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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Niederohmigen Widerstand mit wenig Strom messen ?


Autor: Stefan (Gast)
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Moin!

Ich möchte mit einem µC (ATMega) relativ niederohmige Widerstände
messen (im Bereich zwischen 0.1 und 100 Ohm). Das Schwierige dabei ist
dass das zu messende Teil recht empfindlich auf Strom reagiert, und ich
da nicht eben einige 100mA Strom fließen lassen darf.
Meine Idee bisher ist mit einer Kostantstromquelle (OP Amp mit NPN am
Ausgang, der zu messende Widerstand hängt am Emitter gegen GND, der
Kollektor hängt über 150 Ohm an +12V, und der Kollektor wird an den OP
Amp zurückgekoppelt) knapp 20mA durch den zu messenden Widerstand zu
lassen. Bei 100 Ohm fallen so 2V ab, die ich mit einem 2. OP Amp knapp
2,5x verstärke, so dass ich mit dem µC von 0-5 V schön messen kann.
Nun zu meinem Bedenken: Bei dem zu messenden Widerstand handelt es sich
um einen E-Brückenanzünder, wie er z.B. für T1 Feuerwerk (kleines
Tischfeuerwerk) verwendet wird. Im unbelastetem Zustand liegen am
Ausgang der Konstantstromquelle prinzipbedingt rund 12V an. Wie schnell
regelt sich so eine einfache Konstantstromquelle ein ? Wäre natürlich
unschön wenn beim Messen des Anzünders selbiger gleich zündet. Was
könnte man als zusätzliche "Schutzbeschaltung" hinzufügen,  oder wie
kann man das anders lösen um die geschilderte Gefahr ausschließen zu
können ?

Gruß
Stefan

Autor: TravelRec. (Gast)
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Du kannst eine Rail To Rail OP nehmen, einen Spannungsteiler aus 3
Widerständen bilden. R1 geht nach 5V und an den + Eingang des OV, R2
geht nach Masse und an den - Eingang des OV und Rx schaltest Du dann
zwischen beide Eingänge des OVs. Anhand der Differenzspannung, die Du
mit dem A/D messen kannst, kannst Du die Größe des Rx bestimmen. Bei
R1//R2 = 2,5kOhm kommt über dem Meßwiderstand ein verschwindend
geringer Strom zum Tragen.

Autor: Stefan (Gast)
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Hervorragend!

Bin nun ein gutes Stück weitergekommen:
Zunächst hab ich exakt die geschilderte Schaltung auf dem Steckbrett
getestet, allerdings ist der Ausgang immer gegen +Ub gegangen, weil ja
keine Gegenkopplung vorhanden ist. Dann hab ich versucht mit einem
Widerstand vom Ausgang zum invertierenden Eingang eine Gegenkopplung
herzustellen, was aber aus unbekannten Gründen auch nicht funktioniert
hat.
Nun habe ich folgendes Aufgebaut:
Einen Instrumentenverstärker, an dessen Eingang einfach die oben
besagte Beschaltung mit 2 Festwiderständen und Rx angeschlossen ist.
Die Schaltung hab ich so aufgebaut:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

Als OP-Amp habe ich einen LM358 genommen (der kann am Eingang und am
Ausgang laut Datenblatt bis auf 0V runter). Den eigentlichen
Differenzverstärker rechts in der Schaltung hab ich noch weggelassen,
und einfach mit dem Voltmeter die beiden Ausgänge der "Vorstufen"
gemessen. Für alle Widerstände im obigen Schaltbild habe ich einfach
mal 47k genommen.

Als Eingangsbeschaltung habe ich jeweils noch +Ub und GND 1k genommen,
Versorgungsspannung 5V, was einen max. Messstrom über Rx von 2,5mA
bedeutet.
Dann habe ich mithilfe einer Widerstandsdekade eine Messreihe
aufgenommen, was gezeigt hat dass Linearität und Genauigkeit
ausreichend sind.
Schade das der ATMega16 bei asymmetrischen A/D Eingängen nicht den
internen Verstärker zuschalten kann, sonst könnte ich mir den 3. OP
komplett sparen.

