Rolf schrieb:> Eigentlich macht es doch keinen Unterschied, ob die Lichtschranke> zwischen Plus und Minus oder zwischen Plus und der virtuellen Masse> angeschlossen ist. Außer natürlich vom Betrag der Spannung her (8V bzw.> 4V), oder?
Wenn du die Widerstände an der Lichtschranke gleich gelassen hast, dann
fließt jetzt natürlich weniger Strom (wegen des geringeren Spannungshubs
am Widerstand). Und der Strom fließt jetzt über die "untere Hälfte"
deines virtuelle Masse Schaltkreises, während er vorher daran vorbei
geflossen ist.
Rolf schrieb:> Über dem Kollektorwiderstand mit 22Ohm (am npn-Transistor) fällt> übrigens während des Betriebes keine Spannung ab. Am 22Ohm am> npn-Transistor etwa 0,19V. Ist das normal?
Du meinst: am 22Ohm Kollektorwiderstand des pnp (oben) fällt nichts ab,
am 22 Ohm Kollektorwiderstand des npn (unten) fallen 0,19V ab, korrekt?
Klingt so, als würden von +Ub über die Lichtschranke 10mA auf die
virtuelle Masse fließen und von dort über den unteren 22Ohm Widerstand
auf -Ub. Daran wäre nichts auszusetzen.
Ein bisschen dubios bleibt, warum zuvor die Bauteile abgeraucht sind.
Vielleicht hilft deiner Massererzeugung, dass jetzt ein definierter
Strom in den unteren Zweig fließt (und die Schaltung nicht ständig
zwischen sourcen und sinken umschalten muss - der OPV muss bei jedem
Umschalten der Stromrichtung erst mal 1,4V springen und dabei
hoffentlich nicht zu sehr überschwingen).
Vielleicht war in deinem Aufbau gesten auch einfach was falsch, und
heute hast du den Fehler nicht mehr drin.
Achim S. schrieb:> Wenn du die Widerstände an der Lichtschranke gleich gelassen hast, dann> fließt jetzt natürlich weniger Strom (wegen des geringeren Spannungshubs> am Widerstand). Und der Strom fließt jetzt über die "untere Hälfte"> deines virtuelle Masse Schaltkreises, während er vorher daran vorbei> geflossen ist.
Moin Achim, vielen Dank.
Richtig, jetzt fließt weniger Strom. Aber das reicht aus.
Ich habe noch zusätzlich in die Spannungsversorgungsschaltung ein
100K-Poti eingefügt, um den Pos. Eingang des OPVs auf halbe
Betriebsspannung einzustellen.
Gestern hatte ich nur 120kOhm-Widerstände ohne das Poti drin. Heute habe
ich die gegen 220KOhm ersetzt und, wie gesagt, noch ein Poti rein.
Aber das macht eigentlich kein Unterschied, oder?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Gestern hatte ich nur 120kOhm-Widerstände ohne das Poti drin. Heute habe> ich die gegen 220KOhm ersetzt und, wie gesagt, noch ein Poti rein.>> Aber das macht eigentlich kein Unterschied, oder?
Ne, kein Unterschied.
Vielleicht waren der Killer gestern doch die ständigen "Lastwechsel"
durch deine Feldmühle und damit einhergehende Schwingungen (nach
Lastübernahme) am OPV. Mit dem überlagerten Gleichstrom vom Optokoppler
fallen diese Lastwechsel jetzt weg.
Wie viel Kapazität hängt den hinten an deiner virtuellen Masse? Du
benutzt sie doch eigentlich nur für den Ref-Pin des AD620 und als
Bezugspotential für die nachgeschalteten Verstärker, oder?
Du kannst die Übernahmeverzerrungen (und daraus evtl. angekickte
Nachschwinger) bei deinem virtuelle Masse Erzeuger übrigens deutlich
reduzieren, wenn du noch einen Widerstand zwischen den Basen und
Emittern der Transistoren einfügst (meinetwegen 200Ohm). Kleine Ströme
um 0 herum treibt der OPV dann alleine (ohne dass einer der Transistoren
öffnet). Erst wenn mehr als 0,7V/200Ohm=3,5mA benötigt werden, kommt
Strom durch den Transistor dazu. Und beim Lastwechsel gibt es einen
kontinuierlichen Übergang, keinen Sprung der Basisspannung um 1,4V.
(Wobei es - wie schon geschrieben - sein kann, dass mit dem Gleichstrom
deiner Lichtschranke jetzt gar keine Lastwechsel mehr auftreten und nur
noch die untere Hälfte deines Masseschiebers benötigt wird).
Achim S. schrieb:> Vielleicht waren der Killer gestern doch die ständigen "Lastwechsel"> durch deine Feldmühle und damit einhergehende Schwingungen (nach> Lastübernahme) am OPV. Mit dem überlagerten Gleichstrom vom Optokoppler> fallen diese Lastwechsel jetzt weg.
Vielen Dank.
Ich tendiere auch dazu. Lurchi sprach weiter oben auch, dass "-
vielleicht wenn der OPV instabil wird".
Wie gesagt, es rauchte nur der eine 22 Ohm am npn-Transistor (BC547C)
durch.
> Wie viel Kapazität hängt den hinten an deiner virtuellen Masse? Du> benutzt sie doch eigentlich nur für den Ref-Pin des AD620 und als> Bezugspotential für die nachgeschalteten Verstärker, oder?
Ich befinde mich mit der Schaltung momentan noch auf dem Steckbrett.
Exakt. Auch kein Anzeigegerät oder Koaxialkabel am Ausgang.
Nachdem das Problem heute behoben war, habe ich die Phase zwischen dem
Lichtschrankensignal und dem Ausgangssignal des AD620 (nahezu)
ausgeglichen.
Dazu habe ich noch eine Verändnisfrage:
Am Ausgang des Umschaltbaren Verstärkers (Wechsel zwischen
Spannungsfolger und Invertierendem Verstärker) müssten doch eigentlich
alle Rechtecke "nach oben geklappt sein". Wieso sind diese Spitzen
richtig (mechanische Abgleich)?
http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Ich tendiere auch dazu. Lurchi sprach weiter oben auch, dass "-> vielleicht wenn der OPV instabil wird".
Die Zeile hast du aus einem anderen Beitrag von mir. Ist also keine
unabhängige Bestätigung von zwei Personen sondern nur zwei mal mein
gleicher Sermon ;-)
Rolf schrieb:> Wie gesagt, es rauchte nur der eine 22 Ohm am npn-Transistor (BC547C)> durch.
Hm: ich hatte es oben so gelesen, dass die ganze Kette
(22-Ohm-Widerstände plus Transistoren) defekt seien.
Rolf schrieb:> Am Ausgang des Umschaltbaren Verstärkers (Wechsel zwischen> Spannungsfolger und Invertierendem Verstärker) müssten doch eigentlich> alle Rechtecke "nach oben geklappt sein".
In dem fall werden sie alle nach unten geklappt (wenn du das
Referenzsignal um 180° in der Phase schiebst wird es umgekehrt). Ist
beides gleich gut, du bekommst dann halt am Ausgang des Lock-In eine
negative Gleichspannung statt einer positiven.
Rolf schrieb:> Wieso sind diese Spitzen> richtig (mechanische Abgleich)?
Die Spitzen sind die Nulldurchgäne des Signals vor dem Gleichrichter.
Wenn die genau auf der Nulllinie liegen, dann erfolgt die Umschaltung
genau im richtigen Moment. Wenn du in der Phase etwas zu spät kommst,
dann geht die Ausgangsspannung noch ein bisschen "auf die falsche
Seite", ehe der Gleichrichter dann umschaltet.
Achim S. schrieb:> Hm: ich hatte es oben so gelesen, dass die ganze Kette> (22-Ohm-Widerstände plus Transistoren) defekt seien.
Danke.
Nein. Es rauchte nur der 22-Ohm-Widerstand am npn. Danach war aber der
npn-Transistor auch hin (habe den getestet). Meine Vermutung war dann,
dass es nach dem Austausch des Widerstandes nicht mehr rauchte, weil
einer der Transistoren defekt war und somit die Problemstelle lahmgelegt
war.
Achim S. schrieb:> Die Spitzen sind die Nulldurchgäne des Signals vor dem Gleichrichter.> Wenn die genau auf der Nulllinie liegen, dann erfolgt die Umschaltung> genau im richtigen Moment. Wenn du in der Phase etwas zu spät kommst,> dann geht die Ausgangsspannung noch ein bisschen "auf die falsche> Seite", ehe der Gleichrichter dann umschaltet.
Achso, das unterste Signal repräsentiert nicht den Ausgang des
Verstärkers, der durch das Referenzsignal umgeschaltet wird?
Das Signal ist also wie nach jeder Gleichrichtung ohne Glättung?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Nein. Es rauchte nur der 22-Ohm-Widerstand am npn. Danach war aber der> npn-Transistor auch hin (habe den getestet).
Das klingt dann ziemlich danach, dass du beim Einbau der Lichtschranke
gestern versehentlich einen Kurzschluss von der verschobenen Masse auf
die untere Versorgung fabriziert hast.
Hast du evtl. mit dem Oszi an der Schaltung gemessen, und eine
GND-Klemme des Oszis an die verschobene Masse, die andere GND-Klemme mit
-Ub verbunden? Dann hast du wieder was dazugelernt :-) Die GND-Klemmen
des Oszi sind untereinander und mit PE verbunden. Wenn man sie an
unterschiedliche Potentiale in der Schaltung hängt, dann schließt man
die kurz.
Rolf schrieb:> Achso, das unterste Signal repräsentiert nicht den Ausgang des> Verstärkers, der durch das Referenzsignal umgeschaltet wird?> Das Signal ist also wie nach jeder Gleichrichtung ohne Glättung?
Das Signal ist "... Pin 7 von U2 (Gleichgerichtetes Signal, im Bild
Ch3)". Es ist also phasenrichtig gleichgerichtet, aber nocht nicht
geglättet.
Dein Verständnisproblem ist wahrscheinlich immer noch, dass du
erwartest, dass nach der phasenrichtigen Gleichrichtung alle Halbwellen
nach oben geklappt sein müssen.
Alle Halbwellen nach unten ist aber genau so gut wie alle Halbwellen
nach oben. Wenn man die Lichtschranke um genau 180° verschiebt (oder
wenn man ihr Ausgangssignal invertiert) hat man ebenfalls wieder eine
phasenrichtige Gleichrichtung.
Achim S. schrieb:> Hast du evtl. mit dem Oszi an der Schaltung gemessen, und eine> GND-Klemme des Oszis an die verschobene Masse, die andere GND-Klemme mit> -Ub verbunden? Dann hast du wieder was dazugelernt :-) Die GND-Klemmen> des Oszi sind untereinander und mit PE verbunden. Wenn man sie an> unterschiedliche Potentiale in der Schaltung hängt, dann schließt man> die kurz.
Das ist es. Exakt.
Die eine Masse habe ich an -Ub gehängt, weil die Lichtschranke an Plus
und Minus angeschlossen war und ich dementsprechend die -Ub als
Bezugspotential genutzt habe.
Die andere Masse hatte ich auf der virtuellen Masse, um das
Ausgangssignal des AD620 zu überprüfen.
Ohhhhh Mannnnn
Viele Dank Achim, wieder was Essentielles gelernt.
Achso, aus Interesse:
Wieso ist der OPV nicht durchgebrannt?
Hat der npn-Transistor sich geopfert?
Hohe Ströme soll ja diese Gegentaktstufe liefern.
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Wieso ist der OPV nicht durchgebrannt?> Hat der npn-Transistor sich geopfert?
Der OPV hatte nur über die BE-Strecke des Transistors Kontakt zum
Kurzschluss. Und selbst wenn die nicht durchgebrannt wäre, ist der TL061
meiner Erinnerung nach kurzschlussfest (er liefert nicht mehr Strom, als
er vertragen kann).
Moin Achim, Moin Lurchi.
Mit der phasenrichtigen Gleichrichtung stimmt noch was nicht.
Lichtschranke und AD620(gelb) sind in Phase. Bei dem gleichgerichtete
Signal (grün) hängen aber irgendwie einige Rechtecke unten.
Könnte das mit der instabilen Frequenz des Motors zusammenhängen?
Gruß
Rolf
Alles in Ordnung, jetzt funktioniert es. Hatte einen Widerstand
vergessen.
Wenn ich das Feld umpole, ändert sich die Richtung der Rechtecke jedoch
nicht. Sie bleiben immer noch nach oben geklappt.
Wie kann das sein?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Wenn ich das Feld umpole, ändert sich die Richtung der Rechtecke jedoch> nicht. Sie bleiben immer noch nach oben geklappt.> Wie kann das sein?
??
Eigentlich gar nicht. Da is wohl irgendwas faul.
Wenn es am Gleichrichterausgang nicht richtig ist, dann betrachte halt
mal den Gleichrichtereingang. Sind AD620-Signal und Lichtschrankensignal
da in Phase? Wechselt die Phase, wenn das Feld umgepolt wird? Ist das
Steuersignal für die Switches in Phase mit dem Lichtschrankensignal? Hat
es die richtigen Pegel, so dass die Switches korrekt umschalten?
(inzwischen bezieht sich dein Lichtschrankensignal ja nicht mehr auf -Ub
sondern auf die verschobene Masse. Passt das, um die Switches richtig
anzusteuern?)
Danke.
Der PNP-Transistor wird warm.
Der Kollektorstrom beträgt 15mA.
Bei 12V Versorgung wird er heißer als bei 9V.
Ist der immer noch überlastet?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Ist der immer noch überlastet?
überlastet wird er nur, wenn er "zu warm" wird.
15mA*(12V/2)=90mW
Das ist für einen BC557 (falls du den nutzt) ein vernünftiger Wert. Dann
muss er halt einige 10° über die Umgebungstemperatur ansteigen (ohne
Temperaturdifferenz könnte er keine Wärme abgeben). Wenn du mit der
Fingerspitze ein paar Sekunden dranfassen kannst, ohne zurückzuziehen,
dann ist er nicht zu heiß.
Da inzwischen klar ist, weshalb die Schaltung gestern abrauchte,
könntest du die Lichtschranke auch wieder auf -Ub laufen lassen und den
pnp enlasten. Aber nötig ist es wahrscheinlich nicht.
Die Transistoren werden halt warm wenn da 15 mA fließen und 6 V an
Spannung abfallen. 90 mW ergeben für einen kleinen (TO92) Transistor
halt schon eine Erwärmung, aber nicht unbedingt zu viel.
Vielen Dank.
Am Gleichrichter ist noch was faul.
Das Signal am Gleichrichtereingang, also neg. Eingang des OPVs ist nicht
dasselbe wie am AD620 obwohl nur ein Widerstand dazwischen ist. Es
fehlen die zweiten Rechtecke.
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Am Gleichrichter ist noch was faul.> Das Signal am Gleichrichtereingang, also neg. Eingang des OPVs ist nicht> dasselbe wie am AD620 obwohl nur ein Widerstand dazwischen ist.
Nein: der Eingang des Gleichrichters ist vor dem Widerstand, nicht
dahinter (am OPV-Eingang). Das Signal hinter dem Widerstand muss
natürlich anders aussehen als vor dem Widerstand (sonst bräuchte man den
Widerstand nicht).
Überleg dir mal, wie viel vom Signal du bei einer simplen
Inverterschaltung hinter dem Widerstand noch siehst.
Rolf schrieb:> Es> fehlen die zweiten Rechtecke.
Du bist sicher nicht überrascht, dass ich aus dieser Beschreibung nicht
unmittelbar vor Augen habe, wie das Signal konkret aussieht.
Rolf schrieb:> Am Gleichrichter ist noch was faul.> Das Signal am Gleichrichtereingang, also neg. Eingang des OPVs ist nicht> dasselbe wie am AD620 obwohl nur ein Widerstand dazwischen ist.
Nein: der Eingang des Gleichrichters ist vor dem Widerstand, nicht
dahinter (am OPV-Eingang). Das Signal hinter dem Widerstand muss
natürlich anders aussehen als vor dem Widerstand (sonst bräuchte man den
Widerstand nicht).
Überleg dir mal, wie viel vom Signal du bei einer simplen
Inverterschaltung hinter dem Widerstand noch siehst.
Rolf schrieb:> Es> fehlen die zweiten Rechtecke.
Du bist sicher nicht überrascht, dass ich aus dieser Beschreibung nicht
unmittelbar vor Augen habe, wie das Signal da konkret aussieht.
Nochmal für deine Fehlersuche:
Achim S. schrieb:> Sind AD620-Signal und Lichtschrankensignal> da in Phase? Wechselt die Phase, wenn das Feld umgepolt wird?
Danke Achim.
Achim S. schrieb:> Nein: der Eingang des Gleichrichters ist vor dem Widerstand, nicht> dahinter (am OPV-Eingang). Das Signal hinter dem Widerstand muss> natürlich anders aussehen als vor dem Widerstand (sonst bräuchte man den> Widerstand nicht).
