Hallo, ich habe schon Jahre lang nichts mehr mit OP Verstärker gemacht und irgendiwe habe ich alles darüber vergessen... Habe einen Drucksensor (Honeywell 26PCDFA6G), dieser gibt bei 10V VCC und 2bar 100mV aus. Ich möchte ihn allerdings mit 5V betreiben, dann gibt er also bei 2 bar 50mV aus. Brauchen nun eine 100fache verstärkung das ich dann von 0-5V für meine µController habe. Welchen OP Verstärker soll ich dafür verwenden und wie wird der richtig beschaltet. Ich hoffe das ich dabei wieder lerne wie das ganze funktioniert! Danke und MfG Christoph
Christoph schrieb: > Welchen OP Verstärker soll ich dafür verwenden Einen Rail to Rail OP Christoph schrieb: > und wie wird der richtig beschaltet. Suche nach "nichtinvertierender Verstärker mit OP". Du bekommst tausende von Seiten z.B. auch hier: https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen Christoph schrieb: > Ich hoffe das ich dabei wieder lerne wie das ganze funktioniert Das liegt einzig und alleine an dir. Das ist keine Raketentechnik.
Ich Konservativling verteile die Verstärkung auf 2 Opamps und gebe dem zweiten eine Offset- und eine Gaineinstellung, ums zu kalibrieren. Aber das kann man auch in Software machen.
Du solltest dir noch überlegen mit welcher Bandbreite und welche Genauigkeit über welchen Temperaturbereich nötig ist
Die Umgebungstemperatur bleibt immer gleich ca. 21 Grad. Kalibrieren kann ich das ganze auch über den Controller.
Mir ist schon viel damit geholfen, wenn mir wer sagen kann welchen OP Verstärker ich verwenden soll!
Mit einer einfachen Verstärkerschaltung wird das sowieso nichts. Das Ding ist eine Brücke, d.h. du brauchst einen Differenzverstärker. Kann man auch aus einem OP basteln, hat dann aber den Nachteil der Brückenbelastung. Um das zu vermeiden, schaltet man erst mal beiden Signalen einen Spannungsfolger vor: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm Oder man nimmt gleich ein passendes IC. Noch einfacher, statt dem Analoggedöns: einen kleinen externen A/D-Wandler mit Differenzeingang, einstellbarer Verstärkung und interner Referenz. Auf die Schnelle: MCP3421, 18bit ist natürlich völlig übertrieben, nur als Beispiel. Die haben noch andere im Angebot :-)
Mit Mikrocontroller und Digitalelektronik hat das erstmal gar nichts zu tun, solange das Signal keine vernünftig zu einem ADC passende Amplitude besitzt. Wenn man die Nullpunkts- und Skalierungsjustage im µC macht, sollte man drauf achten, dass bei minimalem Druck auf jeden Fall eine Spannung deutlich größer als 0V herauskommt, da viele Rail-to-Rail OPs, auch wenn das Marketing das suggeriert, meisten nicht wirklich sauber an die Null ran kommen, sobald etwas Last dran hängt.
Christoph schrieb: > Mir ist schon viel damit geholfen, wenn mir wer sagen kann welchen OP > Verstärker ich verwenden soll! Wenn du verrätst, welche Bandbreite du brauchst ...
