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Thema: analoge Spannung per USB regeln (Gelesen 40311 mal)
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TzA
Modder der Apokalypse
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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 WinAVR 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 der hier beschriebene 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.... 
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Movergan
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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).
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TzA
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Hinsichtlich C für µC:
Bei WinAVR sind Codebeispiele dabei, auf microcontroller.net gibt es ein Tutorial 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 dse-FAQ. 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.
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Falzo
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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.
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« Letzte Änderung: Mai 31, 2005, 18:46:14 von Falzo »
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t4uRuZ
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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
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Movergan
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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.
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Falzo
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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.
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b0nze
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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
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Movergan
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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]
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TzA
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VEE muss bei dem IC negativ sein, steht im Datenblatt (nicht nur die Bildchen angucken ):
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.
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b0nze
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Das war ja auch nur der allerbilligste DAC.. kannst ja selbst mal nen paar anschaun.
b0nze
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Movergan
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@TzA
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 
@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.)
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TzA
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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).
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Movergan
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Nach weiterer Forschung (toller Begriff  ) 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
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b0nze
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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
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