Dann stimmt es. Lichtschranke und AD620 sind in Phase.
Ich glaube das Problem gefunden zu haben.
Die Information über die Umpolung des Feldes bzw. das "Vorzeichen" des
Feldes steckt doch im Ausgangssignal des AD620. Dort, wo vorher Maximas
waren müssen nach der Umpolung Minimas auftreten.
Meine Mechanik polt nicht um. Egal wie ich das Feld anlege, das AD620
Ausgangssignal (plua/minus) bleibt in Phase, also Maxima und Minima an
derselben Stelle.
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Egal wie ich das Feld anlege, das AD620> Ausgangssignal (plua/minus) bleibt in Phase, also Maxima und Minima an> derselben Stelle.
Der Phasenvergleich ist nur sinnvoll in Bezug auf das
Lichtschrankensignal. An welcher Stelle des Oszi-bilds die Maxima und
Minima erscheinen hängt nur davon ab, wie du den Oszi-Trigger
einstellst.
Aber wenn Maxima und Minima des AD620 Ausgangs immer in Phase zum
Lichtschrankensignal sind (und nicht auf die Umpolung des Felds
reagieren), dann ist etwas faul.
Wie erzeugst du denn dein "Testfeld", und wie polst du es um?
Achim S. schrieb:> Wie erzeugst du denn dein "Testfeld", und wie polst du es um?
Danke.
Ich habe mir aus Aluminiumpapier und Karton einen Zylinderkondensator
gebastelt. An die Platten lege ich eine hohe Gleichspannung an. Die
Gegenplatte der Feldmühle lege ich dabei ebenfalls auf den Minus dieser
Versorgungsspannung. Die Sektorplatten sind also gleichmäßig vom Feld
durchsetzt.
Gruß
Rolf
Mir ist leider nicht klar, warum sich die Phase Zwischen dem
Ausgangssignal des AD620 und dem Lichtschrankensignal ändert, wenn das
Feld umgepolt wird.
Phasenänderung bei Umpolung bedeutet, dass eine Phasenverschiebung
auftritt?
Gruß
Rolf
Bei der Feldmühle ist normal der eine Pol des Feldes die Schaltung der
Feldmühle selber, bzw. das Potential es Flügels (die virtuelle Masse).
Für das Testfeld braucht man also nur noch eine Elektrode, meist einfach
nur mit etwas Abstand. Wenn der Abstand nicht so groß (z.B. 1 cm) ist,
braucht man auch keine hohe Spannung. Da reichen dann ggf. auch 9 V
schon aus.
Die Eingangsstufe misst den Strom zum Umladen der Empfänger-Elektroden.
Mit dem Vorzeichen des externen Feldes ändert sich da auch das
Vorzeichen des Stromes.
Rolf schrieb:> Phasenänderung bei Umpolung bedeutet, dass eine Phasenverschiebung> auftritt?
Nein, ein Vorzeichenwechsel (was genau so aussieht wie die eine
Verschiebung der Kurve um eine halbe Periode)
Rolf schrieb:> Ich habe mir aus Aluminiumpapier und Karton einen Zylinderkondensator> gebastelt.
Ein Zylinderkondensator? Wie bringst du die Fehldmühle zwischen Innen
und Außenzylinder? Oder meinst du einen Plattenkondensator?
Rolf schrieb:> Die> Gegenplatte der Feldmühle lege ich dabei ebenfalls auf den Minus dieser> Versorgungsspannung.
du legst die Platte der Feldmühle auf das Potential einer Elektrode
deines Kondensators? Immer auf das Potential der "unteren" Elektrode
oder immer auf das Potential der "negativeren" Elektrode? Ich hab noch
nicht vor Augen, wie das Feld in deinem Aufbau tatsächlich ausschaut.
Lurchi schrieb:> Bei der Feldmühle ist normal der eine Pol des Feldes die Schaltung der> Feldmühle selber, bzw. das Potential es Flügels (die virtuelle Masse).> Für das Testfeld braucht man also nur noch eine Elektrode, meist einfach> nur mit etwas Abstand. Wenn der Abstand nicht so groß (z.B. 1 cm) ist,> braucht man auch keine hohe Spannung. Da reichen dann ggf. auch 9 V> schon aus.
Danke.
Aber durch den selbstgebastelten Plattenkondensator ändert sich nichts,
oder funktioniert deswegen die Polangabe der Schaltung nicht?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Aber durch den selbstgebastelten Plattenkondensator ändert sich nichts,> oder funktioniert deswegen die Polangabe der Schaltung nicht?
Tut mir leid, aber ohne wenigstens einer Skizze deines Aufbaus sage ich
zu der Umpolung nur noch eins: wenn sich das Vorzeichen des AD620
Ausgangssignals bei Umpolung wirklich nicht ändert, dann änderst du in
deinem Aufbau sehr wahrscheinlich die Feldrichtung nicht.
Und noch mal, weil es wichtig ist: das Vorzeichen des AD620-Ausgangs ist
nur sinnvoll zu bewerten im Vergleich zum Lichtschrankensignal. Wenn du
nur den AD620-Ausgang auf dem Oszi betrachtest, siehst du ihm das
Vorzeichen nicht an.
Achim S. schrieb:> Ein Zylinderkondensator? Wie bringst du die Fehldmühle zwischen Innen> und Außenzylinder? Oder meinst du einen Plattenkondensator?
Sorry, verschrieben. Es ist natürlich ein Plattenkondensator.
Achim S. schrieb:> du legst die Platte der Feldmühle auf das Potential einer Elektrode> deines Kondensators? Immer auf das Potential der "unteren" Elektrode> oder immer auf das Potential der "negativeren" Elektrode? Ich hab noch> nicht vor Augen, wie das Feld in deinem Aufbau tatsächlich ausschaut.
Ausgangspunkt ist eine beidseitig mit Kupfer beschichtete
Kunststoffplatte. Beide Platten sind dementsprechend gegeneinander
isoliert.
Die obere Kupferschicht ist zu vier Sektoren gefräst. Als Gegenplatte
bezeichne ich somit die unterste Kupferschicht dieser Kunststoffplatte.
Diese Gegenplatte lege ich mechanisch in die unterste Platte des
Kondensators durch Ausschneiden eines Kreises.
Die oberste Kupferschicht liegt unter der obersten Kondensatorplatte und
unter dem Flügelrad.
Die unterste Kondensatorplatte lege ich beispielsweise auf Minus. Die
Gegenplatte auf dasselbe Potential. Die oberste Kondensatorplatte auf
den Pluspol.
Gruß
Rolf
Achim S. schrieb:> Und noch mal, weil es wichtig ist: das Vorzeichen des AD620-Ausgangs ist> nur sinnvoll zu bewerten im Vergleich zum Lichtschrankensignal. Wenn du> nur den AD620-Ausgang auf dem Oszi betrachtest, siehst du ihm das> Vorzeichen nicht an.
Ich glaube, langsam verstehe ich es. Aber müsste in Channel 3 im obigen
Link:
http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM
(Mechanischer Abgleich)
das Signal nicht unterhalb der x-Achse verlaufen? Daraus wird ja die
negative geglättete Spannung gewonnen.
Gruß
Rolf
Die Ebene hinter den Messeleckroden muss mit der Schaltung der Feldmühle
verbunden sein, also etwa der Virtuellen Massen. Mit einem Externen
Netzteil für das Testfeld hat man ggf. auch wieder ein Masse-problem.
Was entscheidend ist, ist die obere Elektrode relative zu Virtuellen
Masse der Feldmühle.
Lurchi schrieb:> Die Ebene hinter den Messeleckroden muss mit der Schaltung der> Feldmühle> verbunden sein, also etwa der Virtuellen Massen. Mit einem Externen> Netzteil für das Testfeld hat man ggf. auch wieder ein Masse-problem.>> Was entscheidend ist, ist die obere Elektrode relative zu Virtuellen> Masse der Feldmühle.
Unglaublich wie viel man über die Feldmühle lernen kann.
Vielen Dank Lurchi, dieser Aspekt hatte mir noch gefehlt.
Allerdings erinnere ich mich, beim Ladungsverstärker gelesen zu haben,
dass man durch ihn kein Problem mit der Isolierung hat, eben durch die
virtuelle Masse.
Das heißt jetzt, ich kann die unterste Kondensatorplatte wegnehmen, nur
an die obere eine Spannung anlegen (beispielsweise der Pluspol einer
batterie) und die Gegenplatte mit der virtuellen Masse der Schaltung
verbinden?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
Jetzt funktioniert die Umpolung. Ich habe jetzt nur die Elektrode an der
oberen Kondensatorplatte.
Allerdings sind die Signale sehr schlecht.
Darf die Gegenplatte, an der die virtuelle Masse angefügt ist, nicht
geerdet sein?
Bei mir ist die Gegenplatte nämlich noch über die Haltestangen der
Feldmühle geerdet.
Gruß
Rolf
Die Platte hinter den Elektroden und auch das Rad und das Gehäuse
sollten schon verbunden sein. Ob die ganze Feldmühle dann geerdet ist,
oder nicht hängt von der Anwendung ab, oft wird das der Fall sein. Es
sollte für die Signalqualität aber keinen unterschied mehr machen.
Dass das Signal "schlechter" / kleiner geworden ist, kann damit
zusammenhängen, dass ein großes falsches Signal weggefallen ist, dass
das eigentliche Signal überlagert hat. Man kann von der Feldmühle keine
so stabile Messung wie direkt mit dem Voltmeter erwarten, etwas Rauschen
muss man da schon erwarten, denn schließlich ist der Eingang extrem
hochohmig. Man muss halt ggf. etwas länger mitteln.
Vielen Dank.
Der Anhang zeigt das AD620-Signal(gelb) und das gleichgerichtete
Signal(in grün), wenn das Feld durch den Pluspol einer 100-V-Spannung
erzeugt wird.
Sind die Signale im Erwartungsbereich oder kann man da ggf. noch was
verbessern?
Wie meinst Du das mit dem Signalwegfall?
Gruß
Rolf
Das Signal sieht doch eigentlich noch ganz ordentlich aus, bis auf die
Spikes gegen Ende der positiven Phase. Da sollte man ggf. klären ob das
ein übersprechen von der Lichtschranke oder ggf. eine Störung vom Motor
ist. Der Teil sollte sich vermeiden lassen oder zumindest reduzieren.
Die Feldmühle misst eine Feldstärke - die Angabe 100 V macht nur Sinn,
wenn man auch den Abstand hat.
Bei der Schaltung könnte man ggf. am AD620 die Widerstände auf z.B. 10 M
Vergrößern - das sollte mehr Signal geben. Für weniger Rauschen könnte
man den AD620 noch durch 3 Rauscharme JFET OPs ersetzen, vor allem wenn
man die höheren Widerstände nutzt. Um weniger Empfindlich auf
Schwankungen in der Phase von der Lichtschranke zu sein, könnte man ggf.
die Bandbreite des Signals vom AD620 noch etwas reduzieren. Ein Filter
ist aber auch extra Aufwand.
Theoretisch könnte man den Synchrongleichrichter noch auf eine Variante
mit Totzeit ändern - das ist aber schon ein deutlicher Aufwand. Damit
würden die negativen Spitzen beim gleichgerichteten Signal größtenteils
ignoriert werden.
Ein anderer Punkt könnten Schwankungen bzw. Drift in der Motordrehzahl
sein. Bei konstantem Feld ist das Signal etwa proportional zur Drehzahl.
Wenn es sein muss könnte man die Geschwindigkeit regeln bzw. mit messen
und berücksichtigen.
Es könnte sich lohnen das Ausgangssignal der Feldmühle mal für längere
Zeit (Minuten) anzusehen, um dort das Rauschen zu beurteilen. Viele der
Störungen werden ja noch weg-gefiltert um kommen am Ausgang gar nicht
an.
Vielen Dank.
Wie kann ich jetzt entscheiden, wie groß die Grenzfrequenz des Tiefpass
sein muss?
Könnte ich mir dazu im FFT-Modus die Störungen im gleichgerichteten
Signal anschauen und dann entscheiden, was gedämpft werden müsste?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
in Bezug auf das hochohmige Anzeigegerät am Ausgang der Feldmühle wähle
ich eine Grenzfrequenz von 1Hz.
Richtet sich die Wahl des Widerstandes des RC-Filters nach dem
Kondensator, den man bekommen kann?
Ich habe noch einen Keramikkondensator 105, kann ich den Widerstand so
bemessen, dass beide auf die 1Hz kommen?
Gruß
Rolf
Die Wahl des Widerstandes kann in Grenzen nach den verfügbaren
Kondensatoren gehen. Eine 1 Hz Grenzfrequenz ist schon eher störend
langsam - da müsste man schon relativ lange auf Einschwingen warten.
Meist zieht man ein leichtes Schwanken der Anzeige einer langsamer Drift
vor. Ich würde da so eher 2-5 Hz für das Filter am Ausgang wählen, also
so das die einzelnen Wandlungen bei ADC schon nicht mehr so stark
korreliert sind. Etwas Filterwirkung hat die Anzeige auch noch. 1 µF und
50 K gibt gibt irgendwas um die 3 Hz.
Falls eine Filterung des Signal vor dem Gleichrichter gewünscht ist,
dann eher so bei 5 mal der Modulation, also eher 1 kHz.
Vielen Dank Lurchi.
Ich überlege mir gerade die Schaltung mit dem LM393 zur Anzeige der
Übersteurung.
Der output voltage swing des AD620 beträgt min. -Vs+1,1 und max. Vs-1,1.
Gehen wir von einer Versorgungsspannung von +-5V aus (10V-Akku für meine
Schaltung).
Der Komparator des LM393 soll also eine LED ansteuern für den Fall, dass
das Maximum der Ausgangsspannung des AD620 größer als 3,9V ist.
Entsprechendes gilt für das Minimum der Ausgangsspannung.
Es handelt sich aber bei dem Ausgangssignal des AD620 um ein
Rechtecksignal. Wie kann der Komparator solch ein Signal mit der
Gleichspannung der Versorgung vergleichen, da es nach einer halben
Periode sein Vorzeichen wechselt?
Gruß
Rolf
Mit 2 der Komparatoren kann man einen Fenstervergleicher machen:
Einer prüft auf zu hohe Spannung und der andere auf zu niedrige. Die
Ausgänge sind Open Collektor: man kann also direkt zusammenschalten, als
oder Verknüpfung. Eine entsprechende Schaltung sollte sich im Datenblatt
des LM393 oder LM339 (4 fach version) finden.
Wenn man die LED dann nicht direkt, sondern über einen Transistor, kann
man per Kondensator als die Pulse dehnen, so dass man auch eher kurze zu
hohe Pulse erkennen kann.
Danke, klar soweit.
Ein zusätzliches UND-Gatter wird also nicht benötigt?
Mir ist nicht ganz klar, wie ich die beiden Ausgänge des LM393 UND-mäßig
verknüpfe ohne ein zusätzliches Gatter; auch im Datenblatt steht dazu
nichts.
Gruß
Rolf
Die Ausgänge beim LM393 schalten nur nach GND. Halt beiden Ausgänge
zusammen und ein Widerstand nach +10 V, bzw. dort direkt die LED mit
Vorwiderstand. Früher bei TTL Logic mit Open Collector nannte man das
wired AND.
Die Komparatoren dann so das, der Ausgang high ist, wenn das Signal im
erlaubten Bereich ist. Also einmal das Signal auf den invertierenden und
einmal auf den nicht invertierenden Eingang.
Danke Lurchi.
Als nächstes möchte ich noch einen Offset-Abgleich meiner Schaltung
durchführen.
Um die Offset-Spannung am Ausgang der Schaltung zu messen, schließe ich
die Eingänge am AD620 einfach zusammen (Ohne Eingangssignal). Über die
Messwiderstände liegen diese dann praktisch auf Masse?
http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM
Der Offset-Abgleich an U2C erzeugt im Prinzip eine entgegengesetzte
Spannung am Eingang des OPVs. Welche Funktion übernehmen die Dioden?
Dienen sie als Spannungsstabilisierung?
Könnte man den Offset-Abgleich auch mit einem Widerstand in Reihe zum
nicht invertierenden Eingang schaffen?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi.
Eine allgemeine Frage zu meiner Spannungsversorgung.
Ist die jetzige Schaltung für die Spannungsversorgung (OPV mit
Gegentaktverstärker) stabil genug bei Akkubetrieb?
Ich meine in Bezug auf die Reproduzierbarkeit von Messwerten. Die
Schaltung wird später mit vollem Akku höchstens eine halbe Stunde
betrieben.
Oder wäre ein Spannungsregler besser?