Wollte ich auch gerade schreiben, das Ding hat Differenzausgänge https://sensing.honeywell.com/index.php?ci_id=155865 dafür nimmt man üblicherweise hochohmige "Instrumentenverstärker", z.B. die INA-Typen von Texas Instruments. Reichelt hat mehrere, der billigste ist der INA126 ab 2,35 €. Bandbreite hier nur 9kHz, aber das sollte für Druckmessungen schnell genug sein, damit verringert sich auch das Rauschen. Ich sehe gerade im Datenblatt, das ist kein echter Instrumentenverstärker, sondern ein gewöhnlicher Differenzverstärker mit integrierten Widerständen. Der INA111 wäre ein echter instrumentation amplifier mit FET-Eingängen, bei Reichelt ab 11,80 €
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Hallo, > Christoph schrieb: > Habe einen Drucksensor (Honeywell 26PCDFA6G), Das ist eine nackte Meßbrücke. > dieser gibt bei 10V VCC und 2bar 100mV aus. > ... mit 5V betreiben, dann gibt er also bei 2 bar 50mV aus. Ja. > Brauchen nun eine 100fache verstärkung das ich dann von 0-5V für meine > µController habe. Ja, ist sinnvoll. > Welchen OP Verstärker soll ich dafür verwenden und wie wird der richtig > beschaltet. Da die Meßbrücke nur ein Differenzsignal ausgibt, das zwischen 0V und 5V liegt, ist (wie oben von Christoph schon angeraten) ein sogenannter Instrumentenverstärker zweckmäßig. https://de.wikipedia.org/wiki/Instrumentenverst%C3%A4rker Die gibt intergiert als Chip in gängigen Gehäusen (z.B. DIL8 oder SO8). Nur wenn du rel. geringe Anforderungen an die Genauigkeit hast, kannst du die Schaltung mit einem einfachen OPV als Differnzverstärker machen. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm Da die Meßbrücke nicht sehr hochohmig ist, braucht es IMHO auch keinen speziellen Verstärker mit FET-Eingang. Ein bipolarer wird es auch machen. Dann steht aber bei der Auswahl doch noch die Frage nach den konkreten Anwendungsbedingungen. Danach kann der IC speziell bezüglich Drift und Offset ausgesucht werden. Manche Instrumentenverstärker sind auch sauteuer, kläre dein Budged. Außerdem sind nicht alle IC leicht beschaffbar. Eine Möglichkeit wäre z.B. INA126. Der wäre hier recht preiswert zu haben. https://www.reichelt.de/instrumentenverstaerker-dip-8-ina-126-pa-p147253.html? Der wird aber wohl nicht so gut mit 0-5V zu betreiben sein. Gruß Öletronika
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Hast du dir mal den HX711 angeschaut? Der ist speziell zum Messen von Sensoren mit Wheatstoneschen Messbrücken ausgelegt und bietet eine 24 Bit Auflösung. Den gibt es auch als fertiges Modul für kleines Geld zum Anschluss an div. Controller.
Also ich nutze die Pressure Transducer von Braun (auch mit Differenzsignal wegen der Messbrücke) und betreibe die Messung mit einem OP07CP. Das ganze lese ich mit dem Timer Interrupt gesteuerten ADC des Arduino Nano (aus China für 1€) aus (momentan mit effektiv 100Hz pro Kanal, da ist aber noch eine ordentliche Boxcar Mittelung drüber). Habe momentan auch 2 Transducer (deswegen pro Kanal) am Arduino, also muss nach jedem Wert auslesen, im MUX den Kanalumschalten - das ganze geht also noch weitaus schneller. Das Gute ist, dass man sowohl den OPV, als auch den Drucksensor mit dem Arduino Nano versorgen kann. Noch 2 Glättungs Kondensatoren dazu und es läuft.
H.Joachim S. schrieb: > Den OP07 mit single supply 5V?? Respekt. Jop, das ding läuft einwandfrise, laut Datenblatt kannste den sogar auch mit 3V betreiben. Ach und da könnte man sogar noch mit dem Offset spielen. Mache aber die Kalibrierung softwareseitig mit ner 2-Punkt-Kalibrierung am Nullpunkt (Ventil offen) und einer 20cm Wassersäule. Bin sehr zufrieden.
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Andre R. schrieb: > Jop, das ding läuft einwandfrise, laut Datenblatt kannste den sogar auch > mit 3V betreiben. Fast richtig. Mit symmetrischer Versorgung, +-3V, also 6V ist im DaBla spezifiziert.
Eine Frage hab ich noch zur Versorgungsspannung beim INA111l Hab am Drucksensor +5V angeschlossen, bekomme damit 50mV bei 2bar Druck heraus. Im Datenblatt vom INA111 steht als PowerSupply +-15V. Bedeutet dass das ich an V+ +15V und an V- GND anschließen muss? Funktioniert dann die 100fache Verstärkung genau so wie ich es möchte, wenn ich als RG 511Ohm nehme?
Christoph schrieb: > Im Datenblatt vom INA111 steht als PowerSupply +-15V. Das heisst symmetrische Versorgung mit +15V und -15V, also insgesamt 30V. Warum wollen alle immer ungeeignetes Zeug nehmen, trotz dass es passendes gibt? Du brauchst single supply 5V. Dazu rail-to-rail-Ausgang, wenn du den gesamten Bereich (mit kleinen Einschränkungen, wie schon gesagt) nutzen möchtest. edit: INA827 z.B. wäre so ein Kandidat, gibt aber viele andere mehr.
