Hallo, ich bin derzeit dabei die Schaltung für einen Aquariencomputer zu planen. Da ich auch den pH-Wert messen will, ich aber noch nie mit solch Hochohmigen Messgeräten zu tun hatte, wollte ich absichern, dass die Verstärkerschaltung im Anhang korrekt ist. Als OP-Amp habe ich den LMC6484 gewählt, da dieser zum einen bei Reichelt erhältlich ist und zum anderen eine extrem geringe Input Current (typ. 20 fA!) aufweist. Die erste Verstärker ist als Impedanzwandler gedacht, der zweite soll die Spannung um ein 10-faches vervielfachen. Somit erhoffe ich mir am µC-Pin eine Spannungsänderung von 590mV pro pH-Wert (Die Sonde liefert +59mV pro pH über 7,0 und -59mV pro pH unter 7,0) abweichend von 7. Bei pH=7 sollten die 2,5V Referenzspannung des LM336 anliegen. Die Spannung wird dann anschließend im µC per 10Bit A/D Wandler gemessen und der daraus Resultierende pH-Wert noch mittels Eichlösungen Softwareseitig geeicht und berechnet.
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Ja. kann man so machen. Solange sich der GND und die Fluessigkeit, die auf der Refernzspannung liegt nie sehen. Allenfalls zwischen der pH Sonde und der Referenz noch einen 10k zur Sicherheit. In die aktive Sondenleitung auch gleich einen 10k. Und dann beide Sondenleitungen mit 10nF an GND. gegen Einstrahlungen
a) Der LMC6484 ist ok b) Ein OpAmp, der mit GND und 5V versorgt wird, braucht keine Diode um negative Spannungen zu begrenzen. c) Du solltest auch die Referenzspannung der LM336 mitmessen, denn die schwankt ganz schön. Ein 1:2 Spannungsteile von ARef wäre einfacher. d) Es braucht keine 2 OpAmp, man kann auch mit einem verstärken und trotzdem einen hochohmigen eingang haben. e) Du solltest Funkstörungen abfangen, eine spule im Eingang gegen UKW oder ein Kondensator (mit gutem Dielektrikum: Polypropylen, Teflon) zwischen den pH-Meter-Anschlüssen hält Störungen fern. f) Du musst auch die Temperatur mitmessen, denn der pH-Wert ist temperaturabhängig.
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Die Flüssigkeit und GND sollten sich zwar normalerweise in keinem Fall sehen, aber ich habe die beiden Widerstände trotzdem mal eingebaut - schadet ja nicht. MaWin: a) super! b) Stimmt, das war die Macht der Gewohnheit :D c) Ein Blick ins Datenblatt hat mich schockiert, du hast Recht. AREF hängt momentan ganz normal an VCC, da es in der Schaltung keine nennenswerten Lastunterschiede gibt. Sollte ich VREF trotzdem extra erzeugen? Wenn ja, was ist der beste Weg dafür? So lange das ganze auch ohne extra VREF ca. bei einer Genauigkeit von +- 0,1 pH bleibt, ist das ausreichend) d) Stimmt, da war was. Richtig wie angehängt? e) Kondensatoren eingebaut, ich werde Teflons verwenden f) Temperaturmessung ist sowieso vorgesehen
> Sollte ich VREF trotzdem extra erzeugen? Nimm dieselbe Spannung, die auch der uC als AREF nimmt, also 5V oder was auch immer du eingestellt hast (interne 2.5V sind stabiler). man nennt das ratiometrische Messung bei der die absolute Höhe egal ist. > Denkfehler im Angang korrigier Du kannst viel höhere Widerstandswerte nehmen, der LMC ist sehr hochohmig und verfälscht mit seinen Eingangsströmem den Verstärkungsfaktor kaum. Die 1k/1k Spannungsteiler und den 1k Verstärkungsspannungsteilerwiderstand kann man zu 2k/2k kombinieren, und vor allem verhundertfachen. Die 10n kommen hinter die 10k, und ich hätte im Gegensatz zu Mini Nilpnur einen genommen, Teflon-Cs sind teuer genug. Aber viele Wege führen nach Rom.
