Wie 12 x U/I Messen und auf Display ausgeben ?

Hallo,

ich hab mir ein Netzteil gebaut und suche nun eine Möglichkeit die Spannungen und Ströme der Buchsen auf einem Display darzustellen.
Ausserdem soll bei ausgeschaltetem Teilbereich (1-12 einzeln einschaltbar) im Display OFF eingeblendet werden.

Messbereiche:

  1. 5V + 4,90-5,25 V 1,000 A
  2. 9v + 8,80-9,20 V 1,000 A
  3. 12V + 11,85-12,30 V 1,000 A
  4. 0-11V + 0- 11,9 V 9,999 A
  5. 24V + 20-28 V 5,000 A
  6. -24V - 20-28 V 5,000 A
  7. 0-30V + 0- 30 V 1,000 A
  8. -0-30V - 0- 30 V 1,000 A
  9. -0-100V - 0-100 V 0,500 A
    10)-0-100V - 0-100 V 0,500 A
  10. 0-300V + 0-300 V 0,100 A
  11. 0-300V + 0-300 V 0,100 A

Da ich von PIC-Programmierung bzw. Atmel noch keine Erfahrung gemacht habe, brauche ich mal eine Erklärung wie ich sowas am besten aufbauen sollte. Wäre schön wenn mir da jemand helfen könnte.
Vielen Dank schon mal und
#Schönen Gruss aus Schönberg
Robert W.

Hallo Robert,

Als erstes solltest du dir Gedanken über das Display machen.
LED, LCD, CRT usw.
Dann machst du dich auf die suche nach erhältlichen Bauteilen und deren Preise. Konkret wird dann schon einmal einiges wegfallen, entweder weil es nicht erhältlich oder es zu teuer ist.

LCD Displays gibt es z.B. mit 4-Bit, 8-Bit oder serieller Ansteuerung.
Du benötigst also auch noch die entsprechenden freien Pins am µC.

Da die Pixelzahl durch das Display vorgegeben wird, musst du dann noch sehen wie du das darstellen kannst. Je nachdem benötigst du noch zusätzliche Tasten um dich durch die Menüs zu hangeln, was dann wieder zusätzliche Pins am µC benötigt.

Am flexibelsten sind natürlich Graphik-Displays. Allerdings benötigst du dazu mehr Speicherplatz (für Programm und Zeichengenerator) und der Aufwand für die Software ist auch entsprechend höher.

Praktisch ist das ganze ein Kompromiss zwischen deinen Idealvorstellungen, dem Entwicklungsaufwand und dem was finanziell drin liegt.

MfG Peter(TOO)

Hallo Robert,

das Netzteil war sicher nicht billig, die Anzeige wird es auch nicht. Digitalanzeigen gibt es ab ca. 30 Euro, nehmen wir 40 an, dann kosten die Anzeigen 24 x 40 = rund 1 kEuro.

Wenn du ein einziges System mit Anzeige verwenden willst, hast du das Problem, dass die Messwerte sich nicht auf eine gemeinsame Masse beziehen, du müsstest also alle 24 Werte galvanisch trennen - entweder durch Präzisions-Analog-Übertrager oder durch potentialfreie Wandler und anschliessende potentialgetrennte Datenübertragung in dein Anzeigesystem. Ohne das weiter geprüft zu haben würde ich mal schätzen, dass das auch nicht billiger wird.

Die erwähnten 24 Einzelanzeigen müsstest du übrigens auch mit 24 getrennten Stromversorgungen betreiben, aber die brauchen bloss mA, da nimmst du halt eine entsprechende Anzahl an Kleintrafos.

Gruss Reinhard

PS habe grade nachgesehen: Trennverstärker und DC-DC-Wandler kosten schon mal mehr pro Kanal als ein Anzeigeinstrument. Dein zentrales Anzeigesystem kommt noch dazu.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo Reinhard,

PS habe grade nachgesehen: Trennverstärker und DC-DC-Wandler
kosten schon mal mehr pro Kanal als ein Anzeigeinstrument.
Dein zentrales Anzeigesystem kommt noch dazu.