Ein paar Sachen an dem Instrumentenverstärker verstehe ich zwar noch
nicht (z.B. R1, normalerweise geht da von jedem OP einer gegen GND),
aber das werde ich im ElKo noch genauer nachlesen. Auch über
Temperaturstabilität muss ich noch nachdenken.

Jedenfalls herzlichen Dank für die Anregung, hat mir sehr geholfen!

Gruß
Stefan

Autor: TravelRec. (Gast)
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Ja schön, hört man gern. Und ich hab auch ´was gelernt ;-)

Grüße!

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@Stefan:
Bei einer Konstantstromquelle mit OP und Transistor kommt der
Konstantstrom und somit auch der zu messende Widerstand eigentlich
immer an den Kollektor; oder was hast Du da für eine Schaltung ?
Ansonsten geht das auch viel einfacher und zuverlässiger mit einem
LM317L und einem einzigen Widerstand (siehe Datenblatt,
Konstantstromquelle).

Jörg

Autor: TravelRec. (Gast)
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Bei einem LM317 mit einem einzigen Widerstand als Konstantstromquelle
kann es beim Einschalten zu eimem kurzen Overshooting kommen, bis der
LM317 eingeschwungen ist. Daß heißt, es kann direkt nach dem
Einschalten zu einem im µs-Bereich liegenden höheren Strompuls kommen.
Habe ich bei einem Projekt, wo es nicht so schlimm war, mal getestet.

Autor: Stefan (Gast)
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Jörg:

Meine Konstantstromschaltung sieht so aus:



                                              VCC

                                               |
               VCC                            .-.
                                              | | 150
                |                             | |
                -                             '|'
          LM385 ^       |----------------------|
                |       |                      |
                |       |                      |
                |       |  |\|                 |
                |       |--|-\    _        |/
                |          |  >--|___|-------|   BC547
                |-------- -|+/    10k        |>
                |          |/|                 |
                |                              |
                |                              |
                |                              |
               .-.                            .-.
               | |                            | |
            10k| |                            | | Rx
               '-'                            '-'
                |                              |
                |                              |
               ===                             |
               GND                             |
                                               |
                                               |
                                              ===
                                              GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Der Transistor arbeitet in Kollektorschaltung.
Die Spannung über Rx wird von einem nichtinvertierenden Verstärker
verstärkt und dann auf den ADC des µC gegeben.
Zu LM317: Das geht nicht, weil selbiger laut Datenblatt für solch
kleine Konstantströme nicht geeignet ist (war hier im Forum schön
öfters beim Thema PT1000 Fühler).
In beiden Fällen stellt sich auch meine ursprüngliche Frage der
Sicherheit, weil in erhöhter Stromimpuls ausgeschlossen sein muss!

Dann noch was anderes, zum Schaltungsvorschlag von TravelRec:
Kommt es nicht auf's Gleiche raus, wenn ich Rx auf Masse lege, daran
einen Serienwiderstand nach Vcc und mit einem OP den Spannungsabfall
über Rx verstärke? Dann würde man sich den Instrumentenverstärker
sparen, und die Messkurve ist in beiden Fällen leicht gebogen, weil der
Strom durch Rx nicht konstant ist.

Gruß
Stefan

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@TravelRec.
Das Problem mit den µs-Overshots hast Du aber prinzipbedingt bei allen
geregelten Stromquellen. Das kann man durch einen langsamen
Spannungsanstieg verhindern. Im Falle elektrischer Zünder ist das aber
ganz sicher kein Problem, da sie viel zu träge sind, um auf derart
kurze Impulse reagieren zu können.

@Stefan:
> Der Transistor arbeitet in Kollektorschaltung.
> Die Spannung über Rx wird von einem nichtinvertierenden Verstärker
> verstärkt und dann auf den ADC des µC gegeben.

Die Schaltung ist völlig vermurkst; wo hast Du die denn her ? Schau Dir
doch mal die Grundschaltung einer Konstantstromquelle an. Z.B. hier:
http://www.trifolium.de/netzteil/kap3_3_2.html
Fällt Dir was auf ?

