Taktgenerator mit LMC555CN/TLC555CP

[hoola]

Als Bereicherung des "Praktikums" unseres Fragestellers "hoola" soll hier ein LINK gezeigt werden,
der den LM324 für das vorliegende Projekt in einem ganz anderen Licht erscheinen läßt:
http://www.pcsilencioso.com/cpemma/pwm.html

Da man bei der seitherigen Lösung für den Einsatz des NE555 einen Spannungsregler einsetzen musste,
sollte man sich überlegen, ob der Einsatz des TIMERs nicht wegen seiner Bequemlichkeit
und des Vorhandenseins fertiger Schaltungen erfolgte.

Die im obigen LINK gezeigte Schaltung würde mit dem LM324 als einziges aktives Bauteil auskommen,
wenn man "hicom"s offenen Komparator zulassen würde.

Man könnte die Schaltung ohne Spannungsregler direkt an den vorhandenen 24Volt betreiben.

Meines Erachtens würde sich mit dieser Schaltung recht günstig ein größerer Drehzahlbereich simulieren lassen
als dies mit dem NE555 möglich wäre.

In einem anderen Thread war zu lesen, dass sich unser Praktikant bereits Gedanken macht
seine Schaltung in die Praxis umzusetzen, wozu man ihm an dieser Stelle vollen Erfolg wünschen sollte!

Greetz
Patois

Sehr interessanter Link .. endlich versteh ich auch mal, was PWM ist bzw welche Vorteile es hat und warum man es überhaupt macht.

Der Einsatz des 555 war weniger der Bequemlichkeit, sondern mehr der Unswissenheit und dem Zeitdruck geschuldet.
Ich kann mich natürlich 5 Monate lang mit allen möglichen Varianten einer Drehzahlsimulation beschäftigen, hätte ich langsam auch fast bock zu, aber das Gerät muss ja fertig werden!
Naja aber nebebei guck ich mir die Lösung von dem Link trotzdem an, wenn Zeit ist.

Wenn das Gerät fertig sein sollte bzw wenn es bald in die nächste Phase (die Phase des Bauens, bestellt sind die Teile jetzt) geht, dann sag ich hier mal bescheid.

Über Probleme, die garantiert auftreten werden (teuteuteu) berichte ich selbstverstäändlich auch!

mfg

EDIT:

siehe Link
Kann mir vielleicht jemand erklären, wie die Sägezahnspannung durch Zusammenschalten des Schmitt-Triggers und des Integrators zustande kommt?
Da komm ich irgendwie nicht hinter.

mfg

 

[hicom]

Also ich bin mir nicht ganz sicher, ob "hicom" diesen Einwand ganz ernst gemeint hat.

Aber das spielt ja inzwischen keine Rolle mehr, da die von mir vorgestellte Lösung
mit dem Einsatz eines PNP-Transistors dieses Argument bedeutungslos gemacht hat.

Der Einwand bezog sich natürlich auf die NPN Lösung, wobei der Source Level über den Pullup gezogen werden sollte. (so habe ich es zumindest interpretiert)
Bei 4k4 Eingangsimpedanz der SPS müsste dieser entsprechend niederohmig sein. Die PNP Lösung ist natürlich vollkommen ok.

Gruß
Jürgen

 

[patois]

:lol: Ja, klar, der NPN war in dieser Konfiguration die Schwachstelle.

Bin ja jetzt eigentlich auf der Lösung mit LM324 ohne NE555 angekommen,
da diese mehr Spielraum für den Bereich der Drehzahl-Simulation bietet.

Manchmal hege ich alllerdings Zweifel, ob man es hier tatsächlich mit Fragen zu einem Praktikum zu tun hat, aber das ist nicht mein Bier.

Greetz
Patois

 

[hoola]

Wieso denkst du, dass es sich nicht um eine Praktikumsaufgabe handelt?
Also ich befinde mich nicht in einem Schulpraktikum oder .. ich bin Student im 6. Semester .. und das 6. Semester ist eben ein Praktikumssemester.

Ich studiere eigentlich etwas (Betriebsingenieur für Anlagentechnik), bei dem ich zwar allgemein mit Elektrotechnik im Sinne von E-Motoren, Trafos, Genos, FUs usw. zu tun habe, aber nichts mit der Erstellung von Stromkreisen oder sowas. Auch die SPS-Technik ist mir nicht fremd, allerdings programmieren wir nur das SPS-Programm + Visualisierung.
Nun ist es aber so gekommen, dass mir diese Aufgabe zugeteilt worden ist in meinem Praktikum.

