Moin Moin,
vermutlich ist die Frage schnell geklärt, aber ich habe dazu leider
bisher nichts im Internet oder speziell hier dazu gefunden (vielleicht
stelle ich mich auch nur blöd mit den Begriffen an). Ich arbeite mit
einem Arduin Due, der ja mit 3,3 V läuft. Wenn man mit ihm ein analoges
Spannungssignal eines Sensors empfängt, wird der Messbereich ja auf 1024
Werte aufgeteilt, was bei 3,3 V etwa einer Genauigkeit von 3 mV
entspricht. Nun würde der Sensor, den ich anbringen will, eine
Kraftmessdose, bei dieser Versorgungsspannung nur ein Signal von 0 bis 9
mV liefern. Gibt es eine Möglichkeit in Messbereich im Arduino zu ändern
bzw. das mapping der Werte so anzupassen, dass er in diesem kleinen
Bereich die Änderungen auflösen kann, also nur den Bereich 0 bis z.B. 20
mV nimmt und den dann aufteilt in Intervalle? Oder ist die Hardware des
Arduinos gar nicht dafür geeignet, sodass ich um einen (teuren)
Messverstärker nicht herum komme?
Vielen Dank!
Nils schrieb:> Oder ist die Hardware des> Arduinos gar nicht dafür geeignet, sodass ich um einen (teuren)> Messverstärker nicht herum komme?
So teuer sind doch Opamps nun auch wieder nicht, jedenfalls verglichen
zu einem Arduino.
Außerdem scheint der µC im Due einen 12 Bit ADC zu besitzen, der auch
noch eine 1:4 PGA besitzt. Könnte man ausprobieren, wird aber vermutlich
nicht ausreichen.
Nils schrieb:> Gibt es eine Möglichkeit in Messbereich im Arduino zu ändern> bzw. das mapping der Werte so anzupassen
Ja. Speise Einfach eine Referenzspannung an Aref ein. Diese
Referenz stellt den möglichen Spannungsmessbereich deines
ADCs dar.
Dazu musst du beim Due allerdings eine Brücke (BR1) setzten/
umlegen und einen Widerstand (JR1) auslöten.
Näheres dazu findest du im Schaltplan des Reference Designs.
Hallo,
es wäre sicher angebracht, mit einem OPV die Messspannung von max. ca.
20mV um etwa den Faktor 100 zu verstärken und dann dieses Signal dem uC
anzubieten.
Der OPV sollte einen kleinen Offset (max. ca. 100uV) und vor allem eine
geringe Offsetdrift von weniger als ca. 1uV/K haben.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm
Gruß Öletronika
Hi
>Ja. Speise Einfach eine Referenzspannung an Aref ein. Diese>Referenz stellt den möglichen Spannungsmessbereich deines>ADCs dar.
Bei einer minimalen Referenzspannung von 2,4V(12Bit) oder 2V(10Bit) und
einer Eingangsspannung von 0 bis 9mV ist der Vorschlag nicht unbedingt
der Renner.
MfG Spess
chris_ schrieb:> Beim Arduino DUE kann man die Auflösung des AD-Wandlers mit folgender> Funktion auf 12 Bit stellen:
Sind das denn dann "echte" 12Bit, oder nur gemittelte?
Nils schrieb:> Nun würde der Sensor, den ich anbringen will, eine> Kraftmessdose, bei dieser Versorgungsspannung nur ein Signal von 0 bis 9> mV liefern.
Gibt die Kraftmessdose ein Differenzsignal aus? Oder einfacher gefragt:
hat sie 4 Anschlußdrähte?
Dann brauchst Du einen Instrumentenverstärker oder mehrere OPVs, um das
Signal der Meßbrücke sinnvoll aufzubereiten. Ferner ist eine negative
Versorgungsspannung bei nur 3,3 V meist von Vorteil.
Zur Orientierung sieh Dir INA125 oder AD620 an.
Harald W. schrieb:> Sind das denn dann "echte" 12Bit, oder nur gemittelte?
