MODDING-FAQ FORUM

Alles rund ums Modden => Elektronik, Elektrik => Thema gestartet von: Movergan am April 24, 2005, 20:27:15



Titel: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am April 24, 2005, 20:27:15
Hallo zusammen.

Ich möchte folgende Idee umsetzen. Es soll eine Schaltung gebaut werden, die am Ausgang eine Spannung zwischen 0 und 5 Volt anliegen hat. Die Spannung soll per Software (evtl. selber schreiben) eingestellt werden und die Information per USB an die Schaltung übertragen werden. Der Ausgang muss nicht extra für hohe Lasten ausgelegt werden. Wenn man z.B. ein Glühlämpchen oder einen kleinen Lüfter damit dimmen kann, dann reicht das. Also 2W ist ok.

Soweit zu der "Aufgabenstellung". Wie setze ich das jetzt um? Da muss ich irgenwie einen DA-Wandler verwenden, oder? Dann noch einen LM317 oder sowas, um die Spannung zur Verfügung zu stellen ohne meine vorgeschalteten Bauteile zu belasten. Kennt jemand evtl. ein ähnliches Projekt im Netz oder hat jemand schon was gemacht und einen Schaltplan dazu?

Eine Erweiterung wäre dann noch, wenn man zwei getrennt regelbare Ausgänge hätte, die aber trotzdem mit einer USB-Leitung geregelt werden.

Bin für jede Auskunft dankbar!
Grüße, Movergan


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: robert_marquardt am April 25, 2005, 10:47:17
Da duerfte der IO-Warrior von Code Mercenaries (http://www.codemercs.com) der Startpunkt sein.
Welchen Digital-Analogwandler man darauf setzen muss, weiss ich allerdings nicht.
Bei 2W braucht es allerdings externen Strom, da USB nut 500 mA liefern kann.

BTW, da ich jetzt Angestellter bei Code Mercenaries bin, zaehlt dies nun als "shameless product plug"  :bestens:


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am April 25, 2005, 12:55:38
Nee, das ist finanziell absolut nicht im Rahmen.

Das mit dem externen Strom war ja klar, deswegen mein Vorschlag mit dem LM317. Ob der hierbei funzt, weiß ich nicht, aber afaik ist der generell für sowas zu verwenden.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: robert_marquardt am April 25, 2005, 13:33:16
Billiger kommst du aber bei USB nicht weg. Ohne Mikrocontroller laeuft bei USB garnichts.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: b0nze am April 25, 2005, 15:17:52
Hmm...
Ich weiß zwar grad nicht, wieviel nen IO-Warrior kostet, aber ich erzähls einfach...

Generell sag ich auch mal, dass es ohne MC nicht gescheit läuft, aber man könnte z.B. nen FT245 (glaube 4Eur) nehmen, von seinem Ausgang 6 Bit für die DA Wandlung nehmen und die andren 2 Bit für die Ansteuerung von nem Multiplexer oder 4 DA Wandlern nehmen. ==> 6bit

Andererseits könnte man so verrückt sein und mit nem FT245 versuchen den I2C per Software zu emulieren und nen I2C DA-Wandler (ich kenn den TDA8444) anzusteuern. Der hat 8 Ausgänge à 6bit. Das Vorhaben halte ich aber für recht zweifelhaft.
Oder man emuliert SPI und sucht sich nen SPI-DA Wandler.. das könnte vielleicht eher hinhauen.

Alles im allen: für den Preis von nem DA-Wandler alleine kommste nicht weg.

Natürlich musste dann für jeden Kanal noch ne Steuerung (NoDrop oder sowas) reinhängen.

b0nze


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am April 25, 2005, 15:56:55
Also wenn du Geld sparen willst, sehr viel billiger als mit einem FT232(6,35 €) und einem kleinem µC (Tiny26, 2€) wirst du wohl kaum wegkommen. Ich schlage jetzt den langsameren (~300kbit im Vergleich zu 1 MBit) FT232 statt dem FT245 vor, denn der braucht weniger Pins am µC (läuft über die serielle Schnittstelle), sodass der ATTiny auch bei einem parallelem DAC noch reicht. Wenn es dir nur um dimmen geht, würde ja auch eine PWM-Steuerung im µC vollkommen ausreichen, sodass man den DAC (die Dinger, v. a. die besseren, sind empfindlich teuer) auch einsparen kann.

Du musst dann zur PC-Seitigen Ansteuerung entweder ein Programm schreiben, was direkt auf den Treiber von FTDI zugreift, oder du verwendest den Virtuellen-COM-Port Treiber und greifst in der Software darauf zu.

PS: Die FTxxx gibts übrigens nur im 0,8mm-Pitch TQFP


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am April 25, 2005, 21:02:55
Also wenn ich nichts falsch verstanden habe, dann kostet der IO Warrior zwischen 12 und 15 Euro. Das meine ich mit "liegt nicht im finanziellen Rahmen". Für einen Microcontroller 4 oder 6 Euro auszugeben ist kein Problem. Die gesamte Schaltung sollte maximal 10 bis 15 Euro kosten.

Am besten wären halt zwei getrennte Kanäle, die sich stufenlos oder in sehr engen Stufen (z.B. 100 Stufen zwischen 0 und 5 V) regeln lassen.
NoDrop brauch ich nicht. Die Spannung darf auch etwas kleiner als 5 Volt werden.

Andererseits habe ich jetzt leider nicht die große Ahnung von MCs. Ich habe mehrmals Schaltungen nachgebaut und dann auch verstanden, aber selber kann ich sowas noch nicht.

Gerade mit Umwandlungen (DA oder AD) habe ich mich noch nicht praktisch beschäftigt.

Oder habt ihr vielleicht auch eine andere Idee? Vielleicht eine digitale Lösung, die eine Freuquenz erzeugt, die im Mittel der gewünschten Spannung entspricht.

Letztendlich sollen zwei analoge Voltmeter angesteuert werden, die bereits unter 1V ihren vollen Ausschlag erreichen. Diese sind natürlich etwas träge und daher kam mir gerade die Idee mit der Freuquenz.

Leider kann ich auch keine besonderen Programmiersprachen, womit ich die MCs speziell ansteuern kann. Ich kann halt über VB oder C den USB-Port verwenden. Seriell wäre das ganze zwar theoretisch auch möglich, jedoch hatte ich bis jetzt öfter Probleme, wenn dauerhaft Signale übertragen wurden. Dann war der Port irgendwann nicht mehr ansprechbar. War wohl irgendein Treiberproblem. USB wäre mir aber lieber.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: robert_marquardt am April 26, 2005, 13:40:54
Der IO-Warrior ist erst mal nur der nackte (programmierte) Chip. Eher ist das IO-Warrior Starter Kit geeignet, da dort eine Platine und die noetigen Kleinteile mit dabei sind. Der Keramikresonator ist naemlich erstens noetig und zweitens nicht so gaengig wie ein Quartz.
Bestellungen fuer Privatleute uebrigens nur ueber Segor (http://www.segor.de) oder eMedia.

Ja ich weiss das liegt finanziell voelllig ausserhalb des Rahmens, aber so ist das nun mal mit Produkten kleiner Stueckzahl.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Spunky am April 26, 2005, 19:10:15
Es geht billiger, braucht aber ein bisschen mehr Bastelarbeit. Der wahnsinnige USB-8/16bit converter (http://www.cesko.host.sk/]Igor Cesko[/url] hat einem Atmel AVR-Mikrocontroller USB bei gebracht. Mit ein etwas Programmierarbeit kann man dieses für seine Ansprüche anpassen.

Was du suchst, ist der [url=http://www.cesko.host.sk/IgorPlugUSB_RS232/IgorPlug-USB%20(AVR)%20RS232_eng.htm). Ein einfacher Mega8 mit Quarz reicht.

Allerdings ist es nicht ganz einfach.

