Elektronische Last

Hier be­schrei­be ich die Schal­tung ei­ner pro­gram­mier­ba­ren elek­tro­ni­schen Last, die ich für un­se­re Qua­li­täts­si­che­rung ent­wi­ckelt ha­be.
Sie be­fin­det sich der­zeit noch im Be­ta-Zu­stand und auf­grund mei­ner der­zei­ti­gen Zeit­si­tu­a­ti­on (und der zwi­schen­zeit­­lich ein­ge­tre­te­nen In­sol­venz der Fir­ma) wird sich dies auch nur zö­ger­lich än­dern. Fea­tures und Kom­man­dos die hier be­schrie­ben sind kön­nen evtl. in der ak­tu­el­len Firm­ware noch nicht im­ple­men­tiert sein. Mit die­ser Sei­te neh­men Sie am Ent­wick­lungs­pro­zess der Schal­tung teil... Viel­leicht kön­nen Sie trotz­dem be­reits In­for­ma­tio­nen für Ih­re zu­künf­ti­ge Ar­beit ge­win­nen, so hier ist, was es bis­her gibt:
Mit die­ser Schal­tung kön­nen Netz­tei­le, DC/DC-Wand­ler etc. un­ter de­fi­nier­ten Last­be­din­gun­gen ge­tes­tet wer­den. Last heißt hier­bei ein be­stimm­ter (kon­stan­ter) Strom. So ist die hier be­schrie­be­ne Last ei­ne Kon­stant­strom-Sen­ke. Auf ei­ne Um­schal­tung auf ei­nen kon­stan­ten Last­wi­der­stand wur­de hier ver­zich­tet. Die ur­sprüng­li­che An­wen­dung war, ei­nen M-Bus Mas­ter mit de­fi­nier­ten Las­ten 'vor­zu­span­nen'. Ein Kol­le­ge hat da­für, ganz ein­fach, im­mer ver­schie­de­ne Wi­der­stän­de be­nutzt, aber ein Wi­der­stand ist kei­ne zu­läs­si­ge Last am M-Bus. M-Bus Las­ten zie­hen stets ei­nen kon­stan­ten Strom auch wenn sich die Bus-Span­nung wäh­rend der Da­ten­über­tra­gung si­gni­fi­kant än­dert!
Ur­sprüng­lich war an­ge­dacht, Strö­me im Be­reich von 1 mA (ei­ne M-Bus Last ist als 1.5 mA de­fi­niert) bis we­ni­ge hun­dert mA (der ma­xi­ma­le Strom der von ei­nem ty­pi­schen M-Bus Mas­ter ge­lie­fert wer­den kann ist et­wa ein hal­bes Am­pere) vor­zu­ge­ben.
Zuerst woll­te ich so et­was wie ei­ne simp­le Tran­sis­tor-Strom­quel­le bau­en, mit ei­nem Po­ti zum Ein­stel­len des Stro­mes, oder mit Dip-Schal­tern. Nun, das schien mir zu un­fle­xi­bel und so kam ei­ne Schal­tung mit ei­nem ATmega324 he­r­aus, mit ei­ner Zeh­ner­tas­ta­tur zur di­rek­ten Ein­ga­be so­wie zur schnel­len Ein­stel­lung von 10 Pre­sets und ei­nem In­kre­men­tal-Ge­ber zur Fein­jus­ta­ge so­wie ei­ner USB-Schnitt­stel­le zu ei­nem PC zur Fern­steu­e­rung. Schließ­lich soll Ar­beit ja auch Spaß ma­chen, oder? Aber se­hen sie selbst...

Die ers­ten Ent­wick­lungs­vor­ga­ben wa­ren:

• Ma­xi­ma­le Span­nung: 60 V
• Ma­xi­ma­ler Strom: 500 mA

Ein ATmega324 hat sich als der güns­tigs­te Con­trol­ler er­wie­sen, der al­len An­for­de­run­gen ge­nügt, tat­säch­­lich ist kein ein­zi­ger Port-Pin mehr frei.

