Issues beim DC-Brick

[Uhlhorn]

Moin,

 

heute beschäftige ich mich mit dem DC-Brick und habe auf Anhieb folgende Probleme gefunden:

 

[*]Wenn ich einen Motor, wie es on der Dokumentation gezeigt wird, direkt anschließe, verliert der Brick ständig seine Verbindung zum Brick Viewer (2.4.2) und hängt sich teilweise sogar komplett auf. Möglicherweise muss man den Motor zusätzlich entstören, das muss ich mal austüfteln.

[*]Wenn ich ein Voltmeter anschließe, passiert bis 5000 gar nichts. Ähnlich ist es am oberen Ende, wo oberhalb 30.000 nichts mehr passiert.

[*]Wenn ich die Spannung langsam ansteigen lasse (Acceleration: 300), bewegt sich der Zeiger vom Voltmeter an mehreren Stellen ruckartig. Zwischen 22 und 23 Volt überspringt er sogar rund 1 Volt. Diese Macke kann man in beide Richtungen produzieren.

[*]Wenn ich die Spannung etwas schneller ansteigen lasse (Acceleration: 2000), bewegt sich der Zeiger erst gar nicht, dann sehr schnell, dann normal, am Ende wieder sehr schnell und mit Sprüngen dann wieder fast nicht. Er sollte aber gleichmäßig von 0 auf ca. 28 Volt laufen, was er nicht tut.

 

Aufbau:

• DC Brick
  
• Tinkerforge Netzteil für DC-Brick und Stepper Brick
  
• Motor oder Voltmeter
  

[Uhlhorn]

Weitere Probleme:

Um den Wert 28484 (15 kHz, 5000 Acceleration) habe ich einen stark wackelnden Zeiger auf meinem Voltmeter. Ich bekomme 21 Volt nicht sauber eingestellt.

 

Zwischen den Werten 28481 und 28482 springt das Voltmeter.

[Uhlhorn]

Hier ein Messdiagramm bei 15 kHz – bei niedriger Frequenz z.B. 50 Hz oder 100 Hz scheint es ziemlich linear zu sein. :-)

[borg]

Der DC Brick gibt ein PWM aus, wobei die "Velocity" die du einstellst dem Duty Cycle des PWMs entspricht. Wie der Motor auf ein spezifisches PWM reagiert hängt vom Motor ab. Die Frequenz wird so ausgegeben wie du sie einstellst (mit der Auflösung die der Microcontroller hat beim erstellen des PWMs).

[Uhlhorn]

Ja, okay, das verstehe ich ja. Trotzdem „springt“ der Motor immer um den Wert 28484 herum. Oder wenn ich eine Glühlampe verwende, flackert sie um diesen Wert herum immer.

 

Die Messungen mit dem Voltmeter habe ich unter der Last einer kleinen 24 V Glühlampe gemacht.

[borg]

Welche Einstellungen verwendest du dafür genau? Ich kann nachschauen ob da gerade an der Stelle ein "prescaler" umspringt oder ähnliches. Eigentlich sollte das aber nicht einen so großen Sprung machen das du es mit einer Glühlampe sehen können solltest.

[Uhlhorn]

Um die Werte 28481 und 28482 sehe ich diesen Sprung, so dass ein Motor ruckelt und eine Glühlampe flackert. Das ist bei Standardwerten, also 15 kHz. Die Acceleration ist, glaube ich, unerheblich. Natürlich muss sie so niedrig sein, dass man es sehen kann. ;-) Ich habe experimentiert mit Werten von 100, 300, 500, und Ähnliche.

 

Das Flackern war mir schon früher aufgefallen, hatte dem aber keine Beachtung geschenkt (dabei ist Genauigkeit ein wissenschaftliches Prinzip!). Erst als ich ein Einbauvoltmeter als Anzeige für einen Messwert verwenden wollte, bemerkte ich, dass der Zeiger bei der Standardeinstellung immer wieder ruckelt. Man schafft es nicht ihn gleichmäßig zu bewegen. Das brachte mich dazu, mir die Sache doch mal genauer anzusehen. Und ich brauche unbedingt ein gescheites Oszilloskop! ;-)

[borg]

Ich hab mir das genauer angeschaut. Das was du da siehst ist die "output constant-off time", siehe Seite 8 im Datenblatt: https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MC33926.pdf

 

Diese beträgt ~20us. Bei einer Frequenz von 15kHz bei einem Velocity-Wert von ~28000 hast du eine Off-Time von 20us. Das passt also genau.

