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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannung hinter Op-Amp-Verstärkung messen (zur PH-Wert Messung)


Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Hallo,

ich möchte eine Spannung messen, die von einem Operationsverstärker 
kommt. Mit zwei unterschiedlichen AD-Wandlern von Maxim (Max187 und 
Max127) kriege ich aber leider nicht die richtige Spannung rein, sondern 
beide springen in den unterschiedlichsten Bereichen (nicht mal nahe an 
der eigentlichen Spannung) hin und her. Woran kann das liegen? Ich hatte 
hier bereits einen ähnlichen Thread, nur hat keiner der 
Lösungsvorschläge etwas gebracht.
Die Verstärkerspannung wird benötigt um den Widerstand einer PH-Sonde zu 
verringern und dann eine Spannung von 3,24V zu addieren.
Die Spannung lässt sich wunderbar mit einem Voltmeter lesen, nur nicht 
mit den beiden AD-Wandlern!?!

1. Wo könnte das Problem mit meiner Schaltung liegen, wenn die 
Verstärkung funktioniert?
2. Welche Möglichkeit den Eingangswiderstand von 10 exp 12 Ohm einer 
PH-Sonde zu verringern gäbe es ausser einem OP-Amp?
3. Gibt es PH-Sonden die eine Spannung ohne diesen hohen 
Eingangswiderstand abgeben oder sogar digital sind?

Gruss,
Sebastian.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Sebastian-nicolae Matei schrieb:
> Hallo,
>
> ich möchte eine Spannung messen, die von einem Operationsverstärker
> kommt. Mit zwei unterschiedlichen AD-Wandlern von Maxim (Max187 und
> Max127) kriege ich aber leider nicht die richtige Spannung rein, sondern
> beide springen in den unterschiedlichsten Bereichen (nicht mal nahe an
> der eigentlichen Spannung) hin und her. Woran kann das liegen? Ich hatte
> hier bereits einen ähnlichen Thread, nur hat keiner der
> Lösungsvorschläge etwas gebracht.

Wo?


> Die Verstärkerspannung wird benötigt um den Widerstand einer PH-Sonde zu
> verringern und dann eine Spannung von 3,24V zu addieren.
> Die Spannung lässt sich wunderbar mit einem Voltmeter lesen, nur nicht
> mit den beiden AD-Wandlern!?!

Also nach der pH-Elektrode kommt ein erster OpAmp, der an seinem Ausgang 
ein sauberes Signal hat? Danach auf dem Weg zum ADC und rein in die 
Software tritt das Problem auf?
Pauschal: VREF des ADC und ADC-Eingang buffern mit Kondi. Verutung ist, 
daß es ein Sampling-ADC ist. Habe aber das DS nicht gelesen.


>
> 1. Wo könnte das Problem mit meiner Schaltung liegen, wenn die
> Verstärkung funktioniert?

Ohne Schaltplan? Sie belieben zu scherzen. Haben wir schon den 11.?


> 2. Welche Möglichkeit den Eingangswiderstand von 10 exp 12 Ohm einer
> PH-Sonde zu verringern gäbe es ausser einem OP-Amp?

OpAmp ist die einfachste Variante. Ein JFET oder Spezialschaltungen sind 
auch noch möglich.


> 3. Gibt es PH-Sonden die eine Spannung ohne diesen hohen
> Eingangswiderstand abgeben oder sogar digital sind?
>