Technische Daten

Maximale Spannung *	60 V
Maximaler Laststrom *	4 A
Maximale Verlustleistung (Dauerleistung)	15 W (bei 25°C)
Messauflösung Spannung	16 mV
Messbereich Spannung	64 V
Messauflösung Strom Low/High	40 µA/1.3 mA
Messbereich Strom Low/High	160 mA/4.0 A
Versorgungsspannung	12 V ±1 V
Stromaufnahme	50 mA
Anzeige	4 Zeilen à 20 Zeichen
Schnittstelle	USB (galvanisch getrennt bis 500 V=)

* Ma­xi­ma­ler Strom darf nicht dau­er­haft bei ma­xi­ma­ler Span­nung flie­ßen. Be­ach­ten Sie die ma­xi­ma­le Ver­lust­leis­tung! Kurz­zei­ti­ge Über­las­tung ist im Rah­men der ther­mi­schen Ver­hält­nis­se zu­läs­sig. Zu­sätz­lich be­grenzt der Con­trol­ler den ein­stell­ba­ren Strom im Rah­men der SOA des ein­ge­setz­ten Tran­sis­tors.

Die SOA zeigt den nutz­ba­ren Be­reich. Der wei­ße Be­reich ist nicht er­reich­bar da Eload bei die­sen Span­nun­gen nicht den nö­ti­gen Strom da­für zie­hen kann. Der grü­ne Be­reich ist die SOA und im ro­ten bzw. grau­en Be­reich be­steht die Ge­fahr der Über­las­tung oder dau­er­haf­ter Be­schä­di­gung der Schal­tung. Ein­ge­zeich­net sind auch die Strö­me I2 und I3 so­wie die Span­nun­gen V1 und V2 die im Gerät pa­ra­me­triert wer­den kön­nen um ei­ne Be­gren­zung auf die SOA des ver­wen­de­ten Tran­sis­tors zu re­a­li­sie­ren.
Tat­säch­lich ist die Kur­ve na­tür­lich ide­a­li­siert. Eload wird auch z.B. bei 0.7 V noch ei­nen ge­wis­sen Strom zie­hen kön­nen und auch wenn Sie 65 V an­le­gen wird sie nicht so­fort ka­putt ge­hen. Für ei­ne zu­ver­läs­si­ge Funk­tion soll­ten Sie sich je­doch un­be­dingt an die SOA hal­ten!
Ei­ne 68 V-Transil­di­ode schützt den Tran­sis­tor vor Über­span­nung und be­ginnt ab et­wa 65 V nen­nens­wert Strom zu zie­hen. Bei hö­he­ren Wer­ten zu­sam­men mit hö­he­ren Strö­men er­füllt sie ih­ren Zweck in­dem sie durchlegiert und die Strom­sen­ke durch Kurz­schluss der­sel­ben vor wei­te­rer Zer­stö­rung schützt. Das ist dann ein Fall für den Ser­vice... In die­sem Fall dürf­te die Di­ode und die Si­che­rung de­fekt sein. Aber auch schon bei ge­rin­ge­ren Span­nun­gen kann der Strom durch die Di­ode die Mess­ge­nau­ig­keit be­ein­flus­sen. Viel mehr als 60 V sind ein­fach nicht drin.
Wenn Sie ge­naue Mes­sun­gen ma­chen wol­len müs­sen Sie sich im grü­nen Be­reich be­we­gen, sonst funk­tio­niert es nicht!
Im Dia­gramm sieht man sehr deut­lich die je­wei­li­gen Gren­zen:

