Arduino - Auflösung Voltmeter

[Sören W. (waishon_b)]

Hallo,

wir haben uns einen Sharp Distanz Sensor gekauft (GP2Y0A710K0F). 
https://m.reichelt.de/GP2-1055K/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=114321&artnr=GP2-1055K&SEARCH=sharp+distanz+sensor

Diesen haben wir an einen Arduino angeschlossen und mit Hilfe von 
AnalogRead und einer Näherungsformel die Entfernung bestimmt, was auch 
sehr gut funktioniert, wenn die Entfernung nicht größer ist als 3,60m.
Ab 3,60m bleibt die Spannung gleich, da vermutlich die Differenz zu 
gering ist, sodass der Arduino diesen nicht mehr messen kann. (Messwerte 
sind Exponentiell).

Kennt jmd. eine gute und relativ kostengünstige Lösung (unter 10€) die 
Auflösung der Spannungsmessung zu erhöhen, sodass wir auch die volle 
Reichweite von 5m ausreitzen können?

P.S. Wir arbeiten an einem Schulprojekt, wäre also schön, wenn dies 
beachtet wird :)

[EGS (Gast)]

Hallo waishon,

Wenn die Spannung fest bei 3,6 V steht, kann das Problem eigentlich 
nicht der Arduino sein. Der kann normalerweise bis 5 V messen, es sei 
den du hast einen der nur 3,3 V hat. Das weiss aber keiner.

Also Stromlaufplan und Arduino Model nennen, sonst ist alles Mutmaßung.

Wenn es ein 3,3 V Arduino ist kann man mit einem passenden 
Spannungsteiler das Eingangssignal vom Pegel anpassen, muss aber auch 
die Skalierung anpassen.

MfG EGS

[Wolfgang A. (Gast)]

Waishon B. schrieb:
> Kennt jmd. eine gute und relativ kostengünstige Lösung (unter 10€) die
> Auflösung der Spannungsmessung zu erhöhen, sodass wir auch die volle
> Reichweite von 5m ausreitzen können?

Ein Operationsverstärker, beschaltet als Subtrahierer und zur 
Messbereichsumschaltung gesteuert mit einem Pin des µC.

Kostenpunkt unter 1€.

[Sören W. (waishon_b)]

Wolfgang A. schrieb:
> Waishon B. schrieb:
>> Kennt jmd. eine gute und relativ kostengünstige Lösung (unter 10€) die
>> Auflösung der Spannungsmessung zu erhöhen, sodass wir auch die volle
>> Reichweite von 5m ausreitzen können?
>
> Ein Operationsverstärker, beschaltet als Subtrahierer und zur
> Messbereichsumschaltung gesteuert mit einem Pin des µC.
>
> Kostenpunkt unter 1€.

Wenn ich das richtig verstehe, bekomme ich dadurch doch die Differenz 
von 2 Spannungen. Beispielsweise:
5V & 3,6V => Arduino misst 2,4V. Das erhöht aber doch nicht die 
Auflösung, oder verstehe ich das Sytstem dahinter falsch? :)

[Wolfgang A. (Gast)]

Waishon B. schrieb:
> Das erhöht aber doch nicht die Auflösung

Die Auflösung erhöht sich erst, wenn man dabei auch noch verstärkt ;-)

[Luther B. (luther-blissett)]

Gemeint ist das hier:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Der_Subtrahierer_.28Differenzverst.C3.A4rker.29

Du kannst damit f*(Ua-Ub) erzeugen, wobei f von der Wahl der Widerstände 
abhängt. Wenn der Sensor z.B. 1.6V liefert (Ua) und du z.B 1.5V an Ub 
legst, dann bekommst du 0.1V*f. Also z.B 2V wenn du die Widerstände so 
wählst, dass f=20 ist.

[Sören W. (waishon_b)]

Nochmal zum verständnis. Wenn ich diese Formel habe dann kann ich an Ue2 
z.B. den Arduino mit 3,7V anschliesen und an Ue1 z.B. den Sensor der 
3,6V liefert. Was muss ich da dann für Widerstände einsetzten? Muss 
R5/R7 = R6/R4 sein?

D.H. ich habe eine Differenz von 0,1V
https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/math/1/e/1/1e11e57d80899ea86cb4f0dc9885f2ef.png

[Tom (Gast)]

Als ich mich vor ein paar Jahren ausgiebig mit Sharp-Sensoren bis 5m 
Reichweite (k.A. wie das Modell damals hieß) beschäftigt habe, bin ich 
zu dem Schluss gekommen, dass die 5m gevolkswagent sind und man sich in 
der Praxis mit ~3.5m abfinden muss, weil darüber selbst mit brutalem 
Tiefpass nur noch Rauschen und Drift herauskommen.

Waishon B. schrieb:
> da vermutlich die Differenz zu
     ^^^^^^^^^^
Vermuten muss man gar nicht. Tip: Multimeter, weißer Karton, Maßband, 
Excel, die Kurve Spannung/Entfernung selbst aufnehmen und über 
Unterschiede zum Datenblatt (und zwischen einzelnen "gleichen" Sensoren 
(wenn man mehrere hat)) wundern.