Physikalisch erstmal Nein! Als Modul mit eigener Elektronik sicherlich. 
Schott-Geräte in Hofheim wäre eine vermutliche Adresse. Zumindest war 
ich mal dort und die hatten so Sachen rumstehen. Oder der nächste 
Laborausrüster aus dem Telefonbuch.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Abdul K. schrieb:
>> Die Verstärkerspannung wird benötigt um den Widerstand einer PH-Sonde zu
>> verringern und dann eine Spannung von 3,24V zu addieren.
>> Die Spannung lässt sich wunderbar mit einem Voltmeter lesen, nur nicht
>> mit den beiden AD-Wandlern!?!
>
> Also nach der pH-Elektrode kommt ein erster OpAmp, der an seinem Ausgang
> ein sauberes Signal hat?
Richtig.
>Danach auf dem Weg zum ADC und rein in die
> Software tritt das Problem auf?
Danach wird mit einem zweiten Op-Amp 3,24V addiert und dann zum ADC.
> Pauschal: VREF des ADC und ADC-Eingang buffern mit Kondi. Verutung ist,
> daß es ein Sampling-ADC ist. Habe aber das DS nicht gelesen.
Ein TL082 für die Versuche. Welche Dimensionierung bei den Kondensatoren 
und was für Kondensatoren?
>
>>
>> 1. Wo könnte das Problem mit meiner Schaltung liegen, wenn die
>> Verstärkung funktioniert?
>
> Ohne Schaltplan? Sie belieben zu scherzen. Haben wir schon den 11.?
Habe noch keinen Schaltplan hochgeladen, da alles standard beschaltet 
ist. Erster Op-Amp mit Verstärkung, zweiter Op-Amp zum addieren und 
alles ohne künstlereien, also so einfach wie möglich. :)
>
>> 2. Welche Möglichkeit den Eingangswiderstand von 10 exp 12 Ohm einer
>> PH-Sonde zu verringern gäbe es ausser einem OP-Amp?
>
> OpAmp ist die einfachste Variante. Ein JFET oder Spezialschaltungen sind
> auch noch möglich.
Aha. Beispiele?
>
>> 3. Gibt es PH-Sonden die eine Spannung ohne diesen hohen
>> Eingangswiderstand abgeben oder sogar digital sind?
>>
>
> Physikalisch erstmal Nein! Als Modul mit eigener Elektronik sicherlich.
> Schott-Geräte in Hofheim wäre eine vermutliche Adresse. Zumindest war
> ich mal dort und die hatten so Sachen rumstehen. Oder der nächste
> Laborausrüster aus dem Telefonbuch.
Schau ich mir mal an.

Danke,
Sebastian.

Autor: Andy H. (vinculum) Benutzerseite
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Ist doch ganz klar, sehe ich sofort aus dem Schaltplan und dem 
Platinenlayout. Deine Schaltung schwingt. Die Opamps sind nicht gut 
geroutet, die koppeln auf die Eingänge zurück. Du musst dazu R5 
vergrößern. Mit dem Voltmeter siehste dann nur den Mittelwert, son ADC 
ist aber viel fixer.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Andy H. schrieb:
> Ist doch ganz klar, sehe ich sofort aus dem Schaltplan und dem
> Platinenlayout. Deine Schaltung schwingt. Die Opamps sind nicht gut
> geroutet, die koppeln auf die Eingänge zurück. Du musst dazu R5
> vergrößern. Mit dem Voltmeter siehste dann nur den Mittelwert, son ADC
> ist aber viel fixer.

Welchen Widerstand meinst du mit R5?

Autor: T. H. (pumpkin) Benutzerseite
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Sebastian-nicolae Matei schrieb:
> Andy H. schrieb:
>> Ist doch ganz klar, sehe ich sofort aus dem Schaltplan und dem
>> Platinenlayout. Deine Schaltung schwingt. Die Opamps sind nicht gut
>> geroutet, die koppeln auf die Eingänge zurück. Du musst dazu R5
>> vergrößern. Mit dem Voltmeter siehste dann nur den Mittelwert, son ADC
>> ist aber viel fixer.
>
> Welchen Widerstand meinst du mit R5?

Klarer Fall: Den aus deiner nicht hochgeladenen Schaltung.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Na gut. Ich dachte mir man könnte vielleicht schon ohne Betrachtung der 
Schaltung darauf kommen, was die Ursache meines Ergebnisses sein könnte.

Anbei die Schaltung.

Wie könnte ich die Widerstände denn noch skalieren, damit mir da nix 
schwingt. Soll ich etwa in den Megaohm Bereich?

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Nein, die Widerstände eher runter als hoch wenns schwingt. Laß die mal, 
auch wenn dein OpAmp vielleicht nicht ganz der richtige für die 
Elektrode ist. So eine pH-Elektrode ist tierisch hochohmig und übrigens 
auch stark temperaturabhängig.
Prüfe mal, ob sich die Werte in deiner Software durch Anlöten von 100nF 
am ADC-Eingang irgendwie trendmäßig ändern.
Außerdem ob du das bestimmt vorhandene BUSY-Flag des ADC korrekt 
bedienst.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Abdul K. schrieb:
> Nein, die Widerstände eher runter als hoch wenns schwingt. Laß die mal,
> auch wenn dein OpAmp vielleicht nicht ganz der richtige für die
> Elektrode ist. So eine pH-Elektrode ist tierisch hochohmig und übrigens
> auch stark temperaturabhängig.
Wenn keine Widerstände dran sind, habe ich ein ähnliches Verhalten. Beim 
Max127 kriege ich ständig einen Wert knapp unter Full-Scale angezeigt 
(4,9...V) und der Max187 kann keine negativen Spannungen messen.
> Prüfe mal, ob sich die Werte in deiner Software durch Anlöten von 100nF
> am ADC-Eingang irgendwie trendmäßig ändern.
Mach ich mal.
> Außerdem ob du das bestimmt vorhandene BUSY-Flag des ADC korrekt
> bedienst.
Existiert bei den beiden Maxim AD-Wandler nicht.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Abdul K. schrieb:
> Prüfe mal, ob sich die Werte in deiner Software durch Anlöten von 100nF
> am ADC-Eingang irgendwie trendmäßig ändern.

