Styra negativ spänning med PWM

SlotH · Inlägg av **SlotH** » 18 augusti 2006, 01:09:01

Hej, jag har stött på ett litet problem som säkert är enkelt att lösa. Tyvärr är jag inte så insatt inom analog elektronik som jag skulle vilja.

Till att börja med så har jag en display vars kontrast styrs av en negativ spänning. Det finns en inbyggd DC-DC konverterare på LCDn så den skickar ut -9V som det sedan är tänkt att man ska koppla till en potentiometer eller liknande. Och visst funkar det bra, kontrasten är som bäst vid -6.4V

Men nu hade jag tänkt att göra en funktion så att man kan ställa in kontrasten med hjälp av mjukvaran istället. Eftersom att jag driver LCDn med en PIC16F877A så tänkte jag styra kontrasten med hjälp av PWM.

Frågan är bara hur jag kan styra en negativ spänning (-4V till -9V) med hjälp av en 5V PWM signal.

funkar det kanske med en vanlig transistor? som sagt så är inte analog elektronik min starka sida.
Svar uppskattas! tack på förhand

rehnmaak · Inlägg av **rehnmaak** » 18 augusti 2006, 01:19:49

Filtrera pwm:n och skicka in den i en op-förstärkare kopplad som inverterande x2 förstärkare. Sedan kopplar du utgången på op:n där mittpinnen på potentiometern brukar vara. Du behöver +/- matning till op:n.

SlotH · Inlägg av **SlotH** » 18 augusti 2006, 02:04:48

Eftersom att jag är helt novis på op-förstärkare så måste jag få en del saker förklarade för mig.
Ska jag bara koppla in PWM signalen på Vi och se till att R2 är dubbelt så stort som R1 ?
Bild

Med en op-förstärkare behöver jag alltså inte använda den inbyggda dc-dc konverteraren?

cyr · Inlägg av **cyr** » 18 augusti 2006, 02:50:13

Du behöver fortfarande negativ matningsspänning till op-förstärkaren, så till det behöver du DC/DC på displayen om du inte har någon annan källa.

Sen behöver du nog som sagt filtrera PWM-signalen först så du får en någorlunda jämn DC-nivå istället. Ett enkel RC-filter borde väl fungera (ett motstånd i serie och en konding till jord). Värdena beror på vad du har för PWM-frekvens osv.

SlotH · Inlägg av **SlotH** » 18 augusti 2006, 02:58:54

Jaha! Då tror jag att jag förstår vad som måste göras. Angående RC filter så fick jag en bild av J10.
Bild

Sedan undrar jag vilken OP förstärkare man ska välja från elfa? fanns ganska många att välja på.
http://www.elfa.se/elfa-bin/dyndok.pl?dok=10018.htm
Skulle det funka med den? Vill gärna ha den så billigt som möjligt.

Tack för all hjälp!

rehnmaak · Inlägg av **rehnmaak** » 18 augusti 2006, 03:30:57

Det funkar med vilken op som hellst i stort sett.

Tänk på att motståndet i RC filtret ska räknas med när du beräknar förstärkningen. Du kan också sätta en kondensator parallellt över R2 för att få ett bättre filter.

Andax · Inlägg av **Andax** » 18 augusti 2006, 16:11:17

Det finns ju fler lösningar som inte kräver en opamp.
Med en enkel optokopplare kan du ju köra PWM på den befintliga negativa referensspänningen + ett RC filter.
EL 817 (elfanr 75-390-00) kostar < 4 kr. Sedan behöver du två mostånd + ett motstånd+konding för RC filtret.

Johan.o · Inlägg av **Johan.o** » 18 augusti 2006, 16:52:03

Gillar Andax ide, men ett problem jag kan se med den är man får en korrekt uppladdningskurva, men någon urladdning av kondensatorn blir det inte..

dennis · Inlägg av **dennis** » 18 augusti 2006, 17:42:39

Andax lösning tycker jag ser bra ut, men behöver man verkligen RC filtret ?

Johan.o:
Urladdning av kondingen blir det väl efterssom displaykontrastingången kommer dra ström ?

SlotH · Inlägg av **SlotH** » 18 augusti 2006, 19:15:41

Nu har jag redan beställt OP förstärkare från elfa, och det kostar ju ungefär samma... Så länge det funkar så är jag nöjd:)

Johan.o · Inlägg av **Johan.o** » 18 augusti 2006, 21:18:12

dennis: Hela funktionen bygger på att mha ett intregerande-nät,
så får man en spänning över kondensatorn som är så stor som medelvärdet
av PWM pulsen. För att det ska bli vettigt bör urladdningsresistansen vara lika stor som uppladdningsresistansen.

För att RC nätet ska fungera som intregerande så ska:
Tidskonstanten (R*C) >>> T (1/f) , där f är frekvensen på PWM pulsen..

dennis · Inlägg av **dennis** » 18 augusti 2006, 23:40:19

Aha nu ser jag, trodde att man matade in -9 volten till displayen igen, men det är alltså så att man sänker den genom att lasta den olika mycket ?

Isåfall så tror jag att det funkar utan RC filter bara PWM frekvensen är tillräckligt hög för att det inte skall flimra.

Johan.o · Inlägg av **Johan.o** » 19 augusti 2006, 00:53:38

Nej och nej............................

Man laddar upp kondensatorn under PWM-pulsens positiva period genom resistorn, och laddar ur den under PWM-pulsens "negativa" period. Gör man detta tillräckligt ofta/snabbt så kommer det ligga en
likspännings över kondensatorn, vars värde är medelvärdet av PWM-pulsen,
så man därav kan välja likspänningen genom att variera Duty Cycle (0-100%) på PWM-pulsen.
Denna spänning kommer ha ett upp/ur-laddningsrippel som minskar
då RC Väljs större än Periodtiden (T) hos PWM-pulsen.
Det är viktigt att RC >>> T för att kretsen ska intregera.

RC-kretsen är sådeles själva nyckel-komponenten i sammanhanget,
inget som klara sig utan.

dennis · Inlägg av **dennis** » 19 augusti 2006, 12:36:03

Jo jag har ganska bra pejl på RC-kretsar och PWM.

Men hur funkar kontrastjusteringen till displayen:
Kopplar man -9 volten via en pot till jord eller till en ingång på displayen ?

SlotH · Inlägg av **SlotH** » 19 augusti 2006, 14:04:23

Spänningen på -9V går genom en pot kopplad till jord före den går in i V0 porten på LCDn. Bäst kontrast får jag vid -6.4V (läs mitt första inlägg)