Hallo Ich möchte an einem Analogen 10 Bit Eingang vom Velleman Board K8061 http://www.velleman.be/ot/de/product/view/?id=364910 eine PH Elektrode meines AQ anschliessen. Die PH Elektrode liefert eine Spannung von 0,03V pro PH Wert. Da ich zwischen PH 5 und 9 messen möchte hätte ich eine Eingangs Spannung von 0,15V und 0,27V. Diese denke ich müßte ich verstärken um den Faktor 10. Den Eingang am Board kann ich über Jumper auf 5V oder 10V einstellen. Wie müßte die OPV aussehen ? Da ich leider erst vor ein paar Tagen angefangen habe mich überhaupt mit Elektronik zu beschäftigen wollte ich mal höfflichst Anfragen ob mir jemand einen Plan dazu machen könnte ? oder mir unter die Arme greifen könnte. Gruß r.w.
Geht leider nicht. die eingangsimpedanz ist 20kOhm, was viel zu wenig fuer eine pH elektrode ist. Ohne Fet OpAmp ist da leider gar nichts. Auch 10MOhm reicht nicht, der Messfehler ist immer noch zu gross und die Lebensdauer der Elektrode zu begrenzt.
Hallo Danke für die schnelle Antwort. Nach langem Suchen habe ich was dazu gefunden. http://www.aquarix.de/de/diy/img/phmeter.gif Ist diese Schaltung noch Aktuell oder gibt es neuere CMOS Operational Amplifier ? http://www.aquarix.de/de/diy/phmeter.asp Beitrag "pH-Wert mit uC erfassen. Sensor gesucht."
Hallo, die Schaltung sieht prinzipiell ok aus. Die Sache mit der Spannungsversorgung solltest Du am Schluß angehen; das sind Standardschaltungen, die davon abhängen, was Dir an Geräten zur Verfügung steht. Der TL084 ein Standard-OPV mit JFET-Eingang. Nun willst Du einen besonders hochohmigen Eingang haben, daher würde ich eher in Richtung MOSFET-Eingang (CMOS-Eingang) suchen. Ich würde an OPV wie diesen denken, wobei ich das Datenblatt noch nicht zu 100% durchgelesen habe. http://www.analog.com/en/amplifiers-and-comparators/operational-amplifiers-op-amps/ad8607/products/product.html Auswahlkriterium war der Eingangsstrom. Hinsichtlich der Leckströme mußt Du sicherlich auch etwas unternehmen (Stichwort: Guard-Ring). Gruß, Michael
@R.W. (Gast bitte als " unter die Arme greifen" betrachten Wenn Deine Angabe stimmt, dann sage ich voraus, dass Du mit der Deiner vorhandenen Elektrode niemals den pH-Wert misst, sondern irgendetwas. Eine pH- Elektrode liefert theoretisch ca. 59mV/pH, praktisch vielleicht 1-2mV weniger. Verrat doch mal, was im Datenblatt steht (insbesondere Elektrodentyp, Innenwiderstand) und was es werden soll. MfG Wolfgang
Hallo an alle vielen Dank für eure Vorschläge und Infos. @Wolfgang-G Die Angabe habe ich im Netz gefunden. Es soll eine Regelung des PH Wertes über die CO² Zufuhr im Aquarium geben. Es kommt später noch mehr dazu wie Leitwert und Temp messen und Lampen schalten usw. @Michael Lenz Die Spannungsversorgung von 12V ist auf dem K8061 schon vorhanden. Da es den TL084 nicht mehr gibt habe ich gedacht ich nehme den TL084 DIP. Meinst du der passt ? Gruß Ralf
Hallo Ralf, der INA116, den "Aha" genannt hat, ist ein Spezialbaustein, der genau für Deine Anwendung gedacht ist. Schau mal im Datenblatt auf Seite 9, da steht beschrieben, wie Du ihn verschalten kannst. Dieser IC hat extrem niedrige Leckströme und eine fertige Lösung für Guard-Ringe. Die brauchst Du, um ordentliche Messungen zu machen. Zur Erläuterung: Ein Guard-Ring ist nichts anderes als ein Stück Metall, das um Deine Leitung herum angeordnet ist und das dasselbe elektrische Potential hat wie Deine Leitung. ########################## ########################## ------------------------ Leitung ########################## ########################## Guard-Ring (Fläche mit gleichem Potential wie die Leitung) Guard-Ringe sind notwendig, um Kriechströme zu verhindern, die beispielsweise über Verunreinigungen auf der Leiterplatte oder im Kabel zustandekommen (z. B. Chemikalien, fettige Finger u. ä.). Da der Guard-Ring dasselbe elektrische Potential hat wie die Leitung, wirkt keine Kraft auf die Ladungsträger, so daß sie nicht wegfließen. (Bei den meisten Anwendungen braucht man keine Guard-Ringe. Aber bei Anwendungen mit so geringen Strömen wie bei einem PH-Meter, sind sie schon notwendig.) Das besondere an der Spannung des Guard-Rings ist, daß sie aktiv getrieben wird. Das