 

[hoola]

So, die Bauteile sind bestellt.
Ich denke mal, dass es nächste Woche mit dem Zusammenbau losgehen wird.
Das wird dann auch meine Aufgabe sein.

Bin mal gespannt was das wird .. gelötet habe ich zwar schonmal, aber "richtiges Löten" will ja bekanntlich gelernt sein.

Ich halte euch weiter auf dem Laufenden.

mfg

EDIT: eine kleine Frage noch. Einen Kühlkörper brauch ich an meinem 7815 nicht, weil mein NE555 ja nur 15mA zieht, richtig? --> Verlustleistung=((24V-15V)*15mA)

 

[79616363]

Nee, den Kühlkörper kannste da getrost vergessen. Der "normale" 7815 im TO220 macht erfahrungsgemäss ein Ptot von 1W ungekühlt (unter halbwegs normalen Bedingungen) locker mit und das selbst, wenn man ihn direkt auf die Platine klatscht.

Bei den 15mA kanst ja froh sein, dass Du wenigstens die Mindestlast hast :lol: Na ja, bei nem 78xx eh net so wild ...

Bei der geringen Stromaufnahme könnt man ja fast schon über nen kleineren 78L15 im TO92 nachdenken und der macht das garantiert auch mit.

Allerdings ist das mit den 15 mA jetzt auch nicht ganz erledigt.
Der 7815 will ja selbst auch was, die Ansteuerung Endstufe auch und auch den anderen Kram kann man jetzt nicht ganz vergessen. Das bewegt sich aber auch im unteren mA Bereich.
Zum Rechnen bin ich jetzt aber zu faul, denn das ist alles absolut unkritisch, mit zig Sicherheitsreserven und bei nem TO220 Gehäuse schon gleich dreimal.
Da muss man nimmer rechnen - Das geht in dem Fall auch ohne Kühlkörper.

Viele Grüße,

Uli

 

[hoola]

OK das dachte ich mir fast, wollte nur nochmal sicher gehen. Danke für die Antwort.

Ich hätte jetzt noch wieder eine andere Sache, die mich plagt.
Und zwar gibt es auch Messumformer, die 0-10V auf die analogen Eingänge der AIO288 Baugruppe geben.
Für einen Versuchsstand müsste ich dafür auch eine Schaltung aufbauen, die dann entsprechend 0-10VDC auf den analogen Eingang gibt.
Nun sagt mir mein dilettantischer Elektrotechnikverstand, dass ich das ganz einfach mit Widerstand und Poti realisieren kann .. so hier z.b.

http://s11.postimage.org/o3j1ubkjj/Spannungsqulle.jpg

Bei der Eingangsimpedanz in der Beschreibung der AIO288 steht lediglich >100kOhm, also hab ich 100kOhm angenommen.

Warscheinlich werdet ihr jetzt nur den Kopf schütteln, vielleicht ist diese einfache Lösung aber auch ausreichend.

mfg

 

[patois]

Bei der Eingangsimpedanz in der Beschreibung der AIO288 steht lediglich >100kOhm, also hab ich 100kOhm angenommen.

Wahrscheinlich werdet ihr jetzt nur den Kopf schütteln, vielleicht ist diese einfache Lösung aber auch ausreichend.
mfg

Es sieht so aus als ob du dich schon ganz gut eingearbeitet hättest.

Deshalb denke ich, dass auch niemand den Kopf schütteln wird.

Immerhin hast du dich mit den Daten des SPS-Eingangs beschäftigt, ohne dass wir nachfragen mussten. :wink:

Auch die Pi * Daumenregel für die Auslegung des Spannungsteilers wurde richtig angewandt.

Querstrom durch den unbelasteten Spannungsteiler sollte (siehe Pi * Daumen) ungefähr 10 mal größer sein als der Laststrom, hier der Strom durch den 100 kOHM Widerstand.

Es muss dir nur klar sein, dass du den 100 K in deiner Schaltung zwar hier im Versuch benötigst, da er den SPS-Eingangswiderstand simulieren soll.

Sobald aber das Gerät fertig ist, das die Spannungsvorgabe für das Austesten der SPS beinhaltet, muss der 100 k Widerstand entfallen, weil er sonst parallel zum Eingangswiderstand der SPS liegen würde.