Die Trennverstärker kann man sich sparen, wenn man die Kanäle auf der digitalen Seite koppelt. Also für jedes Teilnetzteil z.B. einen PIC einbauen, welcher die beiden analogen Werte wandelt. Dann die Daten seriell über einen Bus weitergeben, welchen man mit günstigen Optokopplern galvanisch trennt.

Wenn die Teilnetzteile mit OpAmps aufgebaut sind, sind auch bei den 300V Dingern Spannungen im Bereich 10-15V vorhanden, dann sollte ein 78L05 für den PIC ausreichen.

Aber was er genau machen will und vor allem was schon vorhanden ist, ist mir auch nicht so klar ???

MfG Peter(TOO)

und was ist mit der Genauigkeit?
Hi,

  1. 0-11V + 0- 11,9 V 9,999 A

Wertebereich 0,000 bis 9,999 A? Da reicht ein 12 bit Wandler ja nicht aus.

Das wird ein Höllenschaltung. Vielleicht noch als Idee: Definiere für dich mal die Wertebereiche. Dann überleg dir, ob du nicht mit einfachen Relais (jaja, die alte Mechanik grüßt), einen Prozessor nebst den dazugehörigen wenigen Analogteilen auf die jeweiligen Spannungen/Ströme aufschalten kannst.
Das könnte dir das Leben vereinfachen.

Evtl. reicht ja auch ein Analogteil für Spannung und einer für Strom aus. Aber nur dann, wenn man eine Meßbereichsumschaltung mit vorsieht.

Ob der Aufwand geringer wird, kann ich nicht auf die Schnelle abschätzen. Aber lieber ein gute Schaltung aufbauen als 12 Stück. Denn die einzelnen Prozessoren wollen ja auch abgefragt werden. Da käme dann ja noch ein Protokoll zur Anwendung.
Das erscheint mir für Anfänger doch recht umfangreich.

mfg Ulrich

Hallo Ulrich,

kannst du dir vorstellen, wie es sich anhört, wenn 24 Relais ständig reihum geschaltet werden? Das Netzgerät würde wahrscheinlich klingen wie eine alte Nähmaschine, ansonsten würde dein Vorschlag aber natürlich funktionieren.

Zu deiner eigentlichen Frage hab ich hier was Besseres: ein noch unausgepacktes Entwicklungsmodul von Texas Instruments eZ430-F2013 (google mal) mit einem 5 x 5 mm grossen Microcontroller, der einen 16bit Sigma-Delta A/D-Wandler enthält. Als Frontend 24 mal eingesetzt beantwortet das alle Fragen nach der Genauigkeit, Besseres ist derzeit zu so einem Preis nicht verfügbar.

Gruss Reinhard

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hi Reinhard,

kannst du dir vorstellen, wie es sich anhört, wenn 24 Relais
ständig reihum geschaltet werden?

Ja, kann ich. Zugegeben, ich bin davon ausgegangen, daß er den jeweiligen Wert nur nach Betätigen einer Taste erhält.
Wobei ich mich dann allerdings frage, ob solch ein DC-Monstrum passiv oder aktiv mit Lüftern gekühlt wird. Dann dürften Relais keine so große Rolle spielen. Störend ist das dennoch, da gebe ich dir Recht.

Als Alternative zum Klicker-Klacker-Mechanismus: Mit Reed-Relais wäre der Lärmpegel deutlich geringer. Die haben es nur nicht so mit den hohen Spannungen. Aber das wäre noch lösbar.

Zu deiner eigentlichen Frage hab ich hier was Besseres: ein
noch unausgepacktes Entwicklungsmodul von Texas Instruments
eZ430-F2013 (google mal)

das hier: http://www.silica.com/en/news_events/productnews/TIS… ?

mit einem 5 x 5 mm grossen

Microcontroller, der einen 16bit Sigma-Delta A/D-Wandler
enthält. Als Frontend 24 mal eingesetzt beantwortet das alle
Fragen nach der Genauigkeit, Besseres ist derzeit zu so einem
Preis nicht verfügbar.