Gruß
Rolf
Die 2 Dioden erzeugen eine nicht besonders stabile Referenzspannung für
den Offsetabgleich. Je nach Spannungsversorgung / Regelung könnte ggf.
auch eine einfacher Spannungsteiler besser sein. Ein Widerstand in Reihe
zum Eingang geht nur eingeschränkt zum Offsetabgleich, nämlich dann wenn
der Biasstrom hoch und halbwegs konstant ist (etwa NE55532) und dann
auch nur in eine Richtung.
Der Offset hat 2 Komponenten: einmal Übersprechen und Offsets in der
Schaltung. Die kann man mit kurzgeschlossenen Eingängen abgleichen wie
vorgeschlagen. Der andere Anteil ist eine eher kleine Spannung (ggf.
unter der Rauschgrenze) aus der Austrittsarbeit der Materialien. Da muss
man sich entscheiden welches Material man als Referenzpunkt haben will.
Diesen Anteil gleicht man ab, ähnlich der Kalibrierung mit einem
Konstanten Feld und dann ohne Spannung und ggf. verschiedenen Abständen.
Hier geht es aber nur um weniger als 1 V an der Platte.
An sich sollte die Schaltung keine geregelte Spannung benötigen. Die
4066 vertragen aber nur eine begrenzte Spannung (je nach Version etwa
10-20 V).
Vielen Dank.
Die Offsetspannung ist in meiner Schaltung negativ. Wäre es so wie im
Anhang möglich, wobei ich auf die positive Versorgungsspannung gehe?
Ggf. noch ein Widerstand zwischen Poti und Ub+.
Gruß
Rolf
Im Prinzip kann es mit der Einfachen Schaltung gehen. Allerding müsste
der Widerstand für den Offset sehr groß werden. Für einen Offset im mV
Bereich ist man da ggf. im 100 M Bereich, und gerade um 0 wird der
Widerstand sehr groß. Bei großen Offset würde sich auch die Verstärkung
ändern.
Da ist die Schaltung mit dem extra Spannungsteiler schon einfacher und
besser - nur die Dioden sind nicht unbedingt die beste Lösung.
Die Schaltung mit nur dem Widerstand beeinflusst die Verstärkung ein
wenig (so im Bereich 0.1% je Einstellung des Potis). Die Variante mit
den Diode oder eine Teiler vorweg hat auch einen Einfluss auf die
Verstärkung (eher so 1% Bereich), allerdings ist der Einfluss praktisch
konstant, stört also nicht.
Danke.
Ich habe jetzt die Schaltung 2.3 im Link genommen.
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa2.htm
Mache ich zuerst den Offsetabgleich und dann die Kalibrierung mit dem
Endverstärker auf eine bestimmte Feldstärke?
Weil beides beeinflusst sich ja ein wenig.
Gruß
Rolf
Eine andere Möglichkeit im Anhang.
Um mit diesem Abgleichnetzwerk die eingestellte Eich-Verstärkung (Poti
am OPV) so wenig wie möglich zu beeinflussen, muss dazu der
Quellwiderstand des Abgleichnetztwerkes besonders niederohmig sein?
Was hältst Du von dieser Schaltung, wenn ich den Quellwiderstand niedrig
mache?
Gruß
Rolf
Bei der Schaltung nach 2.3 beeinflussen sich Gain- und Offset-Abgleich
ggf. recht stark. Da muss man ggf. interativ vorgehen: also etwa erst
Offset dann Gain und dann noch einmal Offst und ggf. Gain.
Je nach Aufbau ist der Offset den man ausgleichen muss auch gar nicht so
groß, dann tut es auch die einfache Version, etwa nach Schaltung 11
(ohne C2 und viel kleinerem R5) aus dem elektronik-kompendium. Bei wenig
Offset sind auch die Dioden kein Problem.
Wenn die Versorgung einigermaßen stabil ist, könnte man die Schaltung so
wie mit den Dioden verwenden, nur mit Widerständen an Stelle der Dioden.
Als nächst bessere Version dann 1.2x V Referenzen (wie LM385?) statt der
Dioden.
Lurchi schrieb:> Je nach Aufbau ist der Offset den man ausgleichen muss auch gar nicht so> groß, dann tut es auch die einfache Version, etwa nach Schaltung 11> (ohne C2 und viel kleinerem R5) aus dem elektronik-kompendium. Bei wenig> Offset sind auch die Dioden kein Problem.
Danke.
Nur bei Schaltung 11 hat man wieder das Problem, dass die Verstärkung
(Poti anstelle von R1) durch das Abgleichnetzwerk beeinflusst wird,
oder?
Gruß
Rolf
Ein Poti bei R1 wäre da um gezielt die Verstärkung zu verstellen. Der
Poti für die Offseteinstellung ist doch in der Schalung schon drin. Bei
einem nur kleinen Offsetbereich (z.B. +-100 mV und entsprechend kleines
R5) ist der Einfluss auf die Verstärkung sehr gering. Auch ein R4 größer
als der Widerstand von P1 hilft die Wechselwirkung klein zu halten. Also
etwa P1 = 10-50 K, R4 = 47 K und R5 = 220 Ohm - 2,2 K (je nach
Einstellbereich). R2 = 47 K und R1 = z.B. 22 K + Poti .
Der 100 Ohm Widerstand und der Kondensator am OP sind da, um am Ausgang
auch kapazitive (etwa ein längeres Kabel) Last zu erlauben, die haben
mit dem Offset nichts zu tun.
Danke Lurchi,
mit der Schaltung funktioniert es. Es ist so, dass man erst die
Eichverstärkung mit Poti(R1) einstellt und danach einen Offsetabgleich
durchführt.
Eine anschließende Messung zeigt, dass die Verstärkung sich kaum
geändert hat.
Gruß
Rolf
Mit der Zeit werden die OPs etwas warm. Auch einige Elkos brauchen ggf.
etwas Zeit bis die Ladeströme abgeklungen sind. Auch die Lichtschranke
kann durch die Eigenerwärmung ggf. eine leichte Drift in der Phase
zeigen. Mit der Erwärmung der Platine ändert sich ggf. auch da der
Abstand zum Flügelrad oder die DK des Platinenmaterials etwas.
Schließlich kann sich auch die Motordrehzahl ändern, über die Temperatur
oder die Spannung.
Wie viel Änderung beim Offset ist es denn ?
Lurchi schrieb:> Wie viel Änderung beim Offset ist es denn ?
So um die 10mV.
Ich würde die Schaltung morgen im Plattenkondensator testen. Ich würde
von 100V bei 3cm Abstand beginnen und dann in Zehner-Schritten gegen
Null fahren und jeweils die Ausgangsspannung messen.
Die Kalibrierung mit dem Endverstärker ist mir noch nicht so klar. Bei
diesem Vorgehen könnte ich dann auf die 100V bei 3cm Abstand
kalibrieren. Welche Ausgangsspannung der Gesamtschaltung stelle ich dann
mit dem Endverstärker ein? 100mV wird auf der Feldmühlen-Website
gemacht.
Gemessen wird übrigens doch mit einem Multimeter am Ausgang eines 20m
langen Koaxialkabels.
Bei Anschluss des Koaxialkabels an den Endverstärker treten keine
Störungen auf. Die Gleichspannung liegt also nahezu ohne Beeinflussung
am Multimeter nach 20m Koaxialkabel) an.
Würdest Du trotzdem am Endverstärker eine Lead-Kompensation durchführen
beispielsweise durch einen Widerstand in Reihe?
Gruß
Rolf
Zwischen den letzten OP und das Koax Kabel sollte auf alle Fälle ein
Widerstand (so im Bereich 100 Ohm, auch wenn es ein 50 Ohm Kabel ist).
Das sollte auch noch außerhalb der FB Schleife des OPs gehen. Viele OPs
mögen keine so hohe Kapazitive Last.
10 mV Änderung beim Offset sind eigentlich schon eine ganze Menge, außer
da ist eine Menge Verstärkung hinter dem Gleichrichter. Bleibt denn die
Frequenz einigermaßen konstant und passt die Phase ?
Welchen Wertebereich man am Ausgang wählt ist eigentlich nicht so
wichtig. 100 mV sind schon eher wenig. Ein Bereich von etwa +-2 V wäre
vermutlich passend. Die Verstärkung der letzten Stufe sollte in der
Regel nicht so hoch sein. Mehr als etwa ein Faktor 10 sollte es eher
nicht sein. Wenn das Signal sehr kleine ist, müsste man eher vorne AC
mäßig verstärken.
Lurchi schrieb:> 10 mV Änderung beim Offset sind eigentlich schon eine ganze Menge, außer> da ist eine Menge Verstärkung hinter dem Gleichrichter. Bleibt denn die> Frequenz einigermaßen konstant und passt die Phase ?
Die Verstärkung des letzten OPVs ist nicht größer als 10. Relativ gut in
Phase.
Wird zuerst die Verstärkung am letzten OPV eingestellt und dann der
Offset abgeglichen?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
habe das noch einmal kontrolliert. Die Abgleichdrift ist doch nicht
größer als 2 bis 3mV.
Ich hatte kurze Zeit einen Fehler in der Schaltung. Die Schaltung hatte
eine Stromaufnahme von 0.2A. Dabei wurde der 4066 heiß. Danach war es
wieder in Ordnung. Am AD620 waren nur die Eingänge miteinander
verbunden. Ich meine, eine Oszimasse war drin.
Kann das Steckbrett einen Wackelkontakt haben?
Gruß
Rolf
Wackelkontakte beim Steckbrett sind nichts ungewöhnliches, bei den
billigen schon fast der Normalfall. Über die Erde von Oszilloskop und
Erde am Netzteil kann man auch Unheil anrichten. Die 4066 sind aber
relativ robust und in Zweifelsfall günstig zu ersetzen.
2-3 mV sind zwar immer noch viel, aber für das Steckbrett auch nicht so
schlecht. Ein Teil des Offsets kann schließlich durch übersprechen von
der Lichtschranke und ggf. parasitären Kapazitäten kommen. Die sind beim
Steckbrett nicht unbedingt so stabil.
Von der Tendenz her würde ich erst den Nullpunkt einstellen und dann die
Verstärkung. Wenn man viel verstellt muss man ggf. das auch noch einmal
wiederholen - wenn es sowieso nur wenig ist, das man verstellt ist die
Reihenfolge egal.
Danke.
Ja, wenn man bedenkt, dass mein Unterbrecherplättchen der Lichtschranke
noch aus einer zugeschnittenen Pappe hergestellt ist.
Bei 300V und 3cm Abstand herrschen im Plattenkondensator etwa 10kV/m.
Mit dem Poti am letzten OPV komme ich aber dann nur bis auf 1V herunter.
Dementsprechend ist die Verstärkung durch den AD620 wohl zu hoch.
Könnte man als Gain-Widerstand des AD620 ein Poti in Reihe mit einem
Widerstand einfügen, um den Gain-Widerstand und damit die Verstärkung
einstellbar zu machen?
Auch um später aus einer Übersteuerung herauszukommen (herausgeführtes
Gain-Poti)?
Gruß
Rolf
Potis sind nicht besonders stabil. An sich reicht auch eine Poti für
eine feine Einstellung der Verstärkung. Für den Gain Widerstand am AD620
könnte man also auch Widerstände für ein paar Stufen vorsehen und dann
etwa per Jumper auswählen, bzw. auf dem Steckbrett einfach umstecken.
Das hätte auch den Vorteil, dass die Umschaltung der Verstärkung
reproduzierbar ist, also keine neue Kalibrierung braucht auch wenn man
zwischen 2 oder 3 Stufen wechselt.
Lurchi schrieb:> Das hätte auch den Vorteil, dass die Umschaltung der Verstärkung> reproduzierbar ist, also keine neue Kalibrierung braucht auch wenn man> zwischen 2 oder 3 Stufen wechselt.
Danke.
Im Datenblatt des AD620 sind einige Gain-Widerstände vorgeschlagen. Sind
denn auch die Werte dazwischen möglich?
Wieso ist dadurch keine neue Kalibrierung notwendig, wenn mit
Festwiderständen eingestellt wird?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi.
Der Gleichspannungs-Teiler hat eine Höhe von etwa 4,50m. Minimale
Prüfspannung ist 100kV und maximale Prüfspannung 1,2MV.
Nach der Faustformel für das elektrische Feld ergibt sich für die
minimale Feldstärke: E=U/d=(100kV)/(4,50m)=22,2KV/m
Maximale Feldstärke: E=266,7kV/m
Die Faustformel gilt natürlich nur für einen idealen Plattenkondensator.
Wie groß würdest Du die effektive Feldstärke an der Feldmühle demnach
schätzen? 250kV/m bei 1,2MV oder weniger?
Die Feldstärken sind relativ hoch. Würdest Du für diese
Betriebsbedingungen den Endverstärker geringer bemessen in seiner
Verstärkung.
Worauf sollte ich bei den genannten Betriebsbedingungen in Bezug auf die
Verstärkerschaltung noch achten?
Gruß
Rolf
Die DC Verstärkung (hinter dem Gleichrichter und Filter) sollte eher
nicht so hoch sein, vielleicht ein Faktor 2-10. Viel Verstärkung braucht
man da nur, wenn man so hohe Störungen hat, die sonst die Schaltung in
die Sättigung bringen könnten.
Bei einer so hohen Feldstärke sollte rauschen nicht mehr so das Problem
sein. Für eine definierte Feldstärke kann die mechanische Form der
Feldmühle ggf. wichtig werden. Also eher eine Flache Bauform, und ggf.
ohne scharfe Ecken / Kanten.
Bei genügendem Abstand und passender Form sollte die Näherung Spannung
durch Abstand schon etwa hinkommen. Viel mehr als eine Überhöhung um den
Faktor 1,5-2 sollte man durch einen passende Form vermeiden. Also
vielleicht 400 kV/m als Maximalwert.
Lurchi schrieb:> Bei einer so hohen Feldstärke sollte rauschen nicht mehr so das Problem> sein. Für eine definierte Feldstärke kann die mechanische Form der> Feldmühle ggf. wichtig werden. Also eher eine Flache Bauform, und ggf.> ohne scharfe Ecken / Kanten.
Ich dachte daran, die Feldmühle zusammen mit der Antenne (und Schaltung)
für die Wechselfeldmessung in einem gemeinsamen Kunststoff-Koffer
unterzubringen. Sensorplatten und Antenne liegen dann, wenn man den
Koffer öffnet, in einer Ebenen. Unten im Koffer dann die abgeschirmten
Schaltungen.
Also wäre es besser, die Schaltungen und die Sonden durch geschirmte
Leitungen von einander zu trennen?
Dadurch könnte man auch den "Empfangsteil" der Feldmühle separat flach
gestalten.
Gruß
Rolf
Die Höhe für die Feldmühle ist vor allem durch den Motor vorgegeben.
Weniger als die Länge des Motors wird schwer. Vom Gehäuse sollte es eher
eine Metallgehäuse (zumindest Leitfähige Oberfläche) werden, so dass die
Oberseite mit der Feldmühle eine relativ ebene Fläche (größer als die
eigentliche Feldmühle) wird. Die Ränder dann definiert abgerundet, etwa
ein Viertelkreis an den Seiten. Ein Koffer hätte unschöne scharfe Kanten
Da sollte eigentlich genügend Platz auch für die Elektronik sein,
zumindest für die erste Verstärkerstufe. Extern wären dann wohl nur die
Anzeige und ggf. Akkus.
Lurchi schrieb:> Ein Koffer hätte unschöne scharfe Kanten
Vielen Dank.
Der Koffer wäre zwar nicht aus Metall, aber beeinflusst trotzdem das
Feld aufgrund seiner Polarisationsladungen?
Die Felder, die von dem Wechselspanungsteiler (50Hz) erzeugt werden,
sind ähnlich stark wie die oben genannten Werte für den
Gleichspannungsteiler.
Wäre es geeignet, den ungesteuerten Gleichrichter (OPV mit Dioden und
Addierer) als Verstärker für die Wechselfeldmessung zu verwenden?
Dementsprechend ohne den AD620 am Eingang.
Welche "Antenne" würdest Du mir dazu empfehlen? Eher eine Spule mit
einigen Windungen oder eine magnetische Antenne?
Die Hauptstörquelle (50Hz-Netzbrumm) befindet sich ebenfalls auf 50Hz.
Wie könnte man diese Störung unterdrücken ohne das Nutzsignal vom
Wechselspanungsteiler (50Hz) ebenfalls zu dämpfen?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
Manchmal wird der 4066 warm während des Betriebes. Nach dem Abschalten
ist es wieder weg.
Worauf deutet das hin, wenn der 4066 warm wird?
Gruß
Rolf
So ein Fehler am 4066 deutet auf so etwas wie Latch-up hin. Das kann
passieren, wenn an einem der Pins eine Spannung außerhalb des
Versorgungsbereichs anliegt. Das kann z.B. beim hochfahren passieren.
Je nach Stärke des Netzteils wird beim Latchup ggf. auch der Chip
zerstört - teils auch sichtbar an fehlendem Oberteil.