• Un­ter­halb von 0.8 V kann we­gen der U_CESat des Dar­ling­ton-Leis­tungs-Tran­sis­tors kein nen­nens­wer­ter Strom ge­zo­gen wer­den. Im wei­ßen Be­reich ist zwar das Über­le­ben der Schal­tung ga­ran­tiert, nicht je­doch die Mess­ge­nau­ig­keit. Ins­be­son­de­re bei nied­ri­gen Span­nun­gen kann der auf­dre­hen­de Ba­sis­strom die Mes­sung er­heb­lich be­ein­flus­sen oh­ne dass ein ent­spre­chend ver­stärk­ter Kol­lek­tor- (=Last-) Strom flie­ßen kann! Anders aus­ge­drückt, Punk­te in­ner­halb des wei­ßen Be­rei­ches sind mit die­ser Schal­tung nicht zu­ver­läs­sig er­reich­bar.
• Die nächs­te Gren­ze ist die Strich-Punkt-ge­zeich­ne­te Li­nie des 100 mΩ-Wi­der­stan­des um eben die­se 0.8 V nach rechts ver­scho­ben.
• Den Strom nach oben be­grenzt die zu­läs­si­ge Ver­lust­leis­tung von Rsense auf 4 A (ho­ri­zon­ta­le Li­nie).
• Es folgt die 80 W-Gren­ze des Tran­sis­tors und
• Die Gren­ze für den zwei­ten Durch­bruch. Dieses schein­bar klei­ne, graue Drei­eck zwi­schen PV, Se­cond Break­down und Umax ist wohl für die meis­ten un­er­war­te­ten Aus­fäl­le von Tran­sis­to­ren im Linear-Be­trieb ver­ant­wort­lich! Es be­deu­tet eben, dass der Tran­sis­tor bei 60 V kei­ne 80 W ver­bra­ten kann son­dern nur et­wa 20 W! Le­sen Sie das Da­ten­blatt ge­nau und voll­stän­dig. Es reicht nicht, U_CEmax und I_Cmax zu ken­nen, ach­ten sie auf das SOA-Dia­gramm, das ist wich­tig!
• Die ma­xi­ma­le Span­nung von 60 V er­gibt sich aus Si­cher­heits­grün­den we­gen der Be­rühr­bar­keit span­nungs­füh­ren­der Lei­ter. Der Tran­sis­tor könn­te bis 100 V aber die Schutz­be­schal­tung wür­de be­reits ab 68 V ein­grei­fen und sich op­fern um den Tran­sis­tor zu schüt­zen. Ein­bu­ßen in der Mess­ge­nau­ig­keit wür­den be­reits deut­lich frü­her ein­tre­ten.

Strö­me im wei­ßen Be­reich sind nicht zu­läs­sig, kön­nen aber pro­blem­los oh­ne Feh­ler­mel­dung ein­ge­stellt wer­den. Es ist je­doch nicht ga­ran­tiert, dass Eload tat­säch­­lich den ein­ge­stell­ten Strom zie­hen kann. Der tat­säch­­lich flie­ßen­de Strom wird auf dem Dis­play an­ge­zeigt. Diesen Wert soll­ten Sie stets be­ach­ten. Zu­min­dest wird da­bei nichts ka­putt ge­hen. Ins­be­son­de­re bei nied­ri­gen Span­nun­gen kann es pas­sie­ren, dass im We­sent­li­chen nur der Ba­sis­strom fließt (der ja mit­ge­mes­sen wird) oh­ne dass der Tran­sis­tor nen­nens­wert Strom aus der Quel­le zie­hen kann! Wenn Sie un­be­dingt in die­sem Be­reich ar­bei­ten wol­len ist ein ex­ter­nes Am­pere­me­ter drin­gend an­ge­ra­ten.
Wenn Sie je­doch Strö­me im ro­ten Be­reich vor­ge­ben wird die Soft­ware die­sen au­to­ma­tisch auf ei­ne ver­träg­li­che Ober­gren­ze (an­hand der an­lie­gen­den Span­nung) be­gren­zen. So­ge­nann­te Ga­ran­tie-Rück­läu­fer sol­len da­durch ver­mie­den wer­den.

Die Soft­ware schal­tet au­to­ma­tisch zwi­schen den Strom-Be­rei­chen um wenn der je­weils an­de­re Be­reich ge­eig­ne­ter ist. Der Re­gel­be­reich ist da­bei stets iden­tisch mit dem Mess­be­reich, d.h. wenn sie 1 A ein­ge­stellt ha­ben ist die Mess­auf­lö­sung 1.3 mA, auch wenn ih­re Quel­le ge­ra­de nur 10 mA ein­speist. Das liegt da­r­an, dass der gro­ße Shunt in die­sem Zu­stand kurz­ge­schlos­sen ist und da­mit nicht für ei­ne ge­nau­e­re Mes­sung zur Ver­fü­gung steht.

Grenzen der Schaltung

Eload kann, be­dingt durch die ma­xi­ma­le Ver­lust­leis­tung des Sen­se-Wi­der­stands, ma­xi­mal 4 A Dau­er­strom zie­hen. Aus Si­cher­heits­grün­den (Be­rühr­span­nung) wur­de die ma­xi­ma­le Span­nung auf 60 V be­grenzt ob­wohl der Tran­sis­tor noch et­was mehr ver­tra­gen könn­te. Schließ­lich ist der Tran­sis­tor au­ßer­halb des Ge­häu­ses mit al­len An­schlüs­sen be­rühr­bar mon­tiert. Der Tab, die Kühl­fah­ne des Tran­sis­tors, al­so auch der Kühl­kör­per selbst, liegt auf Kol­lek­tor-Po­ten­tial und da­mit an bis zu 60 V. Dies er­mög­licht ei­ne gu­te Wär­me­ab­ga­be.