Wobei das Thema Preis ja noch gar nicht so richtig angeschnitten wurde. Wir haben ihm IIRC die Größen aufgezeigt, seine Vorstellung kenne ich jedenfalls noch nicht.

mfg Ulrich

das hier:
http://www.silica.com/en/news_events/productnews/TIS…
?

Hallo Ulrich,

ja, hab ich mir besorgt, weil mir 12 bit auch nicht mehr reichen, und günstiger komme ich nicht an einen 16bit-ADC. Den Controller gibts dabei als Gratiszugabe.

Auf das mit dem Klackern komme ich übrigens nicht zufällig: ich habe hier ein Präzisions-DMM von Prema, das die Bereiche mit Relais umschaltet; wenn das beim Widerstandmessen dann von Gigohm runterschaltet auf 1 Ohm und wieder zurück, hört sich das an wie die Drehrasseln auf dem Fussballplatz, nur nicht so laut - das sind aber schon Reedrelais. Ansonsten ein prima Gerät mit Grundgenauigkeit 0.003%, Auflösung 100 nV und 6 1/2 stelliger Anzeige, wahrscheinlich ging das nur mit Relais.

Gruss Reinhard

Hallo Robert,

das Netzteil war sicher nicht billig, die Anzeige wird es auch
nicht. Digitalanzeigen gibt es ab ca. 30 Euro, nehmen wir 40
an, dann kosten die Anzeigen 24 x 40 = rund 1 kEuro.

Wenn du ein einziges System mit Anzeige verwenden willst, hast
du das Problem, dass die Messwerte sich nicht auf eine
gemeinsame Masse beziehen, du müsstest also alle 24 Werte
galvanisch trennen - entweder durch
Präzisions-Analog-Übertrager oder durch potentialfreie Wandler
und anschliessende potentialgetrennte Datenübertragung in dein
Anzeigesystem. Ohne das weiter geprüft zu haben würde ich mal
schätzen, dass das auch nicht billiger wird.

Die erwähnten 24 Einzelanzeigen müsstest du übrigens auch mit
24 getrennten Stromversorgungen betreiben, aber die brauchen
bloss mA, da nimmst du halt eine entsprechende Anzahl an
Kleintrafos.

Gruss Reinhard

PS habe grade nachgesehen: Trennverstärker und DC-DC-Wandler
kosten schon mal mehr pro Kanal als ein Anzeigeinstrument.
Dein zentrales Anzeigesystem kommt noch dazu.

Hallo,

also 1000 Euro finde ich ein wenig viel,
geht das nicht auch einfacher und billiger??
Weil 12 Analoge Anzeigen wären nochmal so groß wie die Front jetzt schon ist. Dachte das geht irgendwie mit einem oder 2 von den billigen 10€ Display von Polin + 2 x 16 Bit Chip und ein wenig zum wandeln davor.
Hätte ja nicht gedacht das dass gleich so aufwendig ist, geht das auch einfacher ? Evt. nur 3 Bereiche (0-30 V; 0-110V; 0-300 V) zum umschalten zwischen den einzelnen Netzteilen?

Gruss
Robert

Also Preisvorstellung war so bei 50€ oder so , mehr wäre hart , da ich das Netzteilwerk aus Resten für unter 100€ gebauthabe , daher möchte ich nicht mehr als ca. die Hälfte fürs messen ausgeben.(da bekommt man sonst auch 12 Billigmultimeter für --nur wieder das Platzproblem).
Nur scheinbar ist so ein Projekt nix für einen Anfänger in sowas ?

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hätte ja nicht gedacht das dass gleich so aufwendig ist, geht
das auch einfacher ? Evt. nur 3 Bereiche (0-30 V; 0-110V;
0-300 V) zum umschalten zwischen den einzelnen Netzteilen?