Dazu nochmal:
Wie soll ich den beschalten? Spannung durchführen oder ein Ende des 
Kondensators an Erdung?

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Nach Datenblatt. Was für ne Frage. Gehe jetzt erstmal essen...

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Abdul K. schrieb:
> Nach Datenblatt. Was für ne Frage. Gehe jetzt erstmal essen...

Guten Appetit. :)
In meinem Datenblatt ist nichts von einem Kondensator an den Eingängen 
des AD-Wandlers erwähnt.
Die Kondensatoren aus den Maxim Datenblättern sind auf der Schaltung. 
Nur wie soll der von der PH-Verstärkerschaltung dran?

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Habe mir beide Datenblätter angesehen. Den erwähnten Kondi brauchste 
nicht, da der ADC sampelt.

Eventuelle rausgeführte VREF hast du gebuffert mit mind. 10nF?

Die Versorgungsspannung für die OpAmps: Jetzt aber nicht die gleichen 5V 
wie für den ADC? Billige Opamps brauchen Luft von 1-2V an Ein- und 
Ausgängen - vereinfacht gesagt.

Eventuell ist im seriellen Datenstrom noch ein Problem.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Es gibt nur wenige OpAmps die da in Frage kommen. Grundvoraussetzungen 
sind
1) Extrem hoher Eingangswiderstand
2) Rail-Rail I/O
Ich wuerds mal mit einem LPC661 probieren

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Abdul K. schrieb:
> Eventuelle rausgeführte VREF hast du gebuffert mit mind. 10nF?
Beim Max187 schon, beim Max127 werden 4,7µF benötigt. Beide sind richtig 
angeschlossen.

> Die Versorgungsspannung für die OpAmps: Jetzt aber nicht die gleichen 5V
> wie für den ADC? Billige Opamps brauchen Luft von 1-2V an Ein- und
> Ausgängen - vereinfacht gesagt.
Alles ist auf einer Schaltung mit 5V aus USB. Der TL082 kriegt die -5V 
aus einem ICL7660.

> Eventuell ist im seriellen Datenstrom noch ein Problem.
Nein.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Uuuuuuuund ich hätte noch nen Witz auf Lager.

Ich habe hier ein Tensiometer (Bodenfeuchtemessung). Durch einen Sensor 
der darauf geschraubt wird, erhält man eine analoge Spannung als 
Ausgangssignal.
Wieder einmal kann ich diese Spannung mit einem Voltmeter messen, nicht 
aber mit einem der beiden AD-Wandler...

Zur Kontrolle ob denn der AD-Wandler auch wirklich funktioniert, habe 
ich mit dem Max127 die USB-Spannung gemessen und +5V erhalten. Prima. 
Auch die Messung der Spannung an einer 3V Mignonzelle hat astrein 
funktioniert.

Was kann es mit dieser Spannung auf sich haben, dass der Max da auch 
nicht richtig messen kann und die eingelesenen Werte hin und her 
springen???

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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OK.
Der Witz mit dem Tensiometer hat vielleicht ne echt gute Pointe. :)
Die Stromversorgung für den Sensor des Tensiometers ist ein 12V 
Netzteil. Der Max ist auf einer Platine mit 5V.
Wenn ich nun beide Erdungen verbinde, sollte ich dann ein Messergebnis 
erhalten?
Wenn ich nur die Erdung von USB dranführe und die des Netzteils 
weglasse, habe ich nur 4,....V auf der zum Sensor stromführenden 
Leitung. Dieser braucht jedoch +12V.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Na gut. Der Witz mit dem Tensiometer war so gut wie: "Nachts ist kälter 
als draussen."

Habe beide Erdungen miteinander verbunden und nun kann ich die Spannung 
vom Tensiometersensor über den Max127 auslesen.

Somit ist damit wohl alles top.

Was hat meine PH-Schaltung?!?

Autor: gast (Gast)
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Es gibt von Jumo einen Messwandler der die pH-Spannung auf 0..10V oder 
4..20mA umsetzt. Musst Du mal schauen was es jetzt genau war. Das Ding 
wird einfach "in die Leitung geschaltet".