Iso­lie­rung ist nur sehr be­grenzt ein­setz­bar durch Iso­lier­schläu­che an den An­schluss­fahnen und durch iso­lier­te Mon­ta­ge des Tran­sis­tors auf dem Kühl­kör­per, die mit deut­lich ver­schlech­ter­ter Wär­me­ab­ga­be er­kauft wer­den müss­te. All dies wä­re nichts, was als si­cher für den Be­nut­zer gel­ten wür­de. Bei ver­steck­ter Mon­ta­ge hät­te das Ge­häu­se deut­lich grö­ßer aus­fal­len müs­sen und ein lär­men­der Lüf­ter wä­re un­ver­zicht­bar!

Zu­sätz­lich be­grenzt der ver­wen­de­te Tran­sis­tor we­gen sei­ner SOA den Strom bei hö­he­ren Span­nun­gen. Bei 60 V kann er nur noch ma­xi­mal 350 mA Strom tra­gen (oh­ne die Ge­fahr ei­nes Zwei­ten Durch­bruchs). Dies sind je­doch be­reits über 20 W die der Kühl­kör­per erst ein­mal ab­füh­ren muss! Der wie­der­um ist auf 20 W be­rech­net so dass ich das ins­ge­samt als 'run­de' Schal­tung be­zeich­nen möch­te. Kein Li­mit der Schal­tung kann ein­zeln über­schrit­ten wer­den oh­ne gra­vie­ren­de kon­struk­ti­ve Än­de­run­gen und den da­mit ver­bun­de­nen Mehr­kos­ten und Un­an­nehm­lich­kei­ten.

Woll­ten wir z.B. wirk­lich dau­er­haft 4 A bei 60 V ver­bra­ten bräuch­ten wir we­gen der SOA 12×TIP102, je­der mit ei­nem ei­ge­nen Sen­se-Wi­der­stand und OP zur Reg­lung und na­tür­lich ei­nen Kühl­kör­per samt Lüf­ter, der 240 W oh­ne all­zu gro­ße Tem­pe­ra­tur­er­hö­hung ab­füh­ren kann.

Evtl. wä­re dann die Suche nach ei­nem leis­tungs­fä­hi­ge­ren Tran­sis­tor sinn­voll, et­wa dem gu­ten al­ten 2N3055, der we­gen sei­ner ge­rin­gen Strom­ver­stär­kung je­doch auch ei­ne auf­wän­di­ge­re An­steu­er­schal­tung be­din­gen wür­de. Das war we­der das Ziel noch das Bud­get die­ser Schal­tung, die da­durch er­heb­lich grö­ßer, schwe­rer und teu­rer aus­ge­fal­len wä­re.

Sie dür­fen al­so nicht da­mit rech­nen, ei­ne 60 V-Quel­le bei 4 A zu tes­ten! Grob kann man sa­gen, Eload kann dau­er­haft et­wa 10 bis 20 W ver­tra­gen (je nach Um­ge­bungs­tem­pe­ra­tur und Luft­strö­mung), be­grenzt durch die 4 A ei­ner­seits und die 60 V an­de­rer­seits aber nie­mals bei­des gleich­zei­tig! Trotz­dem kann es sein dass, je nach Ein­satz­be­din­gun­gen, die Last durch den Con­trol­ler ver­rin­gert wird oder auch ganz ab­schal­tet wenn die ma­xi­ma­le Kühl­kör­per­tem­pe­ra­tur über­schrit­ten wird.

Berührspannung

Die Schal­tungs­mas­se ist mit dem ne­ga­ti­ven Pol der Quel­le ver­bun­den. Dies gilt auch für die Front­plat­te und die Be­die­nungs­ele­men­te (En­co­der etc.). Die Quel­le darf nicht auf ge­fähr­li­chem Ni­veau lie­gen. Eload wur­de ent­wi­ckelt um Quel­len mit Klein­span­nung zu tes­ten. Für an­de­re Quel­len ist sie nicht ge­eig­net und nicht zu­ge­las­sen!

