Básicamente lo que pides se llama convertidor de digital a analógico o D/A o DAC para abreviar. En este caso quieres que el rango completo sea de 0-10 voltios.
Por tu descripción, parece que el extremo receptor tira pasivamente de la línea y espera que el regulador ponga una resistencia variable entre él y tierra. Usted quiere controlar directamente el voltaje, pero sólo necesita un pulldown activo en el lado bajo para hacerlo. Aqui hay un circuito que probablemente funcione:
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La entrada a este circuito analógico es una señal digital PWM de 0 a 3,3 voltios procedente de un microcontrolador. R5, C4, R2 y C2 forman un filtro de paso bajo de dos polos que hace el valor medio de la señal PWM. Como tus requisitos de frecuencia son tan bajos, puedes crear fácilmente una señal PWM de este tipo en un microcontrolador con mucha resolución. Por ejemplo, una señal PWM de 1 kHz tendrá su frecuencia PWM reducida en casi 4000 (más de 70 dB) por este filtro. Incluso los micros lentos pueden darte 8 bits o más de resolución a 1 kHz de frecuencia PWM. El micro ajustaría su ciclo de trabajo PWM en respuesta a los comandos recibidos a través de una UART o alguna otra interfaz digital.
El amplificador se utiliza en la configuración clásica de ganancia positiva, excepto que como el transistor invierte la señal, las entradas del amplificador se invierten en respuesta. R1 y R4 forman el divisor de realimentación, que en este caso hace que el circuito tenga una ganancia un poco superior a 3. Idealmente quieres una ganancia de 3.03, pero los valores mostrados te dan un poco en la parte superior del rango donde sabes que la salida irá al máximo. El opamp conduce la corriente de base de Q1 a lo que sea necesario para hacer el voltaje de salida de línea de atenuación deseado. R3 está allí para que haya algún cambio de voltaje en la salida del opamp con el cambio de salida. De otro modo, la salida del opamp estaría siempre en la caída de la unión B-E sobre tierra, lo que podría llevar a inestabilidad. Usted no dijo cuál es la corriente máxima que un dimmer tiene que hundir. Este circuito puede manejar más de 100 mA, que es probablemente alta. Si es así, usted puede hacer R3 más alto, pero el 1 kΩ mostrado debe trabajar de todos modos.
C3 está ahí sólo para la estabilidad. No necesitas mucho ancho de banda, por lo que no hay nada malo en sobreamortiguar el amplificador. Alguna capacitancia aquí será necesaria ya que incluso con R3 allí, habrá realmente una ganancia de voltaje menor que 1 desde la entrada a la salida del opamp.
Edita:
El circuito anterior tenía accidentalmente las entradas del opamp invertidas. El transistor invierte el voltaje, por lo que las entradas del opamp tienen que estar invertidas respecto a la configuración habitual de ganancia positiva. El circuito anterior es ahora la versión fija.
También he actualizado el circuito para que el procesador funcione a 3,3 V en lugar de 5 V y ahora muestre la señal PWM del micro directamente.