Die Messung von pH-Sondenspannungen ist nicht so einfach bedenke auch 
das die Flüssigkeit evtl. nicht "erdfrei" ist.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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gast schrieb:
> Es gibt von Jumo einen Messwandler der die pH-Spannung auf 0..10V oder
> 4..20mA umsetzt. Musst Du mal schauen was es jetzt genau war. Das Ding
> wird einfach "in die Leitung geschaltet".

Ich habe mich ein wenig informiert und umhertelefoniert. Der Messwandler 
von Jumo kostet ca. 200€. Auch gibt es einen von der Meinsberg GmbH für 
ca. 180€. Beide nicht gerade günstig und man kann daran keine 
gewöhnliche PH-Elektrode anschliessen, sondern müsste diese auch dort 
beziehen.

Ich bin von der Sache nicht so begeistert, da ich nun bereits eine 
Elektrode hier habe und die Schaltung aus dem Anhang eigentlich bei mir 
mit einem Voltmeter funktioniert hat.

Was geschieht denn mit der Spannung, dass der AD-Wandler da nicht mehr 
will? Hat niemand eine Idee?

Gruss,
Sebastian.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Es muss auf jeden Fall was mit dem Op-Amp sein, denn die Spannung der 
Stromquelle für die zu addierende Spannung ist ebenso messbar mit dem 
Max127.

Ich hab nur so gar keine Ahnung was da komisch kommt, dass ich die 
verstärkte Spannung nicht mit dem AD-Wandler erfassen kann, jedoch mit 
einem Voltmeter. Auch mit dem LMC6001 habe ich keinen Erfolg, dabei ist 
das ganz genau dazu gedacht!?!

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Der LMC6001 hängt nun als Wandler zwischen Elektrode und ADC? Das sollte 
gehen. Scheint mir ein geeigneter Typ. Mal abgesehen von der 
Offsetspannung.

Deine Fehlerbeschreibung deutet auf irgendeine Info, die wir momentan 
nicht kennen. Da muß der Unterschied sein.

Der 7660 erzeugt starke Störungen am Ausgang. Die kann der OpAmp mangels 
Bandbreite nicht voll unterdrücken.

USB-Spannung ist normalerweise heftig mit Transienten verseucht.

Also bau die Sache um auf deine zwei Batterien und finde da erstmal den 
Fehler. Dann wieder ein Rückbau wenn du klüger wirst. Batterien sind für 
Lowlevel-Verarbeitung ideale Spannungsquellen.

Hast du diese Konstellation mit dem ADC ausprobiert?

Das Voltmeter mißt grundsätzlich erdfrei, wenn es so ein Handheld-Teil 
ist. Der ADC aber immer mit Bezug auf in deinem Fall USB!! Also die 
Sache mit der erdreien Flüssigkeit ist ein guter Tipp zu untersuchen.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Erdfreie Fluessigkeit bedeutet, ein Glas mit Wasser.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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So Jetzt-nicht schrieb:
> Erdfreie Fluessigkeit bedeutet, ein Glas mit Wasser.

Ich probiers mal, nur wollt ich mir die Sonde dann doch schon irgendwie 
kalibrieren in meiner C# Anwendung, deswegen sollte ich doch auch 
irgendwie die Kalibrierflüssigkeit messen können. :(

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Es wird nur lustiger.

Die PH-Sonde ist nun in Leitungswasser. Als Messergebnisse kriege ich 
4,3 - 4,4V vom ADC (Max127) zurück. Die Full-Scale liegt bei 5V.

Erklärungsversuche? :)

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Hier mal ein Screenshot.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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So Jetzt-nicht schrieb:
> Erdfreie Fluessigkeit bedeutet, ein Glas mit Wasser.

Oh Neunmalklug??

Wasser liefert keinen stabilen pH, da keine Puffersubstanzen vorhanden 
sind. Ich beziehe mich mal auf den engen Begriff Wasser.

Orangensaft wäre interessanter. Kann man dann nach dem Versuch auch 
biologisch korrekt entsorgen. Oder Rotkohl. Dann haste gleich ne 
optische Kontrolle ob der pH richtig ist ;-)

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Sebastian-nicolae Matei schrieb:
> Hier mal ein Screenshot.

Häng doch die Sonde ab und ersetze sie durch ne Spannungsquelle 
bekannter Größe. Deine Meßwerte eiern mir viel zuviel.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Auch merkwürdig. Selbes Ergebnis wie bei der PH-Sonde: 4,3 - 4,4V (siehe 
Anhang).
Messe ich die Batterie direkt erhalte ich 3V.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Wie mißt du die Batterie direkt? Du meinst mit dem Multimeter getrennt 
von der restlichen Schaltung?