Fall man die ursprüngliche Ursache nicht beseitigen kann, hilft es ggf.
die Versorgung über einen Widerstand zu schicken und dann einen nicht so
großen Abblockkondensator (z.B. 10-100 nF) zu haben. Damit wird der
Strom begrenzt. Normal sollte der 4066 ja weniger als 1 µA benötigen.
Eine Möglichkeit wäre gff. noch dass die Schaltung als ganzes anfängt zu
schwingen, etwa durch parasitäre Kopplungen oder wegen fehlender
Kondensatoren an der Versorgung. Dadurch können dann überschwinger in
der Spannung entstehen, die ggf. den 4066 auch ohne Latchup warm werden
lassen.
Vielen Dank.
Während dieses Fehlers zeigt mir das Spannungsversorgungsgerät eine
Stromaufnahme von 0,3A an. Nach Abschalten ist dann meistens der Fehler
wieder verschwunden.
Deutet diese erhöhte Stromaufnahme der gesamten Schaltung ebenfalls auf
ein Latchup oder ein Schwingen hin?
Ich werde jeweils einen Elko und einen Keramikkondensator zwischen "+"
und GND und zwischen "-" und GND schalten. Welche Werte würdest Du
vorschlagen?
Gruß
Rolf
0.3 A an Stromaufnahmen sind eigentlich zu viel nur für ein Schwingen.
Es kann immer noch sein, dass Schwingungen dann ein Latchup triggern,
bzw. dabei ggf. noch unter der Schwellen zum echten Latch-up bleiben.
Das spricht mehr für ein Latch-up oder ähnliches.
Übliche Abblockkondensatoren bei nicht so sehr schnellen Schaltungen
sind 100 nF. Je nach Spannungsregler wären ggf. noch 10 µF oder so als
Elko angebracht. Gerade bei LDOs sollte man da ins Datenblatt schauen,
welche Kondensatoren am Regler passend sind.
Moin Lurchi.
http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM
Verhindern die Kondensatoren C3 und C2 einen Latch-Up des 4066 oder
dienen sie nur dem Ableiten höherfrequenter Störungen?
Gruß
Rolf
Wenn ich die Kondensatoren C2 und C3 mit jeweils 100nF einfüge wie in
der Schaltung oben, geht die Stromaufnahme auf 300mA.
Ich verstehe das nicht. Irgendwas ist noch falsch, obwohl die Schaltung
insgesamt funktioniert.
Könnte ich mit dem Oszilloskop überprüfen, ob da ein Latch-up drin ist?
Gruß
Rolf
Die Kondensatoren an der Versorgungsspannung dienen dazu höherfrequente
Schwankungen / überschwinger auf der Versorgung zu verhindern. Unter
ungünstigen Umständen könnten starke Überschwinger auf der Versorgung
ein Latchup begünstigen, es kann aber auch andere Gründe geben. Direkt
mit dem Oszilloskop sieht man ein Latch-up eher nicht. Am ehesten sieht
man ein zusammenbrechen der Versorgung auf vielleicht 2 V, zumindest für
das Betroffene IC.
Bei eher konstant 300 mA spricht das eher für eine Pfad wo zu viel Strom
fließt. Das könnte etwa die virtuelle Masse sein, wenn da die Schaltung
schwingt. Für den Motor wären 300 mA ggf. gar nicht zu viel.
Wie sieht denn die Schaltung (einschließlich Spannungsversorgung) nun
aus ?
Vielen dank Lurchi.
Noch einmal das jetzige Problem der Schaltung:
1.) Wenn ich die Versorgungsspannung anschließe und wieder abtrenne (den
Plus- oder Minuspol, wobei das Spannungsversorgungsgerät eingeschaltet
bleibt), ist die Stromaufnahme unterschiedlich. Mal ist sie im normalen
Bereich von 24mA (alles dran, Lichtschranke etc.), dann wieder springt
sie plötzlich auf 300mA, wobei der 4066 und der OPV heiß werden. Nach
dem Ausschalten und erneutem Anschalten ist die Stromaufnahme wieder
normal.
2.) Wenn ich einen 100nF-Keramikkondensator zwischen einen Pol, Plus-
oder Minus-Pol, und der virtuellen Masse anschließe, erhöht sich die
Stromaufnahme um rund 10mA.
3.) Ich habe jetzt jweils einen Elko (2,2µF) zwischen Plus und
virtueller Masse und Minus und virtueller Masse geschaltet. Danach war
das Problem unter 1.) anscheinand behoben. Als ich aber das Signal auf
den AD620 gelegt habe, ging die Stromaufnahme wieder auf 300mA hoch
84066 und OPV wurden heiß). Danach trat dieses Problem nicht auf,
24mA-Stromaufnahme.
Durch die Elkos tritt das Problem unter 2.) auch nicht mehr auf.
Irgenwas ist noch faul.
Ich vermute auch (wegen 2.)), dass etwas mit der virtuellen Masse nicht
stimmt.
Woran kann es liegen bzw. wie kann ich eine Prüfung vornehmen?
Gruß
Rolf
Das klingt sehr nach einem Schwingen der virtuellen Masse. Das kann mit
Kapazitiver Last für einen OP am Ausgang oder am Emitterfolger ggf.
schon mal passieren. Einige der für die virtuelle Masse gezeigten
Schaltungen waren auch so dass man Schwingungen erwarten kann.
Wenn man den Strom über die virtuelle Masse kleine hält, sollte man dort
mit sehr wenig Strom auskommen. Da reicht dann ggf. einfach ein
Spannungsteiler, etwa 2 mal 4,7 K und dann etwa 10µF+100 nF zur
Stabilisierung dazu. Die extra Transistoren sind jedenfalls nicht nötig.
Über den Teiler kann man ggf. auch gleich die LED für die Lichtschranke
versorgen - man braucht also nicht einmal extra Ruhestrom und kann dann
relative niederohmige Widerstände nehmen (dann etwa LED + 1 K und 1.2
K).
Ein Schwingen sollte mit dem Oszilloskop zu sehen sein.
Lurchi schrieb:> Das kann mit> Kapazitiver Last für einen OP am Ausgang oder am Emitterfolger ggf.> schon mal passieren. Einige der für die virtuelle Masse gezeigten> Schaltungen waren auch so dass man Schwingungen erwarten kann.
Vielen Dank.
Ein Koaxialkabel ist noch nicht am Ausgang der Schaltung angeschlossen.
Das Problem tritt auch im Leerlauf auf.
Lurchi schrieb:> Ein Schwingen sollte mit dem Oszilloskop zu sehen sein.
Wie kann ich das genau messen?
Lurchi schrieb:> Wenn man den Strom über die virtuelle Masse kleine hält, sollte man dort> mit sehr wenig Strom auskommen. Da reicht dann ggf. einfach ein> Spannungsteiler, etwa 2 mal 4,7 K und dann etwa 10µF+100 nF zur> Stabilisierung dazu. Die extra Transistoren sind jedenfalls nicht nötig.
Also anstelle der Gegentaktstufe (Transistoren) die Spannungsteiler?
Gruß
Rolf
Wenn da nichts großen dran hängt reicht ein Spannungsteiler für die
virtuelle Masse: möglich wäre da z.B. rote LED (als Anzeige ob an) - 1
K - virtuelle Masse - 1,2 K - IR LED der Lichtschranke. Dazu dann halt
Kondensatoren an der virtuellen Massen.
Dir Schaltung mit den Transistoren bräuchte man nur wenn da viel Strom
über die Masse fließt. Hier ist das aber nicht der Fall.
Lurchi schrieb:> Wenn da nichts großen dran hängt reicht ein Spannungsteiler für> die> virtuelle Masse: möglich wäre da z.B. rote LED (als Anzeige ob an) - 1> K - virtuelle Masse - 1,2 K - IR LED der Lichtschranke. Dazu dann halt> Kondensatoren an der virtuellen Massen.>> Dir Schaltung mit den Transistoren bräuchte man nur wenn da viel Strom> über die Masse fließt. Hier ist das aber nicht der Fall.
Verstehe ich es richtig? Durch die Gegentaktstufe bestehend aus den
beiden Transistoren ergibt sich das Schwingen der Masse und damit das
geschilderte Verhalten?
Würde das fehlerhafte Schwingen auch verschwinden, wenn man einfach nur
die Transistoren weglässt?
Gruß
rolf
Moin Lurchi.
Mir ist aufgefallen, dass das Problem erst aufgetreten ist, seitdem ich
ein Spannungsversorgungsgerät verwende. Bei Batteriebetrieb trat es
soweit ich weiß nicht auf. Werde das noch einmal überprüfen.
Kann es sein, dass die unsaubere Versorgungsspannung die Masse zum
Schwingen bringt?
Gruß
Rolf
In die Spannungsversorgung oben im Anhang habe ich jeweils wie
dargestellt zwei 220µF Elektrolytkondensatoren und zwei 100nF
Keramikkondensatoren eingefügt.
Im Leerlauf und während des Betriebes tritt nun keine sprunghaft erhöhte
Stromaufnahme auf.
Wenn ich allerdings während des Betriebes die Signalanschlüsse vom AD620
trenne oder vertausche, tritt wieder eine erhöhte Stromaufnahme von
300mA auf.
Ist die Schaltung durch die Kondensatoren jetzt stabiler geworden?
Warum tritt trotzdem noch eine Stromüberhöhung auf, wenn die Signale am
AD620 unterbrochen werden?
Gruß
Rolf
Die Schaltung für die virtuelle Masse kann schwingen - das ist sogar
recht wahrscheinlich. Abhilfe wäre es z.B. dem OP und R1/R2 wegzulassen.
Wenn die Masse unbedingt genau in der Mitte sein soll, dann ggf. R3 und
R4 weglassen und dafür einen Kondensator (z.B. 1-10 nF) in der direkten
Rückkopplung am OP und etwa 10 K zum "Ausgang". Dazu dann noch ein
Widerstand zwischen den OP und die Transistoren oder von den Emittern
der Transistoren zur virtuellen Masse.
Wenn das Problem nur mit dem Netzgeräte auftritt, kann es auch noch
sein, dass das Netzgerät Massebezug (PE) hat und dann über das ebenfalls
geerdete Oszilloskop einen Kurzschluss macht.
Lurchi schrieb:> Wenn die Masse unbedingt genau in der Mitte sein soll, dann ggf. R3 und> R4 weglassen und dafür einen Kondensator (z.B. 1-10 nF) in der direkten> Rückkopplung am OP und etwa 10 K zum "Ausgang".
Vielen Dank.
Ja, ich würde die Spannungsversorgungsschaltung mit OPV gerne behalten.
Im Anhang habe ich die Ergänzungen eingefügt. Mir ist nicht ganz klar,
was Du mit "10 kOhm zum Ausgang" meinst. Korrekt eingezeichnet?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi.
Folgendes verstehe ich nicht:
Wenn ich die Schaltung mit der symmetrischen Spannungsversorgung (Bild
oben) ohne Elkos und Kerkos betreibe, konnte ich Folgendes beobachten.
Wenn ich die Tastkopfmasse auf die virtuelle Masse gelegt habe und einen
Eingang (Signal von der Messplatte) am AD620 mit dem Tastkopf berührt
habe, stieg die Stromaufnahme der gesamten Schaltung auf 80 bis 300mA.
Ohne Kerkos und Elkos ist die Schaltung also instabil gegenüber
kapazitiver Belastung.
Wieso verhindern die Kondensatoren dieses Verhalten?
Warum steigt bei einer Schwingung der virtuellen Masse die
Stromaufnahme?
Gruß
Rolf
Wenn die Schalung schwingt, werden abwechselnd die Kondensatoren an der
virtuellen Masse geladen und entladen - das braucht Strom.
Je nach Schaltung kann es auch noch passieren das über Kapazitive
Kopplung andere ICs zu hohe oder zu niedrige Spannungen bekommen und
dann ggf. extra Strom verbrauchen.
Die Schaltung mit der Virtuellen Masse ist mit und ohne den
Kondensatoren am Ausgang schlecht: entweder empfindliche auf kapazitive
Last (z.B. Oszilloskopmasse an vGND) oder schon gleich mit viel
Kapazitiver Last.
Eine bessere Version für die Virtuelle Masse habe ich angehängt. Die
beiden Transistoren kann man ggf. durch eine direkte Verbindung zum OP
ersetzen, wenn der Strom unter etwa 10 mA bleibt. C4 ist optional. R3
sollte ggf. kleiner werden, wenn mehr Kapazität an den Ausgang kommt.
Viele, vielen Dank für Deine Mühe.
Der Kondensator C2 mit 10µF ist ein Keramikkondensator sowie die übrigen
Kondensatoren auch?
Der Widerstand R3 beträgt 100 Ohm oder kleiner?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
Noch einen Effekt, den ich beobachten kann:
Wenn ich 100nF Kerkos von den Versorgungsspannungsanschlüssen des AD620
auf virtuelle Masse anschließe, steigt die Stromaufnahme auf 80mA.
Das passiert aber nur, wenn die vier Elkos in der Versorgung nicht drin
sind.
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
die verbesserte Schaltung funktioniert.
Die Schwingung tritt nicht mehr auf bei kapazitiver Belastung.
Ich habe den 10µF als 47µF Elko eingefügt.
Hattest Du die 10µF auch als Elko vorgesehen?
Gruß
Rolf
Danke.
Die vorherige Schaltung hatte tatsächlich eine Schwingung drin, 400kHz
etwa, je nachdem, wie genau man die Resonanzfrequenz mit der kapazitiven
Last getroffen hat. Mit Deiner verbesserten Schaltung sind die Effekte
nun verschwunden.
Zwei Sachen noch:
Wenn ich die Versorgungsspannung erhöhe, steigt auch die Stromaufnahme
der gesamten Schaltung. Ist das ok?
Bei 10V ist sie etwa bei 8mA im Leerlauf.
Ich hatte versehentlich die Verbindung vom nichtinvertierenden Eingang
zum Spannungsteiler R1, R2 unterbrochen, dadurch stiegt die
Stromaufnahme wieder auf 300mA.
In Ordnung oder Hinweis auf einen Fehler?
Gruß
Rolf
Zwei Sachen noch:
Wenn ich die Versorgungsspannung erhöhe, steigt auch die Stromaufnahme
der gesamten Schaltung. Ist das ok?
Bei 10V ist sie etwa bei 8mA im Leerlauf.
Sorry, hatte mich vertan.
Ich habe die Rückkopplung, also die Verbindung vom invertierenden
Eingang zum Knoten R4 und C1 unterbrochen. Dabei stieg der Strom wieder
auf 140mA.
Ist das normal?
Gruß
Rolf
Mit der Unterbrechung könnte der OP schwingen. Um den zustand würde ich
mir keine so großen Gedanken machen.
Das der Strom mit der Versorgung etwas ansteigt ist normal. Soweit ich
mich erinnere ist das für die TL072 und ähnliche normal.
Vielen Dank.
Im Anhang habe ich die Schaltung für die Übersteuerung eingefügt.
Die +-3,9V sind der Bereich, in dem der AD620 arbeiten soll bzw. nicht
in Sättigung ist. Das stelle ich mit dem Spannungsteiler ein.
Ist der Versorgungsanschluss des LM393 so korrekt, also an -+10V?
Wenn alles im "Fenster" von +-3.9V ist, müsste die LED leuchten?
Gruß
Rolf
So wie ich es sehen sind die Eingänge der Komparatoren gerade
vertauscht: wenn alles im erlaubten Bereich ist, sollten die
Komparatoren am Ausgang auf "high" sein, also einen höhere Spannung am
(+) Eingang.
Eine +-10 V Versorgung für den Komparator kann hinkommen. In der Regel
wird es die selbe Versorgung sein wie für die OPs die man überwacht. Bei
Batteriebetrieb also eher weniger als +-10 V.
+-10 V wären jedenfalls zu viel für die meisten der 4066.
Lurchi schrieb:> So wie ich es sehen sind die Eingänge der Komparatoren gerade> vertauscht: wenn alles im erlaubten Bereich ist, sollten die> Komparatoren am Ausgang auf "high" sein, also einen höhere Spannung am> (+) Eingang.
Danke, also -3,9V am invertierenden Eingang des oberen OPVs?
Beziehen sich die Spannungen an den Eingängen der OPV auf die virtuelle
Masse? -3,9V gegen GND also?
Lurchi schrieb:> +-10 V wären jedenfalls zu viel für die meisten der 4066.
Richtig, meine Schaltung läuft mit +-5V.
Gruß
Rolf
Die +-3,9 V Vergleichspegel vertauschen kommt auch hin. Also -3,9 V oben
und +3,9 V beim Komparator unten.
Die Schwellen sollten da sein wo die Grenzen der OPs / des INA liegen,
ober man die Spannung gegen die virtuelle Masse misst oder nicht ist
egal. Die Limits sind in der Regel relativ zur Versorgungsspannung des
ICs.
