Hallo, ich habe hier eine einfache Schaltung, die das Signal einer Fotodiode auswertet um bei einem schnellen Helligkeitsanstieg einen Schaltausgang zu betätigen. Die Diode ist eine BPW34, ich verwende einen LM324 OpAmp um den Diodenstrom zuerst in eine Spannung zu konvertieren, dann zu differenzieren und dann mit einem Komparator das Ausgangssignal zu erzeugen. Soweit funktioniert die Schaltung auch einwandfrei, nur ist sie empfindlich auf die Helligkeitsschwankungen normaler Glühbirnen. Mein Problem ist nun, dass einige der zu messenden Signale (z.B. ein Winken mit der Hand) ganz ähnliche Anstiegszeiten (100µs - 50ms) hat wie das Signal durch die Glühbirne, deswegen scheidet ein einfacher Bandpassfilter wohl aus. Das Herunterdrehen der Empfindlichkeit ist zwar möglich, dann leidet aber natürlich auch die Erkennung der gewünschten Signale. Habt ihr irgendwelche Ideen?
Du solltest die Bandsperre aber besser auf 100 Hz dimensionieren, wenn du am selben Stromnetz hängst, wie ich. :-)).
Die Digitalmultimeter wandeln mit Bruchteilen von 50 Hz, damit ergibt der Netzbrumm im Idealfall einen Gleichspannungsanteil, sonst eine langsame Schwebung. Manche sind umschaltbar 50/60 Hz MAX110 von Maxim: http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX110-MAX111.pdf Up to 50 Conversions/sec, 50Hz/60Hz Rejection Auf Seite 18 ist der Frequenzgang abgebildet, mit Sperrfrequenzen auf 50 und 60 Hz
> aber besser auf 100 Hz dimensionieren..
In den Feldern rechts stehen die Werte für 100Hz( so, oder so ähnlich,
sagt der Niederrheiner)
Appropo Glühlampenlicht: Ist der Wendel nicht so träge, dass der Wechselstrom in ein Gleichlicht verwandelt wird? Bei Leuchtstoffröhren ist die Problematik klar. Ich vermute auch, dass der TO 50Hz-Brummeinstreuungen in seine Schaltung hat.
Hallo,
100 Hz --> die Glühbirne ist das Problem (Leistung U*I hat die Frequenz
100Hz)
50 Hz --> Netzstörungen sind das Problem
Wenn wirklich die Glühbirne stört, solltest Du den Empfänger optisch
abschirmen oder das Licht mit einer Halogenlampe auf Gleichstrombasis
betreiben.
Wenn die Störung bei 50 Hz liegt, mußt Du Dich nochmal um das Layout
kümmern (größerer Entstörkondensator, Spannungsregler verwenden).
Gruß,
Michael
> Leistung U*I hat die Frequenz 100Hz
Wie jetzt?
U und I sind in Phase, wie verdoppelt sich da die Frequenz?
Noch besser ist ein Kammfilter, das unterdrückt auch Vielfache der Netzfrequenz http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox/filterdesign/index.html?/access/helpdesk/help/toolbox/filterdesign/ref/iircomb.html und das beste ein adaptives Filter, das läßt sogar 50 Hz Signalanteile durch wenn sie 90 Grad gegen die Netzfrequenz verschoben sind.
Such mal nach tda4050 die machen es da mit einem doppel T Bandpass, der nur den Träger durchlässt. Klaus
@ Vater vom bedroullieninhaber >Wie jetzt? >U und I sind in Phase, wie verdoppelt sich da die Frequenz? .. weil die Lampe bei der pos. und bei der neg. Halbwelle aufleuchtet. Klaus
> wie verdoppelt sich da die Frequenz?
Trafos brummen auch mit 100 Hz, weil die Leistung auch bei negativen
Halbwellen P = (-I * -U) positiv ist ;-)
Und Trafobleche und Glühwendeln richten sich nach der Leistung.
@Christoph: Gute Idee, meine Schaltung ist aber komplett analog und maximal 50 Hz Wandlungsrate wäre zu langsam. @Vater...: Diese Steilheit des Filters sollte wohl sicher ausreichen für meine Zwecke. Darf ich fragen, welches Programm das ist? Die Dimensionierung mit 47k und (33+1)nF dürfte wohl einfacher zu realisieren sein als die angegebene.