Patois

 

[patois]

:arrow:

Falls das Austesten der SPS später einmal automatisiert werden sollte,
wäre natürlich eine digitale Vorgabe wahrscheinlich und ein D/A-Wandler
erforderlich.

Sicher wirst du deine Praktikums-Arbeiten protokollieren und vermutlich
als Studienarbeit oder so vorlegen.

Eine theoretische Ausarbeitung der Spannungsvorgabe mittels D/A-Wandler
könnte da sicher ein paar zusätzliche Plus-Punkte generieren. :wink:

Ein automatisierter Testvorgang wird dann beinhalten, dass die SPS mit
einer Reihe von Spannungsvorgaben getestet wird, also nacheinander
verschiedene Spannungswerte digital auf den D/A-Wandler geschaltet
werden.

Weiter wollen wir diese Möglichkeit nicht verfolgen, also verzichten wir
darauf zu untersuchen, wo die digitalen Testvorgaben später einmal herkommen.
Naja, automatisierter Testvorgang deutet auf einen Computer hin ...

Greetz
Patois

 

[hoola]

Es sieht so aus als ob du dich schon ganz gut eingearbeitet hättest.

Deshalb denke ich, dass auch niemand den Kopf schütteln wird.

Immerhin hast du dich mit den Daten des SPS-Eingangs beschäftigt, ohne dass wir nachfragen mussten. :wink:

Auch die Pi * Daumenregel für die Auslegung des Spannungsteilers wurde richtig angewandt.

Querstrom durch den unbelasteten Spannungsteiler sollte (siehe Pi * Daumen) ungefähr 10 mal größer sein als der Laststrom, hier der Strom durch den 100 kOHM Widerstand.

Es muss dir nur klar sein, dass du den 100 K in deiner Schaltung zwar hier im Versuch benötigst, da er den SPS-Eingangswiderstand simulieren soll.

Sobald aber das Gerät fertig ist, das die Spannungsvorgabe für das Austesten der SPS beinhaltet, muss der 100 k Widerstand entfallen, weil er sonst parallel zum Eingangswiderstand der SPS liegen würde.

Patois

Na da bin ich aber froh, dass sich meine Vorstellungen auch mal mit der Realität decken.

Das mit den 100kOhm ist mir klar, aber danke für den Tipp.

Mensch, so langsam finde ich Gefallen an meinem Projekt, weil es endlich auch mal vorran geht und ich verstehe was da vor sich geht. Zwar werde ich noch jede Menge Probleme bekommen, da ich selber noch nie eine ganze Schaltung zusammengelötet habe, aber das wird denke ich auch machbar sein.
Gibt es vielleicht empfehlenswerte Lötanleitungen die man sich noch anschauen kann? Ich habe mir zwar schon ein paar Videos angeschaut und ein Kapitel im "Franzis' - Der leichte Einstieg in die Elektrotechnik" gelesen, aber man kann ja nie genug Infos kriegen.

MFG und danke für die guten Hilfestellungen!!

 

[patois]

Hallo hoola,

muss jetzt gleich außer Haus, werde aber heute abend ein paar Tipps zum Löten, bzw. auch den Vorbereitungen dazu, zusammenstellen.

Bis viel später ...

Patois

 

[hoola]

:arrow:

Falls das Austesten der SPS später einmal automatisiert werden sollte,
wäre natürlich eine digitale Vorgabe wahrscheinlich und ein D/A-Wandler
erforderlich.

Sicher wirst du deine Praktikums-Arbeiten protokollieren und vermutlich
als Studienarbeit oder so vorlegen.

Eine theoretische Ausarbeitung der Spannungsvorgabe mittels D/A-Wandler
könnte da sicher ein paar zusätzliche Plus-Punkte generieren. :wink:

Ein automatisierter Testvorgang wird dann beinhalten, dass die SPS mit
einer Reihe von Spannungsvorgaben getestet wird, also nacheinander
verschiedene Spannungswerte digital auf den D/A-Wandler geschaltet
werden.

Weiter wollen wir diese Möglichkeit nicht verfolgen, also verzichten wir
darauf zu untersuchen, wo die digitalen Testvorgaben später einmal herkommen.
Naja, automatisierter Testvorgang deutet auf einen Computer hin ...