 

Was du jetzt machen kannst ist die PWM Frequenz verringern. Bei einer PWM Frequenz von 1500Hz erreicht du die 20us erst bei einer Velocity von ~32000.

 

Das gleiche gilt natürlich symmetrisch auch für den 0-Bereich.

 

Ich hab mal zwei Videos gemacht:

* 15000Hz:

* 1500Hz:

 

Da kannst du gut sehen, dass bei der 15kHz Version die 20us "off-time" einen größeren Prozentanteil des Duty Cycle ausmacht.

[Uhlhorn]

Hmm, das verstehe ich nicht ganz. Du redest von diesen beiden Zuständen, oder? Die treten ja ganz am Anfang und ganz am Ende auf. Das ist dann vermutlich der Grund, warum es erst ab 5000 losgeht.

 

Aber es ist doch wohl nicht der Grund, warum ich zwischen den Werten 28481 und 28482 einen Sprung habe, oder?

 

Das würde meinen Punkt 2 erklären, meine ich.

[Uhlhorn]

Hmm, ich glaube, für meine Anzeige verwende ich doch lieber ein Analog Out Bricklet. :-)

 

Da das Bricklet die 12 V Hilfsspannung nicht leider selbst erzeugt, habe ich dazu eine Frage:

 

Ohne Hilfsspannung kann es wohl 0…5 Volt ausgeben, richtig?

 

Leider finde ich keine Drehspuhl-Einbauinstrumente für 5 Volt. Es gibt aber eines von Weigel, das PQ72K, das hat einen Bereich von 0 bis 20mA. Kann ich das auch verwenden? Das Analog-Bricklet bietet ja bis 24 mA.

[borg]

Das Analog Out Bricklet kann nur bis zu der Spannung ausgeben die eingespeist wird. Dabei kann zur Einspeisung auch die intern im System vorhandenen 5V nutzen.

 

Zum Video: Ich mache im Laufe der Woche wenn ich dazu komme nochmal ein Video wo ich den Trigger auf das Eingangs-PWM Signal auf einem anderen Kanal setze, dann kannst du genau sehen was mit der Waveform passiert und das Verhalten macht dann auch mehr Sinn.

[Uhlhorn]

Ich mache im Laufe der Woche wenn ich dazu komme nochmal ein Video wo ich den Trigger auf das Eingangs-PWM Signal auf einem anderen Kanal setze, dann kannst du genau sehen was mit der Waveform passiert und das Verhalten macht dann auch mehr Sinn.

Ah, danke sehr. :-)

 

Das Analog Out Bricklet kann nur bis zu der Spannung ausgeben die eingespeist wird. Dabei kann zur Einspeisung auch die intern im System vorhandenen 5V nutzen.

Das Bricklet könnte man erweitern, so dass es selbst die 10 Volt aus den 5 V mit Hilfe eines Stepp-Converters erzeugt. Das möchte ich mal als Feature Request für die nächste Version nennen. ;-)

 

Die Frage, die sich mir stellt, ist, welches Drehspulmessgerät muss ich denn einkaufen, damit ich mit den internen 5 Volt einen Vollausschlag hinbekomme? Denn Drehspulmessgeräte mit 5 Volt kann ich nirgends finden. Es gibt aber welche mit z.B. 20 mA, die also einen Strom und keine Spannung zeigen.

 

Eventuell muss ich noch einen Widerstand in Reihe schalten, um den gewünschten 0…100 % Ausschlag zu bekommen.

 

Aber Ihr habt bestimmt Erfahrung und könnt sofort sagen, welches analoge Einbaumessgerät ideal wäre. Für einen Hinweis wäre ich dankbar. :-)

[Malik]

Hallo Uhlhorn,

0-20 mA (bzw. 4-20 mA) Drehspul-Analoganzeigen funktionieren am Analog-Out-Bricklet ohne Hilfsspannung.

Habe ich gestern ausprobiert.

[Uhlhorn]

Prima, danke vielmals! :-) Dann werde ich mal ein paar Analog-out-Bricks bestellen.