Warum ich ihn als "wahnsinnig" bezeichne? Einer der so genial ist und den USB-Stack auf einem billigen Mikrocontroller implementiert und jetzt auch noch die schnellere Version (mega48) ohne Zusatzchips Ethernet sprechen lässt, muss sich schon mit seiner Genialität sehr dicht am Wahnsinn befinden. ;) 
Ein dickes :respekt: :respekt: :respekt: :respekt: für den Slovaken.

Spunky


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am April 27, 2005, 13:26:05
Ja, von dem hab ich auch schon gehört (und ihn bestaunt) und auch das entsprechende "CPU-Auslastungsanzeige für USB"-Tut von der Meierspage nachgebaut. An so etwas hab ich auch schon gedacht und deswegen meine finanzielle Grenze schon so festgesteckt. ABER wie bringe ich der Steuerung dann die analoge Regelung der Ausgangsspannung (am besten zwei davon) bei?

Das Tut von der Meierspage kann ich nicht ergänzen, weil das nur 8 Kanäle ein/ausschaltet. Ich hatte die entsprechende Idee, 8 Kanäle so zu verschalten, dass ich meine Ausgangsspannung zwischen 0 und 5V in 8 gleiche Teile zerlege (einfaches Widerstandsnetzwerk). Aber diese Einteilung ist mir eigentlich zu grob. Ich will feiner regeln und wenn es schon nicht stufenlos ist, dann sollten 100 Schritte schon sein.

Nochmal zu meiner Idee:
Im Anhang seht ihr zwei analoge Voltmeter, die für einen vollen Ausschlag nicht mal 1V brauchen. Genau hab ich es bis jetzt noch nicht ermittelt, weil ich gerade keine so kleine Spannungsquelle habe. Muss ich mal einen Spannungsteiler bauen oder ein regelbares Netzteil suchen. Die Skala ist nur ein Stück Kunststoff oder Pappe und kann leicht ausgetauscht werden. Die Dinger wollte ich in meinen PC einbauen und per Software über USB ansteuern (z.B. CPU-Last, RAM-Belegung, HDD, FanSpeed, Temps, usw...).

Mit der USB-Schaltung von Igor Cesko könnte ich die Anzeige nur in 8 Stufen einteilen, bzw. 2 Anzeigen in je 4 Stufen, was einfach zu grob ist. Entweder zerhackt man die Spannung in eine Frequenz oder man wandelt analog um. Leider hab ich von beidem nicht genug Ahnung.
Ein Drop wäre kein Problem, weil ich sowieso einen Vorwiderstand benötige um die Spannung zu verkleinern. [gelöscht durch Administrator]


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: t4uRuZ am April 27, 2005, 13:52:41
das problem sollte doch nicht die hardware sonder eher die softwareseitige steuerung sein, oder?
wenn du 8 digitalkanäle hast kannste damit ja schonmal minimum 256 schaltzustände herstellen


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am April 27, 2005, 14:50:49
öh, mit einer Steuerlogik in meiner Schaltung schon, aber davon versteh ich nix. Und dann müsste ich immer noch analog wandeln. Die Software dürfte nicht das Problem sein.
Igor Cesko hat den Quellcode für seinen Controler freigegeben, also sollte das nicht zu krass werden


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: t4uRuZ am April 27, 2005, 15:00:42
hab da des ma dazu gefunden, hilft evtl. ein wenig...
http://www.stcarchiv.de/stc1999/02_dawandler.php
http://www.franksteinberg.de/hardmess.htm

der usb avr dingsda stellt doch direkte 8 schaltausgänge dar?! also gewissermaßen ein usb to parallel umbastler

hier mal ein demultiplexer, aber da müssteste halt noch maschinerie hinterschalten, die deine volts da zurechtbastelt.
http://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/uploads/00245_1063744894_8_256.gif


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am April 28, 2005, 20:53:36
Eigentlich hab ich dir das hier eigentlich gestern schon mal geschrieben, aber durch meinerseitige Unfähigkeit ging der Text verloren (STRG-A und dann STRG-V ist ne schlechte Idee), deswegen nochmal neu:
Mal was mir so einfällt:
Am billigsten dürfte es wohl sein, wenn du statt USB den Parallelport benutzt, denn da kannst du die einzelnen Pins direkt aus der Software raus ansteuern, und z. B. einen parallelen oder auch mit etwas mehr Aufwand einen seriellen DAC daran betreiben. Die Schaltung wäre dann nur noch Apllication Note vom Hersteller des DAC nachbauen, und halt ne Stromversorgung.
Was im Prinzip auch funktionieren sollte, ist einen FT245 mit einem Taktgenerator ohne µC zu betreiben, denn damit der den nächsten Datensatz ausgibt, muss man nur einen Pin toggeln. Dann kanst du ähnlich wie am Parallelport dort die 8 Pins per Software toggeln (Interface via dll, oder auch via virtuellem COM-Port). Hierbei ließen sich aber imho nur serielle DACs verwenden, da du ja für parallele außer den 8 Datenleitungen noch Steuerleitungen brauchen würdest.
Wenn du hingegen bei dem Projekt möglichst viel lernen willst, empfiehlt sich ein µC, damit ist das ganze auch erweiterungsfähig, du kannst mit einem selbstentworfenen Protokoll beliebige Anweisungen an den µC schicken, und dann dort auswerten und alles Mögliche machen....

DACs (DigitalAnalogConverter) gibt z. B. bei Reichelt ab unter einem €, einfach mal nach D/A suchen.

falzo@ed&ot: wenn du gleich nach dem missgeschick strg-z gedrückt hättest, wär alles halb so wild gewesen. nur aos als tipp fürs naechste mal ;-)


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Mai 30, 2005, 15:10:29
Sorry erstmal, war eine ganze Zeit mit anderen Dingen beschäftigt. Aber das Thema hat sich weder verlaufen noch erledigt  ;D

[Quot]Wenn du hingegen bei dem Projekt möglichst viel lernen willst, empfiehlt sich ein µC, damit ist das ganze auch erweiterungsfähig, du kannst mit einem selbstentworfenen Protokoll beliebige Anweisungen an den µC schicken, und dann dort auswerten und alles Mögliche machen....[/Quot]
Der Lerneffekt ist natürlich gewünscht, aber selbst diese "einfache" Lösung überfordert mich noch. Preislich hört sich das ja ganz interessant an.
Hast du vielleicht mal irgendwo nen Schaltplan von so einer Geschichte. Oder kannst du mir mal nen konkreten µC nennen (Reichelt-Bestellnummer). Dann kann ich vielleicht auch selber was im Inet dazu finden. Von mir aus kann das auch parallel ablaufen, jedoch sollten sich über die eine Schnittstelle zwei analoge Ausgänge getrennt regeln lassen.

Also wenn jemand was dazu hat, bin ich höchst interessiert!  ;)


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Mai 30, 2005, 17:48:47
Ein guter Einsteiger-µC ist meiner Meinung nach der ATMEGA 8535-16D (Name bei Reichelt, 4,40€, 40 Pins) oder auch der ATtiny 26 DIP (20 pin, 2€). Beide haben Analog-Digital-Wandler (falls man mal was messen möchte), integrierte RS232-Schnittstelle (für einen sauberen Anschluss an den PC Max 232 nach  Datenblatt dazwischenschalten) und 32 bzw 16 frei benutzbare IO-Ports. Wenn du zwei günstige DACs betreiben willst, solltest du jedoch den Mega8535 benützen, denn der billigste bei Reichelt (DAC 0808 LCN) hat alleine 8 Pins für die Daten, sodass du relativ viele Pins verbrauchst.
Am einfachsten spielt es sich mit solchen schaltungen rum, wenn man sich ein Steckbrett (ebay oder Conrad oder Pollin) besorgt, da kann man leicht verschiedene Schaltungen ausprobieren, grade zum µC-Einstieg ist sowas wie erstmal LED blinken lassen auch ganz nett.
Als Entwicklungsumgebung für AVR-µCs würde ich der hier beschriebene (http://winavr.sourceforge.net/]WinAVR[/url] empfehlen, denn C ist eine leicht verständliche Programmiersprache (im Vergleich zu Assembler), und man muss auch nicht gleicht auf dem niedrigstem Hardware-Level (Registerschiebereien etc.) einsteigen.
Als einfacher Programmieradapter hat sich bei mir [url=http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/beginner/hardware.html) bewährt, läuft am Parallelport und arbeitet hervorragend mit WinAVR (genauer gesagt avrdude) zusammen.