> Zu LM317: Das geht nicht, weil selbiger laut Datenblatt für solch
> kleine Konstantströme nicht geeignet ist (war hier im Forum schön
> öfters beim Thema PT1000 Fühler).

Wie ? Laut Datenblatt arbeitet der, je nach Spannung ab 1,5...3,5 mA.
Auf jeden Fall aber immer ab 5 mA. Wo siehst Du da ein Problem ?

Jörg

Autor: Stefan (Gast)
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Jörg:

Warum ist die Schaltung "vermurkst" ? Nach meinen theoretischen
Kenntnissen (die natürlich nicht das Maß der Dinge sind) funktioniert
sie ausgezeichnet, aber viel wichtiger ist dass selbige auf dem
Steckbrett ebenfalls wunderbar funktioniert.

Zu Deiner Frage was mir beim Schaltplan im Link auffällt:
Naja, die Last hängt da "High Side", um Low Side messen zu können
muss ich die ganze Schaltung umdrehen. Der OP muss den Spannungsabfall
über dem Festwiderstand konstant halten. Beispiel:
Vcc = 12V, Ic = 20mA, Ue=2V, Rv = 100 Ohm
Der OP Amp regelt bei der Schaltung von Dir den Ausgang so, dass über
dem Festwiderstand 2V abfallen, so dass beide OP Eingänge so gut wie
gleiche Spannung führen.

In meiner Schaltung habe ich den Festwiderstand High Side liegen, d.h.
über diesem Festwiderstand müssen ebenfalls 2V abfallen, bezogen auf
GND müssen also am Punkt Rv / T 10 V liegen. Also brauch ich nicht eine
Referenzspannung mit 2V, sondern mit 12-2 = 10V, was man erreicht indem
man die Referenzdiode auch einfach High Side betreibt.

Kannst du einen Grund erkennen warum meine Schaltung nicht
funktionieren sollte ?

Ich habe meine Schaltung in einer leicht abgeänderten Version gesehen,
in der der Transistor nicht in Kollektor-, sondern in Emitterschaltung
betrieben war. Der Grund dafür hat sich allerdings mir nicht
erschlossen. Für mein Verständniss brauch ich dort einen
Stromverstärker/Impendanzwandler, was ja Kollektorschaltung bzw.
Emitterfolger bedeutet.

Gruß
Stefan

Autor: Stefan (Gast)
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Vergessen:

In meinem Datenblatt des LM317 steht unter minimum load current typ.
3.5mA, max. 10mA.
Das heißt für mich dass der LM317 bei 3.5mA meistens funktioniert, aber
im schlechtesten Fall erst ab 10mA vernünftig arbeitet.
Weiterer Nachteil: der LM317 geht nur bis 0 °C abwärts, nehme ich als
OP einen LM258, komme ich bis -40 °C runter.
Noch ein Nachteil: Um einen Konstantstrom von 10mA einzustellen brauche
ich einen Widerstand von 125 Ohm. Betreibe ich die Schaltung an 12V, und
der LM317 stirbt mit Kurzschluss, liegen die vollen 12V über den 125 Ohm
 + Anzünder, was knapp 100mA bedeuten würden, und das ist dann schon im
kritischen Bereich. Von dem Gesichtspunkt ist die Schaltung von
TravelRec am besten, da der Anzünder von beiden Seiten her durch
relativ hochohmige Widerstände geschützt wird.

Bleibt noch die Überlegung was schlimmer ist:
Gefahr durch einen kurzen Strompeak beim Anlegen an die
Konstantstromquelle und Gefahr durch Kurzschlusstod des LM317, oder
eine krumme Messkurve...

Der deutliche Vorteil der LM317 Schaltung ist natürlich der Aufwand:
ein TO220 und ein Widerstand.

Überlegungen über Überlegungen...