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-Als AREF wird AVCC genutzt und intern vom µC Bereitgestellt. Die Beschaltung von AVCC erfolgt wie im Datenblatt angegeben. Meinst du es wäre besser, die intern erzeugten (stabilen) 2,56V zu nutzen, für den Spannungsteiler die 2,56V dann an AREF abgreifen (im Datenblatt steht, man soll wenn überhaupt, dann nur kapazitive Last an AREF hängen) und die Verstärkung halbieren? Bevor ich da ein Risiko eingehe, benutze ich lieber gleich AVCC und lebe mit einem minimalen Messfehler. Wie du das mit dem Kombinieren der Widerstände meinst, kapiere ich auf jeden Fall im Moment nicht, kann auch an der Uhrzeit liegen. Wäre nett, wenn du mir erklären/einzeichnen könntest, wie du dir das Vorstellst. Ich habe die Werte nun erstmal so erhöht, dass es alle Werte noch als Präzisionswiderstand gibt. Das mit den 10n habe ich übernommen. Ist die Schaltung dann soweit OK? Noch Verbesserungsvorschläge? Abschließend auf jeden Fall noch ein riesen DANKE für die Hilfe!
Die Schaltung passt, du musst aber den Knotenpunkt R9/R10 mitmmessen.
Stimmt. Also R6 weg und R9/R10 jeweils 80k für eine 10-fache Verstärkung? Jetzt verstehe ich auch, was du mit dem Kombinieren meintest.
@Ludwig W. Läuft die Schaltung gut/zuverlässig? Hast du noch was geändert/kannst du deine finale Version Posten? ggf. Danke für die Rückmeldung.
Ich muss mal den alten Thread hoch holen ... Die Schaltung an sich gefällt mir recht gut. Wie schon mein Vorredner, gibt es ein finale SChaltung die sich im Betrieb bewährt hat? @MaWin: Was meinst du mit Knotenpunkt mitmessen? Hier noch ein Anshcluss an einen ADC Kanal? Was mache ich mit diesem Wert dann? In welchem Bezug steht dieser zum eigentlcih gemessenen WErt? Gruß, Michael
Michael Blank schrieb: > Die Schaltung an sich gefällt mir recht gut. Die Schaltung ist dann in Ordnung, wenn die pH-Sonde nicht mit einem Pol auf Masse liegen muss. Die 10nF belasten aber die pH-Sonde, müssen als extrem gutes Dielektrikum haben. Man dämpft besser mit UKW-Drosseln in Reihe. 10k als Schutzwiderstand dürfen auch ruhig grösser sein, auch 1MOhm verschlechtert die Messung nicht. > MaWin: Was meinst du mit Knotenpunkt mitmessen? Die Spannung an R9/R10 verschiebt sich je nach Aussteuerung des OpAmps, weil sie doch recht hochohmig ist. Sie muss hochohmig sein, weil ARef nicht belastbar ist. Man könnte einen OpAmp als Spannungsfolger an ARef schalten und bekommt ein niederimpedantes Signal. Hat man eine externe belastbarere ARef, geht das natürlich auch ohne OpAmp. > Hier noch ein Anshcluss an einen ADC Kanal? Ja. Wenn der ADC weniger als 50k Eingangswiderstand sehen will, noch ein ca. 10nF Kondensator nach Masse für ausreichend niedrige dynamische Impedanz. > Was mache ich mit diesem Wert dann? subtrahieren. > In welchem Bezug steht dieser zum eigentlcih gemessenen WErt? Nullpunkt.
MaWin schrieb: > f) Du musst auch die Temperatur mitmessen, denn der pH-Wert ist > temperaturabhängig. Ist das nicht etwas übertrieben, wenn ein Aquarium bei Raumtemperatur betrieben wird? Mit welcher Abweichung muss man hier rechnen?
Hallo, mit welcher PH-Sonde führst du die Messung durch? Und ist diese dauerhaft im Becken? MfG Kai
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