Wenn du bei Reichelt bestellst, würde ich (sofern noch nicht vorhanden) ein paar LEDs zum spielen und für den Anfang, Multimeter und von jedem IC mindestens 2 Stück empfehlen, die Dinger sterben (gerade am Anfang) manchmal durch Dummheit, und es ist ärgerlich wegen eines einzelnen Artikels ne neue Bestellung machen zu müssen.

Wenn du weitere Fragen hast, frag.... ;)


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Mai 31, 2005, 13:54:02
Danke für deine Antwort.

Also ein Steckbrett hab ich, mit dem ich das vorher natürlich ausprobiere. LEDs hab ich auch schon gesteuert, aber nicht mit einem DAC sondern mit einem ACR 8BIT RISC MCU (AT 90S2313 PDIP) über USB und einem 74HCT 373 via Parallelport. Ich glaube, dass das keine DA-Wandler sondern nur Verstärker sind. Ich kann die beiden Schaltungen halt oberflächlich erklären, aber selber kann ich sowas nicht entwerfen. Für die USB-Variante war eine Programmierung notwendig, die ich aber nicht selbst gemacht habe (Tut von Meierspage).

Ich kann C programmieren, hab aber keine Ahnung, wie das für so einen Chip funzt, also wie man die Schnittstellen anspricht und wie der das Programm überhaupt abarbeitet.

Ansonsten hab ich halt immer noch keine Ahnung, wie man die µCs dann verschaltet. Gibts nicht irgendwo ne Kinderanleitung für solche Geschichten?

AD-Wandlung brauche ich gar nicht. Ich müsste halt "nur" irgendwie mit den 8 Leitungen des Parallelport auskommen und damit zwei analoge Ausgänge beeinflussen. Oder halt per USB, was aber nach euren Aussagen schwieriger ist.

Danke für die Tipps zur Reichelt-Bestellung (doppelte Menge µC und so).


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Mai 31, 2005, 15:24:37
Hinsichtlich C für µC:
Bei WinAVR sind Codebeispiele dabei, auf microcontroller.net gibt es ein dse-FAQ (http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial]Tutorial[/url] dazu.

Wenn du den AT90S2313 vom PC aus geflasht hast (das Programm aufgespielt), so hast du ja bereits einen Programmieradapter, sodass du mit WinAVR erstmal kleine Testprogramme schreiben kannst (LED mit eigenem Code blinken lassen, Tasterdruck erkennen, etc..). Sowas ist zur Eingewöhnung ganz nett...
Mit dem schon vorhandenen µC kannst du auch einen einfachen R-2R-DAC aufbauen, oder per PWM analoge Spannungen erzeugen, siehe [url=http://elektronik-kompendium.de/public/dse-faq/dse-faq.htm#F.7.8). Versuch das doch erstmal mit festen (bzw hoch&runterlaufenden Werten), die Ansteuerung mit dem PC kann man dann ja nachrüsten.

Hinsichtlich Verschaltung: Die "lebensnotwendigen" Sachen (Spannung, Takt, Programmierinterface) stehen im Datenblatt, den Rest kann man sich eigentlich frei aussuchen, kommt halt drauf an was man damit machen will.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Falzo am Mai 31, 2005, 17:58:20
mal von µC abgesehen, ein anderer Lösungsvorschlag betreffs den LPT...

mit 8 Leitungen, also 8 bit kannst du 256 Stufen erzeugen, das sollte fein genug sein, um mit einem widerstandnetzwerk eine referenzspannung zu erzeugen. hierfür müsste jeder ausgang vom LPT ein Relais ansteuern welches entweder einen widerstand hinzuschaltet oder brückt. die widerstände muessten natuerlich potentiell grösser werden, also zB 100, 200, 400, 800, 1.6k, 3.2k, 6.4k, 12.8k
aus der binären Kombination ergibt sich ein gesamtwiderstand von 0 bis 25,5k in 100 ohm abstufungen, was man wiederrum mit einem Operationsverstärker als Komparator in eine brauchbare analoge Spannung umwandeln können sollte...

der knackpunkt ist natuerlich, das du 2 spannungen regeln willst, also entweder die leitungen teilen musst, was aber nur 4 bit je kanal ergäbe und somit 16 stufen, was ein wenig grob sein könnte, oder du musst es multiplexen. alles in allem nicht wenig aufwand.



Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: t4uRuZ am Mai 31, 2005, 18:07:22
das habe ich ihm auch schon geraten aber er wusste halt net die 256stufen zu verschalten um danahc etwas daraus zu machen... ich denke aber 128 stufen auf solch kleiner anzeige sind schon zieeemlich genau...

wenn du dich der programmierung mächtig siehst sollte es durchaus so möglich sein


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 1, 2005, 17:01:14
Thx @ all.
Hatte noch keine Zeit das Tut von TzA anzusehen. Vielleicht wird mir dann alles klarer, aber momentan stehe ich mit µCs noch vor einer Wand. Ich muss mich mal in Ruhe da reinbuddeln. Ein Programmierinterface müsste ich übrigens erst bauen, hab keins. Kann das sonst bei meinem Vater in der Firma machen lassen, aber da bin ich nicht flexibel genug, kann also nicht vernünftig probieren.

Die Idee mit den Relais ist ja schonmal nicht schlecht, das würde ich hinbekommen. Aber die Relais sind ungeeignet, wenn man die analogen Ausgänge häufig refreshen, also neu einstellen müsste. In dem konkreten Fall der Anzeigen müssten für einen flüssigen Lauf schon so 8 Schaltvorgänge pro Sek stattfinden. Die armen Relais. Aber da gehen doch auch transis, oder? Oder was ist mit MOSFETs?

128 Stufen wären auch noch lässig genug, sogar 64, wenn man 6 Leitungen nehmen würde und die anderen beiden Leitungen dann per Software in XOR-Kombination schaltet, so dass die eine oder andere Anzeige gesteuert wird. Dann bräuchte man keine Hardware-Logik. Nur für die Relais braucht man einen nichtmechanischen Ersatz.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Falzo am Juni 1, 2005, 22:32:45
das problem ist, das du 2-pol. umschalter brauchst, um den widerstand entweder ins netzwerk zu schalten oder zu brücken. wenn du das durch integrierte schalter ersetzen willst oder auch nur mosfets brauchst du pro kanal 4 stueck, also nicht unbedingt wenig. transistor-array haben nen drop und intergrierte schalter nen eigen-widerstand. der ist zwar immer da, weil egal in welcher stellung zwei schalter pro kanal angezogen sein muessen, aber man muss ihn berücksichtigen.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: b0nze am Juni 2, 2005, 11:50:09
4016 als Analog-Schalter IC oder einfach d/a bei reichelt in der Suche eingeben.. dann nach Preis sortieren und einen nehmen.. der erste hat 8bit, kostet glaub 87Cent und braucht halt noch ne Referenzspannung.. einfach 5V dranhängen..

b0nze


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 6, 2005, 13:07:06
hab mich mal weiter umgeschaut und noch etwas überlegt.

@b0nze: Der 87Cent-IC bei Reichelt (DAC 0808 LCN) würde für eine Anzeige ja schonmal funktionieren. Vielleicht werde ich auch erstmal den bestellen, um auf dem Steckbrett zu experimentieren.

Allerdings habe ich im Datenblatt folgendes gefunden: (siehe Anhang)
Dazu Fragen:
Warum steht bei VEE eine Spannung von -15V? Und wo soll ich die im PC hernehmen? Gehen auch -12V?
Welchen Zweck hat VRef=10kV?
Welche Bedeutungen haben "MSB" und "LSB"?
Seh ich das richtig, dass die Ausgangsspannung zwischen 0 und 10V beträgt? (siehe Bild 2, auch aus Datenblatt)

Hat noch jemand eine Idee, wie ich mit 8 Bit zwei analoge Spannungen mit mindestens 64 Stufen regeln kann?