Stefan

Autor: TravelRec. (Gast)
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Der LM317 als TO92-Variante (100mA) hat bereits bei 1,5mA ein
vernünftiges Regelverhalten. Ein nachgeschalteter Elko von 10µF sollte
dann auch dem Overshoot begegnen können.

Autor: Hagen Re (hagen)
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Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@Stefan:
>Warum ist die Schaltung "vermurkst" ? Nach meinen theoretischen
>Kenntnissen (die natürlich nicht das Maß der Dinge sind) funktioniert
>sie ausgezeichnet, aber viel wichtiger ist dass selbige auf dem
>Steckbrett ebenfalls wunderbar funktioniert.

Dann hast Du sicher nicht die Schaltung aufgebaut, die Du gepostet
hast. Entweder mußt Du die Schaltung aus dem Link richtig umdrehen,
also mit PNP-Transistor in Emitterschaltung oder in Kollektorschaltung
die OP-Eingänge vertauschen. Kollektorschaltung ist aber auch Murks,
weil dann der OP Spannungsschwankungen voll ausregeln muß, während er
bei Emitterschaltung schon weitgehend von Lastschwankungen entkoppelt
ist (viel bessere und schnellere Stromnachregelung).

>In meinem Datenblatt des LM317 steht unter minimum load current typ.
>3.5mA, max. 10mA.
>Das heißt für mich dass der LM317 bei 3.5mA meistens funktioniert,
>aber im schlechtesten Fall erst ab 10mA vernünftig arbeitet.

In meinem Datenblatt funktioniert der LM317L schlechtestenfalls ab 5
mA

>Weiterer Nachteil: der LM317 geht nur bis 0 °C abwärts, nehme ich
>als OP einen LM258, komme ich bis -40 °C runter.

Kein Nachteil. Natürlich gibt es analog dazu auch einen LM217L mit
erweitertem Temperaturbereich oder einen LM117, falls Du eine
militärische Anwendung planst.

>Noch ein Nachteil: Um einen Konstantstrom von 10mA einzustellen
>brauche ich einen Widerstand von 125 Ohm. Betreibe ich die Schaltung
>an 12V, und der LM317 stirbt mit Kurzschluss, liegen die vollen 12V
>über den 125 Ohm + Anzünder, was knapp 100mA bedeuten würden, und das
>ist dann schon im kritischen Bereich. Von dem Gesichtspunkt ist die
>Schaltung von TravelRec am besten, da der Anzünder von beiden Seiten
>her durch relativ hochohmige Widerstände geschützt wird.

Irrtum, wenn der OP-Ausgang einen Kurzschluß nach +Ub hat, legt er über
die B-E-Diode des Transistors den Zünder auf +12V -> Bumm. Es steht Dir
aber frei, auch beim LM317L einen zusätzlichen Widerstand in Serie
einzubauen, das ist dann wirklich sicher gegen einen Kurzschluß.
Hmmm... welche Schaltung von TravelRec meinst Du eigentlich ? Ich habe
da nur eine Meßschaltung gesehen.

>Der deutliche Vorteil der LM317 Schaltung ist natürlich der Aufwand:
>ein TO220 und ein Widerstand.

Der LM317L ist im TO-92-Gehäuse

>Überlegungen über Überlegungen...

Du gehst größtenteils von falschen Voraussetzungen aus, sonst müßtest
Du nicht so viel überlegen.

Jörg

Autor: Stefan (Gast)
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@Jörg:

Zunächst vielen Dank für die sehr konstruktive und sachliche Kritik!

>Dann hast Du sicher nicht die Schaltung aufgebaut, die Du gepostet
>hast.

Ich hab das eben nochmal überprüft, ob sich vielleicht beim ASCII malen
ein Fehler eingeschlichen hat, aber das stimmt wirklich so!
Wie gesagt, was sollte an der Schaltung nicht funktionieren ?