@Klaus Ist mir schon klar, aber was hat die 'Leistung U*I' damit zu tun?
>Wenn wirklich die Glühbirne stört, solltest Du den Empfänger optisch >abschirmen oder das Licht mit einer Halogenlampe auf Gleichstrombasis >betreiben. Es ist eindeutig ein optisches Problem - ein Blatt Papier zwischen Lampe und Sensor reicht und ja, es sind 100Hz. Energiesparlampen, Neonröhren und CCFL machen kein Problem. Dagegen habe ich die Störung schon mit jeder beliebigen Glühbirne und Halogenlampe (außer an einem elektronischen Trafo) beobachten können. >Welche Frequenz hat dein zu detektierendes Signal? Es ist nicht-periodisch, die Anstiegszeiten sind wie oben geschrieben etwa 100us - 50ms, je nach dem. >Noch besser ist ein Kammfilter Das wäre Overkill für meine Anwendung. @all: Vielen Dank für die vielen Vorschläge!
Angehängte Dateien:
-
50Hz_Bandsperre2.png
10 KB
@Jan M.
> Darf ich fragen, welches Programm das ist?
Vor 10 Jahren hab ich mir mit VB4(VB5) ein Program geschrieben, das so
ca.100 Arbeitsblätter enthält, mit Berechnungsmöglichkeiten für die
tägliche Laborarbeit. Jetzt, nach 3-PC-Generationen und 3 Umzügen ist
der Quellcode futsch. Zumindest hab ich mal angefangen in VB.net alles
neu zu schreiben.
Aber das dauert...
Im Anhang die Berechnung für 47k und 34n. Bitte die Werte für R/2 und
2*C im Auge behalten. Die Heimtücke bei diesem Filter liegt in den
notwendigen engen Toleranzen.
halte uns mal auf dem Laufenden, ob du mit dem Ergebnis zufrieden bist..
@Vater: Danke nochmal! @Bernd: Werde ich tun sobald ich etwas vorzuweisen habe.
Hallo Vater vom bedroullieninhaber, >> Leistung U*I hat die Frequenz 100Hz > Wie jetzt? > U und I sind in Phase, wie verdoppelt sich da die Frequenz? Der Strom fließt - 50mal pro Sekunde von links nach rechts - 50mal pro Sekunde von rechts nach links Dabei wird es jedes Mal (also 100mal pro Sekunde) hell. Die Glühlampe weiß nichts von der Stromrichtung. U*I = U²/R führt zu einer Quadrierung des Signals. Die untere Halbwelle wird "nach oben geklappt"; daher wiederholt sich das Leistungssignal schon nach einer Sinus-Halbwelle. Gruß, Michael
Angehängte Dateien:
-
sensor.png
6,9 KB
So, gestern bin ich dazu gekommen, die Schaltung auszuprobieren. Da ich keine 33nF gefunden habe, bin ich auf 150k / 10nF gewechselt. Benutzt habe ich normale Bauteile mit 1% bzw. 10%, die ich noch mit meinem normalen Multimeter selektiert habe - die Kapazitätsmessung dürfte aber ihrerseits auch einen Fehler von mindestens 10% gehabt haben. Wie fast zu erwarten war, war mit dieser Schaltung kein wirklicher Filtereffekt für die Störungen zu merken. Deswegen habe ich den 1/2R durch ein Poti ersetzt, wobei die beste Filterwirkung bei einer Einstellung von 56k zu finden war. Die Qualität des Filters dürfte dadurch zwar gesunken sein, für meinen Zweck funktioniert er so aber zufriedenstellend. Der Poti aus Vaters Schaltung steht dabei am oberen Anschlag, ist also praktisch außer Funktion. Wenn ich eine Gelegenheit finde, werde ich mir den Frequenzgang nochmal etwas genauer anschauen und berichten. Die komplette Schaltung habe ich noch angehängt. Von links nach rechts: Strom-Spannungswandlung, 100Hz-Filter, Differenzierer, einstellbarer Komparator.
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