Bei solchen Fragen hilft es wie so oft, einen Blick in das Datenblatt
des Prozessors zu tun. Wenn der über einen 12Bit-ADC verfügt, stehen die
Chancen nicht schlecht, dass die Arduino Funktionen den auch nutzen ;-)
Gleich Kapitel 1 auf Seite 2 liest man dort:
"The peripheral set includes ..., a 12-bit ADC and ..."
Was mag das wohl bedeuten?
Und die Arduino Bibliotheksfunktion analogReadResolution() sagt
ebenfalls, dass das Board (und nicht die Arduino analogread()
Funktion) über damit echte 12Bit-Fähigkeit verfügt.
("The Due and the Zero have 12-bit ADC capabilities")
https://www.arduino.cc/en/Reference/AnalogReadResolution
>Bei solchen Fragen hilft es wie so oft, einen Blick in das Datenblatt>des Prozessors zu tun.
Oder einfach die Beschreibung des Links lesen, den ich zur
AnalogReadResolution gepostet habe.
Aber gut, wer will schon Dokumentationen lesen, selbst wenn sie nur
knapp eine Seite lang sind.
Du schreibst: Bei dieser Spannung(!) wird die KMD nur eine Spannung bis
9mV liefern...
bis zu welcher max. Spannung kann die KMD denn betrieben werden? Diesen
Maximalbereich zu erreichen, wäre die angebrachte Lösung, um eine hohe
Genauigkeit und hohen Störabstand zu bekommen. StepUp für deren
Versorgung einsetzen. Die 9mV bis zum Gehtnichtmehr zu spreizen ist
nicht der Weg.
chris_ schrieb:>>Bei solchen Fragen hilft es wie so oft, einen Blick in das Datenblatt>>des Prozessors zu tun.>> Oder einfach die Beschreibung des Links lesen, den ich zur> AnalogReadResolution gepostet habe.> Aber gut, wer will schon Dokumentationen lesen, selbst wenn sie nur> knapp eine Seite lang sind.
Nun, die Arduino-Schiene interessiert mich eher weniger.
Da wollte ich nur zur Klärung einer solchen Teilfrage
nicht gleich ellenlange Datenblätter "durchkämmen".
>Nun, die Arduino-Schiene interessiert mich eher weniger.>Da wollte ich nur zur Klärung einer solchen Teilfrage>nicht gleich ellenlange Datenblätter "durchkämmen".
Ähm, also es gibt eigentlich die zwei Möglichkeiten: Entweder einfache
und gut beschriebene Arduino-Funktionen und Libraries nutzen und das
wenige durchlesen und mit den gegebenen Beschränkungen jeder Library
leben.
Oder die Treiber des Prozessors selber schreiben um die optimale
Performance zu erreichen und ellenlange Datenblätter ducharbeiten.
Insofern scheint mir Deine Aussage etwas widersprüchlich.
chris_ schrieb:>>Nun, die Arduino-Schiene interessiert mich eher weniger.> Insofern scheint mir Deine Aussage etwas widersprüchlich.
Ich will selbst garnichts mit Arduino bauen. Das Interesse
an Arduino dient rein der Fortbildung, um mein elektronisches
Grundlagenwissen zu erweitern.
Harald W. schrieb:> Nun, die Arduino-Schiene interessiert mich eher weniger.> Da wollte ich nur zur Klärung einer solchen Teilfrage> nicht gleich ellenlange Datenblätter "durchkämmen".
Die Suchfunktion im Acrobat-Reader funktioniert bei manchen Dokumenten
;-)
Da muss man die weit über 1000 Seiten nicht von hand durchflöhen. Selbst
ein Blick auf die Seite 1 reicht da schon ;-)
Schon da steht: "16-channel 12-bit 1Msps ADC with differential input
mode and programmable gain stage"
Zu Details über den integrierten PGA muss man dann allerdings schon
tiefer einsteigen und findet im Kapitel 44.6 (Functional Description),
dass der das Signal maximal um einen Faktor 4 verstärken kann, was einen
bei 9mV Signal nicht so wirklich weiter bringt.
