Das ist also der Plan. Der Verbraucher mit den 4.5\u03a9 in der Mitte, gleich daneben das Thermoelement, das ca. 3mV erzeugt. Daher habe ich es hier auch als Spannungsquelle eingetragen. Rechts ist die Steuerung, wo man diese 3mV ablesen kann. Im linken Teil fliesst viel Strom, daher diese gestrichelten Linien.<\/p>\n Seht ihr dieses kleine St\u00fcck Kabel, das sich der linke und der rechte Stromkreis teilen? Im Idealfall ist das ein Kabel mit 0\u03a9 Widerstand. Aber das gibt es nat\u00fcrlich nicht. Es sind bei mir ca. 0.01\u03a9. Man k\u00f6nnte meinen, das spielt ja keine Rolle. Aber schauen wir die Schaltung mal an, mit diesem Widerstand.<\/p>\n Und was macht dieser 0.01\u03a9 Widerstand nun aus? Hier die Eigenschaften von dem aus der Simulation.<\/p>\n Beginnen wir unten. P=125mW, also rund 1\/8 Watt Abw\u00e4rme. Kein Problem f\u00fcr ein Kabel. Dar\u00fcber sehen wir den eingestellten Widerstand von 0.01\u03a9, das ist auch in Ordnung. Aber jetzt kommt das Problem. Vd=35mV, wir haben also einen Spannungsverlust von 35mV. Ist ja auch klar. Wo ein Widerstand ist, da verlieren wir auch Spannung, sobald Strom fliesst. Die Formel dazu:<\/p>\n Die Zahlen sind alle korrekt, das passt schon so. Aber schaut auf den ersten beiden Bildern mal den Messwert im Steuerungs-Teil auf der rechten Seite an. Aus den 3mV Messwert wurden pl\u00f6tzlich 38.5mV. Dieser Wert ist f\u00fcr die Steuerung absolut unbrauchbar \u2013 na Toll\u2026<\/p>\n Das Problem ist der Widerstand in dem kurzen St\u00fcck Kabel, das die beiden Stromkreise teilen. Leider habe ich keine M\u00f6glichkeit diese beiden Stromkreise vollst\u00e4ndig zu trennen. Dieses St\u00fcck Kabel ist fest verbaut, zusammen mit dem Temperaturf\u00fchler und dem Heizelement. Das bleibt also wo es ist und mein Messwert unbrauchbar.<\/p>\n Aber es gibt eine L\u00f6sung. Der Verbraucher ist ja ein Heizelement, dem ist es egal, wenn er immer mal wieder ein- und ausgeschaltet wird. Und in der Elektronik geht meistens alles ganz schnell. Wieso also nicht immer mal wieder die Heizung ausschalten, dann die paar mV messen und sofort die Heizung wieder einschalten?<\/p>\n Hier seht ihr ein Bild von einem Oszilloskop. Oben ist in gelb die Spannung am Heizelement, unten das Ausgangssignal vom Op-Amp, der das 3mV Signal verst\u00e4rkt. Weiter nach rechts sind die sp\u00e4teren Messwerte, das Bild zeigt also die Ver\u00e4nderung der Spannung \u00fcber die Zeit.<\/p>\n Das Spannende an einem Oszilloskop ist, wie schnell es messen kann. Ganz oben steht 100.0us. Jede Kachel in der Grafik entspricht also 0.1ms Zeit. Nur gerade 1.4ms vergehen von ganz links auf dem Bild bis nach ganz rechts. Und das ist noch lange nicht die Limite von diesem Oszilloskop, das misst die Spannung 2 Milliarden Mal pro Sekunde und kann sich 56 Millionen Messwerte merken, die man dann in Ruhe anschauen kann.<\/p>\n Also, ziemlich weit links schalten wir die Heizung aus (gelbe Linie geht nach unten). Fast 0.3ms lang passiert da gar nichts, danach beginnt der verst\u00e4rkte Messwert (blaue Linie) zu sinken. Rund 10 Felder nach dem Ausschalten der Heizung scheint die blaue Linie unten angekommen zu sein. 10 Felder, bei 100\u00b5s pro Feld sind ist rund 1ms. Also nach einer Millisekunde haben wir einen korrekten Messwert. Das Heizelement k\u00fchlt sich in dieser Zeit kaum ab, das Thermoelement gibt also einen guten Wert aus.<\/p>\n Und hier der Plan.<\/p>\n Ein Durchgang von diesem „Programm“ dauert ca. 25ms. Das l\u00e4uft also rund 40x pro Sekunde durch. Rund 92% der Zeit l\u00e4uft das Heizelement, 8% der Zeit sind wir am Messen. Falls das nicht reichen sollte, mache ich halt „nur“ 10 Durchg\u00e4nge pro Sekunde , das gibt dann 98% der Zeit Heizen, 2% Messen.<\/p>\n Und wieder einen Schritt weiter. Auf ein Problem gestossen, Ursache gefunden, Umgehungsl\u00f6sung gebaut. Nat\u00fcrlich wird das Programm auch noch ein wenig mehr machen. Und zwar wird es jeweils nach dem Messen pr\u00fcfen, ob bereits die richtige Temperatur erreicht wurde. Falls ja, braucht es die Heizung nicht mehr.<\/p>\n Bonusfrage: Wieso passiert 0.3ms gar nichts nach dem Ausschalten der Heizung? Wieso beginnt erst danach die der verst\u00e4rkte Messwert zu sinken?<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Das ist so ne Sache mit der Elektronik\u2026 Da zeichnet man eine einfache Schaltung mit ein paar Kabeln, Widerst\u00e4nden und was sonst noch dazugeh\u00f6rt und dann funktioniert das \u00fcberhaupt nicht, da die Physik das ein wenig anders sieht. Ich habe da in meinem Projekt ein Heizelement, das ziemlich viel Energie ben\u00f6tigt. Ein 4.5\u03a9 Widerstand, wie… ![\"Plan\"](\"http:\/\/makerspace-rheinfelden.ch\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/12\/Plan.png\")
<\/a><\/p>\n![\"Realit\u00e4t\"](\"http:\/\/makerspace-rheinfelden.ch\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/12\/Realit\u00e4t.png\")
<\/a><\/p>\n![\"Bildschirmfoto](\"http:\/\/makerspace-rheinfelden.ch\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/12\/Bildschirmfoto-2015-12-23-um-10.51.13.png\")
<\/a><\/p>\nU = R * I (Spannung = Widerstand * Strom)\r\n35mV = 0.01\u03a9 * 3.5A<\/pre>\n
![\"DS2_QuickPrint5\"](\"http:\/\/makerspace-rheinfelden.ch\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/12\/DS2_QuickPrint5.png\")
<\/a><\/p>\nstart\r\n Heizung ausschalten\r\n 1ms warten\r\n Verst\u00e4rkten Wert messen (dauert ca. 1ms)\r\n Heizung einschalten\r\n 23ms warten\r\nbeginne von vorne<\/pre>\n
Weiterlesen \u2192<\/a>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[5],"tags":[3],"yoast_head":"\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\t\n\t\n\t\n