Danke für eure Mitarbeit... [gelöscht durch Administrator]


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Juni 6, 2005, 13:58:37
VEE muss bei dem IC negativ sein, steht im Datenblatt (nicht nur die Bildchen angucken ;) ):
Code:
Power Supply Voltage Range TA = 25°C, (Figure 3)
      min typ max
VCC 4.5 5.0 5.5 VDC
VEE −4.5 −15 −16.5 VDC
Vref ist 10,000 Volt, das ist ein amerikanisches Dokument mit entsprechendem Dezimaltrennzeichen. Vref ist die Spannung, die ausgegeben wird, wenn du 255 an die digitalen Eingänge anlegst.
MSB= Most significant Bit, also das Bit das am meisten ausmacht, was also in der Binärdarstellung ganz vorne stehen würde.
LST= Least significant Bit
Die Ausgangsspannung beträgt 0-Vref Volt, in dem Beispiel mit Vref=10V dann natürlich 0-10V.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: b0nze am Juni 6, 2005, 14:48:51
Das war ja auch nur der allerbilligste DAC.. kannst ja selbst mal nen paar anschaun.

b0nze


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 6, 2005, 18:39:55
@TzA
Zitat:
VEE muss bei dem IC negativ sein, steht im Datenblatt (nicht nur die Bildchen angucken Wink ):

Na das hab ich ja auch gesagt, aber gefragt, wie ich damit umgehen kann.

Der Rest ist jetzt klar, danke. Hätte auch selbst auf die 10,000 kommen können  :headcrash:

@b0nze
hab mir ein paar angeschaut, aber die waren alle doch recht ähnlich. Hab bei reichelt nach "D/A" gesucht und dann nach Preis sortiert. Dann hab ich alle angeschaut, die vor den "D/A und A/D"s stehen. Hab aber keine großen Unterschiede entdecken können.

Einen doppelten DAC gibt es nicht, der dann zweimal 128 Zustände unterstützt? (Also 1 Bit wäre zur Wahl des analogen Ausgangs und 7 Bit zur Regelung. Hab schon über einen Selbstbau nachgedacht, aber da braucht man ja sogar einen Speicher, der sich für beide Ausgänge die 7Bit-Zahl merkt.)


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Juni 6, 2005, 19:26:18
Was ich mit Text lesen meinte, ist der Teil, den ich im code-Block gepastet hab, nämlich dass Vee zwischen -4,5 und -16,5V liegen darf, also -12V auch ok ist.
Ein selbstbau einer solchen Ansteuerlogik ließe sich durchaus machen, man müsste ein Schieberegister mit Latch (z. B. 74xx164) nehmen, dass man seriell mit den Daten füllt, und noch einen Multiplexer dahinterhängen. Jedoch hast du dann das Problem dass die Spannnung am gerade abgeschalteten Ausgang möglichst komstant bleiben soll, ließe sich mit einem guten Kondensator (geringe Selbstentladung) und einem FET-Operationsverstärker als Impedanzwandler ganz gut lösen (da sollte der Verlust in einer Sekunde sehr gering sein).


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 10, 2005, 22:12:09
Nach weiterer Forschung (toller Begriff  ;D ) komme ich zu folgendem Vorschlag: Mit zwei Latches (74HC 573) und zwei D/A-Wandlern (DAC 0808 LCN) müsste es möglich sein, zwei Spannungen in 64 Unterteilungen zu regeln. Siehe Bild im Anhang.

Also die ersten 6 Leitungen des LPT stelle ich beiden Latches zur Verfügung. Die 7. und 8. Leitung werden gesetzt, um zu bestimmen, welcher DAC gerade geregelt werden soll. Laut meinen Kenntnissen müsste der Latch die Daten bis zur erneuten Überschreibung beibehalten. Als Spannungsversorgung reichen 5V.

Die DACs werden wie schon in meinem vorletzten Post beschrieben verschaltet, also zusätzlich mit dem Kondensator und den beiden 5k-Widerständen.

Folgende Fragen zu dem gesamten Vorhaben:
- Funktioniert das prinzipiell?
- Im Datenblatt des Latch steht "LOWPOWER DISSIPATION ICC = 4 µA (MAX.) AT TA = 25 °C". Muss ich mir wegen der 4 µA Gedanken machen? Was ist das?
- Wie funktioniert denn jetzt die Spannungsversorgung des DAC? Der Vcc muss zwischen 4,5 und 5,5 V liegen, also kommen da 5 Volt dran. Aber Vee muss zwischen -4,5 und -16,5 V liegen. Wie lege ich denn -12V an?
- Meine Ausgangsspannung regelt zwischen 0V und der an Vref angelegten Spannung? (Natürlich nur bis zu einem Viertel davon, da ich ja nur 6 Bit in den Wandler gebe). Und warum ist da der 5kOhm Widerstand?
- Kann ich mir die OpAmps hinten sparen? Es sollen ja nur die analogen Voltmeter angeschlossen werden (Foto auf erster Seite des Threads). Diese sollten kaum Strom fließen lassen. Oder müssen die OpAmps trotzdem da hin?

Danke für eure Mitarbeit!
gez. Movergan [gelöscht durch Administrator]


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: b0nze am Juni 11, 2005, 07:09:45
Ich hab ja selbst nie den LPT angesteuert... aber da gibts ja ein Steuerregister. Das könnteste sicher dazu verwenden, noch 1ne Leitung herzuholen.
Wenn du dann die EINE Leitung an den einen Latch-Enable einsteckst und dann über einen Inverter auf das Enable vom andren, dann ist je nach Zustand immer nur einer aktiv.

Die Ausgänge vom Latch musst du dann natürlich so anhängen, dass D0(,D1) frei bleibt und D7(,D6) auf jedenfall angeschlossen ist.

b0nze


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 11, 2005, 09:29:36
Von den Leitungen her ist das schon ok. Das ganze soll so billig wie möglich sein und 2x 6Bit sind für diese Anwendung ok.
Zitat:
Die Ausgänge vom Latch musst du dann natürlich so anhängen, dass D0(,D1) frei bleibt und D7(,D6) auf jedenfall angeschlossen ist.

Was meinst du damit?

Wie siehts mit meinen Fragen aus? Hat jemand Ahnung?


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: b0nze am Juni 11, 2005, 09:49:31
Zitat:
- Funktioniert das prinzipiell?

Ja.
Zitat:
- Im Datenblatt des Latch steht "LOWPOWER DISSIPATION ICC = 4 µA (MAX.) AT TA = 25 °C". Muss ich mir wegen der 4 µA Gedanken machen? Was ist das?

Das ist einfach Verlust.. sehr gering, interessiert dich nich.
Zitat:
- Wie funktioniert denn jetzt die Spannungsversorgung des DAC? Der Vcc muss zwischen 4,5 und 5,5 V liegen, also kommen da 5 Volt dran. Aber Vee muss zwischen -4,5 und -16,5 V liegen. Wie lege ich denn -12V an?

Da hab ich jetzt auch keinen genauen Plan, aber das Datenblatt wird nicht lügen. Haste dir alle DACs angeschaut? Vielleicht reicht einem ja 0V als VEE
Zitat:
- Meine Ausgangsspannung regelt zwischen 0V und der an Vref angelegten Spannung? (Natürlich nur bis zu einem Viertel davon, da ich ja nur 6 Bit in den Wandler gebe). Und warum ist da der 5kOhm Widerstand?