heißt: Der Guard-Ring kann ohne Probleme Ströme an die Umgebung liefern, wenn irgendwo rundherum eine Potentialdifferenz ist, die Kriechströme erzeugt. Bloß kommen die Kriechströme dann aus der Spannungsquelle des Guard-Rings und nicht aus Deiner Leitung! > @Michael Lenz > Die Spannungsversorgung von 12V ist auf dem K8061 schon vorhanden. > Da es den TL084 nicht mehr gibt habe ich gedacht ich nehme den TL084 > DIP. DIP ist nur der Gehäusetyp (Gehäuse mit Beinchen), das ist also schon der IC, den Du meinst. Tu Dir aber selbst den Gefallen und vergiß den TL084, wenn Du ordentliche Ergebnisse haben willst! Die Internetseite, die Du gefunden hast, meint zwar, der TL084 reicht aus. Das glaube ich aber nicht; das ist ein Feld-Wald-Wiesen OPV mit einem nur mittelprächtig hohen Eingangswiderstand (JFET). Nimm lieber den INA116. Der INA116 arbeitet mit +/-15V. Wahrscheinlich geht +/-12 auch ohne Probleme. Die maximale Ausgangsspannung ist dann eben etwas kleiner. Am einfachsten ist es wahrscheinlich, wenn Du Dir ein kleines Wechselspannungs-Steckernetzteil kaufst (Kostenpunkt etwa 10 € bei Conrad) und auf der Platine daraus sowohl die positive, als auch die negative Gleichspannung erzeugst (Linearregler 7815 für positive Spg. und 7915 für die negative Spannung). Dann brauchst Du nur einen einzigen Stromanschluß. Wenn Du willst, kann ich Dir beim Layout mit Eagle behilflich sein (z. B. Bauteile für Spannungsregler u. ä. raussuchen, damit Du nicht die falschen wählst; das ist am Anfang schwierig zu erkennen.) Gruß, Michael
Der INA116 ist ja ganz nett, aber wo bekommt man den als Privatperson in kleinen Stückzahlen zu einem vernünftigen Preis? Die einzige Quelle, die ich gefunden habe, war RS-Components, das Stück zu 13,56 Euro exklusive Mwst! Fix und fertige pH-Meter inklusive Elektrode gibts ja schon um 30-40 Euro.
> Der INA116 ist ja ganz nett, aber wo bekommt man den als Privatperson in > kleinen Stückzahlen zu einem vernünftigen Preis? Die einzige Quelle, die > ich gefunden habe, war RS-Components, das Stück zu 13,56 Euro exklusive > Mwst! Als Sample bei TI. > Fix und fertige pH-Meter inklusive Elektrode gibts ja schon um 30-40 > Euro. Das gibt es häufig, und wenn das Budget auf 40€ beschränkt ist, würde ich mir auch ein fertiges PH-Meter kaufen. Sonst kannst Du Dir nämlich auch kein Gehäuse für um die Platine herum leisten. Gruß, Michael
Der INA116 ist zwar gutm aber doch eher übertrieben. Es gibt reichlich CMOS OPs mit wenig Eingangsstrom (im unteren pA Bereich). z.B. ICL7621, TLC27x, AD8551,LMC6484,MCP60x,MCP600x,OPA347,max4238,... Wichtig ist bei so kleinen Strömen aber auch die Sauberkeit der Platine und ggf. ein Guard Ring.
>Es kommt später noch mehr dazu wie Leitwert und Temp messen und Lampen schalten usw. >Da ich leider erst vor ein paar Tagen angefangen habe mich überhaupt mit >Elektronik Deshalb solltest Du mit dem Teil anfangen, der am leichtesten zu verstehen ist und auch einem Anfänger das schnellste Erfolgserlebnis bringen könnte. Vielleicht in folgender Reihenfolge: 1) Lampen schalten 2) Temperatur messen 3) Leitfähigkeitsmessung 4) pH- Wertbestimmung (hier solltest Du dich neben der Theorie auch mit der Kalibrierung der Messkette beschäftigen, was für eine exakte Messung ein wichtige Voraussetzung ist) MfG Wolfgang
Hallo, ich habe noch Frage zu dem guard ring: >Das besondere an der Spannung des Guard-Rings ist, daß sie aktiv >getrieben wird. Das heißt: Der Guard-Ring kann ohne Probleme Ströme an >die Umgebung liefern, wenn irgendwo rundherum eine Potentialdifferenz >ist, die Kriechströme erzeugt. Bloß kommen die Kriechströme dann aus der >Spannungsquelle des Guard-Rings und nicht aus Deiner Leitung! Wie betreibe ich den guard-ring aktiv? Das Eingangssignal 1x verstärken mit CMOS-opamp und wieder auf den guard ring geben? Wenn ja, dann brauche ich einen zweiten opamp um einen Verstärkungsfaktor > 1 zu erreichen. Damit habe ich 2x den opamp-offset und zwei Bauteile :( Und: Wie mache ich das mit den Kabeln, wenn die Spannung der PH-Elektrode so schwach ist? Dort dürfte es schon Ableitströme geben, spätestens im Stecker ist dann Ende. Und was ist mit Einstrahlungen z.B. von EVGs?
