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Thema: Strom steuern

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Strom steuern

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    Hi,

    Ich möchte gerne den Strom durch einen Widerstand steuern. Der Widerstand ist genauergesagt ein (Flexinol-)Draht. Der Strom sollte im Bereich von 0mA bis 300mA gesteuert werden können.

    Die vorhandene Spannung beträgt 5V; Der Drahtwiderstand liegt im Bereich weniger Ohm (2-10).

    Wie kann ich den Strom steuern? Mir schweben da zwei Varianten vor:
    1.) Vorwiderstand. Ich baue einen Vorwiderstand ein, um den Strom schonmal zu begrenzen. Nun schalte ich einen Transistor per PWM, so dass sich die Spannung senkt und somit auch der Strom.
    Nachteil: Der Widerstand verbrät einiges an Leistung.

    2.) FET. Ich baue einen FET ein. Durch die angelegte (geglättete) "PWM-Spannung" begrenze ich den Strom.
    Nachteil: Ich habe noch nie mit FETs gearbeitet, kenne daher keine genauen Unterschiede, bzw. Typen die für diese Aufgabe besonders geeignet sind.

    Da die erste Variante (Vorwiderstand) auf Grund der Verlustleistung schon fast ausscheidet: Ist die zweite Variante (FET) sinnvoll und umsetzbar? Oder gibt es gar einfachere, bessere Varianten?

    Gruß, CowZ

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo CowZ,
    daß Du Leistung 'verbraten' mußt, ist keine Frage.
    Wie wäre es mit einer einstellbaren Konstantstrom-Quelle 0...300mA ?
    Die Leistung fällt dann am Transistor ab; den mußt Du etwas kühlen (max. 5V * 0,3A = 1,5W).
    MfG Karl-Heinz
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  3. #3
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hallo,

    wie wäre es mit ner Spannungsgestuerten Stromquelle. Hab ich mal in Elektronik gehabt. Ist ne Schalötung mit nem OP.

    Muss ich mal zu hause aus dem Hefter suchen. Oder du guckst hier unter Spannungs-Stromwandler:

    http://www.batronix.com/elektronik/k...-amp.shtml#05d

    cu arno
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Folgende Schaltung http://www.mikrocontroller.net/attac...tromquelle.jpg ist eine spannungsgesteuerte Konstant-Stromquelle für Ströme im Ampere-Bereich.
    MfG Karl-Heinz
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  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hi,
    danke für die Antworten

    Die spannungsgesteuerte Konstantstromquelle sieht sehr gut aus
    3 Fragen:

    1) Sehe ich das richtig, dass die Spannung (=5V) und der Strom konstant ist, egal wie groß der Lastwiderstand RL ist? (Der FET wirkt also als eine Art verstellbarer Vorwiderstand?)

    2) Welchen OpAmp und welchen FET sollte ich nehmen? Habe da leider absolut keine Ahnung und müsste mich durch tausende Datenblätter wühlen... (Bestellung bei Reichelt)

    3) an den Pluspol(?) vom OpAmp; kann ich da einfach eine Rechteckspannung anlegen, oder muss das geglättet werden?

    edit: 4) Wie kann ich in dieser Schaltung (gleichzeitig zur Stromregelung) den Widerstand des Drahtes (bzw. den Lastwiderstand messen)? (Mit einem ADC vom µC möglichst genau (0,1Ohm 3-10Ohm so in etwa))

    Gruß, CowZ

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo CowZ,
    1. Wenn am R1 bei maximalem Strom 5V abfallen und der Lastwiderstand so niederohmig ist, daß auch der maximale Strom fließen kann, dann ja.
    Ich würde die 5V per Widerstands-Teiler auf ca. 1V reduzieren und den R1 so auslegen, daß dort bei Maximal-Konstant-Strom 1V abfällt. Die Leistung für R1 beachten !
    2. FET = BUZ11 = Universal-FET für Alles und z.B. OpAmp = TLC272 RailToRail
    3. Der Pluspol vom OpAmp kommt an max. +15V; mehr verträgt der OpAmp nicht. Der Minuspol vom OpAmp kommt an GND; er wird also asymmetrisch versorgt.
    4. Du kannst den Spannungsabfall am R1 messen; U / R ergibt dann den Strom.
    Gleichzeitig kannst Du den Spannungsabfall am Lastwiderstand messen; den Strom kennst Du schon vom R1, dann ergibt sich der Widerstand aus Spannungsabfall / I
    MfG Karl-Heinz
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  7. #7
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    Darf ich fragen was du genau vorhast? Wäre es nicht möglich, den Draht direkt mit dem verstärkten PWM-Signal zu beheizen? Die Leistungen sind zwar nicht gerade groß und nen winziger Aufsteckkühler für den MosFET würde schon reichen, aber man muss ja nicht unnötig Leistung verheizen.

    MfG

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hi,

    ich habe vor:
    Ich habe einen Flexinoldraht. Dessen Temperatur möchte ich über die Temperatur steuern (also indirekt über den Strom).

    Ich habe nun noch eine Frage zu der Konstantstromquelle:
    Welchen Vorteil hat diese Methode gegenüber dem direkten Vorwiderstand?

    Gruß, CowZ

  9. #9
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    Dann könnte man den Draht auch mit PWM beheizen. Das Problem ist dann, dass der Widerstand sich (vermutlich) ändert und dadurch die Stromstärke im dem Moment wo Strom fließt nicht immer gleich ist.

    Wenn es dir nur drauf ankommt, dass der Draht mit regelbarer Leistung beheizt wird, dann kannst du PWM nehmen.
    Ansonsten ist eine Stromregelung nötig, wie sie oben vorgestellt wurde. Die Leistung ändert sich aber auch dann mit dem Widerstand des Drahtes, denn P = I²*R.

    MfG

  10. #10
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    Je nach Versorgungsspannung bist Du mit einem NPN Transistor besser dran als mit einem FET, da Ugs bei den meisten FETs bei ein paar Volt sein muss, damit Rdson gut zu steuern ist. Da sollte das Datenblatt die Entscheidung allerdings leicht machen.

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