Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannung Potentialfrei anlegen


von Martin M. (martin66119)


Lesenswert?

Hallo und einen schönen guten Tag.

Folgendes Problem habe ich:

An meiner Klimaanlage wird über einen NTC 20k die Kompressordrehzahl 
geregelt. Die Kennline des NTC ist ja bekannt. Die Leerlaufspannung d.h. 
der Elektronik an der der NTC drn ist beträgt 5 V. Wenn ich nun mit 
einem Multimeter die Spannung an einem bestimmten AP messe, kann ich den 
Innenwiderstand der Schaltung ermitteln. Das mache ich nn bei 3 
verschiedenen Arbeitspunkten und wenn der ermittelte Ri im wesentlichen 
gleich ist, habe ich den Ri der Schaltung. Damit kann ich nun die 
Spannungskennline am NTC ermitteln. Ich hoffe bis hierher habe ich noch 
keinenGedankenfehler.

Und nun weiter.
Mit einem DAC (10 oder 12 bit; 10 bit werden wohl reichen), könnte ich 
die entsprechte Spannung gemäß Kenlinie anlegen.

Wie kann ich das machen?

Wenn ich den NTC herausnehme habe ich ja 2 Punkte ( A und B)
Wie muss ich nun die Ausgangsspannung des DAC anlegen, damit das klappt.
Ich würde einen MCP4725 verwenden.

Kann mir da jemand helfen

Schon jetzt danke
Martin

von Alex22 (Gast)


Lesenswert?

Hallo Martin,

ich kenne mich mit der Ansteuerung von Klimageräten nicht aus, soviel 
vorweg. Auch möchte ich den Thread nicht sofort in die falsche Richtung 
laufen lassen.

Dennoch möchte ich mal den Begriff "digital potentiometer" erwähnen, für 
den Fall, dass dir diese Bauteile unbekannt sind:
https://www.maximintegrated.com/en/datasheet/index.mvp/id/4730

Die sind natürlich auch nicht potentialfrei, aber könnten dennoch für 
deine Anwendung geeignet sein.

Gruß,
Alex

von Martin M. (martin66119)


Lesenswert?

Über Digital-Poti habe ich auch nachgedacht. Das Einbinden muss aber 
auch Potentialfrei sein. Wie macht man das aber.

Martin

von Borgkönigin (Gast)


Lesenswert?

Ich nehme mal an, du möchtest nicht, dass dein Steuerungsteil mit der 
Klimaanlage galvanisch verbunden ist, weil die am 230V-Netz hängt.

Die 5V hast du ja gegen irgendein Potential gemessen, gegen irgendeine 
Masse z.B.?

Du könntest zwei Netzteile nehmen. Eines für das digitale Potentiometer 
und eines für das Gerät welches das digitale Poti ansteuert (z.B. µC). 
Die schnittstelle dazwischen SPI oder I2C muss isoliert werden.* Die 
Masse des Digitalen Potis kannst du dann auf die Masse des NTCs hängen.


* 
https://www.reichelt.de/?ARTICLE=185562&PROVID=2788&wt_mc=amc141526782519998&gclid=COKQsbvKjNACFRYTGwodBP4ATg

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Martin M. schrieb:
> Ich hoffe bis hierher habe ich noch
> keinenGedankenfehler.

Doch den:

Martin M. schrieb:
> Mit einem DAC (10 oder 12 bit; 10 bit werden wohl reichen), könnte ich
> die entsprechte Spannung gemäß Kenlinie anlegen.

Der NTC ist ein veränderlicher Widerstand.
Die Regelung deiner Klimaanlage misst diesen Widerstand indem sie z.B. 
eine Spannung anlegt und den Strom über einen 2. Widerstand misst 
(Ratiometrisch) oder einen Strom in den Widerstand einprägt.
Also kannst du nicht einfach eine Spannung an die dir unbekannte 
Innenschaltung anlegen.
Entweder deine Regelung hat einen Regeleingang (z-B. 0-10V) oder du 
musst den NTC über einen (digitalen ) poti emulieren.

von Borgkönigin (Gast)


Lesenswert?

Andere Idee, bisschen verrückt und nicht so gut zu regeln aber:

Photowiderstand benutzen. LED über PWM an µC hängen und auf den Photow. 
leuchten. Muss natürlich in ein abgedunkeltes Gehäuse oder nen 
Tageslichtfilter auf den Photow..

Du müsstes die Widerstandskennlienie über den LED-Strom vorher aufnehmen 
und als Wertetabelle im µC Speichern.

Vermutlich driftet das mit der Temperatur und die LED büßt auch 
Lichtausbeute über die Zeit ein... but its cheap and isolated!

von Stefan P. (form)


Lesenswert?

Der Andere schrieb:
> Die Regelung deiner Klimaanlage misst diesen Widerstand indem sie z.B.

Genau.
Der erste Schritt hier sollte sein:
1. Klima-Dings öffnen und sich die Schaltung am NTC-Eingang ansehen.

Erst danach können Aussagen bzgl. eines möglichen Emulators getroffen 
werden.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


Lesenswert?

Auch ne Möglichkeit:
http://www.voelkner.de/products/33766/Motorpotentiometer.html?ref=43&products_model=W15798&gclid=CI6Z_tjSjNACFZEy0wod6vkMWQ

Nicht ganz ernstgemeint, da aufwändig - geht aber.
Oder ein R-2R-Netzwerk mit Reed-oder Photomos-Relais?

von Wilhelm M. (wimalopaan)


Lesenswert?