Harald W. schrieb:> Beim Arduino DUE> Sind das denn dann "echte" 12Bit, oder nur gemittelte?
Laut Schaltplan ein ATSAM3X8EA, also aus der ARMleuchter Familie.
"16-channel 12-bit 1Msps ADC with differential input mode and
programmable gain stage"
Einen Stepup dazu zu verwenden, eine feste (40V) Spannung zu erzeugen,
um dann einen Teil dieser Spannung dann in einem LDO zu vernichten ist
doch ein sehr unsinniges Konzept.
Die 3.4V sind ja auch nur ein Richtwert. Evtl. stellen sich bei deinen
LEDs die 700mA bereits bei 3.2V oder sogar weniger ein.
Dann hast du eine benötigte LED Spannung von sagen wir mal 32V, fütterst
vor dem LDO 40V rein. Dein Widerstand vernichtet noch ca. 1.2V*0.7A,
bleiben am LDO 6.8V*0.7A, also fast 5W hängen, die als Wärme abgeleitet
werden müssen.
Man kann den Step-Up auch durchaus gleich so betreiben, dass er die
Spannung an den benötigten Strom anpasst (current mode). Das machen die
üblichen LED Regler. Damit fällt der LDO weg.
Ich würde dir als Anfänger raten, erstmal mit einem kleineren Projekt
anzufangen. Eine LED Regelung in dieser Leistungsklasse ist absolut
nichts für Anfänger.
Wie schon erwähnt, werden sich deine teuren Bauteile oder LEDs innerhalb
kürzester Zeit mit spektakulären Licht und Raucheffekten verabschieden.
Was spricht dagegen zunächst einmal erste Erfahrungen mit einem 20mA
Regler zu machen, der 2x 10 normale (also keine 3W) LEDs als String
versorgt?
Wenn du das im Griff hast, kannst du dich an die höhere Leistungsklasse
wagen.
Vielleicht einfach einen HX711 ADC dazwischenschalten? Der kann
differentiell und hat 24-bit Auflösung. Kostet sehr sehr wenig und für
Arduino (Due) sollte es tonnenweise Software geben.
Suche mal nach HX711
Harald schrieb:> Vielleicht einfach einen HX711 ADC dazwischenschalten?
Das überfordert bereits die meisten Arduino User.
Und 24 Bit braucht man in diesem Zusammenhang
sicherlich nicht.
Das macht keinen Sinn. Man könnte den Gain nach oben nehmen, da dieser
einen PGA besitzt. Allerdings ist dieser auf den Faktor 4 Begrenzt.
Die Auflösung wäre immer noch sehr bescheiden und die Stabilität
ebenfalls.
Wie angesprochen ist das Messsignal mit einen OPV(Messverstärker).
anzupassen. Maßnahmen zur Temperatur Kompensation etc. wären bei diesen
Bereich ebenfalls sehr angebracht.
Mich würde es nicht wundern wenn es zu dem Sensor entsprechende
Messverstärker gibt. 0..10V oder 4..20mA man muss der Rad nicht neu
erfinden.
Marco H. schrieb:> Wie angesprochen ist das Messsignal mit einen OPV(Messverstärker).> anzupassen.
Besser wäre wohl ein InstAmp (Instrumentation amplifier) mit
Elektrometereingängen zur lastfreien Messung an der Brücke.
Hallo,
> Wolfgang schrieb:> Besser wäre wohl ein InstAmp (Instrumentation amplifier)
das ist wahrscheinlich so.
Der Fragesteller hat leider wieder mal keinerlei Angaben dazu gemacht,
wie die Kraftmessdose konkret arbeitet. Dass es eine Messbrücke ist,
scheint mir auch wahrscheinlich zu sein.
> Elektrometereingängen zur lastfreien Messung an der Brücke.
Das ist vermutlich eher unnötig.
Solche Brücken haben meist einen Innenwiderstand im Bereich von paar
kOhm bis paar 10 kOhm. Da reichen auch normale OPV oder
Instrument-Verstärker mit bipolaren Eingängen.