Und Genau wegen diesem 4tel sollst du die unteren 2 Leitungen (D0,D1) frei lassen. Wenn du das so machst, regelst du von 0-VREF mit 4xso großen Schritten. Anders regelst du von 0-VREF/4 in einfachen Schritten. Du multiplizierst bei meiner Lösung alles mal 4. Kommt nacher draufan, wieviel das Anzeigeding für Vollausschlag braucht, wahrscheinlich musste das Ding eh runterteilen.
Zitat:
- Kann ich mir die OpAmps hinten sparen? Es sollen ja nur die analogen Voltmeter angeschlossen werden (Foto auf erster Seite des Threads). Diese sollten kaum Strom fließen lassen. Oder müssen die OpAmps trotzdem da hin?

Kommt echt auf den Strom an. Schau im Datenblatt, was der DAC liefern kann und schau, wieviel das Messgerät zieht. Wenn das OK ist, dann kein AMP.
Wenn du nacher aber die Spannung runterteilen musst, sollteste nen OPAMP als "Impedanzwandler" (von hochohmig auf niederohmig) benutzen, weil sonst die Spannung am Spannungsteiler verfälscht wird.

b0nze


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: OlafSt am Juni 11, 2005, 09:53:07
Die negative Spannung müßtest Du dir entweder vom ATX-Netzteil holen oder selbst aus den 5V generieren. Ich persönlich würde ein paar Cent mehr ausgeben und einen DAC suchen, der ohne neg. Spannung auskommt.

b0nze's Idee ermöglicht Dir, die vollen 8 Bit des PIO für den DAC zu verwenden. Am PIO gibt es nämlich neben den 8 Datenleitungen noch 4 Steuerleitungen, von denen drei effektiv benutzbar sind.

Du hast nun die Wahl: Du kannst zwei Steuerleitungen nehmen (je eine pro Latch) oder halt nur eine Steuerleitung, die einmal direkt an Latch1 geht, dann über einen Inverter an Latch2. Fakt ist, du hast volle 8 Bit zum DAC'en.

Zu den 4µA: Eine LED zieht 20mA, das ist 5000x mehr als die 4µA. Soviel zum Thema Sorgen machen  ;D

Ansonsten schließe ich mich b0nze an.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 11, 2005, 10:09:49
@b0nze:
Ich werde mich mal nach einem anderen DAC umsehen. Es geht nicht darum ein paar Cent zu sparen, also kein Thema. Ich wollte nur das ganze Projekt günstig halten und kein Geld für (in diesem Fall) überflüssigen Perfektionismus investieren.
Die Anzeigen brauchen eine Spannung < 1V für Vollausschlag. Daher muss ich auf jeden Fall einen Spannungsteiler bauen. Also dann wohl mit OpAmp.
Ich hab kein Netzteil, das so kleine Spannungen ausgibt. Daher ist Umax der Voltmeter später mit einem Poti zu bestimmen. Bei einem normalen Akku 1,2V geht die Anzeige weit über ihren Bereich hinaus, also schlägt kräftig rechts an den Anschlag.

@OlafSt:
bOnze sagt doch, dass die 4 µA Verluststrom sind. Außerdem gehören die zum Latch und ich würde den Strom aber aus dem DAC ziehen. Dann kommt noch dazu, dass ich ja gar keine LEDs anschließen will  ;)
Was die Steuerleitungen angeht habe ich noch das Problem, dass ich nicht weiß, wie ich diese per Software ansteuern soll. Aber das beeinflusst ja nicht wirklich meine Bestellung der Bauteile und daher kann ich das dann noch auf einem Steckbrett experimentieren. Wenn das funktioniert ist es natürlich noch eine gute Verfeinerung der Einteilung der Anzeigen.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: OlafSt am Juni 11, 2005, 11:15:48
Da fällt mir gerade etwas ein: Wenn das Drehspulinstrumente sind - die haben nahezu alle bei 200mV Spannung bereits Vollausschlag. Der Innenwiderstand dieser Instrumente liegt idR bei 400 Ohm - beide Angaben sind wichtig für den Spannungsteiler.

Bei Dreheisen-Instrumenten weiß ich es nicht, hatte so'n Ding noch nie in den Fingern.

Das mit den LED diente ja auch nur als Vergleich und als Hinweis, das die 4µA wirklich keine Rolle spielen  :knuddel:

Über die Ansteuerung des PIO unterhalten wir uns, wenn die Hardware steht. Ich hab da mal n Programm geschrieben, verfüge also über ein ganz bissel Erfahrung... ;) ;D


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: b0nze am Juni 11, 2005, 11:36:10
Wenn ich mich da noch an die Elektrizitätslehre von letztem Jahr erinnere könnte man den Spannungsteiler weglassen.

400 / 400+R1  =  0,2V / 5V
400+R1 / 400  = 5V / 0,2V
400+R1            = (5V * 400) / 0,2V
R1                    = (5V * 400) / 0,2V  - 400
R1                    = 9600 Ohm

Bei 400 Ohm müsstest du also 9k6 Widerstand vorschalten und hättest bei 5V Vollausschlag DAC 0,2V Vollausschlag Analogmessgerät... wenns stimmt.

b0nze


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 11, 2005, 11:46:00
@OlafSt: Danke für deine Hilfe. Werde die Sachen bei Reichelt bestellen und spätestens Ende der kommenden Woche haben. Dann wird erstmal auf der Steckplatine herumprobiert, erstmal nur mir einem DA (da kann man nicht so viel kaputt machen  :D). Dann "steht" ja die Hardware und es kann losgehen mit Softwareexperimenten. Hab das noch nie gemacht, aber ne ungefähre Vorstellung. Fürs erste würde ich mit VB loslegen, weil die Ansteuerung des LPT soweit ich weiß recht einfach ist. Wenn dann was entgültiges steht, kann ich das irgendwie vielleicht auch noch in C umsetzen.

@b0nze: Obs nun der Widerstand oder ein anderer ist, werde ich einfach mit einem Poti ermitteln. Ich gehe sogar davon aus, dass die beiden Anzeigen unterschiedlich reagieren. Die sind schon etwas älter und die Spiralfeder könnte auch etwas ausgeleiert sein. Also muss man den Widerstand anpassen. Hab aber noch so einiges da, also kann ich dann probieren. Ein Spannungsteiler ist eigentlich nicht nötig, weil das Voltmeter ja auch irgendwo ein ohmscher Verbraucher ist, auch wenn der Strom sehr klein sein dürfte.

Sollte es sich wirklich um 200mV für den Vollausschlag handeln, dann kann ich auch die letzten 6 Bit des DAC belegen und eine Referenzspannung von 5V anlegen. Dann brauche ich nicht so große Widerstände, weil dann schonmal nur maximal 5/4 V aus dem DAC kommen können.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: OlafSt am Juni 11, 2005, 11:59:17
Zitat von: Movergan $txt[176] Juni 11, 2005, 11:46:00
Fürs erste würde ich mit VB loslegen, weil die Ansteuerung des LPT soweit ich weiß recht einfach ist. Wenn dann was entgültiges steht, kann ich das irgendwie vielleicht auch noch in C umsetzen.


Die Ansteuerung des LPT ist alles, nur nicht einfach. Verwechsel das nicht mit der seriellen, wo man sich aufs WinAPI verlassen kann. Beim PIO ist absolut alles Handarbeit - keine Komponenten, keine OCX, kein WinAPI. Nur der Port und Du.

Mach es gleich in C und lerne zuvor, wie man eine DLL einbindet und anspricht - ohne dieses Rüstzeugs brauchen wir gar nicht anfangen.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: b0nze am Juni 11, 2005, 12:45:06
Ach, das wäre ja wohl schön, wenns
Zitat:
Nur der Port und Du
wären.
OUT 888, 255 (jaja, irgendwas mit in dx den Port und in ax die Daten ;D).

Mit Olafs Hilfe bekommst du das hin (gell Olaf).

@Topic
Mein letzter Vorschlag war kein Spannungsteiler, das war nen Vorwiderstand. Nagut, das ist nen Spannungsteiler ;) jedoch ist das Instrument der 2te Widerstand...

Aber ich glaube, jetzt kannste erstmal selbst rumtesten und werkeln. Pass aber auf..==> :uffsbrett:

b0nze


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 13, 2005, 14:25:22
jetzt brauch ich nochmal kurz eure Hilfe wegen der Auswahl eines geeigneten DACs.