Hm. Die Meßwerte schwanken immer noch kräftig. Wie hast du das 
Bezugspotential "Masse" für die OpAmps realisiert?

Ist die Schaltung nun nur noch aus Batterien als Versorgung bestehend?

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Abdul K. schrieb:
> Wie mißt du die Batterie direkt? Du meinst mit dem Multimeter getrennt
> von der restlichen Schaltung?
>
> Hm. Die Meßwerte schwanken immer noch kräftig. Wie hast du das
> Bezugspotential "Masse" für die OpAmps realisiert?
>
> Ist die Schaltung nun nur noch aus Batterien als Versorgung bestehend?

Danke erst einmal, dass Du Dich so sehr mit meinem Problem beschäftigst.

Die Batterie kann man mit dem Max127 direkt messen, genauso wie ich auch 
die USB Spannung mit dem Max messen kann. Pluspol der Batterie an den 
Max, Minuspol an Erdung meiner USB-Schaltung.

Der OpAmp ist nicht an Masse. Lediglich die positive Spannung (von USB) 
und die negative Spannung (ICL7660S) wird dran geführt.

Die Schaltung hat zur Zeit nix mehr dran. Kann entweder die BNC-Buchse 
oder die Batterie dran hängen. Wie es beliebt. Gestern Abend war die 
Batterie zuletzt dran.

Komisch ist, dass der Max127, genau wie der Max187 4,3V einlesen. Das 
kann ich mir nicht erklären. Es liegen 2,...V - 3,...V an, aber gelesen 
und gemessen werden 4,3...-4,4...V durch bei AD-Wandler.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Weshalb ist der OpAmp bipolar gespiesen ? Ich wuerd mir die negative 
Speisung sparen. Der ADC wird wahrscheinlich nicht bipolar sein.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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So Jetzt-nicht schrieb:
> Weshalb ist der OpAmp bipolar gespiesen ? Ich wuerd mir die negative
> Speisung sparen. Der ADC wird wahrscheinlich nicht bipolar sein.

Naja, der Max kann negative und positive Spannungen lesen, der Max127 
zumindest.
Der OpAmp ist mit positiver und negativer Spannung versorgt, da alle 
Schaltungen die ich bisher dazu gefunden habe so aussahen.

Du meinst einfach mal die negative Spannung am OpAmp weg lassen und 
gucken was passiert?

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Gemacht, getan, jedoch ohne positives Ergebnis. Die Ausgabe sieht immer 
noch genauso aus und es findet auch keine Verstärkung mehr statt.

Ob nun die 3V Batterie dran hängt oder die PH-Sonde, ich habe ständig 
nur 4,16V hinter dem 2. Verstärker, gemessen mit einem Voltmeter.

Auch mit dem Max kriege ich nix neues eingelesen, nicht einmal die 
4,16V.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Nee, nicht einfach weglassen. Das were eine Frage des Designs. Eine pH 
Sonde bringt 0V bei pH 7, und +-400mV bei pH4 resp 10. Wenn man nun 
bezugelich 2.5V arbeitet, kann man die Messung mit einem nur-5V OpAmp, 
und einem nur-5V ADc machen.
Ich denke das System uebersteuert. Weil etwas in der Begrenzung ist. Man 
sollte nicht beide Eingaenge eines Instrumentenverstaerkers in der Luft 
lassen.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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So Jetzt-nicht schrieb:
> Nee, nicht einfach weglassen. Das were eine Frage des Designs. Eine pH
> Sonde bringt 0V bei pH 7, und +-400mV bei pH4 resp 10.
Ist bekannt.

> Ich denke das System uebersteuert. Weil etwas in der Begrenzung ist. Man
> sollte nicht beide Eingaenge eines Instrumentenverstaerkers in der Luft
> lassen.

Dazu: Hä? Gäbe es dazu eine mögliche Lösung?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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zB einen GND Draht reinhaengen...

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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So Jetzt-nicht schrieb:
> zB einen GND Draht reinhaengen...

Wo zwischen?