Die Quel­le darf un­ter kei­nen Um­stän­den mit ir­gend­ei­nem Pol auf ge­fähr­li­chem Po­ten­tial (al­so mehr als 60 V ge­gen­über Er­de) lie­gen! Es liegt in Ihrem Ver­ant­wor­tungs­be­reich, dies si­cher­zu­stel­len!

Überstrom

Na­tür­lich soll­te bei ei­ner Kon­stant­strom­sen­ke nie­mals ein Über­strom ent­ste­hen aber im Falle ei­nes Ver­sa­gens spe­zi­ell des Leis­tungs­tran­sis­tors kann der Strom nicht mehr kon­trol­liert wer­den. Dann schal­tet ei­ne 7.5 A-Si­che­rung den Quell­strom bis 1000 A si­cher ab.

Hot Connect

Hier das Er­geb­nis ei­nes ers­ten Ver­suchs. Der Strom wur­de auf 3 A ein­ge­stellt und Eload dann mit ei­nem 60 V La­bor­netz­ge­rät ver­bun­den.

Dies ist ei­ne be­son­ders stres­si­ge Si­tu­a­tion für die Schal­tung da der OP den Tran­sis­tor voll auf­steu­ert oh­ne dass zu­nächst ein Last­strom fließt. Wird nun plötz­lich Span­nung an­ge­legt fließt zu­nächst ein viel hö­he­rer Strom als be­ab­sich­tigt und es dau­ert ei­ne ge­wis­se Zeit bis der OP die­sen ab­re­geln kann.

Im Os­zil­lo­gramm sieht man ei­nen kur­zen Peak bis et­wa 6 A der durch die Träg­heit der Re­gel­schlei­fe ver­ur­sacht wird be­vor sich der Strom zu­nächst auf die ein­ge­stell­ten 3 A ein­pe­gelt.

Nach et­wa 800 µs re­gelt die Soft­ware den Strom auf ei­nen Wert im Rah­men der SOA he­r­ab. Hier so­gar in zwei Stu­fen. Das liegt da­r­an, dass als Span­nungs­wert der Durch­schnitt über 16 Wand­lun­gen ver­wen­det wird und die­ser bei ei­nem Hot Con­nect zu­nächst ge­rin­ger als der tat­säch­­li­che Wert ist.

Aus dem Da­ten­blatt kön­nen wir für ms-Im­pul­se bei 60 V ei­nen zu­läs­si­gen Strom von et­wa 6 A ent­neh­men so dass der Tran­sis­tor die­sen Im­puls gut weg­ste­cken müss­te.

Der 6 A-Peak dau­ert et­wa 10 µs.

Derart kur­ze Im­pul­se sind im Da­ten­blatt nicht spe­zi­fi­ziert, 6 A sind je­doch auch bei 100 µs noch zu­läs­sig so dass auch hier kei­ne Ge­fahr be­stehen dürf­te.

Man er­kennt auch ei­ne ge­wis­se Schwing­nei­gung de­ren Fre­quenz et­wa bei 7.5 MHz liegt. Die Schwin­gung klingt je­doch im Lau­fe von ei­ner Mil­li­se­kun­de weit­ge­hend ab.

Wie schon Murphy sag­te, Ver­stär­ker (wie auch Re­gel­krei­se) schwin­gen und Os­zil­la­to­ren star­ten nie­mals von selbst... Wenn du et­was willst, das schwingt wirst du ein steady state be­kom­men und wenn du ein steady state ha­ben willst wird es schwin­gen. Das scheint der Fluch der Analog-Tech­nik zu sein. Di­gi­tal pas­siert das na­tür­lich nie :-)

Er­in­nern Sie mich da­r­an, dass ich die­se Op­tion noch im Schalt­plan nach­tra­ge :-)

In der zwei­ten Ver­sion die­ses Pro­jekts wur­den die Ste­cker für USB und Power an die Sei­te des Ge­häu­ses ver­la­gert um ei­nen grö­ße­ren Kühl­kör­per zu er­mög­li­chen. Zu­sätz­lich wur­den Schutz­di­o­den vor­ge­se­hen die ei­ne Be­schä­di­gung der Schal­tung selbst für den Fall ei­nes Aus­falls des Leis­tungs­tran­sis­tors ver­hin­dern bzw. mi­ni­mie­ren.

