Mit OP machbar?

[elma (Gast)]

Schönen Guten Abend,
ich möchte folgende Schaltung realisieren mir fehlt aber leider das 
Wissen dazu.
Also ich versuche es zu verdeutlichen.
Ich habe eine Betriebsspannung von 10-14V.
Nun möchte ich mit einem Mikrocontroller eine Spannung erzeugen die bei 
einem duty cycle von 50% genau die Hälfte der Betriebsspannung 
entspricht und bei deinem duty cycle von 5% 25% der Betriebsspannaug und 
bei 95% duty cycle 75% der Betriebsspannung.
Geht so was mit einer Einfachen Opschaltung?
Wie erarbeitet man sich so was?
Lg

[Falk B. (falk)]

@elma (Gast)

>Ich habe eine Betriebsspannung von 10-14V.
>Nun möchte ich mit einem Mikrocontroller eine Spannung erzeugen die bei
>einem duty cycle von 50% genau die Hälfte der Betriebsspannung
>entspricht und bei deinem duty cycle von 5% 25% der Betriebsspannaug und
>bei 95% duty cycle 75% der Betriebsspannung.

Tippfehler? Meinst du bei 95% duty cycle 95% der Betriebsspannung?

>Geht so was mit einer Einfachen Opschaltung?

Jeder CMOS-Inverter der 4000er Serie macht das. Wenn der uC nur mit 5V 
arbeitet, braucht man einen Pegelwandler. Ober man nimmt gleich 
einen HEF4104, da ist alles drin. Dahinter einen RC-Filter und man hat 
Gleichspannung.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation#DA-Wandlung_mit_PWM

[Joe F. (easylife)]

Anders ausgedrückt:

Eckpunkte:
0% in -> 22,2% out
100% in -> 77,8% out

Dazwischen: lineare Verstärkung

Ja, geht.

Allerdings darf die Versorgungsspannung nicht variabel sein (10-14V).
Du benötigst ein festes Verhältnis zwischen Versorgungsspannung und PWM 
Spannung.

[Dieter W. (dds5)]

Falk B. schrieb:
> Tippfehler? Meinst du bei 95% duty cycle 95% der Betriebsspannung?

Nö, passt doch: 5...50...95% duty cycle = 25...50...75% Spannung.

[Peter (Gast)]

elma schrieb:
> einem duty cycle von 50% genau die Hälfte der Betriebsspannung
> entspricht und bei deinem duty cycle von 5% 25% der Betriebsspannaug und
> bei 95% duty cycle 75% der Betriebsspannung.

... Also zwischen 20% und 80% der Betriebsspannung?

Die PWM deines µC mit einem OPV als nicht inv. Verstärker auf die 
gewünschte max. Spannung (80%) verstärken, dahinter einen Tiefpass zur 
Mittelwertsbildung.

Bsp.:

Betriebsspannung = 10V / µC - Versorgungsspannung = 3.3V

Verstärkung = Uout/Uin => 3

[Joe F. (easylife)]

Peter schrieb:
> Die PWM deines µC mit einem OPV als nicht inv. Verstärker auf die
> gewünschte max. Spannung (80%) verstärken, dahinter einen Tiefpass zur
> Mittelwertsbildung.

Da kommt dann aber nicht 50% bei 50% raus.
Einen Offset benötigt man schon.

[Jacko (Gast)]

Das würde ich lieber den TO fragen:

Was soll denn bei 0% / 100 % duty cycle rauskommen?
Oder gibt es noch nicht mal Gedanken, was bei 25% / 75%
duty cycle rauskommen soll?

Kann natürlich auch ein GROSSES GEHEIMNIS sein...

[elma (Gast)]

angenommen die Betriebsspannung ist 12V!
Also bei einem duty cycle von 50% möchte ich 6 Volt bei einem duty cycle 
von 5% eine Spannung von 3V und bei 95% duty cycle  eine Spannung von 9 
Volt.
Aber abhängig von der variablen Betriebsspannung!

Danke Sorry das ich mich so schwer ausdrücke!

[Joe F. (easylife)]

Naja, dann musst du die PWM erstmal auf die (variable) Betriebsspannung 
skalieren.
Und zwar mit push-pull.
Danach dann ein Tiefpass und ein Op-Amp, der den Offset und die 
Verstärkung macht.

[Falk B. (falk)]

@Dieter Werner (dds5)

>> Tippfehler? Meinst du bei 95% duty cycle 95% der Betriebsspannung?