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Welcher OP Verstärker ist dann für meine Anwendung besser geeignet. Ich würde gerne als PowerSupply +5V und GND verwenden.
Christoph schrieb: > Ich werde es mal mit einem INA111 versuchen. Willst du wirklich den Verstärker mit 5V single supply versorgen? Dann wird der INA111 am selben Problem scheitern wie es auch der OP07 tun würde: 5V single supply reichen nicht aus, um den Baustein vernünftig zu betreiben und den Ausgang auszusteuern. Schau dir auf S. 5 des Datenblatts http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina111.pdf den "Diamond Plot" links in der Mitte an. Er gibt dir an, wie weit du Eingang und Ausgang des Bausteins nutzen kannst, wenn du ihn mit einer bestimmten Spannung versorgst. Dieser Plot ist für eine Versorgung von +-15V gezeigt. Du siehst, dass der Eingang jeweils 3V von der Versorgung entfernt bleiben muss, der Ausgang kommt bis auf 2V an die Versorgung ran. Bei einer Versorgung mit 5V single supply bleibt am Ausgang also höchstens ein Arbeitsbereich von 2V-3V. Aber am Eingang bleibt überhaupt kein Arbeitsbereich - mit 5V single supply kannst du diesen Baustein nicht betreiben. Der zuvor vorgeschlagene INA126 ist in der Hinsicht deutlich besser geeignet. Und er ist auch ein vollwertiger Instrumentenverstärker (nicht wie zwischendurch vermutet ein einfacher Differenzverstärker). http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina126.pdf In Fig. 6 des Datenblatts findest du sogar gestrichelt den Diamond Plot für 5V single supply. Du siehst, dass du am Eingang kein Problem haben wirst (weil der Eingang immer in der Nähe von 2,5V liegen wird). Am Ausgang kommst du halt nur bis auf 0,7V runter auf auf 4,3V hoch. Entsprechend sollltest du deine Ausgangsspannung nicht auf 0V referenzieren sondern einen höheren Wert an den Ref-Eingang des INA126 anschließen. Diese Aussteuerbereich dürfte schon ziemlich nah am Optimum dessen liegen, was sich mit Instrumentenverstärkern bzw. allgemein mit Operationsverstärkerschaltungen erreichen lässt. Wenn du den vollen Spannungsbereich nutzen willst, empfehle ich dir den selben Ansatz wie ein Vorredner: H.Joachim S. schrieb: > Noch einfacher, statt dem Analoggedöns: einen kleinen externen > A/D-Wandler mit Differenzeingang, einstellbarer Verstärkung und > interner Referenz. Falls du nicht auf single supply beschränkt bist sondern bipolare Versorgungen zur Verfügung hast, kannst du meinen Beitrag einfach ignorieren ;-)
Achim S. schrieb: > Schau dir auf S. 5 des Datenblatts Ups, sorry. Ich meinte: Schauf auf S. 4 des Datenblatts ... Ich sehe gerade, dass auch der INA827 vorgeschlagen wurde: der ist in der Tat noch ein Stück weiter aussteuerbar als der INA126
OK, verstehe das Problem. werde dann einen INA 827 in Verbindung mit einem REF3225 verwenden. Dann sollte ich doch alles mit den +5V betreiben können oder?
Christoph schrieb: > OK, verstehe das Problem. Das ist immer gut :-) Christoph schrieb: > in Verbindung mit einem REF3225 Was willst du denn damit? Das wäre nur nötig, wenn du den Nullpunkt auf 2,5V verschieben willst. Und das wiederum macht nur dann Sinn, wenn du beispielsweise +/-2bar messen möchtes, also beide Richtungen der Differenzspannung messen möchtest. Für den Messbereich 0..2bar verlierst du mit den 2,5V den halben Messbereich (geht dann von 2,5V..5V oder von 2,5V..0V, je nachdem wie du den Sensor anschliesst).