Greetz
Patois

Was für einen D/A-Wandler würde man da nehmen?
Einen fertigen oder selbst einen aufbauen?
Mir ist im Moment nur die gute alte Komparatorkette als D/A-Wandler bekannt (funktionell bekannt).
Eine Idee wäre es auf jeden Fall, aber würde im Moment für mich zu weit führen. Wenn das Gerät aufgebaut ist und funktioniert, werde ich die Idee sicher nochmal aufgreifen.

 

[hoola]

Guten Tag!

Die Teile für den Bau sind leider noch nicht da, aber werden wohl die Woche eintreffen.

Während ich darauf warte, versuche ich schonmal mit Hilfe des Programms "BlackBoard" meine Schaltungen auf einer Rasterplatine anzuordnen.
Dabei fällt mir auf, dass ich gar nicht weiß auf was man so alles achten muss.
Ich habe da einfach mal eine meiner Schaltungen aufgebaut und würde gern von euch wissen, ob man das so machen kann oder wie es vielleicht besser geht.
In diesem Beispiel handelt es sich um die Schaltung für die Erzeugung des analogen 4-20mA Signals.

Hier die theorie:
http://s18.postimage.org/6rjaqpox1/KSQ_Drucksensor.jpg

Und hier das ganze zusammengebastelt auf einer Platine:
http://s16.postimage.org/y4frdb075/Anordnung_Schaltung.jpg

Ich habe 100x160mm Punkt-Streifenrasterplatinen bei Reichelt bestellt mit Lötpunkt in 3er Ketten.
Dabei ist mir gerade aufgefallen, dass ich dabei ja leider gar keine 24V-Schiene bzw. GND-Schiene auf meiner Platte haben kann.
Das wäre ja aber praktikabler, wenn ich mehrere Schaltungen auf eine Platine kriegen möchte, oder?

Und wie sieht es aus mit "Straight Headers" (keine Ahnung wie die Deutsche Bezeichnung dafür lautet .. diese "Jumper"-Stecker halt), ist es Sinnvoll diese zum Anschließen der Potis zu verwenden oder sollte ich die Drähte des Potis gleich in die Platine einlöten?

Noch was: die Platine ist aus Hartpapier .. kann es dabei unter Umständen zu Problemen beim Löten kommen? Immerhin ist die Platine nur 1,5mm dick und der Lötkolben ist ja manchmal schon recht warm.

 

[patois]

Guten Tag!
In diesem Beispiel handelt es sich um die Schaltung für die Erzeugung des analogen 4-20mA Signals.

Ich will einmal sarkastisch sein, denn ich finde "Gute Nacht" viel angebrachter.

Warum, könntest du erkennen, wenn du mal versuchen würdest jemand die Funktion der Schaltung im Zusammenhang mit deiner SPS zu erklären.

(Ohne Anbindung an die SPS kannst du mit deiner Schaltung tatsächlich einen 4-20mA Strom einstellen, aber ...)

Diese 4-20mA Signale verwendet man für sogenannte "Current Loop" -Schaltungen.

Wie willst du die SPS in deine "Current Loop"-Schaltung mit einbeziehen?

TIPP: Es ist ein ähnliches Problem, wie es bei dem Voltage Divider aufgetreten ist.

Die Innenschaltung der SPS muss bekannt sein, damit "man" den Current Loop als Strom-Sensor an die SPS anbinden kann.

Vermutlich solltest du dein Praktikum erweitern und der Frage nachgehen:

Was ist Current Loop, und wie wird das richtig "eingesetzt".

Gut, ich weiß, dass meine Zeilen OFF-TOPIC hinsichtlich der eigentlichen Fragestellung sind,
aber wenn ich sehe, dass mir eine Schaltung vorgesetzt wird,
die konstant 24Volt an den Eingang einer SPS anlegt,
dann möchte ich erklärt haben wie das ein Sensor für 4-20mA sein soll.

:?:

Patois

 

[hoola]

Mh, ernüchternd. :cry:
Also die Innenschaltung der SPS habe ich, nur wirklich was damit anfangen kann ich im Moment noch nicht.

Ich werde mal ein bisschen was zu Current Loop lesen .. gibt es da vielleicht irgendwelche guten Links auf deutsch?
Hab bisher nur den Wikipedia Artikel auf englisch gefunden.

Hier die Schaltung:

http://s13.postimage.org/47s9ako77/asdfsdfhfghk.jpg

 

[hoola]

Diese 4-20mA Signale verwendet man für sogenannte "Current Loop" -Schaltungen.