Mit +-5 V Versorgung reicht es beim LM393 als Gleichtaktbereich von -5 V
bis etwa -3,5 V -> der 3,9 V Pegel geht damit also noch nicht. Da
sollten es dann wenigstens etwa +6 V sein. Es darf auch unsymmetrisch,
z.B. -5 V und +7 V sein. Alternativ könnte man ggf. das Limit auf z.B.
3.4 V senken und so im Zweifelsfall etwas früher einen Überlauf anzeigen
um im Gleichtaktbereich des LM393 zu bleiben. Der nachfolgende OP muss
beim erlaubten Signalhub auch berücksichtigt werden: für den TL072 geht
es da z.B. nur bis etwa 3 V über die negative Versorgung des OPs. D.h.
bei +-5 V für den OP nur bis -2 V.
Lurchi schrieb:> Der nachfolgende OP muss> beim erlaubten Signalhub auch berücksichtigt werden: für den TL072 geht> es da z.B. nur bis etwa 3 V über die negative Versorgung des OPs. D.h.> bei +-5 V für den OP nur bis -2 V.
Vielen Dank.
Ich verwende einen LMC6484. Demnach müsste es kein Problem geben, oder?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi.
Ich habe die gesamte Schaltung jetzt im kompletten Betrieb getestet also
bei Anschluss der Feldmühle.
Läuft alles stabil bei 12V mit einer Stromaufnahme von rund 22mA.
Auch bei kapazitiver Last (Oszi) bleibt alles stabil. Auch die
Transistoren bleiben kalt.
Eine Kleinigkeit aber: wenn ich unter Betrieb die Eingangsleitungen am
AD620 häufig vertausche (bei 1/2 Mal nicht), steigt die Stromaufnahme
auf 100mA.
Eine Vertauschung über die Polarität des Feldes zeigt diesen Effekt
nicht.
Später sind die Eingänge natürlich fest verlötet. Braucht man sich über
diesen Effekt jetzt keine Sorgen zu machen?
An welchen Stellen in der Schaltung würdest Du Kontrollmessungen
durchführen, um sicherzugehen, dass wirklich alles stabil arbeitet?
Gruß
Rolf
Es hat sich noch ein Problem ergeben. Durch die Lichtschranke ist die
Versorgungsspannung jetzt unsymmetrisch.
Am Minus liegen -4V gegen virtuelle. GND und an Plus 5.8V an.
Ich denke ich werde auf einen Spannungsregler umsteigen. Diese jetzige
Versorgung ist einfach ungeeignet.
Kannst Du mir einen Regler zur Erzeugung einer symmetrischen Spannung
von +-6V und Batterieversorgung empfehlen. Gibt es da etwas
integriertes, dass man durch Kondensatoren ergänzt?
Ich will nicht unbedingt die Schaltung aus der Literatur kopieren.
Gruß
Rolf
Moin Lurchi.
http://www.qsl.net/dh1stf/
Was hälst Du von der Versorgungsspannungsschaltung, Spannungsregler 7805
und der Baustein ICL 7660?
Könnte man die Schaltung noch abändern oder verbessern?
Ich möchte die Schaltung mit einem einzigen 12V-Akku betreiben und die
Schaltung mit +-6V versorgen.
Gruß
Rolf
Ich bin kein Fan des ICL7660. Die Ladungspumpe erzeugt ziemlich viel
Störungen und braucht einiges an Aufwand die vom Rest der Schaltung fern
zu halten. Das ist die virtuelle Masse schon eleganter - insbesondere
bei der Schaltung für die Feldmühle braucht man kaum Strom gegen Masse
und könnte die Schaltung auch noch einfacher machen (einfach nur
Spannungsteiler, oder wenigstens nur 1 Transistor und dann der Strom für
die LED als Last).
Aufpassen muss man ggf. noch mit kapazitiver Last am Ausgang, auch da
kann der OP ggf. schwingen. Schon 2 m Koaxkabel sind ggf. zu viel für so
manchen OP.
Ein Punkt den man ggf. noch verbessern kann, wäre der
Eingangsverstärker: der AD620 ist für eine sehr hochohmige Quelle wie
hier nicht optimal.
Ein anderer Punkt wäre ggf. eine Regelung für die Motordrehzahl.
Danke.
Durch die Lichtschranke ist die
Versorgungsspannung jetzt unsymmetrisch.
Am Minus liegen -4V gegen virtuelle. GND und an Plus 5.8V an.
Wie kann man das korrigieren ohne die Lichtschranke an Plus und Minus
anzuschließen?
Gruß
Rolf
Ist ein Spannungsregler nicht unbedingt notwendig für die Versorgung der
Feldmühle bei Batteriebetrieb?
Aber ohne Spannungsregler ist die symmetrische Batteriespannung doch
nicht sehr stabil?
Gruß
Rolf
An sich bracht die Schaltung keine stabilisierte Spannung. Fehler sind
aber ggf. durch indirekte Effekte über Fehler der OPs usw. möglich. Die
Spannungsversorgung muss auch nicht symmetrisch sein: +7 V und -4 V sind
ggf. auch OK. Beim 4066 muss man ggf. etwas aufpassen mit der maximalen
Spannung. Auch die Lichtschranke könnte eine leichte Verschiebung der
Schaltschwelle je nach Strom für die LED haben - viel hebt sich aber
auch wieder auf wenn die Schwelle von der Versorgungsspannung abgeleitet
wird.
Für höchste Präzision wäre ein Spannungsregler natürlich besser. Ob man
das für die Feldmühle wirklich braucht glaube ich eher nicht. Der
Aufwand für einen Regler ist aber auch nicht mehr so hoch. Wichtiger
dürfte ein geregelte Motordrehzahl sein.
Vielen Dank.
Wechen Regler (integrierte Bausteine etc.) könntest Du mir empfehlen als
Versorgung mit einer Batterie?
Die Motordrehzahl ist wichtig, das habe ich slbst beobachtet, wie sich
eine nicht konstante Drehzahl auf die gleichgerichtete Spannung
auswirkt.
Ist eine Motorregelung aufwendig? Welchen Regler könntest Du mir hier
empfehlen?
Gruß
Rolf
Die Regelung der Motordrehzahl kann schon relativ aufwändig werden. Über
die Lichtschranke hat man bereits eine Messgröße (Frequenz).
Es gibt auch spezielle ICs für die Drehzahlregelung. Die alten Typen
sind aber kaum noch zu bekommen und neu macht man es eher per µC. Mit
etwas Glück findet man eine Schaltung etwa für Plattenspieler oder
Kassettendecks.
Im Prinzip könnte ein 4046 (PLL Baustein aus der CMOS Serie) passen: den
VCO im 4046 als festen Oszillator nutzen und den Frequenzvergleicher
dann als PLL mit dem Motor als "VCO". Man wird da also zusätzlich noch
so etwas wie einen OP für den Loop-Filter und einen Leistungstransistor
brauchen.
Vielen Dank.
Könntest Du mir einen Spannungsteiler zeichnen, der stabil ist
(notwendige Kondensatoren) und auch symmetrisch bleibt bei Belastung
durch die Lichtschranke.
Sehe es genauso, dass das ausreicht.
Mir raucht grade total der Kopf.
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
Wenn ich die Lichtschranke zwischen Plus und Minus anschließe, dann ist
die Spannung wieder symmetrisch +-5V.
Warum wird Deine verbesserte Schaltung unsymmetrisch im Betrag, wenn man
die Lichtschranke zwischen Plus und GND anschließt?
Kann man das so zwischen Plus und Minus (Widerstände angepasst) lassen?
Gruß
Rolf
Ich habe mich entschieden, +-7V zu verwenden.
Dazu will ich diese Schaltung verwenden:
Beitrag "7815 = L7815? Z-Dioden bei Spannungsversorgung?"
Die symmetrische Eingangsspannung erzeuge ich mit in Reihe geschalteten
1,5V Batterien. Ist eigentlich kein Problem, dass ich diese Batterien
dann zweimal brauche.
Was hälst Du von der Schaltung? Kannst Du mir noch was empfehlen?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
Im Anhang habe ich die Schaltung eingefügt, die meine gesamte Schaltung
jetzt mit symmetrischen -+6V versorgt.
Irgendwelche Schwingungen treten jetzt nicht mehr auf.
Ich verwende zur Speisung zwei Batterie, was kein Problem ist.
Ist diese Schaltung Deiner Meinung nach ok? Würdest Du noch Elkos
einfügen?
Gruß
Rolf
Danke Ralf.
Die Spannung ist etwas unsymmetrisch bei Belastung mit 20mA
(Feldmühlenschaltung), 6V und auf der anderen Seite -5.9V.
Ich vermute es liegt daran, dass die 9V-Blockbatterien nur noch bis
knapp unter 8V geladen sind.
Würdest Du dem zustimmen?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
mich interessiert Deine Meinung zu der geregelten Spannungsversorgung
(Anhang oben). Ist die Schaltung geeignet oder muss man noch mit
Problemen während des Betriebes rechnen bzw. kann man noch etwas
verbessern?
Gruß
Rolf
Die 7806 / 7906 verbrauchen schon relativ viel Strom für eine
Batteriebetriebene Schaltung. Es gibt heute deutlich sparsamere Regler
und LDOs, so dass man mit weniger Spannung auskommt.
Eigentlich liegt fast keine Last auf der virtuellen Masse wenn man dann
nichts falsch macht, braucht man den ganzen Umweg nicht und eine
einfache virtuelle Masse reicht aus.
Der wesentliche Teil des Stromverbrauch wird sowieso der Motor sein. Der
wesentliche Teil der wohl noch fehlt ist eine Drehzahlreglung.
Lurchi schrieb:> Die 7806 / 7906 verbrauchen schon relativ viel Strom für eine> Batteriebetriebene Schaltung. Es gibt heute deutlich sparsamere Regler> und LDOs, so dass man mit weniger Spannung auskommt.
Vielen Dank.
Was könntest Du mir an sparsameren LDOs empfehlen, mit symmetrischen 6V
Ausgang, die auch den Motor mitversorgen können?
Gruß
Rolf
Ok, angenommen man nimmt einen Spannungsteiler zur Erzeugung der
virtuellen Masse.
Die Hauptlasten sind die Lichtschranke mit 20mA und der Motor mit 50mA.
Wie ermögliche ich es, dass die virtuelle Masse zwischen dem
Spannungsteiler den Strom aufnehmen kann?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi.
Eine kleine Zwischenfrage zur Spannungsversorgung der CMOS-Schalter
4066:
Ich habe den 4066 an -6V und an +6V in meiner Schaltung angeschlossen.
Ist das richtig oder müsste er zwischen +6V und der virtuellen Masse?
Gruß
Rolf
Die 4066 sollten schon an die +-6 V. Schließlich sind auch die Signal zu
beiden Seiten der Masse, also etwa +-2-3 V.
Für die Verstärkerschaltung und den Motor würde ich getrennte Regler
nehmen, denn viele der Motoren verursachen schon recht viel Störungen.
Wenn der Motor eine extra Drehzahlregelung hat, wird man eher gar keine
Spannungsregelung für den Motorstrom selber benötigen. Das macht dann
die Drehzahlregelung.
Sparsame LDOs wären etwa LM2951 oder MCP1703. Der MCP1703 ist aber für
kleinere Spannungen also für so etwas wie eine 10 V Spannung eher nicht
geeignet. So super sparsam muss es ja auch nicht sein, weil schon viel
Strom für die LED und den Motor benötigt wird.
Die Virtuelle Masse muss eigentlich nur eine ganz kleinen Strom von
vielleicht 0.1 mA für das Anzeigemodul (Eingangsstrom) und den DC
Verstärker liefern. Das geht auch per Teiler, denn es macht nichts, wenn
sich der Spannungspegel etwas verschiebt - Fehler entstehen da erst in
2. Ordnung also etwa wegen der nicht perfekten Gleichtaktunterdrückung
oder weil der R_on des 4066 von der Spannung abhängt. Den Strom für die
Lichtschranke kann man auch gleich für den Teiler für die virtuelle
Masse nutzen. D.h. der Teiler kann mit etwa 2 mal 330 Ohm (ggf. mehr
wenn die Lichtschranke mit weniger Strom auskommt) schon recht
niederohmig ausfallen. Für einen Strom von 0.1 mA verschiebt sich die
virtuelle Masse dann nur noch um etwa 17 mV. AC Strom kann durch Elkos
abgefangen werden.
Vielen Dank Lurchi,
ich bleibe bei der Versorgungsschaltung aus dem Anhang oben mit den
L7806/L7906.
Zwei Akkus mit je 12V halten mehr als ausreichend für 45 Minuten
Kalibrierzeit.
9V-Blockbatterien halten schon knapp 2 Stunden.
Im Datenblatt wird vorgeschlagen, 0,33µF und 0,1µF Kerkos zu verwenden.
Würdest Du noch was an der Versorgungsschaltung einfügen oder
verbessern?
Ich werde den Motor bezüglich konstanter Drehzahl testen (noch nicht
geliefert) und dann entscheiden, ob es bei einem L7805 bleibt oder eine
extra Regelung benötigt.
Gruß
Rolf
Nachtrag:
Könntest Du mir den Spannungsteiler mit virtueller Masse und
Kondensatoren als Schaltplan zeichnen. WÄre super nett.
Vielleicht teste ich das morgen auch noch.
Die Lichtschranke müsste dafür nicht anders angeschlossen werden, also
weiterhin zwischen +6V und GND?
Gruß und Dank
Moin Lurchi,
noch eine allgemeine Frage:
Ich habe mir überlegt, die gesamte Feldmühle in einem Eimer (wie
beispielsweise ein Farbeimer) unterzubrinegn.
Und zwar folgendermaßen: Den Deckel des Eimers stelle ich aus einer
stabilen Aluminium oder Kuperferplatte her. In diesen Metalldeckel säge
ich in der Mitte ein Loch aus, das vom Durchmesser her der Messplatte
der Feldmühle entspricht. Die Messplatte liegt also in einer Ebenen mit
dem Metalldeckel, darüber kreist wie bekannt der Rotor.
Der übrige Eimer soll aus Kunststoff sein, in dem unten die Schaltung
zur Signalverarbeitung und die Akkus untergebracht sind.
Auf dem Deckel kann ich ggf. noch den Hauptschalter sowie die LEDs zur
Übersteuerung anbringen (eventuell noch die Jumper für unterschiedliche
Verstärkungen).
Wäre diese Idee gut in Bezug auf den Metalldeckel? Der Metalldeckel
wirkt dann zusätzlich als homogenisierende Platte eines
Plattenkondensators.
Oder verfälscht der Eimer das Feld zu stark?
So eine kleine Feldmühle wie in der Literatur ist eher zu empfindlich
für die recht grobe Umgebung unter dem Hochspannungsmessteiler.
Den Eimer kann man dann praktisch wegtragen usw.
Gruß
Rolf
Um das Feld nicht zu stark zu beeinflussen, sollte die Feldmühle eher
flach sein. Ein Eimer ist also falsch, weil viel zu hoch im Vergleich
zum Durchmesser. Eher würde ich so etwas die eine Keksdose (ca. 25 cm
Durchmesser und 8 cm hoch) wählen. Auch da wäre noch flacher besser,
aber der Motor wird vermutlich etwa 4-5 cm als Minimum vorgeben.
Von der Oberseite sollte eher das Flügelrad in einer Ebene mit dem Rest
des Gehäuses sein. ggf. kriegt man es auch so hin, daß der Deckel noch
auch die fertige Feldmühle passt.
Schalter und LED sollten eher an die Seiten, oder wenn an der Oberseite,
dann eher versenkt und am Rand.
Vielen Dank,
noch eine Frage zur Dimensionierung:
Wie groß würdest Du die Messplatte, die Sektoren und das Flügelrad
machen auch in Bezug auf die hohe Feldstärke (zwischen 20kV/m und
270kV/m) unter dem Teiler?
Wie kann man das theoretisch/physikalisch abschätzen/begründen?
Gruß
Rolf
Aus der Feldstärke kann man die Oberflächenladungen und damit die
Signalstärke je Fläche errechnen. Je größer die Fläche, desto kleinere
Felder kann man noch auflösen. Da kann man also eine Fläche berechnen
die man mindestens braucht, um eine gegebene Feld noch aufzulösen.
Über die Kapazität der Flachen und die angenommenen Widerständen kann
Größe man noch mit einem etwa rechteckigen Signal rechnen kann. Das
könnte man etwa also obere Sinnvolle Grenze sehen. Ich fürchte
allerdings, das dieses Limit eher zu groß ist und damit kaum relevant.
Man könnte auch die Eingangsstufe entsprechend anpassen.
Für ein halbwegs homogenes Feld würde ich das Flügelrad nicht viel mehr
als 1/3 des Durchmessers des Gehäuses machen (so rein vom Gefühl her).
Je größer der Flügel, desto mehr Lärm und Wind macht der auch, auch da
gibt es ein oberes Limit für die Größe.