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Jetz lese ich nun schon eine Weile hin und her, werde aber aus deinem
Aufbau nicht schlau. Dein Schaltplan war leider auch nicht ganz
vollständig, weil keine Sonde, keine Versorgungsspannung.
Dein Erdzeichen, ist das jetzt Masse, Minus, Schutzleiter oder was?
>> Sonde bringt 0V bei pH 7, und +-400mV bei pH4 resp 10.
Ich gehe jetzt mal von diesen Werten aus und beziehe mich mal auf deinen
1. SLP.
Der 1. OV wird 11 fach verstärken also bis zu 4,4V ausspucken.
Der Eingang ist wahnsinnig hochohmig, wenn du den nicht abschirmst
(inklusive Sondenkabel) fängst du dir unweigerlich Netzbrummen ein.
Da sich ein PH-Wert nicht in 0,1 Sek. ändert wäre eine ordentliche
Gegenkopplung mit einem C (Out-> -In) recht sinnvoll. 100n wären 
schonmal
eine Hausnummer.
Wenn der 2. OV ein Addierer sein soll, dann geht das so aber nicht, da
musst du schon die Inv. Eingang benutzen. Momentan verstärkst du nur die
1/2 Differenz zwischen Out(1.OV) und +3,24V mit den Faktor 2.
Wenn also Uout(1.OV)=0V, dann Uout(2.OV)= +3,24V.
Wenn also Uout(1.OV)=1V, dann Uout(2.OV)= +4,22V.
Wenn also Uout(1.OV)=3V, dann Uout(2.OV)= +6,20V.
War das so gewollt?
Ein TL082 ist bei +/-5V recht ungeeignet weil seine Eingänge ca. 2V von
den Ub's weg sein sollen, eher mehr. Die Ausgänge kommen auch nicht
bis an Ub ran. 4,43V ist da schon richtig gut.
Dein 1. Screenshot zeigt deutliche Schwankungen, nix mit 4,3V.
Ich sehe 0,2 - 4,43V, das ist was ganz anderes wie du immer gesagt hast.
Das Ganze deutet jedenfalls auf Schwingungen hin. Dein Messfix wird das
nicht erfassen, weil zu träge. Der ADC ist schnell genug.
Haste keinen Oszi?
Die anderen beiden Screenshots halte ich für übersteuert.
Ergo: Deine Schaltung, wie dein Versuchsaufbau sind Mist.
- Unterlagen/Bücher/Internet belesen!
- richtigen Differentverst. benutzen (INA...)
- richtigen Addierer benutzen (ev. nochmal inv.)
- auf sehr gute Schirmung/ Masseverlegung achten
- alles gut abblocken

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Sebastian, ohne Oszi ist das alles Murks!!! Besorg dir zumindest ein 
ganz einfaches Oszi und fang an, die einzelnen Punkte deiner Schaltung 
zu analysieren.

Außerdem, wie soll irgend jemand etwas Verlässliches sagen können, wenn 
du nicht mal einen Schaltplan oder irgendeinen Link postest?

Ein Tip: Der LMC6001 ist am Ausgang sehr langsam. Der MAX127 ist sehr 
schnell und verlangt eine Einschwingzeit vom Treiber im µsec Bereich. 
Das könnte schon mal eine Ursache sein. Siehst du aber nur, wenn du ein 
Oszi an den Eingang des ADC hängst!

Kai Klaas

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Nun ja. Ich schätze ich bin ein wenig weiter. Ich habe den Aufbau ein 
abgeändert.
Zuerst kommt die Spannung von der PH-Sonde rein wie in Schaltplan 1 
dargestellt und geht dann über einen 2. OPV wie in Schaltplan 2.

Die Ausgaben gefallen mir mehr, denn es sind Werte, die an die mit einem 
Voltmeter gemessenen herankommen, jedoch leider immer noch nicht 
komplett den gemessenen entsprechen. Wenigstens ist der Max nicht mehr 
fix in dem 4,3... - 4,4...V Bereich.

Wären die Schwankungen wirklich nur noch mit Netzbrummen zu erklären?

Gruss,
Sebastian.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Was part02.gif jetzt für eine komische Geschichte sein soll kann ich mir
nicht so recht erklären. Einen Diff.verst. sehe ich ja noch, aber die
Potis? ich ahne zwar was, aber das wird wohl daneben gehen.

>Wären die Schwankungen wirklich nur noch mit Netzbrummen zu erklären?
Keine Ahnung, du hast ja nichts zum messen. Das Ganze kann auch selber
schwingen. Eventuell hast du ja wenigstens ein Multimeter mit
Frequenzmessung. Mit einem Lautsprecher anhören(notfalls mit Verstärker) 
wäre noch für eine grobe Schätzung möglich.
Die Werte gehen jedenfalls recht heftig rauf und runter.
Wie hoch ist denn der WS-Anteil an Out von OV2?(mit Multimeter messen)
Die 100n über der Gegenkopplung des 1.OV fehlen immernoch.
Und bitte zeichne einen Gesammtstromlaufplan mit allem Drum und Drann.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hast du nun mit einem Oszi gemessen oder nicht?