Fehler entstehen hier nicht nur durch den Bias, sondern auch durch
Offsetdrift. Elektrometerverstärker haben diesbezüglich aber oft
schlechtere Eigenschaften als bipolare Präzisionsverstärker.
Für Laien ist es oft schwer, den richtigen OPV zu benennen, weil eben
verschiedene Parameter beachtet werden müssen.
Gruß Öletronika
Simpel schrieb:> bis zu welcher max. Spannung kann die KMD denn betrieben werden? Diesen> Maximalbereich zu erreichen, wäre die angebrachte Lösung, um eine hohe> Genauigkeit und hohen Störabstand zu bekommen. StepUp für deren> Versorgung einsetzen. Die 9mV bis zum Gehtnichtmehr zu spreizen ist> nicht der Weg.
Der Sensor kann bis 15V Speisespannung betrieben werden, was bei einem
Nennkennwert von 3mV/V dann 45mV bei Nennlast bedeutet. Ändern leider an
der Größenordnung des Signals nicht viel :-/ Aber das mit dem StepUp
Wandler ist ein guter Tipp, danke!
m.n. schrieb:> ibt die Kraftmessdose ein Differenzsignal aus? Oder einfacher gefragt:> hat sie 4 Anschlußdrähte?> Dann brauchst Du einen Instrumentenverstärker oder mehrere OPVs, um das> Signal der Meßbrücke sinnvoll aufzubereiten. Ferner ist eine negative> Versorgungsspannung bei nur 3,3 V meist von Vorteil.>> Zur Orientierung sieh Dir INA125 oder AD620 an.
hier mal ein Link zum Sensor:
http://www.lorenz-messtechnik.de/pdfdatbl/waegung/080734_zfa.pdf
also ja.
Was genau meinst mit dem Vorteil der negativen Versorgungsspannung?
Vielen Dank!
U. M. schrieb:>> Elektrometereingängen zur lastfreien Messung an der Brücke.> Das ist vermutlich eher unnötig.
Ein Instrumentenverstärker hätte das aber, ohne dass man sich weitere
Gedanken darum machen müsste ;-)
U. M. schrieb:> Solche Brücken haben meist einen Innenwiderstand im Bereich von paar> kOhm bis paar 10 kOhm.
Nein, 350 Ohm wie es auch hier der Fall ist ;-)
Nils schrieb:> Was genau meinst mit dem Vorteil der negativen Versorgungsspannung?
Da die Sensoren zumeist Druck- und Zugkräfte zulassen, kann man die
Schaltung so auslegen, daß ohne ext. Kraft 0 V ausgegeben werden. Je
nach Kraft werden dann postive oder negative Ausgangsspannungen
ausgegeben.
Marco H. schrieb:> http://www.lorenz-messtechnik.de/deutsch/produkte/interfaces/lmv.php>> Vom selben Anbieter wie der Sensor, manchmal frage ich mich im ernst wie> weit der "Geiz ist geil " gehen muss.
Genau diese Teile mag ich nicht:
Der 0-Punkt liegt irgendwo und die +/- Endspannungen ebenso. Ferner ist
es nicht mehr möglich, die Kraft ratiometrisch zu messen und damit eine
Hauptfehlerquelle auszuschließen.
Ein AD620 ist mir da die bessere Lösung.
Hallo,
> Wolfgang schrieb:> Ein Instrumentenverstärker hätte das aber, ohne dass man sich weitere> Gedanken darum machen müsste ;-)
Jetzt weiß ich erst, was du meinst.
Der normale Spannungsfolger wird im Volksmund auch so genannt.
Mit normalen bipolaren Eingängen gängiger Instumentverstärker liegt man
aber bei den Biasströmen einige Größenordnungen oberhalb von echten
"Elektrometerverstärkern".
Ich verstehe unter Elektrometerverstärker aber eher so etwas:
http://www.ld-didactic.de/documents/en-US/GA/GA/5/532/53214de.pdf
Gruß Öletronika