Vielen Dank Lurchi.
Zwei Sachen noch zu meiner Spannungsversorgung:
1) Die Spannungsregler sind etwas unsymmetrisch (fertigungsbedingt). So
erzeugt der L7806 6,05V und der L7906 6,12V.
Kann man das etwas korrigieren, beispielsweise durch Dioden oder etwas
ähnliches?
2)
Reichen die symmetrischen +-6V Versorgungsspannung aus, um Feldstärken
von 20kV/m bis 270kV/m verarbeiten zu können oder sind +-7,5V wie in der
Literatur besser?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Die Spannungsregler sind etwas unsymmetrisch (fertigungsbedingt). So> erzeugt der L7806 6,05V und der L7906 6,12V.> Kann man das etwas korrigieren, beispielsweise durch Dioden oder etwas> ähnliches?
Ja, entweder mit einstellbaren Spannungsreglern (LT1086) oder mit einem
Power OPV L165 oder TDA2030 (siehe Bild, der TCA365 ist veraltet).
Wenn Du unbedingt experimentieren willst, dann schalte Deine beiden 12V
Akkus in Reihe und schließ einen LM7818 dahinter. dann hast Du schon mal
18 Volt. Daran schließt Du die Schaltung mit dem L165. Jetzt erhälst Du
2 mal 7,5 Volt (3 Volt Verlust weil nicht Rail to Rail). Wenn Du einen
der beiden 47k Widerstände als 100k Trimmer auslegst, kannst Du die
beiden Ausgangsspannungen exakt symmetrisch einstellen. Ideal wäre 7,500
Volt. Das geht, wenn der 18 Volt Festspannungsregler auch einstellbar
ist (siehe LT1086).
Funktion:
Die Eingangsspannung (+Vs und -0) darf zwischen +8...+36V groß sein. Die
Ausgangsspannungen haben dann immer den halben Wert (+4...+18V an VQ+
und Masse bzw. -4...-18V an VQ- und Masse). Der
Leistungsoperationsverstärker L165 hat die geringste Erwärmung, wenn
beide Ausgangslastwiderstände (Verbraucher) gleich groß sind, bei
unterschiedlichen Lastwiderständen regelt er die Ausgangsspannungen zu
gleichen Teilen aus, beide Ausgangsspannungen sind immer gleich groß
egal wie unterschiedlich die Ausgangslasten sind. Es dürfen auch
Glühlampen angeschlossen werden. Der OP enthält eine interne Strom und
Verlustleistungsbegrenzung. Bei induktiven Lasten je eine Diode in
Sperrichtung parallel zum Ausgang schalten. Max. Ausgangsstrom 3 Ampere.
viel Spaß beim experimentieren.
Die Versorgung für die Schaltung muss nicht symmetrisch sein. +-6 V
nominal sind gut, aber +7 V und -5 V sind ähnlich gut (je nach
Gleichtaktbereich der OPs ggf. sogar besser). Entsprechend unkritisch
ist auch ein virtuelle Masse statt der 2 Regler. Die virtuelle Masse
darf ja auch ein einfacher Spannungsteiler sein, auch sich da die
Spannung unter Last verschiebt.
Die Empfindlichkeit der Feldmühle hängt von den Widerständen von den
Eingangspads nach Masse ab. Eine zu hohe Empfindlichkeit ließe sich also
immer reduzieren. D.h. man könnte auch die Schaltung für einen +-2,5 V
oder +2 V und -3 V Versorgung auslegen. Bei kleinerer Versorgung muss
man halt ggf. die Verstärkung am Eingang nicht ganz so hoch wählen.
Wichtiger wäre das die Regelung (Drehzahl oder ggf. ersatzweise
Spannung) für den Motor getrennt ist, denn Störungen von Motor können
(und werden es wahrscheinlich auch) Frequenzen enthalten, auf die die
Schaltung reagiert. D.h. der Synchron-Gleichrichter kann gerade diese
Störungen nicht unterdrücken, denn sie sind Synchron zum Motor.
Vielen Dank, Lurchi.
1)
Ich bin gerade mit dem Layout der Spannungsversorgung beschäftigt.
Würdest Du in die Versorgung oben mit den L78ern noch Kondensatoren
außer den vier 100nF Kerkos einfügen?
2)
Wie füge ich den Hauptschalter ein? Ich habe ja zwei Versorgungsakkus.
Gruß
Rolf
Für den Schalter gibt es 2 Polige Ausführungen um beiden Akkus etwa zur
gleichen Zeit abzuschalten. Den Motor und die Restliche Elektronik
könnte man auch einfach mit separaten Schaltern bedienen. Außer ggf. die
Lichtschranke für eine Drehzahlregelung haben die nichts gemeinsam.
Die 78xx kommen mit einfach 2 Kondensatoren (z.B. 100 nF) aus. Bei den
79xx muss man ggf. nachlesen im Datenblatt. Die sind ggf. etwas
wählerischer (fast wie LDOs) und brauchen ggf. noch so was wie 47 µF als
Elko dazu.
Vielen Dank, Lurchi.
Im Datenblatt des L7806 gibt es eine Beispielschaltung auf Seite 26 mit
der Bezeichnung "split power supply".
Entspricht das meiner Anwendung als symmetrische Spannungsversorgung?
Welche Aufgabe haben die 1N4001, dienen sie der Gleichrichtung?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi,
sind die Kondensatoren (0.33µF und 0,1µF) im Datenblatt des L7806
Keramikkondensatoren?
Könnte man auch Folienkondensatoren nehmen, wie bei einige Feldmühlen in
der literatur gemacht wird?
Was ist der Unterschied zwischen Folkos und Kerkos für diese Anwendung
(Netzteil)?
Gruß
Rolf
Die Kodensatoren am 7806 können keramische oder Folienkondensatoren
sein.
Durch die kleine Bauform als MLCC und die höhere Dämpfung sind die
keramischen Kondensatoren auch eher besser. Die meisten (keine zu hohe
parasitäre Induktivität) der Folienkondensatoren sind aber auch gut
genug.
Früher hat man eher Folienkondensatoren genommen, heute sind keramische
deutlich günstiger und als SMD auch besser zu löten, weil nicht so
hitzeempfindlich.
Die Dioden als Schutz an den Spannungsreglern würde ich schon vorsehen.
Bei der +- Versorgung mit 2 Reglern vor allem die, die eine Negative
Spannung am Ausgang begrenzen. Die werden beim nicht ganz gleichzeitigen
Schalten ggf. wirklich benutzt.
Vielen Dank, Lurchi.
In der Bibliothek von Eagle finde ich nur die Diode 1N4004.
Die Abessungen stimmen soweit mit den 1N4001, die ich benötige, überein.
Kann man also einfach die 1N4004 als Symbol für die 1N4001 nehmen?
Gruß
Rolf
Natürlich kann man die 1N4004 statt der 1N4001 nutzen. Das gilt für das
Symbol, das Layout und sogar für das Bauteil.
Die Fragen werden langsam wirklich trivial - bald kommen dann so Fragen,
ob der Strom bergab schneller fließt als bergauf.
Lurchi schrieb:> Die Fragen werden langsam wirklich trivial
Mensch Lurchi, ich habe großen Respekt vor Dir, dass Du den 348 Fragen
brav standgehalten hast. Weiter so!
Lurchi schrieb:> Die Fragen werden langsam wirklich trivial - bald kommen dann so Fragen,> ob der Strom bergab schneller fließt als bergauf.
Sorry wegen der simplen Frage. Ich wollte nur sicher gehen.
Danke für Deine bisherige Geduld.
Moin Lurchi,
noch eine Frage zum Hauptschalter und zur einstellbaren Verstärkung
meiner Feldmühle:
Würdest Du den Schalter am Gehäuse befestigen und mit Leitungen zwischen
den Akkus und der Spannungsversorgungsschaltung (L7806/L7906)
anschließen, also ich meine, nicht direkt auf der Platine (L7806/L/7906)
aufbringen? Die Platine hat ja ohnehin schon einen Abstand zur Hülle der
Feldmühle.
Falls eine Übersteuerung auftritt (elektriche Feldstärke zu groß), will
ich die Verstärkung umschalten können bzw. den Gain-Widerstand am AD620
verringern. Wie könnte man von außen darauf zugreifen ich meine, Jumper
wären recht klein. Würde ein Drehpotenziometer immer wieder eine neue
Kalibrierung erfordern?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Würde ein Drehpotenziometer immer wieder eine neue> Kalibrierung erfordern?
Ein 6-stufiger Drehschalter mit Metallfilm-Festwiderständen ist
präziser, weil die Verstärkungsfaktoren exakt immer in das gewünschte
Raster einrasten. Zum Beispiel: 2, 5, 10, 20, 50, 100. Das verbessert
die Wiederholgenauigkeit!
Rolf schrieb:> Eine Kalibrierung mit dem Endverstärker ist aber bei einem neu> eingestellten Gain-Widerstand nicht notwendig?
Wenn Du es sowieso besser weißt, dann hättest Du die Frage gar nicht
erst stellen brauchen, oder?
Gruß
Ralf
Ralf L. schrieb:> Wenn Du es sowieso besser weißt, dann hättest Du die Frage gar nicht> erst stellen brauchen, oder?
Sorry Ralf.
Ich frage nur, weil Lurchi hatte das weiter oben einmal angesprochen.
Mir ist nur nicht genau klar, warum eine Kalibrierung notwendig sei,
wenn man ein Drehpotentiometer verwendet. Bei festen Widerständen, die
durch Jumper verbunden werden, jedoch nicht.
Gruß
Rolf
Probier's aus. Stelle ein Poti auf einen Widerstandswert ein und lese
den Wert vom Multimeter ab. Dann verdrehe das Poti und versuche den
gleichen Wert noch einmal einzustellen ohne dabei auf das Multimeter zu
schauen!
Jetzt hast Du es auch gemerkt, woll!
Korrekt.
Das verstehe ich.
Meine Problem ist, ob man die Feldmühle am Endverstärker neu kalibrieren
muss, wenn man einen anderen Gain-Widerstand (jetzt ein
Stufenpotentiometer) eingestellt hat.
Du dachtest, ich frage wegen der reproduzierbaren Potieinstellbarkeit.
Mit dem Potiversuch oben hast Du natürlich absolut Recht.
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Du dachtest, ich frage wegen der reproduzierbaren Potieinstellbarkeit.
Ja, das habe ich Fälschlicherweise tatsächlich gedacht. Es tut mir leid.
Gruß
Ralf
Moin Lurchi,
der AD620 geht schon bei +-3,9V an seinem Ausgang in Sättigung, obwohl
er mit symmetrischen 6V betrieben wird.
Der Output-Swing müsste also größer sein als +-3,9V.
Woran kann das liegen?
Gru
Rolf
Rolf schrieb:> Woran kann das liegen?
Weil der AD620 vermutlich kein Rail to Rail Typ ist. Deswegen wurde in
der Originalschaltung auch eine Versorgungsspannung von +-7,5 Volt
vorgesehen.
Lehne Dich doch einfach an den fertigen Schaltplan an, der weiter oben
bereits vorgeschlagen wurde.
Gruß
Ralf
Danke Ralf.
Richtig, aber im Datenblatt wird ja die maximale Ausgangsspannung bei
verschiedener Versorgung angegeben. Bei Speisung mit 6V (Bereich 5V bis
18V) gilt Uaus=Us-1,4V.
Es müsste also höher sein als bei Speisung mit +-4.5V.
Gruß
Rolf
Der AD620 ist kein einzelner OpAmp sondern ein Instrumentenverstärker,
der aus mehreren integrierten OpAmps besteht. Deswegen gibt es dabei
nicht nur das Limit des Augangspins (das du zitierst), sondern man muss
auch beachten, dass kein interner Knoten ans Limit gerät.
Die geeignete Betrachtung dafür ist der sog. Diamond Plot. Bei einigen
InstrVerstärkern findet man die Abbildungen im Datenblatt. Bei Analog
Devices gibt es dafür ein schönes online-Tool.
http://www.analog.com/designtools/en/diamond/#difL=-0.04&difR=0.04&difSl=-0.04&gain=100&l=0&pr=AD620&r=0&sl=0&tab=1&ty=2&vn=-6&vp=6&vr=0
Dort kann man die konkreten Spannungswerte eintragen und sieht, ob etwas
an ein Limit anschlägt oder nicht. Ich habe in dem Link oben mal
vernünftige Werte eingetragen, und da sollte bei 3,9V am Ausgang sicher
noch nichts limitieren. Gib bitte die tatsächlichen Werte deines Aufbaus
(Verstärkung, Eingangsspannung, Gleichtaktspannung) ein und kontrolliere
das nach.
Wenn der Diamond-Plot sagt, dass nichts limitiert, dann glaube ich dem
im Allgemeinen. Deshalb die Nachfrage: worauf beruht deine Aussage, dass
der Verstärker bei +-3,9V in Sättigung geht? Hast du entsprechende
Oszi-Messungen? Dann zeig sie bitte.
Oder beruht die Aussage auf deine Übersteuerungsanzeige?
Beitrag "Re: Rauschfilterung mit dem Instrumentationsverstärker"
Dann sollte dir klar sein, dass die LED nur anzeigt, dass die Spannung
einen bestimmten Wert überschreitet. Sie zeigt nicht an, dass der AD620
in Sättigung geht.
Achim S. schrieb:> Wenn der Diamond-Plot sagt, dass nichts limitiert, dann glaube ich dem> im Allgemeinen. Deshalb die Nachfrage: worauf beruht deine Aussage, dass> der Verstärker bei +-3,9V in Sättigung geht? Hast du entsprechende> Oszi-Messungen? Dann zeig sie bitte.>> Oder beruht die Aussage auf deine Übersteuerungsanzeige?> Beitrag "Re: Rauschfilterung mit dem Instrumentationsverstärker"> Dann sollte dir klar sein, dass die LED nur anzeigt, dass die Spannung> einen bestimmten Wert überschreitet. Sie zeigt nicht an, dass der AD620> in Sättigung geht.
Hallo Achim.
Vielen Dank für den wichtigen Hinweis.
Meine Aussage, dass der AD620 bei jetziger Versorgungsspannung von +-6V
bei 3,9V in Sättigung geht, beruht auf einer Messung mit dem Ozilloskop
und der Anzeige der LED.
Die Referenzspannung für den LM393 beträgt 3,9V. Kurz nachdem die LED
leuchtet, kann man auf dem Odzilloskop erkennen, dass das Ausgangssignal
übersteuert bzw. die Amplitude flach wird.
Gruß
Rolf
dass die LED leuchtet bedeutet also nur, dass die Spannung größer als
3,9V ist - über Sättigung sagt das erst mal gar nichts.
Hast du deine konkreten Spannungswerte jetzt mal in das Diamond Plot
Tool eingegeben? Was ist das Ergebnis?
Was die Beobachtung mit dem Oszi angeht, wiederhole ich mich:
Achim S. schrieb:> Hast du entsprechende> Oszi-Messungen? Dann zeig sie bitte.
Mach bitte aussagekräftige Messung, auf der man sowohl den Ausgang des
AD620 als auch zumindest eine Versorgungsspannung sinnvoll ablesen kann.
Mach weiterhin am besten zwei Messungen, wo einmal die angebliche
Sättigung auftritt und einmal das ungesättigte Signal zu sehen ist,
damit man was zum Vergleichen hat.
Vielen Dank für Deine Unterstützung Achim.
Achim S. schrieb:> Hast du deine konkreten Spannungswerte jetzt mal in das Diamond Plot> Tool eingegeben? Was ist das Ergebnis?
Ja, ich habe das Tool ausprobiert. Mit den jetzigen Betriebswerten ist
ein Spannungshub (output voltage swing) von -4,8V bis +4,6V möglich.
Achim S. schrieb:> Mach bitte aussagekräftige Messung, auf der man sowohl den Ausgang des> AD620 als auch zumindest eine Versorgungsspannung sinnvoll ablesen kann.> Mach weiterhin am besten zwei Messungen, wo einmal die angebliche> Sättigung auftritt und einmal das ungesättigte Signal zu sehen ist,> damit man was zum Vergleichen hat.
Am Montag werde ich noch einmal entsprechende Messungen machen. Ich
vermute, dass es an den verwendeten Tastköpfen liegt. Die Tastköpfe, die
ich verwendet habe, gehören eigentlich nicht zu dem
Keysight-Oszilloskop. Sie zeigen einen Spitze-Spitze-Wert von 80V an und
lassen sich nicht weiter einstellen (keinen x1- oder x10-Schieber).
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Sie zeigen einen Spitze-Spitze-Wert von 80V an
Das bedeutet, auf dem Oszi werden bei der Begrenzung 80V angezeigt, aber
du "weißt" dass es knapp über 3,9V sind, weil deine LED erst kurz zuvor
anging?