Wie willst du die SPS in deine "Current Loop"-Schaltung mit einbeziehen?

Ja das will ich, dabei soll meine SPS der Empfänger sein, der zu einer Current Loop Schaltung gehört.

Die Innenschaltung der SPS muss bekannt sein, damit "man" den Current Loop als Strom-Sensor an die SPS anbinden kann.

Vermutlich solltest du dein Praktikum erweitern und der Frage nachgehen:

Was ist Current Loop, und wie wird das richtig "eingesetzt".

Gut, ich weiß, dass meine Zeilen OFF-TOPIC hinsichtlich der eigentlichen Fragestellung sind,
aber wenn ich sehe, dass mir eine Schaltung vorgesetzt wird,
die konstant 24Volt an den Eingang einer SPS anlegt,
dann möchte ich erklärt haben wie das ein Sensor für 4-20mA sein soll.

:?:

Patois

Also würde die Schaltung das Innere meiner SPS zerstören?
Sollte ich die 24V vielleicht mit einem 78xx runterregeln (meinetwegen 5VDC) und die Schaltung neu dimensionieren?

EDIT: Habe mir jetzt schon viel zum Thema durchgelesen .. aber ich muss sagen, dass es mir alles nicht wirklich viel gebracht hat. Der Wikipedia Eintrag zur Stromschleife ist ziemlich dürftig finde ich. Und alles was man zum Thema in Foren liest bringt mir wenig Grundlageninformation.

Was mach ich nun?

 

[patois]

. . . Was mach ich nun?

Es muss zu dieser SPS ja eine Anleitung und Schaltungsbeispiele geben.

Falls du da nichts auftreiben kannst, könntest du es mit einer Email an die Hersteller-Firma versuchen.

Einfach deine Lage als Praktikant schildern, der wohl in der Firma ziemlich alleingelassen wird,
und um eine Erklärung der Beschaltung dieses speziellen Einganges bitten.

Es ist zu vermuten, dass es für diesen SPS-Eingang verschiedene Arten der Beschaltung gibt.

Vermutlich musst du deine Simulations-Schaltung von diesem speziellen SPS-Baustein mit "Strom" versorgen lassen,
so dass also zwei Anschlüsse zu diesem Baustein führen würden, aufgrund der "Current Loop" Konfiguration!

Leider kann ich, da ich diese SPS und ihre Baugruppen nicht kenne, nur Vermutungen anstellen.

Aber es heißt ja immer, dass man mit seinen Aufgaben wächst;
versuche mal, ob du diese Aussage bestätigen kannst.

Greetz
Patois

 

[patois]

* * * Innenschaltung der SPS * * *

:arrow:

Die Anschlüsse I+ und I- sehe ich als Kandidaten für deine Simulation an.

Morgen mehr dazu ...

Greetz
Patois

 

[patois]

* * * Gefährdung des I+ Eingangs der SPS * * *

. . . Also würde die Schaltung das Innere meiner SPS zerstören? . . .

Dieser Frage sollte man allerdings nachgehen, da deine Konstantstromquelle in ihrer jetzigen Ausführung tatsächlich mit 24 Volt am I+ Eingang der SPS angeschaltet werden würde.

Somit erhebt sich die Frage, welches maximale Potenzial vom Datenblatt der SPS für diesen Eingang zugelassen wird.

Das Problem - soweit ich das aus der Ferne erkennen kann - ist ja, dass die 24 Volt größer sind als die positive Betriebsspannung der in der SPS verbauten Operationsverstärker.

Dein Ansatz, die Betriebsspannung deiner Konstantstromquelle entsprechend abzusenken, wäre eine Möglichkeit.

Eine andere Möglichkeit wäre, die Konstantstromquelle so aufzubauen, dass die Verbindung zum I+ Eingang schon auf +15V abgesenkt wäre.

Wenn du verifizieren kannst, dass der I+ Eingang mit +24Volt beaufschlagt werden darf, bleibst du natürlich bei "deinem" Entwurf, denn es ist ja "dein" Praktikum! :wink:

Meine Vermutung, wie der Current Loop an die SPS anzuschalten wäre, folgt im nächsten Posting ...
(muss das erst noch zusammenkopieren).

Greetz
Patois

 

[hicom]

Was ist das für eine Eingangsbaugruppe? AIO288?
Die kann kein 0..20mA oder 4..20mA sondern
nur 0..10V oder PT100 PT1000


Gruß
Jürgen