Der ursprünglich gedachte "DAC 0808 LCN" ist ja nicht so richtig zu gebrauchen, weil er ein VEE=-12V benötigt und gleichzeitig ein VCC=5V. Solche Potentialdifferenzen haben wir nicht im PC und daher wäre größerer Aufwand zu betreiben. Die Auswahl eines anderen DACs ist daher geschickter.

Folgende zwei DACs:
"TDA 8702": Kann ich den verwenden? Meiner Erkenntnis nach lege ich auf VCCA und VCCD jeweils 5 Volt und lege DGND und AGND auf Ground. Mit einem vorgeschalteten Latch und 2x diesem Bauteil müsste ich doch meine Aufgabe bewältigen können, oder?

"DAC 0832 LCN": Wird laut Datenblatt mit bis zu 17V betrieben, aber mit 12V müsste es auch funzen. Als VREF müsste ich 5V verwenden können. Seh ich das richtig, dass dieser DAC schon einen internen OpAmp hat? Oder muss ich trotzdem noch einen dahinter schalten?

Welchen OpAmp nehme ich allgemein?
Alle angegebenen Typennamen sind direkt die Reichelt-Bestellnummern.
Vielen Dank an euch!


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: b0nze am Juni 13, 2005, 16:12:34
Also letzterer sieht nach dem Datenblatt gut aus, den andren würd ich nich nehmen.. der hat nen komischen Output... Peak-to-Peak 1,8-0,8V.. halt Video.

Ich hab bei dem im Datenblatt nichts gefunden, wie der Ausgangswiderstand ist. Solltest deswegen wohl eher nen OPV dahinter schalten mit der Verstärkung 1. Spannungsfolger.
Davor mit dem Poti das ganze runterteilen, dann ist nämlich auch das Problem mit der Hochohmigkeit des Spannungsteilers gelöst.

Als OPV muss sicher einer mit Rail-to-Rail herhalten.
Vielleicht LM 324... andre kenn ich nicht...

b0nze


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Juni 14, 2005, 14:18:47
Der letztere sieht ganz vernünftig aus, vor allem hat der einen /CS-Eingang (CS=ChipSelect), damit kannst du mehrere Chips an einen Datenbus hängen und sparst dir das latch, sondern musst halt einfach nur jeden Chip einzeln aktivieren wenn er seine Daten bekommen soll (du hast ja noch 3 Steuerleitungen zur Verfügung).
Als OPV, der auch nahe 0V mit asymetrischer Spannungsversorgung (also ohne negative Spannung) noch gut arbeitet bietet sich der TLC27x an (x=1,2,4; Anzahl der OPVs pro Gehäuse), man sollte ihm evtl 12V geben wenn die Signale bis auf 5V hochgehen.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 14, 2005, 20:17:35
danke für eure Tipps. Hab jetzt mal von allen Vorschlägen ein paar Artikel in den Warenkorb gepackt. OpAmps und so kann man sowieso immer brauchen. Die Bestellung kann aber noch nicht abgeschickt werden, weil ich noch auf was anderes warte. Werde die Sachen dann doch erst nächste Woche bekommen. Dann kann ich auch mit praktischen Tests anfangen.
Software steht atm auch noch nicht. Muss mir da noch ein paar Sachen durchlesen. Momentan fehlt mir etwas die Zeit dazu, aber generell bin ich frohen Mutes.  ;D


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 27, 2005, 22:06:01
Also ich hab jetzt mal einige Bauteile bestellt und erhalten und zwar jeweils in etwas größerer Anzahl als benötigt. Dadurch machen kleine unfreiwillige Zerstörungen nicht gleich eine neue Bestellung erforderlich.

Jetzt hab ich noch eine Frage, bevor ich loslegen kann, auf dem Steckbrett Schaltungen auszuprobieren.
Ich fürchte nämlich, mir fehlt da noch eine kleine Grundkenntnis:
Hab da mal gehört, dass man vor den Bauteilen wie DACs, Latches, OpAmps usw. Widerstände zur Strombegrenzung braucht. Nachvollziehen kann ich noch nicht, warum ein Widerstand den Strom begrenzen soll. Sagt man nicht, in einer Reihenschaltung ist der Strom überall gleich? Und zwar so groß, wie der Verbraucher sich nimmt? Ok, Widerstände sind auch Verbraucher. Aber ich weiß jetzt jedenfalls nicht, ob ich solche Vorwiderstände brauche und wie ich die berechnen kann.  ???
Und was bedeutet jetzt eigentlich hochohmig und niederohmig?

Besser, ich weiß bescheid, bevor ich mir hier die feinen Bauteilchen abrauchen lasse.

gez. Movergan


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Juni 28, 2005, 14:11:55
Vor ein IC in die Versorgung einen Widerstand zu hängen, ist Unsinn.
Ausnahme: Man hängt ein RC-Glied davor, um hochfrequente Störungen rauszufiltern, aber dann brauchts auch einen Kondensator, nicht bloß einen Widerstand.

Was du jedoch machen solltest, ist jedem schnellen IC einen 100nF Keramikkondensator zwischen VCC und GND schalten, damit plötzliche Leistungsspitzen (umschalten des Ausgangs) lokal gepuffert werden (wird aber auch erst ab ein paar kHz interessant).


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juni 29, 2005, 22:19:50
naja, ich werde wohl nichts im kHz-Bereich takten. Also kann ich die Bauteile direkt verbinden, auch mit dem LPT und auch mit der Spannungsversorgung.
Na ich bin mal gespannt, was das wird.
Leider kann ich momentan nicht weiter "forschen", weil ich in den kommenden beiden Wochen Klausuren habe. Aber sobald ich Resultate oder weitere Fragen habe, werdet ihr davon erfahren.
Danke nochmal an alle Beteiligten!
gez. Movergan


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juli 28, 2005, 15:04:52
So, es geht weiter hier. Ich bin gerade dabei die Schaltung auf einem Steckbrett aufzubauen. Hab da noch eine Frage: Bei der Beschaltung des DACs (DAC 0832 LCN) muss ich einzelne Pins fest auf Low oder High legen. Wie mache ich das in der Praxis? Kann ich sagen
- Low entspricht GND
- High entspricht 5V oder 12V oder allgemein Vcc?

Hier ist das Datenblatt: http://www.reichelt.de/inhalt.html?ACTION=7;LASTACTION=6;SORT=artikel.artnr;GRUPPE=A213;WG=0;SUCHE=DAC%200832%20LCN;ARTIKEL=DAC%25200832%2520LCN;START=0;END=16;STATIC=0;FC=669;PROVID=0;TITEL=0;DATASHEETSEARCH=DAC%200832%20LCN;FOLDER=A200;FILE=DAC0832LCN%2523NSC.pdf;DOWNLOADTYP=1;DATASHEETAUTO=;OPEN=1

Kann ich wie unter Punkt 1.2 "Single-Buffered Operation" beschrieben mit dem Anschließen vorgehen? Oder muss ich eine andere Beschaltung wählen.
Demnach müssten CS, WR2, XFER (Bezeichnungen jeweils mit Überstreichung) auf Ground, ILE auf high und WR1 auf meinen Clock, den ich auch ans Latch lege.
Laut "Note4" kommen Iout1 und Iout2 auch auf Ground? Und was mache ich mir dem Anschluss Rfb? Wo greife ich die analoge Ausgangsspannung ab?

Ihr seht, da fehlt mir noch einiges an Wissen. Danke für alle Antworten!