Dann ist die Aussage "der AD620 geht bei 3,9V in Sättigung" wirklich
ziemlich gewagt (respektive irreführend) und du solltest tatsächlich
zuerst die Messung in Ordnung bringen.
Vielen Dank.
Ja.
Was ich nur sagen kann ist, dass, wenn die LED leuchtet, das
Ausgangssignal des AD620 noch in Ordnung ist, aber kurz danach
(Feldstärke erhöhen) die Sättigung sichtbar auf dem
Oszilloskop-Bildschirm eintritt.
Die Referenzspannung von 3,9V ist die Sättigungsspannung bei Versorgung
mit symmetrischen 4,5V, die ich zuvor hatte. Das müsste also noch am
Fensterkomparator geändert werden.
Ich weiß jedoch nicht, ob dieser genannte Bereich zwischen LED-Leuchten
und Sättigung einem Volt entspricht, weil dann wäre es korrekt.
Gruß
Rolf
Abend Achim.
Eine Frage habe ich noch zur einstellbaren Verstärkung des AD620.
Im Falle einer Übersteuerung des AD620 würde ich gerne den
Verstärkungswiderstand (Gain) einstellbar gestalten.
Gibt es ein Potentiometer, das diskrete Einrastpunkte besitzt, die
relativ genaue Widerstandswerte für entsprechende Verstärkung bieten?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Gibt es ein Potentiometer, das diskrete Einrastpunkte besitzt, die> relativ genaue Widerstandswerte für entsprechende Verstärkung bieten?
Jetzt hätte ich fast die Suchmaschine angeworfen ob es vielleicht
wirklich irgendwo so ein exotisches Teil gibt. Aber ist ja eigentlich
gar nicht mein Job, sondern deiner.
Oben wurden dir schon die Hinweise gegeben, wie man so eine
Verstärkungseinstellung üblicherweise macht.
Ansonsten die Rückfrage: über wie viele Größenordnungen mit wie feiner
Abstufung willst du die Verstärkung denn einstellbar machen? Ich kann
mir grade nicht so richtig vorstellen, dass mehr als 3 oder 4
Messbreichseinstellungen sinnvoll wären.
Vielen Dank.
Achim S. schrieb:> Ansonsten die Rückfrage: über wie viele Größenordnungen mit wie feiner> Abstufung willst du die Verstärkung denn einstellbar machen? Ich kann> mir grade nicht so richtig vorstellen, dass mehr als 3 oder 4> Messbreichseinstellungen sinnvoll wären.
Ich bin mir noch etwas unsicher und habe folgendes Problem.
Ich betreibe meine Schaltung bzw. die Messplatten momentan noch mit
einem selbstgebastelten Plattenkondensator mit einer Feldstärke von
maximalen 10kV/m.
Die Feldstärke beim späteren Betrieb unter dem Hochspannungsmessteiler
reicht von minimalen 22kV/m (bei kleinster Kalibrierspannung) bis zu
270kV/m (bei maximaler Kalibrierspannung).
(Nach der Faustformel für das elektrische Feld ergibt sich für die
minimale Feldstärke: E=U/d=(100kV)/(4,50m)=22,2KV/m
Maximale Feldstärke: E=266,7kV/m)
Der Teiler ist für Testzwecke nicht zugänglich, ich kann also nicht eben
mal die Schaltung darunterhalten und so die richtigen Gain-Widerstände
ermitteln.
Ich fürchte, dass die jetzige Bemessung meiner Schaltung (499 Ohm
Gain-Widerstand des AD620 und Endverstärker) zur Übersteuerung beim
Betrieb unter dem Teiler führen würde.
Wie kann ich das grob abschätzen?
Ist das elektrostatische Feld unter dem Teiler vielleicht geringer als
im Plattenkondensator?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Ich betreibe meine Schaltung bzw. die Messplatten momentan noch mit> einem selbstgebastelten Plattenkondensator mit einer Feldstärke von> maximalen 10kV/m.>> Die Feldstärke beim späteren Betrieb unter dem Hochspannungsmessteiler> reicht von minimalen 22kV/m (bei kleinster Kalibrierspannung) bis zu> 270kV/m (bei maximaler Kalibrierspannung).
Und die 10kV/m deiner aktuellen Schaltung nutzen den Spannungsbereicht
deines AD620 bereits aus? Dann würde ich an deiner Stelle zwei
Verstärkungseinstellungen für den AD620 vorsehen. Eine, die ca. 5 mal
kleiner ist als die aktuelle Verstärkung. Und eine, die 50 mal kleiner
ist. Ein einfacher Umschalter reicht. Und wenn das dann nicht aufgeht
(weil eine der Annahmen nicht gepasst hat), dann musst du halt hinterher
noch einmal umlöten.
Rolf schrieb:> Ist das elektrostatische Feld unter dem Teiler vielleicht geringer als> im Plattenkondensator?
Gib mal eine brauchbare Übersicht, wie das Feld in deinem Testaufbau
geformt wird und wie am Ausgang deines HV-Teilers. Nichts, was man sich
in 300 Einzelbeiträgen zusammensuchen muss sondern eine klare Skizze,
die beide Situationen (z.B. Aufbau des HV-Teilers, Geometrie der
Elektroden) klar gegenüber stellt. Dann kann man vielleicht etwas dazu
sagen.
Worum handelt es sich eigentlich bei deinem Gesamtprojekt? Ist das so
was wie eine Studienarbeit oder ist es ein bezahltes Auftragsprojekt,
bei dem es nur auf das Endergebnis ankommt?
Wenn es eine Studienarbeit/Abschlussarbeit sein sollte, dann wäre es
imho angemessen, wenn du dir selbst Gedanken zu solchen Fragen machst,
diese hier klar vorstellst und zur Diskussion stellst. Nichts spricht
bei einer Studienarbeit dagegen, dass du dir Hilfe suchst. Aber es
spricht schon etwas dagegen, dass du das Nachdenken anderen überlässt
(die nicht mal die konkreten Randbedingungen vor Ort kennen).
Wenn es sich um ein bezahltes Auftragsprojekt handeln sollte, dann wäre
es imho angemessen, wenn du Lurchi als Unterauftragsnehmer engagierst
und ihn an der Bezahlung beteiligst ;-)
Hallo Achim.
Ich habe heute noch einmal eine Messung bezüglich der Übersteuerung des
AD620 durchgeführt. Der richtige Tastkopf zusammen mit der richtigen
Einstellung des Tastkopfverhältnisses im Menü des Oszilloskops.
Die Übersteuerung tritt erwartungsgemäß bei rund +5,23V (Manximalwert)
und -5,9V (Minimalwert) auf. Laut Simulationstool also ok (-4,8V und
+4,6V). Zusätzlich noch kontrolliert durch eine parallele
Peak-to-Peak-Messung mit einem Multimeter.
Die Übersteuerungsanzeige aus Fensterkomparator und LEDs konnte ich
dementsprechend auf eine neue Referenzspannung von +-5V einstellen.
Achim S. schrieb:> Worum handelt es sich eigentlich bei deinem Gesamtprojekt? Ist das so> was wie eine Studienarbeit oder ist es ein bezahltes Auftragsprojekt,> bei dem es nur auf das Endergebnis ankommt?
Es ist eine Abschlussarbeit.
Achim S. schrieb:> Wenn es eine Studienarbeit/Abschlussarbeit sein sollte, dann wäre es> imho angemessen, wenn du dir selbst Gedanken zu solchen Fragen machst,> diese hier klar vorstellst und zur Diskussion stellst. Nichts spricht> bei einer Studienarbeit dagegen, dass du dir Hilfe suchst. Aber es> spricht schon etwas dagegen, dass du das Nachdenken anderen überlässt> (die nicht mal die konkreten Randbedingungen vor Ort kennen).
Geht klar.
Achim S. schrieb:> Gib mal eine brauchbare Übersicht, wie das Feld in deinem Testaufbau> geformt wird und wie am Ausgang deines HV-Teilers. Nichts, was man sich> in 300 Einzelbeiträgen zusammensuchen muss sondern eine klare Skizze,> die beide Situationen (z.B. Aufbau des HV-Teilers, Geometrie der> Elektroden) klar gegenüber stellt. Dann kann man vielleicht etwas dazu> sagen.
Werde ich tun.
Gruß
Rolf
Moin Achim,
mir ist noch etwas an der Schaltung in der Literatur aufgefallen, das
mir unklar ist.
http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM
In der Hauptschaltung zur Signalverarbeitung gibt es noch zusätzlich
die Signaleingänge ST2 und ST4, die jeweils eine Invertierung der
Eingänge ST1 und ST3 darstellen (zu erkennen an dem Minus vor dem
Bezeichner).
ST2 und ST4 sind jeweils direkt auf die virtuelle Masse geschaltet.
Geht es einfach darum, die unbenutzten Metallflächen der
Feldmühlenmechanik auf GND der Schaltung zu beziehen? Dann hätte aber
doch auch ein einziger Anschluss genügt, oder?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> In der Hauptschaltung zur Signalverarbeitung gibt es noch zusätzlich> die Signaleingänge ST2 und ST4, die jeweils eine Invertierung der> Eingänge ST1 und ST3 darstellen (zu erkennen an dem Minus vor dem> Bezeichner).
Nein, nicht wirklich eine Invertierung. +In1 und -In1 (an ST1 und ST2)
bedeutet, dass das Eingangssignal In1 zwischen diesen beiden Punkten
anliegt.-In1 entpsricht dem Bezugspotential für +In1.
Wie im Text beschrieben wird, wird das Eingangssignal über eine
geschirmte (Koax)Leitung an den Verstärker geführt. Der Schirm dieser
Leitung wird an ST2 auf die Masse des Verstärkers gelegt. Am anderen
Ende der Leitung wird damit die Grundplatte der Feldmühle auf Masse
gelegt.
Achim S. schrieb:> Wie im Text beschrieben wird, wird das Eingangssignal über eine> geschirmte (Koax)Leitung an den Verstärker geführt. Der Schirm dieser> Leitung wird an ST2 auf die Masse des Verstärkers gelegt. Am anderen> Ende der Leitung wird damit die Grundplatte der Feldmühle auf Masse> gelegt.
Vielen Dank, Achim.
Sorry, hätte ich selbst drauf kommen müssen, steht ja direkt im ersten
Satz unter der Schaltung.
Habe aber irgendwie nicht im Hinterkopf gehabt, dass ein Koaxialkabel
auch immer einen Anschluss für die Schirmung haben muss.
Wieder was gelernt.
Gruß
Rolf
Ich habe im Anhang die spätere Betriebsumgebung der Feldmühle
aufgezeichnet. Darunter ist mein jetziges Testfeld im Plattenkondensator
gezeigt.
Die Felderzeugung geschieht am Hochspannungsteiler durch den obersten
Koronaring, der Sprühentladungen verhindern soll.
Der Untergrund der Halle stellt sogesehen ein großes Dielektrikum dar.
Ich denke, dass man in guter Näherung das Feld in der Nähe der Feldmühle
als gut homogen annehmen darf. Ich denke auch, dass die Feldmühle nicht
übersteuern wird, da das Feld am Boden insgesamt schwächer ist als im
Plattenkondensator.
Gibt es oder kennst Du eine Software, mit der man dieses
elektrostatische Feld, erzeugt durch den Koronaring, simulieren bzw.
nachbilden kann?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Ich denke, dass man in guter Näherung das Feld in der Nähe der Feldmühle> als gut homogen annehmen darf.
Nach den Abständen in der Zeich würde ich auch davon ausgehen.
Rolf schrieb:> Ich denke auch, dass die Feldmühle nicht> übersteuern wird, da das Feld am Boden insgesamt schwächer ist als im> Plattenkondensator.
Im schlimmsten Fall musst du halt nach der ersten Testmessung noch
einmal umlöten. Du solltest nur darauf achten, dass bei der ersten
Testmessung eine Verstärkungseinstellung verfügbar ist, aus der du
ablesen kannst, um wie viel die Verstärkung daneben ist (also lieber
eine zu schwache Verstärkung vorsehen, der man ansieht, welcher Faktor
noch fehlt als eine zu hohe Verstärkung mit Sättigung, der man nicht
ansieht, um welchen Faktor man daneben liegt.
Rolf schrieb:> Gibt es oder kennst Du eine Software, mit der man dieses> elektrostatische Feld, erzeugt durch den Koronaring, simulieren bzw.> nachbilden kann?
Das realistisch zu simulieren dürfte aufwändig werden. Zu den "üblichen
Verdächtigen" gehört comsol. Die geben natürlich auch an,
Corona-Entladungen simulieren zu können. Aber ich schätze, es dürfte den
Aufwand einer praktisch-orientierten Abschlussarbeit übersteigen, bis
dabei etwas realitätsnahes rauskommt.
Das Feld am Boden dürfte deutlich schwächer sein als die grobe
Abschätzung aus Spannung durch Abstand. Einerseits wird es schwächer,
weil nur das Seitliche Streufeld wirkt. Andererseits gibt es aber auch
eine Verstärkung weil die Feldmühle in der Höhe aufträgt, und so das
Feld konzentriert. Um den Effekt klein zu halten sollte die FM halt
niedrig sein.
Es gibt Software um solche Felder zu simulieren. Hier sollte eine 2 D
FEM Simulation ausreichen - da gibt es auch frei verfügbare Pakete.
Elektrische Felder sind von der Simulation noch einfach. Allerdings
braucht es einiges an Einarbeitung dafür. Ganz einfach zu bedienen sind
die in der Regel nicht.
Zur Not könnte man es auch old-Style machen: mit einer analogen Messung
an einem Modell in einer Wasserwanne. Das ginge ggf. schneller als die
Einarbeitung in ein FEM Programm.
Eine Umschaltung in groben Stufen sollte man schon vorsehen. Digitale
Anzeigen erlauben in der Regel schon eine Ablesung über einen größeren
Bereich, so dass ein Abstufung in 10 er Schritten ausreichen sollte,
ggf. sogar gröber.
Lurchi schrieb:> Eine Umschaltung in groben Stufen sollte man schon vorsehen. Digitale> Anzeigen erlauben in der Regel schon eine Ablesung über einen größeren> Bereich, so dass ein Abstufung in 10 er Schritten ausreichen sollte,> ggf. sogar gröber.
Vielen Dank, Lurchi.
Würdest Du den Endverstärker zur Kalibrierung auch variabel lassen? Ich
habe jetzt ein 10k-Poti und einen 1K-Widerstand zur
Verstärkungseinstellung fest drin. Sonst müsste man später wieder um-
bzw. auslöten.
Was würdest Du mir für Größenordnungen für Poti und Widerstand des
Endverstärkers empfehlen in Anbetracht der obigen Feldverläufe und
-stärke?
Gruß
Rolf
Moin Achim,
eine Frage zum Layout der Schaltung von dieser Internetseite:
http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM
Bei Platinen für Messverstärker etc. werden häufig die unbenutzten,
leitfähigen Flächen als Massefläche verwendet. Dies hat einige Vorteile
für die Signalverarbeitung bezüglich gleichen Spannungsabfalls etc.
Warum verwendet er in seiner Schaltung nur die Massefläche in der
Spannungsversorgungsschaltung nicht aber in der Hauptschaltung des
Synchrongleichrichters?
Gruß
Rolf
Moin Lurchi, moin Achim.
Ich habe für meine Spannungversorgung (LM7806 und LM7906) mit Eagle ein
Layout entworfen.
Ich überlege gerade, ob ich den Anschluss für die virtuelle Masse der
Schaltung als gemeinsame Massefläche (copper pouring) auf der Platine
ausführen soll.
Eine gemeinsame Massefläche bietet vorallem bezüglich Störungen und EMV
einige Vorteile. Auch für die Herstellung der Platine ergeben sich
dadurch einige Erleichterungen.
Würdet ihr eine gemeinsame Massefläche einfügen?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Warum verwendet er in seiner Schaltung nur die Massefläche in der> Spannungsversorgungsschaltung nicht aber in der Hauptschaltung des> Synchrongleichrichters?
Stell dir vor, wie die "Massefläche" bei dieser einseitigen, halbwegs
gut gefüllten Platine aussehen würde. Das wäre nämlich keine
zusammenhängende, niederohmige Massefläche. Sondern das wären viele
einzelne Masseschnipselchen und "Wurmfortsätze". Wohl deswegen hat der
Designer darauf gesetzt, selbst stabile Masseleitungen vorzugeben, und
ansonsten auf eine Masseflutung verzichtet.
Rolf schrieb:> Ich überlege gerade, ob ich den Anschluss für die virtuelle Masse der> Schaltung als gemeinsame Massefläche (copper pouring) auf der Platine> ausführen soll.
Wenn du mit 7806 und 7906 arbeitest, dann ist es ja keine "virtuelle
Masse" mehr sondern eine echte Masse, oder? (D.h. der eine Bezugspunkt
all deiner Spannungsregler, Batterien, ...)