[Uhlhorn]

Hallo Uhlhorn,

0-20 mA (bzw. 4-20 mA) Drehspul-Analoganzeigen funktionieren am Analog-Out-Bricklet ohne Hilfsspannung.

Habe ich gestern ausprobiert.

Ich habe das Analog-Bricklet jetzt vor mir. Entweder ist mein Messgerät kaputt oder man benötigt doch eine Hilfsspannung.

[borg]

Da Malik von 0-24mA gesprochen hat denke ich dass er das Industrial Analog Out meinte.

 

Die Analog Out Bricklet 2.0 und 3.0 können eine Spannung zwischen 0-12V ausgeben, allerdings maximal die Spannung die eingespeist wird.

 

Die Industrial Analog Out Bricklet 1.0 und 2.0 können sowohl einen Strom zwischen 0-24mA als auch eine Spannung zwischen 0-10V ausgeben. Zusätzlich gibt es zwei 12V Spannungsausgänge (zur Stromversorgung von Sensoren o.ä.). Dort muss keine Spannung eingespeist werden.

 

Hast du jetzt das Analog Out Bricklet oder das Industrial Analog Out Bricklet?

[Uhlhorn]

Hast du jetzt das Analog Out Bricklet oder das Industrial Analog Out Bricklet?

So wie Malik geschrieben hat das Analog-Out-Bricklet. Und nach meinem Verständnis bezieht sich die Stromangabe nur auf das Drehspulinstrument. Denn es ist ein Weigel PQ72K 4-20mA Schalttafel-Einbauinstrument.

 

0-20 mA (bzw. 4-20 mA) Drehspul-Analoganzeigen funktionieren am Analog-Out-Bricklet ohne Hilfsspannung.

[borg]

Das Weigel PQ72K misst ja den Strom und nicht die Spannung. Das kann vom Analog Out Bricklet nichts messen.

 

Ist aber kein Problem, schick uns die Analog Out Bricklets einfach zurück wenn du keine externe Spannung zum einspeisen hast, wir erstatten das natürlich. Das Industrial Analog Out kann definitiv eine Spannung zwischen 0V und 10V ausgeben ohne weitere externe Spannungseinspeisung.

[Uhlhorn]

Das Weigel PQ72K misst ja den Strom und nicht die Spannung. Das kann vom Analog Out Bricklet nichts messen.

Zu jeder Spannung gehört ein Strom, zu jedem Strom gehört eine Spannung. ;-)

 

Ist aber kein Problem, schick uns die Analog Out Bricklets einfach zurück wenn du keine externe Spannung zum einspeisen hast, wir erstatten das natürlich.

Das ist nicht nötig, ich werde das sicherlich auch irgendwann mal wo anders verwenden können. Aber gut, dass ich nicht gleich mehrere gekauft habe.

 

Das Industrial Analog Out kann definitiv eine Spannung zwischen 0V und 10V ausgeben ohne weitere externe Spannungseinspeisung.

Falls Ihr mal eine Neuauflage davon macht, dann erzeugt doch die Hilfsspannung mit einem Step-Up-Converter direkt aus der internen Versorgungsspannung . Es werden ja keine Leistungen benötigt, es sollte also ohne Weiteres machbar sein. ;-)

 

Okay, dann muss ich jetzt mal schauen, wie ich das löse. Ich bin nämlich ab nächste Woche für 10 Wochen weg. Dann schaffe ich das vorher leider nicht mehr. Es ist aber auch nicht kriegsentscheidend. ;-)

[borg]

Falls Ihr mal eine Neuauflage davon macht, dann erzeugt doch die Hilfsspannung mit einem Step-Up-Converter direkt aus der internen Versorgungsspannung . Es werden ja keine Leistungen benötigt, es sollte also ohne Weiteres machbar sein. ;-)

 

Das gibt es mit dem Industrial Analog Out ja bereits .

[Uhlhorn]

Das gibt es mit dem Industrial Analog Out ja bereits .

Ach so.

 

Ich konnte übrigens nirgends irgendwelche Informationen finden, was der Unterschied zwischen den normalen und den Industrial Bricklets ist. Das solltet Ihr unbedingt ergänzen. ;-)

 

Und ich bin doof: ich kann doch den 5 V out mit dem V_in verbinden. Und das Drehspulinstrument schalte ich dann in Reihe mit 250 Ω. Das müsste doch funktionieren.