Gruss
Robert

Hallo Robert,

erst rechnen, dann denken - wenn du wie zuerst beschrieben alle Werte auf einmal sehen willst und das in lesbarer Grösse (10-12mm), brauchst du ein Display von etwa DIN A 5 und von 128 x 128 Pixel aufwärts - nix mit 10 Euro Anzeigen mit 2 x 40 Zeichen. Da hättest du aber mit den 4 Grundrechenarten schon vorher draufkommen können. Ich dachte mir schon, dass du da erschrickst, aber wie unser Malermeister immer schulterzuckend sagt: d’Leit wellets halt so.

Gruss Reinhard

Hallo Fragewurm,

Also Preisvorstellung war so bei 50€ oder so , mehr wäre hart
, da ich das Netzteilwerk aus Resten für unter 100€ gebauthabe
, daher möchte ich nicht mehr als ca. die Hälfte fürs messen
ausgeben.(da bekommt man sonst auch 12 Billigmultimeter für
–nur wieder das Platzproblem).

Willkommen im real Leben !!

Nur scheinbar ist so ein Projekt nix für einen Anfänger in
sowas ?

Das hat damit nicht viel zu tun, auch ich würde deine ursprünglichen Anforderungen nicht für 50€ hinbekommen…

Das einfachste wäre dann zwei Anzeigen, eine für die Spannung und eine für den Strom und ein Wellenschalter mit 12 Stellungen und genügend Ebenen.

Allerdings wird das dann wohl nicht mit dem anzuzeigenden „OFF“-Text. Das wirst du dann ganz primitiv mit einer LED pro Kanal machen müssen…

MfG Peter(TOO)

Also es handelt sich um ein Netzteil aus mehreren Teilen,folgendes ist schon fertig:

  1. Platine (780) 5/9/12 Volt Fest + Lm317 0.4 - 24 V gesamt max. 1 A
    Trafo 2x 18 Volt Ringkern

2.+3. Platine 0-300 V IRF840
Trenntrafo 230V

  1. Platine +/- 0-30V Lm317/Lm337
    Trafo 48 V mit Mittelanzapfung

  2. EZ-81 + Trafo mit mehreren Abgriffen = 240-298 Volt ,100mA

  3. Platine LM 317 0,4- 25 V max 200mA

  4. Platine +/- 24 Volt 7824/7924 max. 2,9A

  5. Platine 0-11,9 Volt 0-10 A 5 Regler Parallel
    Trafo 120 VA

9+10 folgt noch - 0-100 Volt 0,2A/0,5A
Als Display dachte ich an sowas:
http://cgi.ebay.de/LCD-Grafik-Display-23cmx10-5cm-in…
Bei dem Display ist mir auch die Idee dazu gekommen.
oder 2 davon:
http://cgi.ebay.de/GRAFIK-DISPLAY-128X64-LCD-GLCD-KS…

Ich habe bisher noch nix mit PIC’s oder Atmel zu tun gehabt,
kann aber Basic und C++ ;Assembler hatte ich während der Ausbildung (IT-System-Kaufmann) auch schon mal ein halbes Jahr lang.
hab halt nur noch nicht so den Plan wie ich das am besten anstelle.

Hätte jedoch nicht gedacht das es so aufwendig bzw. teuer sein muss.
Bitte sag mir mal einer was am billigsten wäre.
Wenn eine Genauigkeit von 0,10 V und 0,10A bis 100V reicht bzw.
0,1 V 0,1 A bis 300 Volt.
Ich hoffe die Angaben sind nun genau genug.
Vielen Dank
Robert

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo Robert,

Als Display dachte ich an sowas:
http://cgi.ebay.de/LCD-Grafik-Display-23cmx10-5cm-in…

tem

Solche ausgebauten LCD, meist aus Notebooks, findest du massig. Wenn du dazu kein Datenblatt findest, sind sie wertlos !!

