Ich habe eine 24-V-Gleichstromversorgung und muss einer Heizung einen variablen Eingang von 0-2,5 V geben. Ich habe ein sehr begrenztes Verständnis für Elektronik, aber ich habe hier über Spannungsteiler gelesen. Ich habe einen 10k-Pot (und die 2 relevanten Widerstände in einem typischen Spannungsteilerdiagramm) verwendet. Ich benutzte den Wischerausgang, der den Spannungsteiler speist, und legte ein Voltmeter an.
Alles sah wirklich gut aus, als ich den Poti drehte: langsam steigende Spannung. Aber ganz zum Schluss, in den letzten Graden des Potis, schoss die Spannung wieder auf 24V hoch! (als ob 24 V durch den Teiler "durchgesickert" wären). Kann mir bitte jemand sagen was ich falsch gemacht habe? Ich habe es sogar mit anderen Töpfen versucht, aber alle mit dem gleichen Effekt.
Die Heizung ist netzbetrieben, aber die Heizungstemperatur wird entweder über einen eingebauten Topf am Gerät oder über einen ferngesteuerten Topf gesteuert, der an der Seite mit einem 0-10-V- oder 4-20-mA-Eingang angeschlossen ist. Wir benötigen diese Option, aber da das Gerät 650 Grad Celsius ausgibt, möchten wir diese auf etwa 150 begrenzen. Daher müssen wir die Eingangsspannung auf 0 - 2,5 V begrenzen.
Kurze Antwort: Was Sie wollen, geht so nicht.
Wie Sie angenommen haben, bildet ein Potentiometer selbst einen Widerstandsteiler. Die beiden Teile (nennen wir sie oben und unten) teilen die Spannung proportional zu den beiden Widerstandswerten.
Wenn Sie nun etwas (in Ihrem Fall die Heizung) an den Ausgang des Potentiometers anschließen, verbinden Sie es praktisch parallel zum unteren Widerstand. Zwei parallel geschaltete Widerstände haben einen Gesamtwiderstand von 1/(1/R1 + 1/R2). Wenn einer der parallelen Widerstände einen sehr niedrigen Wert hat, bedeutet dies, dass Sie den anderen ignorieren können.
Folgendes passiert in Ihrem Setup: Sie haben tatsächlich einen Widerstandsteiler, der aus besteht
Ihre Heizung und
der obere Teil des Potentiometers.
Ihre Heizung hat einen ziemlich niedrigen Widerstand, also passiert fast nichts, wenn Sie Ihr Potentiometer nach oben drehen, bis ganz am Ende, wenn der Widerstand des oberen Teils des Potentiometers mit dem der Heizung vergleichbar wird.
Ich kenne den Widerstand der Heizung nicht, aber um Wärme zu erzeugen, muss er niedrig sein. In Kombination mit 24V ergibt dies einen großen Strom, für den Ihr Potentiometer wahrscheinlich nicht ausgelegt ist. Seien Sie nicht überrascht, wenn Rauch aus Ihrem Potentiometer kommt.
Ohne Umschalten gibt es keine Möglichkeit, effektiv das zu tun, was Sie wollen (dh ohne etwa das 9-fache der Wärme zu verschwenden, die Sie in Ihrer Heizung im Rest des Kreislaufs erhalten). Eine einfache Lösung mit Pulsweitenmodulation (PWM) könnte aus einer 555-Chip-Schaltung und einem Schaltreihentransistor oder FET bestehen.
==============================================
Basierend auf neuen Informationen:
Sie haben eine 24-V-DC-Quelle, ein 10-k-Potmeter, und möchten, dass es einen 0-2,5-V-DC-Ausgang erzeugt? Das ist ein ganz anderes Ballspiel, und ein einfaches.
Der Trick besteht darin, nicht den Ausgang des Potmeters zu reduzieren (denn der leidet unter dem gleichen Lastproblem wie ich oben beschrieben habe, wenn auch etwas weniger, weil die beteiligten Widerstände einen höheren Wert haben), sondern den Eingang . Sie können das Potentiometer selbst als unteren Widerstand verwenden, Sie müssen nur einen oberen Widerstand hinzufügen (zwischen dem Potentiometer und der 24-V-Quelle).
Der Wert ist einfach zu berechnen. Sie möchten, dass 10k (Ihr Potentiometer) 2,5 V erhält. Das lässt 24 - 2,5 = 21,5 für den oberen Widerstand. Jedes 1k fällt um 0,25 V ab, daher erfordern 21,5 V 21,5 / 0,25 = 86 kOhm. 82k ist ein Standardwert.
Sie brauchen so etwas:
U1A ist ein Operationsverstärker (Operationsverstärker). Es muss ein Rail-to-Rail-Operationsverstärker sein. LM358 ist ein beliebter und nicht teurer Rail-to-Rail-Operationsverstärker, Sie können ihn verwenden.
Ein Operationsverstärker ist erforderlich, um sicherzustellen, dass Ihre Heizung (ich nehme an, dass es sich um ein spannungsgesteuertes Industriegerät handelt) am Eingang eine niederohmige Spannungsquelle erhält, sodass der gesamte Spannungsteiler nicht vom Eingangswiderstand des Reglers beeinflusst wird (R3 in meinem Schaltplan).
Sie können Widerstände ändern, aber gehen Sie nicht zu niedrig mit dem Gesamtwiderstand (R1 + Potentiometer), Potentiometer mögen keine hohen Ströme.
Sie können einen kleinen Kondensator (z. B. 0,1 uF) zwischen Teiler und Puffer hinzufügen, um die Regelung zu verlangsamen. Dies funktioniert wie ein Tiefpassfilter und reduziert Geräusche vom Potentiometer.
In meiner Schaltung beträgt der an die Quelle angeschlossene Widerstand 9,2 k (8,2 k Widerstand + 1 k Pot). Wenn wir das an 24 V anschließen, ist unser Strom:
I = U/R = 24 V/9200 Ohm = 2,6 mA
1k-Potentiometer einschalten, bei 2,6 mA:
P = I * I * R = 0,0068 W = 68 mW
Wenn Sie den Topf nur zur Eingabe von 4-20 mA verwenden möchten, benötigen Sie den Topf und einen 1,32-k-Widerstand in Reihe. Diese beiden parallel zu einem 1,32-kΩ-Widerstand liefern 4-20 mA für die meisten Eingänge mit niedriger Impedanz, z. B. West 6100+ Temperaturregler usw.
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Benutzer18828
Kamil