Bass uff, ich erklär's Dir:
Er hat ne Therme mit drei Anschlüssen und das soll hinterher etwa so aussehen:
http://s14.postimage.org/9g6ix46gd/Spiegelei.jpg
Normalerweise wird an der Therme der Originalregler angeschlossen.
Den möchte er aber durch eine SPS mit einer geeigneten Busklemme ersetzen.
Die Art der Busklemme steht noch nicht fest und es stehen vier Varianten zur Auswahl:
<ul><li><b>
KL4002</b> Ausgang 0V ... 10V
<li><b>
KL4032</b> Ausgang: -10V ... +10V
<li><b>
KL4012</b> Ausgang: 0mA ... 20mA
<li><b>
KL4022</b> Ausgang: 4mA ... 20mA</ul>
Ursprünglich wollte er die <b>
KL4002</b> verwenden.
Werner und Octavian kamen dann drauf, dass es bei ner SPS auch Standardklemmen für 4..20mA gibt.
Da könnt man auf die Idee kommen, dass man daraus mit nur einem 1k Widerstand ganz leicht eine Steuerspannung 4..20V ableiten könnte.
Werner hatte aber gleich Zweifel, ob das mit einer <i>Bürde</i> von 1k noch klappt.
Mein Einwand war, dass er Ausgangswiderstand der Steuerspannung dann ebenfalls 1k wäre und man erst mal schauen müsste, welchen Eingangswiderstand die Steuerklemme 2 der Therme hat.
Mario hat dann die Beschreibungen der Klemmen nachgeliefert und den Eingangsstrom an Klemme 2 der Therme gemessen.
Tatsächlich scheint der Eingang der Therme sehr hochohmig zu sein und damit wrde der Trick mit dem 1k Widerstand funktionieren.
Leider stellte sich aber heraus, dass bei der <b>
KL4022</b> die Last < 500 Ω sein muss und das passt bei 1k halt nimmer - Das war zu befürchten.
Nun, ursprünglich wollt ich ja mit OpAmps die 0..10V auf die 4..20V abbilden.
Allerdings find ich die Idee mit dem Widerstand trotzdem genial und hab mir überlegt, wie das trotzdem geht.
Eine sehr archaische (aber wieder in Mode kommende) Methode ist, das über Stromspiegel zu machen.
Das ist bisher der Stand aber das ist noch nicht fertig, denn es kommt noch ein Zusatzwunsch dazu.
Mario hat festgestellt, dass die Therme bei einer Steuerspannung von 0V den Betrieb incl. Warmwasserbereitung einstellt. Bei 4V wird lediglich die Heizung abgeschalten.
Der Zusatzwunsch ist nun, dass bei einem Ausfall der SPS lediglich der Heizungsbetrieb eingestellt wird, die Warmwasserbereitung aber nicht.
Für die Schaltung bedeutet das, dass bei Eingangsströmen <4mA die Ausgangsspannung der Schaltung trotzdem 4V beträgt.
Knicke in Übertragungsfunktionen sind nie schön, aber ich bin dabei und ich denk ich hab den Trick.
Der <i>Trick</i> ist:
<ul><li>Die Steigung der bisher modellierten Funktion stimmt ja schon.
<li>Vom Eingangsstrom ziehen wir einfach 4mA ab. Schaltungsbedingt können da ja keine negativen Spannungen raus kommen.
<li>Damit fängt unsere Funktion erst bei 4mA an zu steigen, endet aber schon bei 16V - Uns fehlt also ein Versatz von 4V nach oben.
<li>Diesen Versatz nach oben kriegen wir, indem wir die 4mA wieder am Ausgangswiderstand drauf hauen</ul>
Damit haben wir einen fast perfekten Verlauf unser Ein/Ausgangskennlinie:
<ul><li>Unter 4mA bleibt unsere Ausgangsspannung ziemlich genau bei 4V.
<li>Ab 4mA beginnt die Ausgangsspannung halbwegs linear zu steigen und endet bei einen Eingangsstrom vom 20mA bei ziemlich genau 20V am Ausgang.</ul>
Sollte es je bei den Stromspiegeln bleiben, dann werden die mit thermisch eng gekoppelten <i>matched pairs</i> (BCV61/BCV62 bzw. BC847BS/BC857BS) realisiert.
Als Widerstände verwenden wir 0,1%tige oder 1%ige Metallfilmwiderstände. Zwei oder drei Spindeltrimmer erlauben den genaue Abgleich von Knickpunkt, Steigung und Versatz.
Voila, genau das wollten wir
Evtl. sollt man dann noch über ne Realisierung mit OpAmps nachdenken, denn die sind im DIL14 leichter zu verlöten als der SOT-Kruscht (SMD).
Jetzt klar genug ? :lol:
Viele Grüße,
Uli und die Nasen <img src="http://s9.postimage.org/bg8kuhm57/ratte34.gif" border="0"/>