Hallo, >>Das besondere an der Spannung des Guard-Rings ist, daß sie aktiv >>getrieben wird. Das heißt: Der Guard-Ring kann ohne Probleme Ströme an >>die Umgebung liefern, wenn irgendwo rundherum eine Potentialdifferenz >>ist, die Kriechströme erzeugt. Bloß kommen die Kriechströme dann aus der >>Spannungsquelle des Guard-Rings und nicht aus Deiner Leitung! > > Wie betreibe ich den guard-ring aktiv? Das Eingangssignal 1x verstärken > mit CMOS-opamp und wieder auf den guard ring geben? Ja, genau. Auf Seite 1 des Datenblattes des INA116 siehst Du auch ein vereinfachtes Blockschaltbild. Die drei Ausgänge des (+1)Verstärkers kannst Du Dir alle als miteinander verbunden denken. http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ina116.pdf > Wenn ja, dann brauche ich einen zweiten opamp um einen > Verstärkungsfaktor > 1 zu erreichen. Damit habe ich 2x den opamp-offset > und zwei Bauteile :( Du hängst den Spannungsverstärker an den Ausgang des (+1) Verstärkers. Dann stört der Stromoffset nur einmal. Über den Spannungsoffset mußt Du dir auch keine Sorge machen, weil die Spannungen relativ groß sind. > Und: Wie mache ich das mit den Kabeln, wenn die Spannung der > PH-Elektrode so schwach ist? > Dort dürfte es schon Ableitströme geben, > spätestens im Stecker ist dann Ende. Und was ist mit Einstrahlungen z.B. > von EVGs? Du treibst die Schirmung auf dem gleichen Potential wie den Innenleiter. Daher gibt es im Kabel keine Ableitströme. Und gegen EMV-Einstrahlungen kannst Du das Signal tiefpaßfiltern (glätten). Lies Dir dazu Seite 9 des INA116-Datenblattes durch. Das ist sehr nützlich dazu. Zu teuer ist der INA116 übrigens auch nicht, da TI kostenlose Warenproben verschickt. Gruß, Michael
Auch wenn man den INA116 bezahlt... Verglichen mit der Arbeit an der Leiterplatte ist das auch zu vernachlaessigen.
Hallo Michael, danke für die infos. Das Datenblatt hat es wirklich in sich :) Der Aufwand ist noch größer als ich dachte.
Benötigt man für den korrekten Einsatz des INA116 unbedingt eine Referenzelektrode, oder kann man diesen auch ohne betreiben?
>Benötigt man für den korrekten Einsatz des INA116 unbedingt eine >Referenzelektrode Natürlich benötigt man die. Kannst du eine Spannung an nur einem Pol messen? http://de.wikipedia.org/wiki/Glaselektrode http://de.wikipedia.org/wiki/Bezugselektrode
R.W. wrote: > Hallo an alle > > vielen Dank für eure Vorschläge und Infos. > > @Wolfgang-G > Die Angabe habe ich im Netz gefunden. Es soll eine Regelung des PH > Wertes über die CO² Zufuhr im Aquarium geben. Es kommt später noch mehr > dazu wie Leitwert und Temp messen und Lampen schalten usw. > > @Michael Lenz > Die Spannungsversorgung von 12V ist auf dem K8061 schon vorhanden. > Da es den TL084 nicht mehr gibt habe ich gedacht ich nehme den TL084 > DIP. > Meinst du der passt ? > Typisch geht: TL084, TL074, LF351, 357 und CA3140. Das geht alles recht gut mit einfachen Aquarium-pH-Elektroden. Man kann auch INA116 oder AD5xx Typen nehemn -- ist aber nachdem was ic htesten konnte für derartige Anwendung wie Du es im Aquarium vorhast nicht nötig. Die extreme Genauigkeit ist hier nicht so relvnt. Und die hier verwendeten pH Elektroden sind "relativ" niederohmig. Wobei wir hier auch schon vom Megaohm Bereich sprechen. Im Labor hatten wir kritischere Elektroden da machten Femto-Ampere Biasströme des ersten OPV, etc. schon Sinn un mußten beachtet werden. Aber für Aquarium, das darfst Du mir glaubne da mehr als 6 Steuerungen hier so gebastelt wurden, genügt preiswerte OPv Technik wie TL074/TL084,LF35x Auch die obigen Zwischenrufe über Bezugselektrode, etc.: Das hast Du alles in Deiner gekauften Elektrode drin. Das Stichwort heißt hier Einstabmeßkette. Oder in schlichten Worten: Kümmr Dich nicht drum.. Du kannst Deine Elektrode nehmen, anschließen und gut ist es. Die Zuleitung bitte nicht ohne Not verlängern. Um mehr muß man sich hier nicht kümmern. Mehr machen die kaufbaren CO2 Controller für's Aquarium auch nicht. Einstabmeßkette und fertich. viel Erfolg beim Selbstbau wünsche ich Dir. hth, Andrew
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