Also die Elektrode bringt +-0,4V? Nehme ich jetzt mal so an.

Die ganze Rumeierei bringt nix:
1.
Schalte in Reihe zu USB-VCC einen Widerstand von ca. 10 Ohm. Dahinter 
nach Minus einen ca. 100u Elko. Parallel dazu Keramik oder Folie Kondi 
ca. 100n. Das ist nun dein Bezugssystem für die Versorgungsspannung. 
Nennen wir VDD. Die Werte sind alle unkritisch. Der Aufbau ist 
entscheidend.
2.
Zwischen VDD und Minus machst du einen Spannungsteiler mit deinen 10K 
Widerständen und am Mittelabgriff nochmal einen 100n Keramik oder Folie. 
Anderer Anschluß an Minus. Der Punkt zwischen den beiden Widerständen 
ist nun erstmal deine "Masse". Den OpAmp schaltest du als Buffer. Also 
negativer Eingang an Ausgang. Positiver Eingang an die Elektrode. Die 
"Masse" der Elektrode schaltest du an deine "Masse". Den Ausgang des 
OpAmp hängst du an den ADC, der von VDD und Minus versorgt wird.
3.
Parallel zur Elektrode schaltest du einen Keramik oder Folie Kondi. Mir 
wegen auch 100n. Einen Elko kannst du dort wegen dessen Reststrom nicht 
verwenden!


Und nun berichte. Die Elektrode sollte nun bei pH=7 am ADC eine Spannung 
von 2,5V abliefern. Da der USB-Bus belastet wird, vielleicht auch nur 
2,3V. Aber auf jeden Fall stabil.

VREF buffern, VDD nach Minus ein 100n Kondi am ADC setze ich voraus.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Wird probiert sobald ich dazu komme mir Bauteile zu beschaffen. In 
meiner Stadt gibt es leider kein Conrad, o.ä. und 5€ Versandkosten sind 
recht viel. Danke erst einmal, ich werde mich melden.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Du hast doch alles da! Was fehlt?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Abdul,

>Du hast doch alles da! Was fehlt?

EIN OSZI FEHLT!!!! Ohne Oszi kannst du das völlig vergessen. So wird das 
nie was. Er sieht nichts, also kann er auch nichts lernen. Das wird 
immer irgendwie Murks bleiben.

Also, erst mal ein Oszi besorgen, und sei es auch nur ein ganz 
einfaches. Dann systematisch Punkt für Punkt messen und analysieren. 
Ruhig mit unseres Hilfe. Aber diese ewige Nebelstocherei fuchst...

Kai Klaas

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Es fehlen:
Widerstand von ca. 10 Ohm
100µF Elko
Folie Kondi
2 x 100nF
100nF Keramik oder Folie

Und ein Oszilator.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ehrlich gesagt, langweilt mich das jetzt. Wenn er unbedingt 10 Ohm 
wörtlich nimmt, ist er ein absoluter Anfänger.

Da werde ich erstmal mit der Destillation meines Roses-Metall 
weitermachen...

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Abdul,

>Ehrlich gesagt, langweilt mich das jetzt. Wenn er unbedingt 10 Ohm
>wörtlich nimmt, ist er ein absoluter Anfänger.

Das ist er! Aber warum nicht helfen, wenn er freundlich ist und unsere 
Ratschläge Ernst nimmt?

Kai Klaas

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Sebastian-nicolae Matei schrieb:
> Und ein Oszilator.
???

Oszi != Oszillator

Oszi = Oszilloskop

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Sorry, aber wohl die meisten Älteren hier hatten auch erst kein Oszi - 
gingen also durch eine harte Schule und das bringt einem später mehr.

Naja, wenn man eines hat benutzt man es. Außer dem Lötkolben und dem 
Seitenschneider das wichtiste Utensil elektrischer Art.

Wenn ich nochmals anfangen würde, dann würde ich jeden Groschen für ein 
geplantes gebrauchtes Oszi beiseite legen und z.B. es nicht für 
Fachzeitschriften ausgeben, die man damals kaufen mußte ohne 
'kostenlosen' Internet. Büchereien gaben auch nicht so viel her und auf 
die Idee ne Uni-Biblio zu besuchen, kam ich leider erst später...

Den nächsten Amateurfunker resp. -verein könnte man auch gut 
'ausnutzen'.