Wa­rum ich das nicht von An­fang an ge­tan ha­be? Nun, der ers­te Ge­dan­ke war, al­le An­schlüs­se an ei­ne Sei­te zu le­gen um mit ei­nem be­lie­bi­gen Ge­häu­se zu­recht zu kom­men. Und Schutz­di­o­den? Erst­mal muss es ja funk­tio­nie­ren! Das spe­zi­el­le Ge­häu­se kam erst auf als die Lei­ter­plat­te schon prak­tisch fer­tig war. Na­tür­lich hät­te ich sie trotz­dem noch kom­plett um­de­sign­en kön­nen aber als Ent­wick­ler will man na­tür­lich auch ir­gend­wann et­was in den Hän­den hal­ten. Selbst das Mar­ke­ting ist da­r­an in­ter­es­siert, spä­ter ei­ne ver­bes­ser­te Aus­füh­rung prä­sen­tie­ren zu kön­nen... Ob die zwei­te Ver­sion gut ge­nug ist muss sich in der Pra­xis zei­gen. Bevor Sie sich in (mög­li­cher­wei­se) de­struc­tive Tests be­wei­sen muss ist zu­nächst noch ei­ni­ges an Pro­gram­mie­rung zu er­le­di­gen. Das UI stellt mich noch nicht zu­frie­den. Die SOA wird in der ak­tu­el­len Ver­sion be­rück­sich­tigt. Ob dies schnell ge­nug pas­siert wer­den spä­te­re Tests zei­gen... Tat­säch­lich er­füllt die Schal­tung be­reits jetzt al­le ur­sprüng­li­chen Ent­wick­lungs­vor­ga­ben.

Au­ßer­halb von Ein­ga­be­fel­dern be­wirkt das Drü­cken ei­ner Zif­fern­tas­te di­rekt die Ein­stel­lung des Stro­mes auf den ent­spre­chen­den Preset.

Setzen der Presets über die Tastatur

Die Tas­ta­tur un­ter­schei­det zwi­schen lan­gen und kur­zen Tas­ten­drü­cken. Kurze Tas­ten­drü­cke be­wir­ken ein Set­zen des Stro­mes auf den ent­spre­chen­den Preset. Lange Tas­ten­drü­cke set­zen um­ge­kehrt den ent­spre­chen­den Preset auf den ak­tu­ell flie­ßen­den Strom!

Dies be­dingt auch dass kur­ze Tas­ten­drü­cke erst mit dem Los­las­sen der Tas­te er­kannt wer­den kön­nen. Dieses Ver­hal­ten kann von man­chen Be­nut­zern als ir­ri­tie­rend wahr­ge­nom­men wer­den aber wenn es z.B. in der Be­die­nungs­an­lei­tung hin­rei­chend be­grün­det wird wer­den sie sich schnell da­r­an ge­wöh­nen.
Wenn Sie Be­die­nungs­an­lei­tun­gen schrei­ben, hal­ten Sie den Be­nut­zer nicht für so dumm als dass er sie tat­säch­­lich le­sen müss­te! Be­grün­den Sie un­er­war­te­tes Ver­hal­ten und die (meis­ten) Be­nut­zer wer­den es ver­ste­hen.

Ich ha­be gro­tesk dumme Be­die­nungs­an­lei­tun­gen von nam­haf­ten Her­stel­lern ge­le­sen in de­nen z.B. Stand Be­nut­zen sie die Frit­teu­se nicht oh­ne Fil­ter oh­ne ei­ne Er­läu­te­rung wa­r­um nicht. Wa­rum soll­te ich ei­nen teu­ren Fil­ter (der als Ge­ruchs­fil­ter aus­ge­wie­sen war) ein­set­zen wenn ich im Som­mer drau­ßen im Gar­ten Pom­mes frit­tie­re? Ich hab's nicht ge­tan und es ist nichts pas­siert... Mit so ei­nem Scheiß ma­chen sie sich nur lä­cher­lich.

Ein In­kre­men­tal-Ge­ber er­laubt die Fein­jus­ta­ge so­wie die Na­vi­ga­tion durch die ein­zel­nen Screens.

Nach dem Ein­schal­ten ist der Strom auf 0 mA ein­ge­stellt.