>In meinem Datenblatt funktioniert der LM317L schlechtestenfalls ab 5
>mA
Komisch, haben wir da vielleicht verschiedene Datenblätter ? Wenn man
z.B. bei datasheetarchive.org nach einem IC sucht, kommen ja meist
mehrere Ergebnisse von unterschiedlichen Herstellern. Vielleicht ist da
der Hund begraben.
Egal. Hab mir eh gedacht das ich es mit dem Messstrom nicht
untertreiben sollte, da sonst ja die Messung hinterher wieder durch
Verstärkung und Rauschen ungenauer wird. Ich denke ich schieß' mich so
auf knapp 18mA ein, da sollte dann der LM317 ja auf jeden Fall passen.

>Irrtum, wenn der OP-Ausgang einen Kurzschluß nach +Ub hat, legt er
>über die B-E-Diode des Transistors den Zünder auf +12V -> Bumm.
Gut, damit fällt wieder ein Argument FÜR die aufwendigere OP
Messschaltung.

>Hmmm... welche Schaltung von TravelRec meinst Du eigentlich
Sein erstes Posting hier im Thread. Die Sache mit den 2
Festwiderständen jeweils nach Vcc und GND. Dazwischen hängt Rx und
darüber ein Differenzverstärker.

>Der LM317L ist im TO-92-Gehäuse
Genau, hatte ich verwechselt, das "kleine schwarze" meinte ich.
Sollte sich aber bestimmt auch in SMD finden.

>Kein Nachteil. Natürlich gibt es analog dazu auch einen LM217L mit
Ein weiteres Argument für den Fall der OP Amp Schaltung, klasse!

>Du gehst größtenteils von falschen Voraussetzungen aus, sonst müßtest
>Du nicht so viel überlegen.
Damit kann ich jetzt weniger Anfangen, die Vorraussetzungen sind ja
das, was ich haben will (Temperaturbereich, Sicherheit, etc), die
können eigentlich nicht falsch sein ?
Das ich zu Über-Überlegen neige lasse ich mir zusagen, und ist mir auch
öfters im weg, danke für den Hinweis.

Zusammengefasst würde ich aufgrund aller Informationen nun folgendes
sagen: Ich nehme einen LM117/LM217, so rund 125 Ohm Widerstand als
Messwiderstand für den LMx17, einen weiteren Serienwiderstand zur
Sicherheit. Damit habe ich eigentlich keinen einzigen Nachteil mehr,
nur Vorteile:
Geringster Schaltungsaufwand, gleiche Sicherheit (pessimistisch
Ausgedrückt "Unfallwarscheinlichkeit"), lineare Messkurve,
ausreichender Temperaturbereich.
Naja, einen winzigen Wehmutstropfen gibt's noch: Der LM217 oder gar
117 ist schwieriger zu beschaffen als ein LM258, aber egal. Bei Farnell
habe ich auch ersteren zu einem vernünftigen Preis gesehen.

Also, abermals herzlichen Dank für die Informationen!

Achja, fast vergessen @Hagen: Danke für den Link, das werde ich mir
unabhängig davon ob ich einen LM217 nehme gleich morgen genau zu Gemüte
führen, heute bin ich aber zu müde dafür, und ich habe schon wieder so
viel geschrieben ;-)

Gruß
Stefan

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> (im Bereich zwischen 0.1 und 100 Ohm).

Hmmmm...
Brückenzünder sind mit 2 Ohm angegeben, meist sind sie niederohmiger.
Da zum sicheren Zünden von bis zu 5 Zündern in Reihe 0,8A gefordert
wird, sind bei 12V Zündspannung 15 Ohm die obere Grenze. Dich
interessiert daher besonders der Bereich bis 20 Ohm. Momentan benutzen
wir ein Billig-Digitalmultimeter, bei dem der Bereichswahlschalter
entfernt wurde und der 200 Ohm-Messbereich fest verdrahtet ist (Taster
in der Batterieleitung). Dies ist sehr zuverlässig und hat schon
manchen Zündkreisfehler im Vorfeld aufgedeckt.

Bei einem Messstrom von etwa 10mA fallen am Zündstromkreis weit unter
1V ab (eben 10mV pro Ohm), daher würde (werde) ich auf eine
Konstantstromquelle verzichten und den Messstrom mit einem Widerstand
begrenzen. Ob am Widerstand nun 11,8 oder 12,0V abfallen, verändert den
Messstrom nur unwesentlich.