Hinterher ist man immer schlauer.

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Hallo,

das Projekt wurde auf Eis gelegt. Ich werde es erst einmal sein lassen, 
da ich kaum die benötigten Kriterien erfüllen kann um eine präzise 
PH-Messung durchzuführen.
Alles sehr ärgerlich und mich ärgerts am meisten. :)

Vielen Dank für die Hilfe hier und Entschuldigung wenn es für Stress 
gesorgt haben sollte, denn alle haben sich Mühe gegeben mir zu helfen.

Was ich gelernt habe:
Man bräuchte einen Oszillator.

Gruss,
Sebastian.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Sebastian,

>das Projekt wurde auf Eis gelegt. Ich werde es erst einmal sein lassen,
>da ich kaum die benötigten Kriterien erfüllen kann um eine präzise
>PH-Messung durchzuführen.

Gib doch nicht so schnell auf, Sebastian! Besorg dir einfach ein 
einfaches Oszilloskop (nicht Oszillator!), z.B. eines von Velleman oder 
ähnlich, das du direkt an den PC anschließen kannst und meß die 
Schaltung mit uns zusammen durch.

Sag uns ganz genau, was du machen willst und wir helfen dir dabei.

Hinfallen ist nicht schlimm, aber du mußt wieder aufstehen!

Kai Klaas

Autor: Sebastian-nicolae Matei (snmatei)
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Kai Klaas schrieb:
> Hallo Sebastian,
>
>>das Projekt wurde auf Eis gelegt. Ich werde es erst einmal sein lassen,
>>da ich kaum die benötigten Kriterien erfüllen kann um eine präzise
>>PH-Messung durchzuführen.
>
> Gib doch nicht so schnell auf, Sebastian! Besorg dir einfach ein
> einfaches Oszilloskop (nicht Oszillator!), z.B. eines von Velleman oder
> ähnlich, das du direkt an den PC anschließen kannst und meß die
> Schaltung mit uns zusammen durch.
>
> Sag uns ganz genau, was du machen willst und wir helfen dir dabei.
>
> Hinfallen ist nicht schlimm, aber du mußt wieder aufstehen!
>
> Kai Klaas

Hallo Kai Klaas,

danke für die Sorgen. Bei Gelegenheit wird dies auch sicher geschehen. 
Jedes mal verwechsel ich Oszilloskop mit Oszillator, entschuldige.
Habe kaum Zeit dem mehr nachzugehen, anderes ist wichtiger geworden.

Wenn ich wieder mehr Zeit für habe gehe ich euch auf die Nerven. :) 
Versprochen, nur erstma gehts kaum damit. Muss an anderer Stelle weiter 
machen.

Dankeschön.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Habe kaum Zeit dem mehr nachzugehen, anderes ist wichtiger geworden.

Ja, das kenne ich...

Alles Gute!

Kai Klaas

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Siehste. Es interessiert ihn nicht wirklich, dachte ich mir schon. Dabei 
ist das Thema was, was man auch als Anfänger gebacken kriegt.


So für andere Mitlesende und später zugreifende:
Man muß sich nur zu helfen wissen! Ein OSZIlloskop findet man fast 
überall. In der Schule (oder hat sich das geändert?) Physiklehrer 
fragen, Berufsschule technischer Bereich, Uni, Amateurfunker um die 
Ecke, ebay, ja auch noch lokale Zeitschriften solange sie noch gedruckt 
werden, zu meiner Zeit hieß das Amtsblatt für Bastler sinnigerweise 
"Sperrmüll", kurz vor Weihnachten eventuell durch Zusammlegen der 
Verwandten als Geschenk bettel lieb guck, und mein Geheimtipp: 
Branchenbuch auf, Elektronikfirmen suchen, anrufen muß man sich halt 
überwinden, bestimmt jede dritte wird dir erlauben mal vorbeizukommen. 
Nur kurz, klar,... ;-) 2-3 Stunden einen dortigen Entwickler quälen und 
du bist wirklich weiter. Ein erfahrener Mentor is Gold wert!


Daher wieder Mal die Sache mit der Karte bei uC.net, wo man sich mit 
Standort und kurzem Hinweis eintragen kann.


Vielleicht postet der Thread-Starter mal seinen Standort. Eventuell ist 
jemand in der Nähe.
Da fällt mir ein, daß ich in der Schule auch noch einen Mini-Workshop 
halten soll übers Elektroniken. Nur was? ZN414-Radio? Wenn die sich die 
Pfoten verbrennen, wird man heutzutage bestimmt gleich verklagt.

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