>Nö, passt doch: 5...50...95% duty cycle = 25...50...75% Spannung.

Ja, ich hatte (mal wieder) Tomaten auf den Augen. Das ist einfach ein 
Spannungteiler mit Bezug auf VCC/2. Das kriegt man mit drei Widerständen 
und einem C hin.

Siehe Anhang, nur halt mit HEF4104, das gibt es nicht im Eagle.

R1 und R2 erzeugen VCC/2 als Arbeitspunkt, sie liegen aus Sicht von R3 
parallel und ergeben 10K. 10K+8K2 ergibt einen Spannungsteiler mit 0,55 
facher Ausgangsspannung, so wie es (95-50%) / (75-50%) darstellt.

[Joe F. (easylife)]

Falk B. schrieb:
> Ja, ich hatte (mal wieder) Tomaten auf den Augen. Das ist einfach ein
> Spannungteiler mit Bezug auf VCC/2.

Ist mir dann auch aufgefallen.

Anbei mit Transistor-Push Pull Stufe und noch mit schönem Filter der 
gleich auch die Impedanz wandelt.

[elma (Gast)]

Falk B. schrieb:
> Das ist einfach ein
> Spannungteiler mit Bezug auf VCC/2. Das kriegt man mit drei Widerständen
> und einem C hin.
>
> Siehe Anhang, nur halt mit HEF4104, das gibt es nicht im Eagle.
>
> R1 und R2 erzeugen VCC/2 als Arbeitspunkt, sie liegen aus Sicht von R3
> parallel und ergeben 10K. 10K+8K2 ergibt einen Spannungsteiler mit 0,55
> facher Ausgangsspannung, so wie es (95-50%) / (75-50%) darstellt.

Danke für den Vorschlag! Was macht der HEF4104 genau ich kenne das 
Bauteil nicht und "low to high voltage translator" sagt mir auch nicht 
wirklich was.
Könnte ich bei der Schaltung direkt mit dem Mikrocontroller Pin Sprich 
den 5Volt ans input ran?

Joe F. schrieb:
> Anbei mit Transistor-Push Pull Stufe und noch mit schönem Filter der
> gleich auch die Impedanz wandelt.

Danke Dir auch für deinen Vorschlag!

Könnte ich bei der Schaltung direkt mit dem Mikrocontroller Pin Sprich 
den 5Volt ans Input ran?

Lg
Danke

[Joe F. (easylife)]

elma schrieb:
> Könnte ich bei der Schaltung direkt mit dem Mikrocontroller Pin Sprich
> den 5Volt ans Input ran?

So ist es gedacht.
Nicht vergessen auch GND zu verbinden. Ich sag's nur... ;-)

In der Simulation wird eine 1 KHz PWM verwendet, die Filter sind 
entsprechend bemessen. Der Ripple am Ausgang soll ja vermutlich 
möglichst klein sein.
Daher kommt dann auch die Reaktionszeit von max. 0.3s.
Wenn das nicht akzeptabel sein sollte, dann sollte man eine schnellere 
PWM verwenden, und die Filter entsprechend anpassen.

[MaWin (Gast)]

elma schrieb:
> Geht so was mit einer Einfachen Opschaltung?

Warum so kompliziert ?

Ein einfacher Analogumschalter CD4053 macht das:

+12V
  |
22k2   CD4053
  |   +------+
  +---|A     |
  |   |      |
65k6  |     X|--100k--+-- out
  |   |      |        |
  +---|B     |      100nF
  |   +------+        |
22k2      |          GND
  |      PWM
GND

Joe F. schrieb:
> Eckpunkte:
> 0% in -> 22,2% out
> 100% in -> 77,8% out

Ebenso  geht ein Pegelwandler wie CD4504  von 5V auf die ca. 12V.

[elma (Gast)]

Joe F. schrieb:
>> Könnte ich bei der Schaltung direkt mit dem Mikrocontroller Pin Sprich
>> den 5Volt ans Input ran?
>
> So ist es gedacht.
> Nicht vergessen auch GND zu verbinden. Ich sag's nur... ;-)
>
> In der Simulation wird eine 1 KHz PWM verwendet, die Filter sind
> entsprechend bemessen. Der Ripple am Ausgang soll ja vermutlich
> möglichst klein sein.
> Daher kommt dann auch die Reaktionszeit von max. 0.3s.
> Wenn das nicht akzeptabel sein sollte, dann sollte man eine schnellere
> PWM verwenden, und die Filter entsprechend anpassen.