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Juli 28, 2005, 16:04:25
Wenn du dir im Datenblatt Digital Input Voltages anschaust (im Abschnitt Digital and DC Characteristics), so siehst du dort welche Spannungen als High und als Low ausgewertet werden (aufgeschlüsselt für die verschiedenen Suffix-Versionen, für dich wäre dann <0,8V low, >2V high).
Deine Pinbelegung scheint korrekt, jedoch darf Iout1 und Iout2 nicht auf GND, sondern muss wie z. B. auf dem ersten Schaltplan (typical application) zu sehen, an die beiden Eingänge eines Operationsverstärkers, und von dessen Ausgang muss eine Verbindung zu Rfb bestehen, am Ausgang des OPV liegt dann die analoge Ausgangsspannung an.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juli 28, 2005, 16:20:53
aso, aber Iout2 liegt dort zusätzlich auf Ground.
Danke dir, ich probier mal weiter. Wird schon abrauchen  ;D


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juli 29, 2005, 10:59:09
Sorry, für meine Doppelposts, aber ich hab wieder eine Frage.

Hab also die Schaltung zusammen gesteckt und erstmal geht gar nichts. Der Opamp hinten dran steht immer auf high, also hat eine hohe Spannung am Ausgang. Dem wollte ich dann auf den Grund gehen und hab dann mit einem Multimeter die Datenleitungen des LPT gegen Masse gemessen. Die Spannung dort beträgt immer 3,25 Volt, egal ob ich per Software auf low oder high schalte. Also greift entweder meine Software noch nicht oder ich hab ein anderes Problem.

Die Frage ist jetzt aber, ob ich überhaupt richtig messe. Mit einer Leitung des Multimeter gehe ich halt an die Datenleitung und mit der anderen auf Masse, die aber von einem externen Netzteil kommt, mit dem ich die Schaltung momentan experimentell versorge. Das Netzteil stellt gleichzeitig 5V und 12V zur Verfügung, so dass ich nicht mein teures PC-Netzteil für die Experimente nehmen muss. Aber wenn man jetzt bis zur Steckdose blickt, sind die Masseleitungen doch eigentlich die gleichen, oder?

Also messe ich Mist oder hab ich die Software falsch programmiert? Hab dann auch noch fertige Software ausprobiert, mit der aber alles gleich ist.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Juli 29, 2005, 11:22:12
Du misst wahrscheinlich Mist, du musst bei solchen Schaltungen immer die Schaltungsmasse und die PC-Masse verbinden, sonst kann man allerlei lustige Effekte erleben...
Im Prinzip sollten zwar beide Netzteile über den Schutzleiter die gleiche Masse haben, aber es kann ja auch sein dass eines der beiden potentialfrei ist (dein kleines Netzteil wird es wahrscheinlich sein).


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juli 29, 2005, 11:43:02
Mein "kleines" Netzteil ist ein uraltes modifiziertes AT-Netzteil, welches wesentlich größer als das in meinem PC ist, also die Baugröße meine ich. Jedenfalls sollte es als ehemaliges PC-Netzteil auch ein Potential haben.

Was auch immer... Welche Masse soll ich denn verwenden? Die neben der 5V oder der 12V Leitung? Sind die eigentlich gleich? Wenn ja, warum gibt es dann zwei Masseleitungen?

Die Frage ist jetzt generell. Ich versorge meine Schaltung mit 5V und 12V. Welche Masse soll ich verwenden? Alles auf irgendeine oder soll ich das schön trennen nach 12V und 5V Verbrauchern?


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TechnikMaster am Juli 29, 2005, 11:56:09
Kannst eigentlich alles auf eine der Masseleitungen legen, spätestens direkt nach der Ankunft im Netzteil landet das ganze eh wieder an der selben Kontaktfläche. Zwei Leitungen werden lediglich wegen der max. Belastbarkeit verwendet (es muss ja auch alles wieder "zurück", was durch die 12V und 5V-Leitung "hin"gekommen ist).


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juli 29, 2005, 14:37:41
Danke für deine anschauliche Erklärung.

Momentan sieht es so aus, dass die Software funktioniert und ich an jeder Datenleitung 3,3 Volt für High und 0,1 Volt für Low habe.

Den Latch habe ich jetzt erstmal weggelassen, da der erst für den Betrieb mit zwei Anzeigen erforderlich wird und ich weitere Fehlerquellen erstmal rausnehmen wollte. Jetzt gehe ich also mit den Datenleitungen auf den DAC und dahinter ist dann noch der Opamp geschaltet. Ich bekomme aber nicht wirklich sinnvolle Spannungsveränderungen am Ausgang.

Wie im unten angehängten Bild habe ich alles verschaltet. Mein Voltmeter zeigt zwar kleine Ausschäge, allerdings stehen die irgendwie nicht im Zusammenhang mit den Ausgaben am LPT. Mit dem Programm codiere ich die Zahlen von 0 bis 255 binär und sende sie. Das funktioniert auch, denn das kann ich mit dem Multimeter nachmessen. Die analoge Anzeige springt aber hin und her, wenn ich die ausgegebene Zahl in einer Schleife langsam hochzählen lasse. Bei 140 ist die Anzeige z.B. auf einem kleinen Wert, bei 160 auf einem großen und bei 170 wieder auf einem kleineren. Also das sind jetzt geratene Werte, aber so sieht es etwa aus. Ich habe auch geprüft, dass ich die Leitungen nicht versehentlich in falscher Reihenfolge angeschlossen habe (LSB:=MSB, MSB:=LSB). Insgesamt vermute ich aber, dass es sich noch nicht um gewollte kontrollierte Ausgaben handelt, sondern nur irgendwelche Reaktionen für diese Ausschläge sorgen.

Hier mal ein kurzer Ausschnitt der ausgegebenen Werte und den Spannungen, die ich dann zwischen Iout1 und GND messen kann:
0=1,94V
1=1,92V
2=1,92V
... alle Werte dazwischen regeln auf 1,92V
14=1,92V
15=1,92V
16=2,01V
17=1,92V
18=1,92V
... alle Werte dazwischen regeln auf 1,92V
24=2,04V
25=1,92V
26=1,92V
27=1,92V
28=2,06V
29=1,93V
30=2,07V
31=2,10V
32=2,56V
33=2,15V
34=2,17V
Nur mal zur Verdeutlichung. Das zieht sich weiter so hin, bis bei 255=6,26V. Dazwischen liegt teilweise 10 Werte lang immer die gleiche Spannung an und hin und wieder gibt es Spannungsspitzen, wie auch schon in der Liste oben. Allgemein finden von Wert zu Wert immer kleine Sprünge nach oben oder unten statt. Bei einer Interpolation lässt sich aber die Kurve erkennen. Das ist alles reproduzierbar nach eine PC-Neustart oder kurzem Abschalten der Versorgungsspannungen.

Auffällig ist auch, dass ich die Anzeige nicht auf 0 bekomme. Ich habe ermittelt, dass sie Spannungen zwischen 0 und 0,300 Volt anzeigen kann, aber meine Schaltung bringt keine kleineren Werte, als etwa bis zu einem Drittel davon, also 0,1V. Die obere Grenze kann ich ja mit dem Poti einstellen.

Wenn ich die Spannungen wegnehme, also per Schalter trenne, zeigt meine analoge Anzeige immer noch einen Ausschlag. Die Spannung kommt also über den LPT. Warum kommt die aber durch den DAC und den OpAmp durch? Beide werden doch nicht mehr mit Spannung (Vcc) versorgt.

Was könnte ich insgesamt falsch gemacht haben?

Movergan

Datenblatt vom DAC: http://www.reichelt.de/inhalt.html?ACTION=7;LASTACTION=6;SORT=artikel.artnr;GRUPPE=A213;WG=0;SUCHE=DAC%200832%20LCN;ARTIKEL=DAC%25200832%2520LCN;START=0;END=16;STATIC=0;FC=669;PROVID=0;TITEL=0;DATASHEETSEARCH=DAC%200832%20LCN;FOLDER=A200;FILE=DAC0832LCN%2523NSC.pdf;DOWNLOADTYP=1;DATASHEETAUTO=;OPEN=1


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Juli 29, 2005, 21:47:51
Also sicher ist wohl schonmal, dass du niemals auf 0V kommen wirst, da der Opamp ja selbst nur mit 12V/0V versorgt wird, und nicht seine eigenen Versorgungsspannungen ausgeben kann (hat ja auch nen Drop an den Ausgangstransistoren).
Außerdem steht bei der Beschreibung der Pins, dass an Vref nix größeres als 10V dran darf.
Dann stellt sich noch die interessante Frage, was für einen Opamp du verwendet hast, du solltest vielleicht mal 2.3 Opamp Considerations lesen, ein µa741 oder so ist nicht gut...
TL061/71/81 wäre schon besser, da FET-Eingänge und Offset-Korrektur-Pins, wenn du den dann auch noch mit einer negativen Spannung versorgst (also z. B. zwischen -12V und +12V hängst) und Vref z. B. mal auf 5V setzt könnte was gehen.

