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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Probleme mit quad op!


Autor: Nico Droste (Gast)
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Hallo,
ich möchte gerne einen OP  (lm324) als subtrahierer einsetzen und habe
mir dafür mal euren Artikel über OPs durchgelesen. habe jetzt einen
ganz einfachen Subtrahierer gebaut, mit 4 1K Ohm widerständen (also
keine verstärkung o.ä.) zur spannungsversorgung habe ich so einen
negativ spannungsbaustein.. (macht aus +5v -5v), der op ist also
mit+-5V versorgt. da ich nicht so viele netzteile habe, hab ich einfach
noch einen 5er spannungsteiler gebaut, so dass mir in 1V schritten alle
spannungen zur verfügung stehen.
wollte einfach mal ausprobieren ob der wirklich die eine spannung von
der anderen subtrahieren kann. leider scheint es nicht richtig zu
funktionieren. hier mal einige messwerte:

OP an +-5V als subtrahierer
+  -  differnz  Ausgang
0  0  0    0
5  0  5    3,6
4  0  4    2,85
3  0  3    1,87
2  0  2    1,25
1  0  1    0,71

5  3  2    2,25
4  3  1    0,95
3  3  0    -0,02
2  3  -1    -0,73
1  3  -2    -1,08
0  3  -3    -1,37

habt ihr eine idee woran das liegen kann? was mache ich falsch?

vielen dank für eure mühe!
gruß
nico

Autor: Gehard Gunzelmann (Gast)
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Zwei gedanken:

1. Der LM324 ist kein Rail-to-Rail OP. DAs heißt, daß die
Eingangsspannungen in der Nähe der Versorgungsspannung falsch
verarbeitet werden. Für Eingangsspannungen zwischen +5 und -5 Volt
sollte Deine Versorgungsspannung mindestens +-7 Volt betragen

2. Evtl sind Deine 1k-Widerstände zu niederohmig. Versuchs mal mit 10k
Widerständen.

Gerhard

Autor: Nico Droste (Gast)
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danke schonmal für die antwort, werde es mal mit 10k oder 100k
ausprobieren.
zu 1. das ist nicht so schlimm, da es eigentlich eh nur wichtig ist,
dass der op bei werten bis ca. 4V sauber arbeitet...

sonst noch irgendwelche ideen woran es liegen kann?
gruß
nico

Autor: A.K. (Gast)
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Spannungsbereich LM324, Eingang wie Ausgang bis max VCC-1,5V, hier also
nur bis 3,5V.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Selbst wenn nicht Rail-to-Rail, sollte im 2-3V-Bereich der Wert
stimmen. Tut er aber nicht. 3 Möglichkeiten: 1.falsch beschaltet(wo ist
der Plan?) 2. R's haben nicht 1K(nachmessen), 3. OV def.(abnormal)

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Nico Droste (Gast)
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heureka!

es funktioniert.

der fehler lag bei den widerständen, 1k ist zu wenig. habe jetzt
einfach mal 51k genommen und es funktioniert sauber. sogar bis ca. 4V
differenz! also alles bestens!

jetzt nurnoch eine sache, ich nutze den subtrahierer mit einer
verstärkung von 100 zum messen von stromstärken an einem shunt mit
einem atmega 128. das problem ist jetzt nurnoch, dass der strom in
beide richtungen durch den shunt fließen kann und der op dann eine
negative spannung ausgibt was den MC zerstört. wie kann ich den
subtrahierer verändern, so dass er immer eine positive spannung mit dem
richtigen betrag ausgibt?

ich glaub ich hatte dazu sogar schonmal ne schaltung nur kann sie
nichtmehr finden..

vielen dank schonmal an dieser stelle! (an dem scheiß problem mit dem
op habe ich schon ewigkeiten verbracht und mir die birne zermatert :))

ciao
nico

Autor: Ralf K. (Gast)
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Hi Nico,
keine Bange da passiert nix, mußt nur schön brav den Strom begrenzen,
z.b. mit 10k Widerständen.
Hab das schon für ne eigene Schaltung getest.
Der AVR begrenzt bei 5,5V und -0,5V durch interne Schutzdioden.
Nur ,wie gesagt, den Strom begrenzen, sonst verheizt die Dioden und der
Eingang ist kaputt.

lg Ralf

Autor: Nico Droste (Gast)
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ja, das ist ja schonmal gut.
Nur müsste ich die schaltung trotzdem so haben, das ich den strom auch
in beide richtungen messen kann, d.h. dass ich die schaltung so
modifizieren müsste dass der in beide stromrichtungen einen wert
zwischen 0..5V ausgibt.
wie geht das?
gruß
nico

Autor: A.K. (Gast)
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Autor: Gast (Gast)
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Wenn du nur die Stromstärke in einem Shunt messen willst, dann würde ich
dir eine andere Schaltung vorschlagen. Im folgenden nehme ich an, dass
die Referenzspannung des ADC 5V ist. Die Schaltung braucht nur eine
einfache Betriebsspannung. Zwischen Shunt und +5V ist ein
Spannungsteiler aus zwei gleichen Widerständen. Der Ausgang des
Spannungsteilers geht an den + Eingang des OPV. Zwischen GND und +5V
ist ebenfalls ein Spannungsteiler aus zwei gleichen Widerständen. Der
Ausgang wird mit dem - Eingang des OPV verbunden. Um die Verstärkung zu
regulieren, gibt es noch einen Widerstand zwischen dem Ausgang und dem -
Eingang des OPV. Ausgangsspannungen über 2.5 Volt bedeuten einen
positiven Strom, Spannungen unter 2.5 Volt einen negativen.

Da die Widerstände der Spannungsteiler in der Praxis aufgrund von
Toleranzen nicht 100% gleich sind, muss einer der Spannungsteiler als
Poti ausgeführt werden. Um die Genauigkeit der Einstellung zu
verbessern, könnte man das Poti auch zwischen zwei Widerständen
einbauen. Das Poti wird so eingestellt, dass ohne Strom durch den Shunt
die Ausgangsspannung 2.5 Volt beträgt.

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