Christoph schrieb: > werde dann einen INA 827 in Verbindung mit einem REF3225 verwenden. > > Dann sollte ich doch alles mit den +5V betreiben können oder? ja klingt vernünftig. Aber wenn du nur positive Drücke messen willst, ist die Wahl von Vref des Verstärkers = 2,5V etwas unnötig hoch. Du verschenkst die Hälfte des Messbereichs, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers immer nur zwischen 2,5V und 5V bleibt. Wenn du dich bei TI registrierst kannst du dir dort ein LabVIEW-Tool runterladen, mit dem sich der Diamond Plot für verschiedene ICs und Versorgungen erzeugen lässt. http://www.ti.com/lit/zip/sboc452 Der INA827 ist in meiner (veralteten) Version der Software nicht enthalten, aber für den INA826 bekommst du das oben gezeigte Ergebnis.
Christoph schrieb: > Also kann ich den REF3225 weglassen und schließe bei REF am INA827 GND > an? hier der entsprechende Diamond-Plot für den INA826 (inwieweit das auch für den INA827 gilt müsste man mit dessen konkreten Daten durchspielen). Du gewinnst beim INA826 zwar etwas Aussteuerbereich. Aber nicht so viel, wie vielleicht erwartet, weil der Ausgangsbereich dann nur noch bis 3V hochgeht. Ein Option wäre, den Verstärker mit Vref=0 zu betreiben, die Verstärkung etwas zu reduzieren und das Vref des ADC nicht auf 5V sondern auf einen Wert <3V zu setzen. Damit kannst du den vollen Spannungsbereich abdecken. Für sehr kleine Sensorspannungen (im Bereich der Offsetspannung des Verstärkers) wirst du dabei allerdings blind (je nachdem, ob die konkrete Offsetspannung grade positiv oder negativ ist). Ist bei dem geringen Eingangs-Offset dieses ICs aber vielleicht unproblematisch.
Bei 8 Volt single Supply und einem LM741 kommt am Ausgang ein Spannungsbereich von 2,5 bis 6,5 Volt heraus, also 4 Volt. Deshalb ist bei 5 Volt Betriebsspannung ein R2R-Typ, so wie der Andere bereits weiter oben vorgeschlagen hatte, erforderlich. Ich hatte mal so eine ähnliche Schaltung für die Steuerung einer Vakuumpumpe (nur Ein - Aus) für einen Bremskraftverstärker in ein E-Auto eingebaut. Mit dem blauen 1k Spindeltrimmer lässt sich bequem die Symmetrie einstellen.
Es bleibt also irgendwie Gewurschtel :-) Und noch mal zum MCP3421 (1,75€ bei Reichelt): den kannst du direkt mit deinem Brückensignal füttern. PGA=8 macht 400mV Signal bei 2048mV Referenz und 18bit Auflösung. Ok, davon sind schon erstmal nur 17bit nutzbar (die andere Hälfte für umgekehrte Polarität des Signals). Und vom Messbereich 2048mV werden auch nur 400mV genutzt - was aber immer noch einem Signal von 0...25600 entspricht. Einziger Nachteil: braucht 2 (I2C) Anschlüsse am MC statt einem analogen und ein paar Zeilen Code. Zur Messgeschwindigkeit hast du ja auch noch nichts gesagt, bei voller Auflösung ist der nicht gerade schnell :-)
Danke für eure Hilfe! Ich werde es mal mit dem INA827 ausprobieren. Hab mir jetzt auch das Tool von TI heruntergeladen und lt. Simulation funktioniert es genau so wie ich mir das vorgestellt habe...
Achim S. schrieb: > Für sehr kleine Sensorspannungen (im Bereich der Offsetspannung des > Verstärkers) wirst du dabei allerdings blind (je nachdem, ob die > konkrete Offsetspannung grade positiv oder negativ ist). Man könnte auch absichtlich einen kleinen Offset auf das Sensorsignal geben, um sicher aus dem Offset-Bereich des Verstärkers heraus zu kommen. Den Rest erledigt die Skalierroutine im µC.
Wolfgang schrieb: > Man könnte auch absichtlich einen kleinen Offset auf das Sensorsignal > geben, um sicher aus dem Offset-Bereich des Verstärkers heraus zu > kommen. auf das Sensorsignal oder (einfacher) auf den Ref-Eingang des INA827. Auch das hebt die Ausgangsspannung für kleine, negative Differnzsignale vom Sensor in den positiven Bereich. Aber offenbar ist der TO ja schon mit der aktuellen Schaltung zufrieden: Christoph schrieb: > Als kleines Update: > > Hat mit dem INA827 perfekt funktioniert! danke für die Rückmeldung...
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