Bei dem Display ist mir auch die Idee dazu gekommen.
oder 2 davon:
http://cgi.ebay.de/GRAFIK-DISPLAY-128X64-LCD-GLCD-KS…

Dies ist ein verbreiteter Industrietyp. Datenblätter für das Modul und den Controller ist kein Problem. Bekommst du neu für um die 40€.

Allerdings ist die dazu nötige Ansteuersoftware nicht ganz einfach, hab ich gerade vor ein paar Monaten für einen solchen Typen geschrieben. Im Netz sind ein paar Projekte dazu zu finden. Ein, von der Beschreibung her, besseres Projekt habe ich mir näher angesehen, allerdings enthielt der Sourcecode schon bei oberflächlicher Betrachtung schon grundsätzliche Fehler…

Ich habe bisher noch nix mit PIC’s oder Atmel zu tun gehabt,
kann aber Basic und C++ ;Assembler hatte ich während der
Ausbildung (IT-System-Kaufmann) auch schon mal ein halbes Jahr
lang. hab halt nur noch nicht so den Plan wie ich das am besten
anstelle.

Es gibt auch noch viele andere Hersteller mit brauchbaren Prozessoren.

Heute programmiert man µC meist in C. Ich kann zwar mehrere Assembler fliessend, aber in meinen Projekten findet sich meist kaum Assembler-Code. In den letzten 10 Jahren habe ich Assembler nur benötigt um Anpassungen im C-Startup vorzunehmen, dann findet sich Assembler-Code im Scheduler um die Register zu sichern und zu laden und bei der Programmier-Routine für FLASH-Speicher kommt man, wegen dem Timing, auch nicht ganz um Assembler rum.

Hätte jedoch nicht gedacht das es so aufwendig bzw. teuer sein
muss.
Bitte sag mir mal einer was am billigsten wäre.
Wenn eine Genauigkeit von 0,10 V und 0,10A bis 100V reicht
bzw.
0,1 V 0,1 A bis 300 Volt.
Ich hoffe die Angaben sind nun genau genug.

Da die ganzen Spannungen potenzialfrei sind, müssen auch die Messschaltungen galvanisch getrennt werden.

Wenn du die 300V mit 0.1V auflösen willst, ergibt das 3’000 Schritte, du benötigst also einen AD-Wandler mit 12 Bit (4096 Schritte).

Wie ich dir schon ganz am Anfang geschrieben habe, musst du dir zuerst überlegen WAS du willst.
Daraus ergeben sich dann die Anforderungen, wie z.B. die nötige Auflösung des AD-Wandlers. Auch das verwendete Display begrenzt dich, auf 128x64 Pixeln, kannst du 8 Zeilen mit etwa je 20 Zeichen darstellen, darauf müssen deine Daten irgendwie Platz finden oder du musst das Ganze irgendwie umschaltbar machen. Wenn es umschaltbar sein soll, bedingt das aber auch wieder entsprechende Bedienelemente !
Dann musst du dir Überlegen wie du das technisch realisieren kannst und was die Einzelteile so kosten werden. Je nach dem musst du dann halt Abstriche an deinem Konzept machen, wenn es dir zu teuer wird.

In Verbindung mit µControllern hat man noch Möglichkeiten zu entscheiden was als Hardware und was als Software ausgelegt wird. Wenn man mehr in die Software verlegt sinken die Materialkosten, aber der Entwicklungsaufwand wird grösser und man benötigt mehr Speicher. Grundsätzlich muss man aber schon bei der Hardware-Entwicklung berücksichtigen wie die Software die Daten dann verarbeiten soll.

Du kommst nicht darum herum, zuerst einmal alles auf dem Papier zu entwerfen und zu durchdenken. Heute ist das durch das Internet aber viel einfacher als Früher: Datenblätter und Richtpreise kann man damit schnell finden. Auch die $-Preise bei den Herstellern sind schon hilfreich, man weiss dann wenigstens ob ein Bauteil im 1€, 10€ oder 100€ Bereich liegt.

Das ist das tägliche Brote jedes Entwicklers.

MfG Peter(TOO)