Wenn Dein Steuerelement über einen normalen Netztrafo verfügt und nicht 
seperat geerdet ist, so hängt es ja gewissermaßen "in der Luft". Du 
könntest also mit einem DAC -> (Leistungs"-Opamp also einfach die 
gewünsche Spannung über den NTC legen ...

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


Lesenswert?

Martin M. schrieb:
> An meiner Klimaanlage wird über einen NTC 20k die Kompressordrehzahl
> geregelt. Die Kennline des NTC ist ja bekannt. Die Leerlaufspannung d.h.
> der Elektronik an der der NTC drn ist beträgt 5 V. Wenn ich nun mit
> einem Multimeter die Spannung an einem bestimmten AP messe, kann ich den
> Innenwiderstand der Schaltung ermitteln. Das mache ich nn bei 3
> verschiedenen Arbeitspunkten und wenn der ermittelte Ri im wesentlichen
> gleich ist, habe ich den Ri der Schaltung. Damit kann ich nun die
> Spannungskennline am NTC ermitteln. Ich hoffe bis hierher habe ich noch
> keinenGedankenfehler.

Doch.

Du machst Annahmen über die Beschaltung des NTC, die durch nichts 
gerechtfertigt sind. Der NTC kann einerseits Teil eines Spannungsteilers 
sein (aka Halbbrücke, aka ratiometrische Messung). Oder es wird ein 
Konstanstrom eingespeist. Oder der NTC ist Teil einen Multivibrators. 
Oder noch anders.

Nicht in allen Fällen kannst du der Steuerung einen NTC vorgaukeln, 
indem du mit einem DAC eine Spannung einspeist.

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

ich würde ja an Stelle des NTC ein I2C Poti anschliessen mit µC und die 
beiden per DC/DC Wandler galvanisch getrennt, die Ansteuerung zum µC 
kann dann über Optokoppler erfolgen auf der seriellen

ein SIM1 0505 sollte reichen
https://www.google.de/search?q=sim1+0505&ie=utf-8&oe=utf-8&client=firefox-b&gfe_rd=cr&ei=ZjwbWIu3NMWH8Qfx9oDoBg#q=sim1+0505&tbm=shop

: Bearbeitet durch User
von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


Lesenswert?

So, der Axel hat eine schöne Grundlage geschaffen.

Jetzt ist noch die Frage offen, WAS das Ziel der Übung ist?

Angenommen Du wolltest die Klimaregelung testen/übersteuern, dann würde 
sich zur "potentialfreien Einspeisung" ein winzigkleines Peltierelement 
am NTC anbieten, welches von Deiner eigenen Schaltung gesteuert wird.
Das ist eine Krücke, die allerdings mit den wenigen Informationen die 
hier vorliegen funktioniert.

Ein Elektronikentwickler würde sich aber ggf. auch versuchen, die 
Eingangsbeschaltung zu verstehen und ein "echtes NTC-Phantom" zu bauen. 
;)

von Martin M. (martin66119)


Lesenswert?

Vielen Dank für die Antworten.

Ich muss mich ja irgendwie entscheiden was ich machen will.

Hierzu noch eine Frage.

Wenn es eine Konstantstromquelle wäre, dann dürfte ich ohne NTC (also 
offen) doch keine 5 V messen. Oder?

Ein digitalpoti wäre wohl am besten. Brauche aber eines mit 50k und 
10bit.

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Martin M. schrieb:
> Wenn es eine Konstantstromquelle wäre, dann dürfte ich ohne NTC (also
> offen) doch keine 5 V messen. Oder?

doch wenn die Leerlaufspannung 5V ist was denn sonst, höher kann sie 
halt nicht bei offener Leitung.

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Joachim B. schrieb:
> Martin M. schrieb:
>> Wenn es eine Konstantstromquelle wäre, dann dürfte ich ohne NTC (also
>> offen) doch keine 5 V messen. Oder?
>
> doch wenn die Leerlaufspannung 5V ist was denn sonst, höher kann sie
> halt nicht bei offener Leitung.

Bei einer ratiometrischen Messung könnte man dann auch die 5V messen.

von Martin M. (martin66119)


Lesenswert?

Hallo und vielen Dank an alle die sich um mein Problem gekümmert und mir 
Lösungsvorschläge gemacht haben.

Hier eine Frage an  Borgkönigin.

Den uC habe ich an einem gesonderten Netzteil. Wenn ich nun den 
DigitalPoti mit 5Volt aus der Steuerung der Klimaanlage versoge, wäre 
das möglich?

Und was meinst du mit "Die schnittstelle dazwischen SPI oder I2C muss 
isoliert werden."

Grüße
Marin

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


Lesenswert?

Martin M. schrieb:
> Und was meinst du mit "Die schnittstelle dazwischen SPI oder I2C muss
> isoliert werden."

Hallo Martin,
wie eingangs schon erwähnt kenne ich mich nicht mit der Ansteuerung 
(bzw. Regelung) von Klimageräten im Allgemeinen, und im Speziellen von 
deinem Gerät, aus.
Ich weiß daher nicht, warum eine potentialfreie Ansteuerung nötig sein 
sollte. Die Digital-Potis haben drei Pins (z.B. "Tap A", "Tap B" und 
"Wiper"). Diese drei Pins sind quasi potentialfrei. Natürlich hat das 
digitale Poti ein Bezugspotential und die drei Pins dürfen sich nicht 
beliebig weit davon entfernen.

Dennoch allgemeiner Hinweis, falls potentialfreier Anschluss nötig 
ist:

Guck dir mal z.B. einen ADUM5401 an. Damit kannst du eine digitale 
Schnittstelle inkl. Spannungsversorgung galvanisch trennen.

Gruß,
Alex

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.