Gut Schuss...
...HanneS...

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@Stefan:

>Ich hab das eben nochmal überprüft, ob sich vielleicht beim ASCII
malen
>ein Fehler eingeschlichen hat, aber das stimmt wirklich so!
>Wie gesagt, was sollte an der Schaltung nicht funktionieren ?

Am Kollektor ist das Signal gegenüber Basis invertiert. Dann gehst Du
mit dem invertierten Ausgangssignal des OPs auf den invertierenden
Eingang zurück. Damit bekommst Du nicht die gewünschte Gegenkopplung
sondern eine Mitkopplung und das kann einfach nicht funktionieren.

>>Hmmm... welche Schaltung von TravelRec meinst Du eigentlich
>Sein erstes Posting hier im Thread. Die Sache mit den 2
>Festwiderständen jeweils nach Vcc und GND. Dazwischen hängt Rx und
>darüber ein Differenzverstärker.

Das habe ich sowieso nicht so ganz verstanden.

>>Du gehst größtenteils von falschen Voraussetzungen aus, sonst
>>müßtest Du nicht so viel überlegen.
>Damit kann ich jetzt weniger Anfangen, die Vorraussetzungen sind ja
>das, was ich haben will (Temperaturbereich, Sicherheit, etc), die
>können eigentlich nicht falsch sein ?

Ich meinte solche Voraussetztungen wie:
1. Der OP hat einen größeren Temperaturbereich als der LM(1,2,3)17L
2. Die OP-Schaltung ist sicherer als der LM(1,2,3)17L oder
3. Der LM(1,2,3)17L funktioniert bei diesen Strömen noch nicht.

Diese falschen Voraussetzungen führen bzw. führten dazu, dass Du völlig
unnötige Überlegungen anstellen mußtest und zu keiner vernünftigen,
allenfalls zu einer suboptimalen Lösung kommen konntest ;-)

>Zusammengefasst würde ich aufgrund aller Informationen nun folgendes
>sagen: Ich nehme einen LM117/LM217, so rund 125 Ohm Widerstand als
>Messwiderstand für den LMx17, einen weiteren Serienwiderstand zur
>Sicherheit. Damit habe ich eigentlich keinen einzigen Nachteil mehr,
>nur Vorteile:
>Geringster Schaltungsaufwand, gleiche Sicherheit (pessimistisch
>Ausgedrückt "Unfallwarscheinlichkeit"), lineare Messkurve,
>ausreichender Temperaturbereich.

Na also, sag ich doch die ganze Zeit :-)

>Naja, einen winzigen Wehmutstropfen gibt's noch: Der LM217 oder gar
>117 ist schwieriger zu beschaffen als ein LM258, aber egal. Bei
>Farnell habe ich auch ersteren zu einem vernünftigen Preis gesehen.

Na dann ist er doch auch beschaffbar. Im Übrigen bin ich mir ziemlich
sicher, dass es ein ordinärer LM317L genauso gut tut. Bei dem
garantiert der Hersteller nur nicht mehr für die genaue Einhaltung der
Parameter im Datenblatt und das dürfte bei dieser Anwendung kaum ins
Gewicht fallen.

Jörg

Autor: Stefan (Gast)
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Zunächst nochmal wegen meiner Konstantstromschaltung:

Ich hab das Ding nochmal Schritt für Schritt durchüberlegt, und die
Sache mit der Mit-/Gegenkopplung ist wohl war. Warum's trotzdem
funktioniert hat weiß ich nicht, vielleicht habe ich die OP Eingänge
auf dem Steckbrett ausversehen vertauscht, was ja dann richtig wäre;-)

Gut, man nehme also meine ASCII Schaltung, nur die OP Eingänge
vertauscht. Dann sollte die Schaltung erstmal funktionieren, richtig ?