Toll Danke!
Was für ein Programm nutzt du für die Simulation?
Wäre es auch möglich mit einem Digitalen Ausgang die richtung 
vorzugeben?
Denn mit 8 Bit PWM auflösung wäre es besser nach oben und unten mehr 
Punkte zu haben!
Danke Lg

[Joe F. (easylife)]

elma schrieb:
> Joe F. schrieb:
>>> Könnte ich bei der Schaltung direkt mit dem Mikrocontroller Pin Sprich
>>> den 5Volt ans Input ran?
>>
>> So ist es gedacht.
>> Nicht vergessen auch GND zu verbinden. Ich sag's nur... ;-)
>>
>> In der Simulation wird eine 1 KHz PWM verwendet, die Filter sind
>> entsprechend bemessen. Der Ripple am Ausgang soll ja vermutlich
>> möglichst klein sein.
>> Daher kommt dann auch die Reaktionszeit von max. 0.3s.
>> Wenn das nicht akzeptabel sein sollte, dann sollte man eine schnellere
>> PWM verwenden, und die Filter entsprechend anpassen.
>
> Toll Danke!
> Was für ein Programm nutzt du für die Simulation?

LtSpice

> Wäre es auch möglich mit einem Digitalen Ausgang die richtung
> vorzugeben?

Was für eine Richtung?
Was meinst du mit "vorgeben"?

> Denn mit 8 Bit PWM auflösung wäre es besser nach oben und unten mehr
> Punkte zu haben!

Mehr Punkte?

Ich verstehe nur Bahnhof.

[elma (Gast)]

Joe F. schrieb:
> Was für eine Richtung?
> Was meinst du mit "vorgeben"?
>
>> Denn mit 8 Bit PWM auflösung wäre es besser nach oben und unten mehr
>> Punkte zu haben!
>
> Mehr Punkte?
>
> Ich verstehe nur Bahnhof.

Sorry.
So wie es jetzt ist wir ja bei 50% duty cycle die Halbe Betriebsspannung 
ausgegeben! Besser wäre wenn ich einmal mit einem Digitalen Ausgang 
vorgeben könnte das die Spannung von 0 bis 100% duty cycle von VCC/2 bis 
75%Vcc ging und mit einem anderem Digitalen Ausgang von  Vcc/2 bis 25 
%Vcc  steuern könnte.
So hätte ich in beiden Fällen die kompletten 8 Bit zu Verfügung!

LtSpice Freeware?

Danke Lg

[Joe F. (easylife)]

elma schrieb:
> Besser wäre wenn ich einmal mit einem Digitalen Ausgang
> vorgeben könnte das die Spannung von 0 bis 100% duty cycle von VCC/2 bis
> 75%Vcc ging und mit einem anderem Digitalen Ausgang von  Vcc/2 bis 25
> %Vcc  steuern könnte.
> So hätte ich in beiden Fällen die kompletten 8 Bit zu Verfügung!

Das hört sich irgendwie alles nach einem ziemlichen (sorry) Quatsch an.
Nimm doch einfach eine PWM mit höherer Auflösung (12-bit / 16-bit), oder 
schließe einen entsprechenden DAC (16-bit) an, und lege den 
Ausgangstreiber auf 0-100% der Versorgungsspannung aus.
Den Rest machst du dann höchst flexibel in Software.

[Elma (Gast)]

Joe F. schrieb:
> Das hört sich irgendwie alles nach einem ziemlichen (sorry) Quatsch an.
> Nimm doch einfach eine PWM mit höherer Auflösung (12-bit / 16-bit), oder
> schließe einen entsprechenden DAC (16-bit) an, und lege den
> Ausgangstreiber auf 0-100% der Versorgungsspannung aus.
> Den Rest machst du dann höchst flexibel in Software.

Ich muß abee genau mit der Betriebsspannung mit fehen?

[Joe F. (easylife)]

Elma schrieb:
> und lege den
>> Ausgangstreiber auf 0-100% der Versorgungsspannung aus.
>> Den Rest machst du dann höchst flexibel in Software.
>
> Ich muß abee genau mit der Betriebsspannung mit fehen?

Da gibt es eine einfache Lösung.
Du legst statt meiner "Versorgungsspannung" deine "Betriebsspannung" an 
den Ausgangstreiber an.