Sofern Sie sich nicht in ei­ner Ein­ga­be­mas­ke be­fin­den er­lau­ben die Tasten 0..9 nun die di­rek­te Ein­stel­lung ei­nes der Pre­sets. In­ner­halb ei­ner Ein­ga­be­mas­ke er­mög­licht der En­co­der die Fein­jus­ta­ge des Stro­mes in Schrit­ten der ak­tu­el­len Cur­sor­po­si­tion. Die­se kön­nen Sie wie­der­um durch Drü­cken von 'Cancel' oder 'En­ter' nach links oder rechts ver­schie­ben.

In­ner­halb ei­ner Ein­ga­be­mas­ke be­wirkt ein Drehen des En­co­ders di­rekt ei­ne Än­de­rung der Strom­vor­ga­be (das ist ja der Sinn, die Fein­jus­ta­ge des Stro­mes), Tas­ten­drü­cke än­dern den Strom je­doch erst, wenn die Ein­ga­be­mas­ke mit <En­ter> ver­las­sen wird, da­mit Ver­tip­per nicht in ei­nem un­ge­wollt ho­hen oder nied­ri­gen Strom en­den.

Wird die Mas­ke ver­las­sen kann durch Drehen des En­co­ders zum je­weils nächs­ten oder vor­her­ge­hen­den Widget ge­wech­selt wer­den.

Durch Drü­cken der Zif­fern­tas­ten kann dann je­der­zeit ein an­de­rer Preset ge­wählt wer­den. Der Preset 0 ist fest auf 0 mA ein­ge­stellt, kann nicht ge­än­dert wer­den und dient als Not-Aus. Den­ken Sie da­r­an, falls es mal brenz­lig wird!

Für ei­ne Soft­ware-Be­schrei­bung des User-In­ter­faces, se­hen Sie bit­te hier.

Kapazitätsmessung

Ei­ne Strom­sen­ke wie die Vor­lie­gen­de eig­net sich na­tür­lich auch her­vor­ra­gend zur Mes­sung der Ka­pa­zi­tät bspw. ei­nes ge­la­de­nen Ak­ku­mu­la­tors oder Super­caps. Aller­dings kann Eload den Ak­ku/Kon­den­sa­tor nicht selbst la­den. Er muss vor­ge­la­den an­ge­schlos­sen wer­den. Be­gin­nend mit dem Re­set misst die Sen­ke al­so auch die As bzw. Ws wel­che sie ab dann ver­bra­ten hat. Sie kön­nen al­so z.B. ei­nen Ak­ku an­schlie­ßen und die ent­nom­me­nen As bzw. Ws je­der­zeit bis zum Er­rei­chen ei­ner be­stimm­ten Ent­la­de­schluss­span­nung (die Sie in der ak­tu­el­len Ver­sion noch ma­nu­ell ab­pas­sen müs­sen) ab­le­sen.

Die Ka­pa­zi­täts­mes­sung ist da­r­auf an­ge­wie­sen, dass der 100 Hz-Timer-In­ter­rupt zu­ver­läs­sig funk­tio­niert. Kein Pro­gramm­teil darf In­ter­rupts al­so län­ger als ei­ni­ge ms sper­ren und auch kein an­de­rer In­ter­rupt darf mehr als ein paar ms be­nö­ti­gen aber das ist ja selbst­ver­ständ­lich, oder?

Die ak­tu­el­le Soft­ware kann die As zäh­len (aber noch kei­ne Ws), sie kön­nen über das Sta­tus-Kom­man­do aus­ge­le­sen wer­den und wer­den im Dis­charge-Screen an­ge­zeigt. Sie tut dies di­rekt im SPI-In­ter­rupt so dass auch hier­von kei­ner ver­lo­ren­ge­hen darf um die Mess­ge­nau­ig­keit nicht zu be­ein­träch­ti­gen.

Der Dis­charge-Screen hat auch ei­ne Start-Tas­te mit der le­dig­lich die Zeit­mes­sung neu ge­star­tet wer­den kann. Die As zäh­len dann ab Drü­cken der Start-Tas­te. Drü­cken Sie al­so Start und schlie­ßen sie dann den Ak­ku an. Dann ha­ben Sie die As ab die­sem Zeit­punkt.

