn an der Basis 0V anliegen gehen am Emitter trotzdem 4V 
ab?

von Harald W. (wilhelms)


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Mirko schrieb:

> Ich müss nur dafür sorgen, dass am
> Dimmeingang, der einen Eingangsbereich von 0-10V hat eben diese 10V
> anliegen.

Die Verstärkerschaltung braucht aber eine Versorgungsspannung,
die Du bereit stellen musst. Weisst Du denn schon,ob es sich
um ein PWM oder ein Analogsignal handelt?

von Mirko (Gast)


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Es handelt sich um ein Analogsignal. Also ich gebe Lediglich High und 
LOW am Arduino aus (also 0 und 255)

von Harald W. (wilhelms)


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Mirko schrieb:

> Es handelt sich um ein Analogsignal. Also ich gebe Lediglich High und
> LOW am Arduino aus (also 0 und 255)

Du widersprichst Dir selbst.

von Fabian F. (fabian_f55)


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DC/DC Wandler 5v->12V + nichtinvertierende OPV-Schaltung macht aus 
deinen 0-5V 0-10V

zB. 
https://www.conrad.de/de/dcdc-wandler-print-tracopower-tma-0512d-5-vdc-12-vdc-12-vdc-40-ma-1-w-anzahl-ausgaenge-2-x-154158.html
 + INA 128

von Joachim B. (jar)


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Mirko schrieb:
> Wofür will ich also die Spannung verstärken?

weiss keiner

Mirko schrieb:
> Ich will die Spannung auf 10V verstärken

nö willst du nicht

was passiert wenn du den "Dimmeingang" nicht beschaltest? wie ist dann 
die Helligkeit?

was passiert wenn du den "Dimmeingang" nach GND 0V schaltest? wie ist 
dann die Helligkeit?

warum soll ein Transistor das nicht per PWM mit Emitter an GND und 
Collector an Dimmeingang schaffen?

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Wegen der Sättigungsspannung, ganz auf 0 kommt man nicht. Wobei man sich 
natürlich fragt, ob man eine Helligkeit von 0 überhaupt gebrauchen kann, 
da kann man das Gerät auch direkt abschalten.

von Joachim B. (jar)


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Sascha schrieb:
> Wegen der Sättigungsspannung, ganz auf 0 kommt man nicht.

stimmt, die meisten NPN haben Usat 0,1V das sollte reichen, wer weniger 
braucht nimmt einen FET

Sascha schrieb:
> Wobei man sich
> natürlich fragt, ob man eine Helligkeit von 0 überhaupt gebrauchen kann

stimmt auch wieder.

von MaWin (Gast)


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Mirko schrieb:
> Ich hab das ganze halt schon mit dem 548B Transistor probiert und der
> geht nicht auf Null... Deswegen das ganze Problem überhaupt. Ich hab mal
> gemessen... wenn an der Basis 0V anliegen gehen am Emitter trotzdem 4V
> ab?

Dann hast du eben was falsch gemacht, der Dimmeingang funktioniert wie 
beschrieben, die gezeigten Schaltungen (ohne Hilfsspannung) 
funktionieren

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1200000-1299999/001297260-da-01-en-SNT_42W_350_500_600_700_900_1050MA_CC.pdf

Es wird im Web sogar davon geredet, daß 5V PWM direkt funktioniert.

von Sascha (Gast)


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Der Dimmausgang scheint Strom liefern zu können, was heisst dass es 
reicht den einfach mit nem Transistor auf low zu ziehen. PWM drauf und 
man hat seine Dimmung.

Mirko schrieb:
> Die Spannung, die an den LEDs anliegt ist egal, da diese von der
> Konstantstromquelle betrieben werden. Ich müss nur dafür sorgen, dass am
> Dimmeingang, der einen Eingangsbereich von 0-10V hat eben diese 10V
> anliegen. Den Rest regelt die interne Schaltung der KSQ.

Nein die ist nicht egal, bis ich wusste dass der Dimmausgang Strom 
liefern kann wäre das meine Versorgungsspannung für den 
Transistorverstärker gewesen. Irgendwo müssen die 10V ja herkommen!

von Mirko (Gast)


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Danke für den Tipp mit der Hilfsspannung. Hab das mit dem Transistor 
sofort nochmal ausprobiert... diesmal funktionierts top :)

Herzlichen Dank

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