Strom steuern

Hi,
als Spannung stehen 5 Volt zur Verfügung.

Also, der Widerstand ändert sich (Wie stark, kann ich noch nicht sagen). Mir ist letztendlich "egal" wieviel Strom und wieviel Spannung der Draht bekommt. Wichtig ist letztendlich nur, dass die "Verlust"leistung geregelt werden kann. Wie kann ich das am besten machen?
(Ich verstehe die Unterschiede zwischen euren Schaltungen nicht ganz)

Gruß, CowZ

Die angehängte Schaltung wäre imho die einfachste und verlustärmste Lösung. (Verlustarm bzgl. der Leistung, die im Transistor flöten geht.)
Ein passender MosFET wäre der IRLZ34N von Reichelt. Die PWM-Frequenz sollte etwa bei 100 Hz liegen, der exakte Wert ist unkritisch.
Idealerweise verbaut man noch einen Widerstand von etwa 220 Ohm zwischen Gate und Mikrocontroller, um Stromspitzen beim Umschalten zu verhindern.

Mit "normalen" (bipolaren) Transistoren ließe sich das auch lösen. Dann nimmt man 1kOhm als Vorwiderstand und einen BC337, die Schaltung bleibt im Grunde gleich. Über den Widerstand fließen dann 5mA - Falls der Controller noch andere Lasten treiben muss, musst du schauen, dass der Gesamtstrom aller Lasten ausreichend klein bleibt.

Möglich sind imho beide Lösungen. Lösung 2 ist ~ 40 Cent günstiger, und der Spannungsabfall am Transistor ist einen kleinen Tacken höher.

MfG

Hi,

ganz ehrlich: ich bin immer wieder begeistert über eure Antworten :) Danke :)

Momentan scheint mir die MosFET Schaltung von dennisstrehl am besten (Verlustarm und einfach aufgebaut und ich versteh's einigermaßen). Von wo bis wo kann ich denn dabei den Strom steuern (0 - xyzmA?) Ansich doch bis 5V / RDraht, oder?

Und wie sieht es aus, dass man das PWM Signal noch glätten muss / soll? Oder ist das Egal, weil der FET sowieso nicht so schnell schaltet?

Gruß, CowZ

Wenn es nur ums steuern geht, reicht die Schaltung mit einfachem Mosfet aus. Soll der Strom geregelt werden muss der OP rein, oder Du misst die Spannung über den ADWandler des uC und regelst per Software.

Humm?

Was meinst du mit Steuern und Regeln, bzw. wo ist der Unterschied?

Er meint (vermutlich) mit "steuern", dass man die Verlustleistung regeln kann (über die Pulslänge des PWM-Signals), und mit "... Strom geregelt ...", dass man einen bestimmten Strom durch den Draht fließen lassen kann.

Den mittleren Strom (mittlerer Strom, da es sich nicht um Gleichstrom sondern um Strompulse handelt) kann man fast linear zwischen 0 Ampere und 5 Volt / Rdraht steuern.

Das PWM-Signal darf dabei nicht geglättet werden. Der MosFET wird entsprechend dem PWM-Signal ein- und ausgeschaltet und der Strom durch den Draht wird dadurch gepulst. Das ist die einzige Möglichkeit, den Strom fast verlustfrei zu regeln.
Wenn man das Signal glätten würde, würde der MosFET am Gate eine Gleichspannung bekommen, und würde dann entweder gar nicht einschalten (bis ca. 1 Volt), so halb einschalten (bis ca. 3 Volt) oder ganz einschalten (ab ca. 3 Volt). Zum ersten ist die Heizleistung am Draht dann nicht linear regelbar, zum anderen treten, wenn der MosFET nur so halb einschaltet, Verluste am MosFET auf, da eine Spannung abfällt und gleichzeitig Strom fließt.

MfG

Der Unterschied zwischen Regeln und Steuern besteht darin, das beim Regeln die zu regelnde Ausgangsgröße wieder rückgeführt und mit der Sollgröße verglichen wird.
Beim Steuern wird einfach eine Sollgröße angelegt ohne Beachtung von Störungen.

Das kann man wie mit nem Tempomat im Auto vergleichen. Das ist eine Regelung.
Dieser gibt Gas wenn die Geschwindigkeit nachläßt z.B. falls es bergauf geht und geht vom Gas wenns bergab geht.
Würde diese nur gesteuert werden, dann wirds langsamer und schneller weil einfach das Gaspedal feststeht.

Babbage

Hi,

danke :) Mir geht es dann ja um's "steuern" :)

Danke für die Erklärungen :) (Bin immer wieder erstaunt, wie gut ihr das erklärt - auch jedem Deppen wie mir :D)

Noch eine Frage :) Um jetzt den Widerstand des Drahtes zu messen...
Wie mach ich das am besten? Wenn ich den ADC zwischen Draht und MosFET anbinde, sollte es ja gehen, wenn der MosFET leitet. Wenn der MosFET allerdings nicht leitet, geht es nicht (oder?) Wie kann ich die Widerstandsmessung unabhängig vom MosFET machen (oder zumindestens in der nichtleitenden Zeitspanne machen)?

Hi cowz,

ich habe mir auch so einen Draht bestellt, und daher kommt ein öhnliches Problem auf mich zu.

Ich denke auch an eine PWM mittels MOSFET.
Mir / uns stellt sich natürlich dann auch die Frage, ob reine Taktung der Gleichspannung reicht, da sich R ja ändert. Bei größeren R fließt automatisch weniger Strom durch durch den Widerstand, wobei U ja konstant bleibt, mit 5V * PWM-Rate.

Man könnte nun zusätzlich den Strom einem AD-Wandler messen, wenn man noch einen Strommesser in die Schaltung einbaut. Also entweder einen kleinen Shunt-Widerstand in der Masseleitung, mit OP, oder eben gleich eine integrierte Lösung, wie sie Maxim und andere anbieten.

So könnte man die Leistung errechnen, die den Draht aufheizt, den aktuellen Widerstand und auch eine Rückmeldung über die erfolgte Dehnung/Stauchung erhalten (Widerstandsänderung).

Mit Hilfe der im anderen Chat besprochenen aufgenommen Widerstandskennlinie kann man in etwa die Temperatur abschätzen und so auch Umgebungstemperatureinflüsse ausgleichen. Das kann man aber natürlich auch ggf. rechnrisch kompensieren, wenn man einen Temperatursensor zur Messung der Umgebungstemperatur vorsieht.
Es ist eben sonst nicht egal, ober das Teil bei 10°C oder 40°C betrieben wird...

So ließe sich einigermaßen sicher verhindern, dass man über die 90° kommt.

Ich warte noch auf meine Lieferung, da die Firma ein paar Tage Ferien macht. Dann baue ich das auch mal auf.

Bin auf deine Ergebnisse gespannt..

Sigo

Zum Thema passend:

Eine einfache Schaltung berechnen welche den Strom konstant hält.
Neu die Berechnungsroutine im Roboternetz:

https://www.roboternetz.de/phpBB2/konstantstrom.php