>Kollektorschaltung ist aber auch Murks,
>weil dann der OP Spannungsschwankungen voll ausregeln muß, während er
>bei Emitterschaltung schon weitgehend von Lastschwankungen entkoppelt
>ist (viel bessere und schnellere Stromnachregelung).

Das kann sein, aber als wissensdurstiger Mensch würde mich natürlich
interessieren warum das so ist. :-)
Meine Überlegung (ich weiß, zuviel überlegen) war eben wie schon
geschildert, dass der Transistor den OP hinsichtliches des Stroms
entlasten soll, also ein "Stromverstärker", oder
"Impendanzwandler", was ja Kollektorschaltung/Emitterfolger bedeuten
würde.
Wenn ich sowas entwickle, muss ich ja überlegen ob Emitter- oder
Kollektorschaltung, auswürfeln macht ja da eher weniger Sinn.

Also wie sieht die korrekte Überlegung aus, die mich dazu bringt die
Endstufe in Emitterschaltung zu betreiben ?

@Hannes:
Ich habe mal den Feuerwerker meines Vertrauens interviewed. Es gibt A
Anzünder und U Anzünder. Erstere liegen zwischen 0,8 und 2,0 Ohm und
müsen bei spätestens 0,8 A zünden, letztere zwischen 0,4 und 0,8 Ohm
und müssen bei 1,3 A zünden.
Wenn ich von 12V und 1,3A ausgehe, interessiert mich natürlich nur bis
ca. 10 Ohm, aber wenn ich von z.B. 50V und 0,8A ausgehe, bin ich schon
bei 62,5Ohm, also im Messbereich 100 Ohm...
Und wenn ich nicht Konstantstrom, sondern einfach nur einen
Serienwiderstand verwende, habe ich eine krumme Messkurve, die an einer
Stelle bis zu 10% daneben liegt. Das könnte man zwar im µC mit Software
wieder zurückrechnen, aber inzwischen hat sich ja Dank Jörg der Aufwand
stark reduziert, so dass ich's lieber in Hardware mache.

Gruß
Stefan

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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>Gut, man nehme also meine ASCII Schaltung, nur die OP Eingänge
>vertauscht. Dann sollte die Schaltung erstmal funktionieren, richtig
?

Prinzipiell ja

>Meine Überlegung (ich weiß, zuviel überlegen) war eben wie schon
>geschildert, dass der Transistor den OP hinsichtliches des Stroms
>entlasten soll, also ein "Stromverstärker", oder
>"Impendanzwandler", was ja Kollektorschaltung/Emitterfolger
bedeuten
>würde.

Du brauchst den Transistor nicht als Impedanzwandler sondern als
Stromverstärker. Stromverstärkung hast Du sowohl bei Emitter- als auch
bei Kollektorschaltung.

>Also wie sieht die korrekte Überlegung aus, die mich dazu bringt die
>Endstufe in Emitterschaltung zu betreiben ?

1. Spannungsbereich der Kollektorschaltung
Der Spannungsbereich ist stark eingeschränkt. Damit Du bis auf 0V
herunterkommen kannst, muß der OP-Ausgang auf unter 0,6 V gehen, was Du
i.d.R. nur bei Rail-To-Rail-Ausgängen hast. Nach oben ist die Spannung
durch Ub-Uref begrenzt. Bei der Emitterschaltung ist die Spannung in
eine Richtung nur durch die Spannungsfestigkeit des Transistors
begrenzt.

2. Stabilität der Kollektorschaltung
Für die Gegenkopplung arbeitet der Transistor in Emitterschaltung.
Damit kommt zu der Leerlaufverstärkung des OP eine undefinierte
Verstärkung des Transistors hinzu, je nach Größe der Last. Dafür ist
die Frequenzkompensation des OPs nicht ausgelegt und er wird
insbesondere bei niedrigen Lastwiderständen zum Schwingen neigen. Bei
der Emitterschaltung ist es umgekehrt: Der invertierende Eingang liegt
direkt am Emitter, der Transistor hat also für die Gegenkopplung
lastunabhängig eine Verstärkung von ~1 (Kollektorschaltung) und der OP
arbeitet daher stabil.