Anschluss der Quelle

Be­ach­ten Sie: die elek­tro­ni­sche Last ist ein Re­gel­kreis. Wie je­der Re­gel­kreis kann er auch zu Schwin­gun­gen an­ge­regt wer­den wenn ge­eig­ne­te Ver­zö­ge­rungs-Kom­po­nen­ten ein­ge­fügt wer­den. Dies kön­nen be­reits lan­ge Lei­tun­gen und de­ren In­duk­ti­vi­tät bzw. Ka­pa­zi­tät sein. Der An­schluss der Quel­le muss des­halb mit mög­lichst kur­zen Lei­tun­gen er­fol­gen und sie müs­sen mög­lichst eng zu­sam­men ge­führt wer­den um die um­spann­te Flä­che und da­mit die In­duk­ti­vi­tät zu mi­ni­mie­ren.

Schwin­gun­gen kön­nen zu Über­las­tung so­wohl der Quel­le als auch der Sen­ke füh­ren, bis hin zur Zer­stö­rung.

60 V= gel­ten nach ak­tu­el­len Vor­schrif­ten als un­be­denk­lich. Bei hö­he­ren Span­nun­gen müss­te ein Be­rühr­schutz ge­währ­leis­tet sein.

In Län­dern au­ßer­halb Deutsch­lands oder für spe­zi­el­le Ein­satz­be­din­gun­gen (z.B. im me­di­zi­ni­schen Be­reich oder als Kin­der­spiel­zeug) mö­gen an­de­re (ge­rin­ge­re) Span­nun­gen zu­läs­sig sein. Halten Sie sich un­be­dingt an die für Ihren Ein­satz­zweck gül­ti­gen Nor­men und Vor­schrif­ten!

Das be­deu­tet aber nicht nur, dass die Quel­le nicht mehr als 60 V= lie­fern darf, es be­deu­tet auch, dass kein Po­ten­tial (0 oder +) mehr als 60 V ge­gen­über Er­de auf­wei­sen darf!

Die Schal­tungs­mas­se ist zu­sätz­lich als Grün-Gelbe Erd­buch­se he­r­aus­ge­führt. Die­se muss im Re­gel­fall an die Schutz­er­de an­ge­schlos­sen wer­den. Bei erd­na­hen Quel­len (et­wa ei­nem ge­er­de­ten PC-Netz­teil) soll­te die­se, so­weit mög­lich, über ei­nen Trenn­tra­fo iso­liert wer­den, an­sons­ten muss nach Si­cher­heits­prü­fung der Quel­le u.U. auf die Er­dung von Eload ver­zich­tet wer­den da sonst Erd­strö­me die Mess­ge­nau­ig­keit be­ein­flus­sen. Die Er­dung muss in die­sem Falle durch die Quel­le ge­währ­leis­tet sein! Das ist nur zu­läs­sig wenn kein Po­ten­tial der Quel­le mehr als 60 V ge­gen­über Er­de ein­neh­men kann!

Die­se Kom­man­dos kön­nen je­der­zeit über die USB-Schnitt­stel­le über­tra­gen wer­den und wir­ken so­fort!

Kom­man­dos sind Case-In­sen­si­tive und wer­den auch nur bis zur ge­ge­be­nen Län­ge aus­ge­wer­tet.
p 3 200 ist da­mit äqui­va­lent zu Preset 3 200

Ins­be­son­de­re in skript­ge­steu­er­ten Ak­tio­nen ist es je­doch rat­sam, die Kom­man­dos voll aus­zu­schrei­ben da mög­li­cher­wei­se in spä­te­ren Firm­ware-Ver­sio­nen Kom­man­dos hin­zu kom­men könn­ten, die sich mit bis­her ein­deu­ti­gen Ab­kür­zun­gen über­schnei­den!

Pa­ra­me­ter (z.B. bei Debug) kön­nen nicht ab­ge­kürzt wer­den. Debug sensor kann z.B. mit deb sensor ab­ge­kürzt wer­den aber Debug sens wird nicht funk­tio­nie­ren.

Einige Kom­man­dos, wie z.B. Help oder DumpConf oder Ca­li­brate wei­chen da­von ab da sie nur im in­ter­ak­ti­ven Be­trieb er­war­tet wer­den und in­ner­halb von Pro­gram­men nicht sinn­voll sind.

Die Ka­li­brie­rung muss in die­sem Fall er­neut durch­ge­führt wer­den und die Pre­sets nach Be­lie­ben neu ge­setzt wer­den.

Prüfen Sie nach ei­nem Soft­ware-Up­date ob Ih­re Pre­sets noch gül­tig sind! DumpConf kann Ihnen da­bei be­hilf­lich sein.

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