Sollte LPT nicht eigentlich 5V schaffen?


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juli 29, 2005, 22:08:35
Also ich hab natürlich genau den µa741 verwendet. Dumm gelaufen, auch wenn ich das jetzt nicht verstehe. Alternativ hätte ich noch einen LM324 (LM 324 DIL) und einen TLC272 (TLC 272 DIP) da. Ist einer davon besser? Versteh den Abschnitt 2.3 nämlich nicht wirklich.
Aber Offset-Pins hat der µa741 auch.
Zitat:
Also sicher ist wohl schonmal, dass du niemals auf 0V kommen wirst, da der Opamp ja selbst nur mit 12V/0V versorgt wird

Versteh ich nich. Liegt das am µa741 oder ist das generell? Ich kann wegen des Drops nicht auf 12V kommen, aber warum denn nicht auf 0V?
Zitat:
(also z. B. zwischen -12V und +12V hängst)

Öhm, wo soll ich denn ohne größeren Aufwand eine Potentialdifferenz von 24V hernehmen? Da muss ich ja was hochtransformieren oder so.
Zitat:
Vref z. B. mal auf 5V setzt

Hatte ich vorher auch immer, bis auf die letzten Versuche. Einen Unterschied habe ich nicht bemerkt. Kann aber sein, dass meine Messwerte aus dem letzten Post dann anders ausfallen.
Zitat:
Sollte LPT nicht eigentlich 5V schaffen?

Ich hatte das Multimeter auch mal am LPT direkt angeschlossen. Bei high liegt die Spannung bei 3,3 Volt, was ich aber jetzt auch erwartet hätte. USB hat 5V. Jedenfalls hab ich mal gebootet und kurz nach dem Einschalten lag die Spannung für einige Sek. bei 4,6V, fiel dann auf 0,1V ab und während des Windows-ladens ging sie wieder auf 3,3V.

Also die wichtigste Frage ist jetzt, welchen OpAmp?


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: TzA am Juli 29, 2005, 23:42:43
Der uA741 ist mit gewöhnlichen bipolaen Transistoren aufgebaut, demnach sitzt vom Ausgang nach V- noch ein Transitor dazwischen, ebenso vom Ausgang nach V+, die "mischen" dann das Ausgangssignal zusammen. An jedem dieser Transistoren fallen ca. 0,7V Drop ab (in der Realität sind es wohl 2 Transis, man kommt so auf ca. 1,4V runter).
Außerdem ist die Eingangsstufe des uA741 auch mit bipolaren Transistoren aufgebaut, und diese brauchen einen relativ großen Basis-Strom, damit sich was wesentliches tut (bzw haben einen geringen Widerstand, d. h. es fließt viel Strom in den OPV). Beim TL071 sind zumindest die Eingänge (bei den Ausgängen weiß ich es nicht) mit FETs aufgebaut, und diese brauchen ja im Prinzip keinerlei Strom zur Ansteuerung (in der Realität fließt ein kleiner Strom, der Eingangswiderstand liegt jedoch im 1-10 MOhm-Bereich). Der Ausgang des DACs wird ungeneu, wenn die I-Ausgänge zu stark belastet werden (so steht das in diesem Abschnitt, man darf sich das wohl wie einen belasteten Spannungsteiler vorstellen), deswegen heißt es dort dass man einen OPV mit FET-Eingang verwenden soll.
Zitat von: Datenblatt
BI-FET™ op amps are highly recommended for use
with these DACs because of their very low input current.


Konkret solltest du also den TLC272 nehmen, das ist sogar noch ein OPV, dessen Ausgang bis auf einige 10mV auf GND runterkommt, wenn man V+ an GND anschließt, sodass du dort auch ohne negative Spannung halbwegs vernünftige Ergebnisse bekommen könntest. Da das jedoch ein Dual-OPV ist, gibt es leider keine Einstellmöglichkeit für den Offset (TLC271 könnte einen haben). Es kann also sein, dass das Signal stets einige mV falsch ist.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am Juli 30, 2005, 11:55:31
Ich hab jetzt den TLC272 eingesetzt und die Vref vom DAC auf 5V gesetzt.

Die Spannung zwischen Iout1 des DAC und GND liegt jetzt bei 0V für "00000000" und bei 2,18 Volt für "11111111". Dazwischen liegen die Spannungen zumindest interpoliert auf einer Kurve. Die tatsächlichen Werte sind leider grottig und für meine analoge Anzeige nicht wirklich geeignet, da von einem Byte zum nächsten die Spannung mal 100mV steigt, dann mal wieder fällt... Die Werte liegen eher in einem Bereich zwischen zwei "parallelen" Kurven, die etwa 100mV übereinander verschoben sind.

Der Ausgang des OpAmp (TLC272) schwankt zwischen 0,3mV und 9,9mV für das kleinste und größte Byte. Diese Spannungen sind doch jetzt viel zu klein, damit kann ich ja nichts machen. Für meine Anzeige brauche ich halt mindestens 300mV.
Den OpAmp hab ich mit 12V versorgt.


Titel: Re: analoge Spannung per USB regeln
Beitrag von: Movergan am August 4, 2005, 01:59:57
also ich komm irgendwie nicht weiter. Der vorgeschlagene TLC272 macht irgendwie nur Mist und ich bewirke in der Konstellation mit so ziemlich allem im nahen Umfeld eine Spannungsschwankung am Ausgang. Ich brauch nur mit meiner Hand in die Nähe der Schaltung kommen ohne sie zu berühren und schon wandert die Nadel über die halbe Anzeige. Wie gesagt ist auch die Spannung zu klein, die ich da maximal rausholen kann.

Jetzt hab ich mich erstmal daran gemacht das Latch (74HC 573) zu verstehen. (Welches Geschlecht hat der/die/das Latch?) Das Latch ist im Prinzip ganz simpel, ich hab einfach nur an einem digitalen Eingang ein Data vom LPT angeschlossen und am Ausgang mein Multimeter. Mehr nich. Dann kann ich durch wackeln am LE (Latch Enable) festlegen, ob eben gelatcht wird oder ob die Eingänge direkt durchfließen. Das funzt prima, solange ich logisch 1 (also 5V) oder logisch 0 (GND) an diesen Pin lege. Bei 0 latcht das Latch  ;D . Jetzt will ich aber nachher mit einer Datenleitung das Latch umschalten. Nur das bekomme ich jetzt nich mehr hin. Die logische 1 (in dem Fall nur 3,3V vom LPT, scheint aber als high erkannt zu werden) lässt die Daten durchfließen. Wenn ich aber auf low gehe, entspricht das scheinbar nicht der Verbindung mit GND. Das Latch latcht dann nur 0en, aber 1en kann es nicht halten.
Also wenn eine 0 im Latch gelatcht ist und ich den LE auf low lege, dann kann ich den Eingang toggeln, ohne dass eine 1 übernommen wird. In dem Fall funzt das Latch. Aber wenn ich eine 1 gelatcht habe und den LE auf low lege, fällt die 1 auf 0 ab, sobald ich am Eingang wieder eine 0 anlege. Das passiert nicht, wenn ich statt LE auf low zu legen es direkt auf GND lege.
Es gibt also einen Unterschied zwischen low am LPT und GND. Bei low liegen immer noch 110mV am LPT an. Vielleicht ist das ein Problem.
Wie kann ich das lösen?


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