3. Lastausregelung  der Kollektorschaltung
Der OP muß bei starken Laständerungen erhebliche Spannungsschwankungen
für die Korrektur ausgeben, wodurch es relativ lange dauert, bis sich
der Konstantstrom wieder einstellt. Bei der Emitterschaltung arbeitet
der Transistor im Sättigungsbereich und aufgrund seiner
Ausgangskennlinie werden Laständerungen (Spannungsänderungen) bereits
vom Transistor selbst weitgehend abgefangen. Der OP muß nur noch
geringfügige Korrekturen vornehmen.

Ich denke das sind genug Gründe, die Standardschaltung zu verwenden,
zumal die ja kein bisschen aufwändiger ist.

Jörg

Autor: Christian Schoch (kriki)
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Bez. Brückenzünder:

A-Zünder sind in Österreich z.b. verboten (zumindesten im
Professionellen Bereich).

Dann gibts da noch F- und P-Zünder (bzw. H und HU). Der Wert ab wann
sie zünden (All-Fire) hat dich beim Messgerät nicht zu interessieren.
Dafür gibts eine Angabe names NO-FIRE.

Was zu den Zündern noch dazu kommt ist die Kupferleitung.

Messstrom ist normalerweise mit ca. 4mA begrenzt (Und das mit 12V würd
ich mir auch überlegen).

Wenn du willst, such ich dir mal die ganzen Bestimmungen raus.

Autor: Christian Schoch (kriki)
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Ok, hab da mal ein bisschen was gefunden:

http://www.schaffler.co.at/german/images/elzuender.pdf
http://www.schaffler.co.at/images/pros-anz2005de.pdf

In wie weit das ganze auch auf Tischfeuerwerkszünder zutrifft, weiss
ich nicht.

Autor: Stefan (Gast)
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Jörg:

Vielen Dank für die ausführliche Erklärung!
Ich muss mich einfach mal noch etwas näher mit elementaren
Transistorschaltungen befassen...

Christian:
>Wenn du willst, such ich dir mal die ganzen Bestimmungen raus.
Das wäre nett!

>Messstrom ist normalerweise mit ca. 4mA begrenzt (Und das mit 12V
würd
>ich mir auch überlegen).

Der "Feuerwerker meines Vertrauens" sagte mir dass Prüfstrome bis
max. 20mA zugelassen seien. Die empfindlichsten Anzünder dürfen auch
erst laut Datenblatt ab 180mA zünden.
Wegen den 12V: Naja, wenn man 12V direkt auf einen Anzünder legt,
knallt selbiger durch, gleiches passiert mit 5V. Die 12V ist die
Versorgungsspannung der ganzen Prüfschaltung.

Mal wieder so eine kleine Überlegung von mir: Mit 12V kann ich sogar
noch einen zusätzlichen Reihenwiderstand nach dem LM317 einfügen, und
habe den Anzünder nicht mal direkt am LM317. Nehme ich nur 5 Volt, geht
kein zusätzlicher Serienwiderstand mehr rein, und der Zünder liegt
direkt am Adjust-Pin des Reglers. Ich hoffe was war nun eine Überlegung
unter richtigen Vorraussetzungen ? ;-)

Gruß
Stefan

Autor: Uwe Bonnes (Gast)
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Wie waere es mit einem Sigma-Delta Wandler mit Referenzeingang, z.B.
LT2400, LT2440. Einigermassen ruhige Referenzspannung erzeugen, und
Serienschaltung von bekannte, konstanten R und dem zu messenden R. Den
Vergleichs-R so waehlen, dass der Strom auf sinnvollen Wert begrenzt
wird. Er muss aber mindestens so gross sein, wie der zu messende R.
Spannungsabfall am Vergleichs-R an die beiden
Referenzspannungseingaenge, Spannungsabfall am zu messenden R an
(einen|den) Differenzeingang. Wert abfragen und mit etwas Mathematik
hat man den Wert des zu messenden R, der fast nur noch vom Vergleichs R
abhaengt.

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