Rolf schrieb:> Eine gemeinsame Massefläche bietet vorallem bezüglich Störungen und EMV> einige Vorteile.
richtig eingesetzt: ja
Rolf schrieb:> Auch für die Herstellung der Platine ergeben sich> dadurch einige Erleichterungen.
Das lass mal die Sorge des Platinenätzers sein, die können auch ganz gut
Platinen ohne Massefläche herstellen.
Bei deiner Verstärkerschaltung kann eine Massefläche tatsächlich
sinnvoll sein. Wenn du sie nutzt, achte trotzdem darauf
- dass auch vor dem copper pouring ein "stabiles" Netz aus
Masseleitungen zu den verschiedenen Verbrauchern führt. Verlass dich
nicht darauf, dass durch die Massefläche Masse schon überall
hingeliefert wird, wo man es braucht (denn sonst kann es passieren, dass
der Strom auf der Massefläche auf ungewünschten Wegen fließt).
- auch mit Massefläche überlege dir, wie der Stromfluss beim Betrieb der
Schaltung stattfindet. Der Rückstrom vom Motor sollte z.B. sicher nicht
über die In- Anschlüsse deiner Messelktroden fließen (auch wenn beide
nominell Masse-Potential haben).
Vielen Dank Achim.
Das Layout für die Verstärkerschaltung ist deutlich schwieriger zu
entwerfen. Probleme habe ich besonders bei der Platzierung der Bauteile.
Könntest Du mir ein Paar Tipps geben, wie Du bei dem Layout-Entwurf für
die Hauptschaltung vorgehen würdest. Nur grob aus Deiner
Layout-Erfahrung.
Sollte man beispielsweise erst die 14-poligen IC (4066 und LMC6484)
anordnen?
Oder erst die Anschlüsse für Eingangs- und Ausgangssignale?
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Könntest Du mir ein Paar Tipps geben, wie Du bei dem Layout-Entwurf für> die Hauptschaltung vorgehen würdest. Nur grob aus Deiner> Layout-Erfahrung.
Ich würde:
- die "großen" Bauteile (ICs) grob nach dem Signalfluss platzieren (also
z.B. Eingang links, dann Verstärkerstufe, Sync-Gleichrichter,
DC-Verstärker rechts). Dabei auf genügend Abstand zwischen den
unverstärkten Eingängen und allen kräftig schaltenden Signalen
(Steuerung der Analogschalter) achten.
- ein Grobkonzept für die Verteilung der Versorgungsspannung
überlegen(wie führe ich die Versorgung zu den einzelnen ICs, wie
verhindere ich, dass die Pulsströme des Analogschalter an der Versorgung
des Eingangsverstärkers wackeln)
- die Versorgungsleitungen mit kräftigen Leiterbahnen ziehen (das
bezieht sich auf +6V, -6V und auf Masse, nicht darauf verlassen, dass
das copper pouring später eine niederohmige Masseverbindung ergibt)
- die Pufferkondensatoren der Versorgung anschließen und dabei auf kurze
Leiterschleifen achten
- den weiteren Kleinkram so um die ICs verteilen, dass sich die
Leitungen günstig legen lassen. Zur Not auch bereits gelayoutete Stücke
mal wieder auftrennen, Widerstände umdrehen und verschieben(ob sie
andersrum besser passen) ...
- hinterher noch mal drüberschauen, ob man nicht irgendeinen Bock
geschossen hat (Störsignale auf Eingang gekoppelt, ...)
Achim S. schrieb:> - die Versorgungsleitungen mit kräftigen Leiterbahnen ziehen (das> bezieht sich auf +6V, -6V und auf Masse, nicht darauf verlassen, dass> das copper pouring später eine niederohmige Masseverbindung ergibt)
Vielen Dank Achim.
Wie breit würdest Du die Leiterbahnen für die Signale und wie breit die
Leiterbahnen für die Spannungsversorgung wählen?
Ich habe die Leitungen der Spannungsversorgungsschaltung momentan etwa
0.35mm breit gemacht und den Abstand der Leitungen untereinander etwa zu
0,5mm gewählt.
Den Wert 0,35mm habe ich aus dieser Quelle hier:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Richtiges_Designen_von_Platinenlayouts
Die Leiterbahnen der Hauptschaltung (Synchrongleichrichter) haben alle
dieselben Maße (0,35mm) und denselben Abstand zueinander (0,5mm).
Werden die Breite und der Abstand größer, wird es auch schwieriger mit
dem Routen der Leiterbahnen.
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> Ich habe die Leitungen der Spannungsversorgungsschaltung momentan etwa> 0.35mm breit gemacht und den Abstand der Leitungen untereinander etwa zu> 0,5mm gewählt.
Eine Aura von 0,5mm ist bei kleinen Spannungen OK.
Eine Leiterbahnbreite von 0,35mm ist auch gerade noch OK.
Für Hauptleitungen (kleine Motorströme oder Versorgungsspannungen) würde
ich die Leitungen etwas breiter machen (ca. 0,5 - 1mm).
Falls das nicht ausreicht, kann der Lötstoplack gezielt nur für die
kritischen Leiterbahnen weggelassen werden, dann werden diese Bahnen im
Lötbad automatisch verzinnt und sind dadurch belastbarer.
Rolf schrieb:> Den Wert 0,35mm habe ich aus dieser Quelle hier:> https://www.mikrocontroller.net/articles/Richtiges_Designen_von_Platinenlayouts
diese Quelle behandelt die notwendige Leiterbahnbreite, damit eine
"Überhitzung" der Leitung durch den Stromfluss vermieden wird. Ich kann
mir nicht vorstellen, dass dieses Kriterium bei deiner Leiterplatte
irgend eine Rolle spielt. Relevant für dich ist aber, ob du
unerwünschten Spannungsabfall an Versorgungs/Masseleitungen hast oder
nicht, weil der zu Einkopplungen auf dein (sehr empfindliches)
Messsignal führen kann.
Simple Signalleitungen (ohne größe Ströme, ohne Berücksichtigung von
Leitungsimpedanzen, ...) mache ich meist 0,4mm. 0,35mm oder 0,5mm sind
sicher genau so gut.
Bei den Versorgungen und den Motorleitungen würde ich ohne Not nicht
unter 1mm anfangen. Wenn es an einer Engestelle mal unbedingt sein muss
würde ich die Versorgungsleitung notfalls auch mal auf 0,8mm reduzieren
- aber wenn du das Versorgungsnetz als erstes vorsiehst ergeben sich
solche Engestellen mit Bedarf für Notlösungen wahrscheinlich gar nicht.
Rolf schrieb:> denselben Abstand zueinander (0,5mm).
Kann für viele Leitungskombinationen mehr als genug sein (z.B. für die
beiden Versorgungsleitungen: die kannst du gerne mit dem Minimalabstand
routen, den dein Leiterplattenhersteller in der billigsten
Herstellungsvariante vorgibt.
Die 0,5mm können für andere Leitungskombinationen viel zu wenig sein,
und dein Signal dramatisch stören. Wie oben schon geschrieben:
Achim S. schrieb:> Dabei auf genügend Abstand zwischen den> unverstärkten Eingängen und allen kräftig schaltenden Signalen> (Steuerung der Analogschalter) achten.Rolf schrieb:> Werden die Breite und der Abstand größer, wird es auch schwieriger mit> dem Routen der Leiterbahnen.
Wieso, wie klein muss deine Platine denn werden? Beim ersten Layout tut
man sich immer schwer damit, die eleganten Leiterführungen zu erkennen
und zu nutzen. Ist ne Übungssache und eine Frage davon, wie viel Mühe du
dir geben magst.
Moin Achim.
So, habe das Layout fertig.
Jetzt beschäftige ich mich mit dem mechanischen Teil.
Ich würde gerne einen Zylinder verwenden, der einen Durchmesser von 30cm
und eine Höhe von 8cm besitzt. Der Deckel oben sollte aus Metall sein
und in der Mitte eine Öffnung aufweisen, in der das Flügelrad auf der
gleichen Höhe wie der Deckel rotieren kann. Diese Anordnung liegt dann
später unter dem Hochspannungsmessteiler.
Wäre die Idee geeignet in Bezug auf die Feldbeeinflussung? Wichtig ist
ja in solchen Fällen immer die geringe Höhe.
Gruß
Rolf
Die Zylinderform ist relativ einfach zu berechnen. Die Ränder sind ggf.
ein Problem und sollten ggf. abgerundet werden - dann wird es aber mit
dem rechnen wieder etwas schwieriger. 8 cm Höhe sind immer noch recht
viel - bei Hochspannung sind die Abstände aber auch größer, kann also
noch passen.
Motoren dürfte man auch für eine geringere Höhe (z.B. 3-4 cm) finden,
und der Platz sollte trotzdem noch für die Elektronik ausreichen. Für
einen Prototypen ist mehr Platz natürlich hilfreich.
Rolf schrieb:> Eure Meinung zu meiner Zylinderform
Einen Zylinder dafür zu verwenden, ist schon mal ein sehr guter Ansatz.
Quatrate oder Rechtecke (gerne auch mehrere) sind für diesen Zweck nicht
geeignet, weil durch die Drehbewegung eine Kreisbahn ensteht. Der
Zylinder sollte einen möglichst großen Durchmesser haben, vorausgesetzt
die Energiemenge ist dafür ausreichend, und die Bauhöhe so flach wie
möglich, aber ohne dabei die mechanische Funktion nennenswert zu
beeinträchtigen. Denn nur dann ergibt das am Ende eine runde Sache.
Vielen Dank an euch beide.
Den "Deckel" des Zylinders habe ich mir so vorgestellt, dass er aus
Metall besteht und das elektrostatische Feld etwas homogenisiert und in
seiner Mitte eine Bohrung besitzt, in der auf gleicher Höhe das
Flügelrad rotiert.
Welches Material würdet ihr mir empfehlen? Ich dachte selbst schon
einmal an diese Farbeimer. Kürzen und den Deckel und Boden selber
machen.
Gruß
Rolf
Moin zusammen,
ist es für die Feldmessung günstig, wenn der Deckel des Zylinders, in
dessen Mitte das Flügelrad rotiert, aus Metall ist?
Durch den Metalldeckel wird das elektrostatische Feld im Bereich des
Flügelrades homogenisiert, meiner Meinung nach.
Oder wäre es besser die (unmittelbare) Umgebung des Flügelrades aus
Kunststoff zu wählen?
Gruß
Rolf
Hallo Leute!
Das was hier die ganze Zeit diskutiert wird wurde schon in diesem Thread
Beitrag "Zeitkonstante groß oder klein bei Feldmühle?" ausführlichst diskutiert:
Identische Fragen, fast gleiche Antworten und gleiche Resistenz des TO
bezüglich der gegebenen Hinweise.
Allerdings hieß der TO im genannten Thread "Feldmüller" und ich verwette
meinen Allerwertesten das Rolf und Feldmüller identisch sind.
Ich hatte mit dem Feldmüller noch eine zeitlang E-Mailverkehr und auch
da gab es z.B. das Problem mit der schwingenden Spannungssymmetrierung.
Er hat im Prinzip meine Lösung der FM nachgebaut, die auf dieser
Schaltung http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM basiert. Ich habe diese
Schaltung um die Spannungssymmetrierung ergänzt. Allerdings hat der
Feldmüller die von mir am Ausgang der Symmetrierung vorgesehenen Elkos
und Kerkos erst mal weg gelassen. Ich habe mich dann nach ewigen
Gejammer mal damit beschäftigt und ja die Symmetrierung neigt zum
Schwingen insbesondere dann wenn man eben diese C's weg läßt. Nach
langem Suchen habe ich dann herausgefunden, das die Schwingungen durch
das Messen mit einem nicht erdfreien Oszi entstehen, wenn die Schaltung
aus einem Labornetzteil gespeist wird - bei Akkubetrieb ist die
Schaltung stabil auch ohne C's. Ich hätte es wissen müssen (es hatte
schon einen Grund warum wir früher in der Firma zwischen Oszi und Netz -
verbotener Weise - einen Teufelsschwanz geschalten haben).
Rolf schrieb:> Moin Lurchi.>> http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM>> Verhindern die Kondensatoren C3 und C2 einen Latch-Up des 4066 oder> dienen sie nur dem Ableiten höherfrequenter Störungen?
Genau diese und noch einige andere Fragen aus dem Thread hat er mir alle
während unserer Mailkorrespondenz gestellt - habe sie eigentlich alle
beantwortet.
Ich habe ihm (dem Feldmüller) einige Fotos meiner Feldmühle geschickt
(z.B. auch von der LP), aber als er dann mein Layout haben wollte (weil
bei ihm angeblich immer Bauteile übrigbleiben, was ich so gar nicht
verstehe) bin ich ausgestiegen. Nicht weil ich es ihm nicht geben könnte
(ist ja kein Geheimnis), aber der Bursche studiert irgend etwas
Elektrisches und schreibt an seiner Masterarbeit und da erwarte ich
einfach das man eine so simple Schaltung in ein Layout umgesetzt
bekommt. Und wenn man das Layout partout nicht hin bekommt, dann gibt es
ja auch Uniplatten.
Ich befürchte die Diskussion wird noch eine ganze Weile so weiter gehen,
wenn da nicht einer die Notbremse zieht.
Zeno
Moin Lurchi, moin Achim.
Ich möchte die Abmessungen des Flügelrades und dementsprechend auch der
Messplatte neu berechnen und an den Lock-In-Verstärker angleichen.
Die Spannung an den Messwiderständen, das ist also die Spannung, die die
Eingangsstufe, bestehend aus AD620, verarbeitet, lässt sich nach
folgender Formel berechnen:
U_max(f, E)=8*f+(A_0)*Epsilon_0*E*R_Mess
A_0 ist darin der Flächeninhalt eines einzelnen Messsektors.
Diesen Flächeninhalt möchte ich durch Berechnung neu setzen. (Daraus
lässt sich anschließend der Durchmesser des Flügelrades bestimmen)
Meine Frage jetzt:
Welchen sinnvollen Wert würdet ihr für die U_max (als Eingangsspannung
für den AD620) ansetzen, über die dann der neue Flächeninhalt und damit
der Durchmesser des Flügelrades bestimmt werden kann?
Die Feldstärke reicht laut Faustformel (für einen Plattenkondensator)
von 22kV/m bis 270kV/m. Eigene Abschätzungen ergeben eine Feldstärke von
10kV/m in der Umgebung der Feldmühle unter dem Messteiler (Messobjekt).
Gruß
Rolf
Hallo Achim,
ich würde den Wert meines Testaufbaus nehmen. Da waren es um die 20mV
Eingangsspannung an den 1MOhm-Messwiderständen.
Ich möchte hier keine "Pfürze" erfragen, wie oben unfreundlicher Weise
unterstellt wurde. Es geht mir momentan nur darum, einen sinnvollen
Durchmeser für Flügelrad und (daraus folgend) für Messplatte zusammen
mit einer rechnerischen Begründung zu erhalten.
Ich habe einen guten Motor gefunden, für den ich das Flügelrad nicht zu
groß machen möchte. Der Durchmesser des Flügelrades soll also ein
Kompromiss sein zwischen geringer Motorbelastung und verarbeitbarem
Eingangssignal (für den AD620).
Motor:
https://www.conrad.de/de/universal-brushed-elektromotor-igarashi-3020-495-gfv-3p-4500-umin-220490.html
Das Problem ist auch, dass ich nicht weiß, mit welchen Feldstärken ich
es in der Betriebsumgebung (unter dem Teiler) der Feldmühle zutun habe.
Dazu hast Du mir ja schon geraten, das später direkt zu testen und bei
Bedarf "umzulöten".
Gruß
Rolf
Rolf schrieb:> ich würde den Wert meines Testaufbaus nehmen. Da waren es um die 20mV> Eingangsspannung an den 1MOhm-Messwiderständen.
Denke ich auch. Es ist dem AD620 weitgehend egal, ob du am Eingang 15mV,
55mV oder 100mV hast. Daraus kannst du keine Kriterium ableiten, welches
die "optimale Geometrie" für Flügelrad ist: ein Faktor 2 größer oder
kleine ist hier immer genau so gut.
Es gibt schon "harte" Kriterien: das Eingangssignal sollte nicht so groß
werden, dass selbst die kleinste Verstärkungsstufe deines AD620 bereits
zum Clippen des Ausgangs führt. Aber darüber wurden ja weiter oben schon
viele Beiträge geschrieben.
Rolf schrieb:> Das Problem ist auch, dass ich nicht weiß, mit welchen Feldstärken ich> es in der Betriebsumgebung (unter dem Teiler) der Feldmühle zutun habe.
Ohne eine Idee dazu sind alle anderen detaillierten
Dimensionierungsüberlegungen für die Katz.
Rolf schrieb:> Ich möchte hier keine "Pfürze" erfragen, wie oben unfreundlicher Weise> unterstellt wurde.
Ich hätte es nicht so ausgedrückt. Aber ich glaube, alle Teilnehmer, die
dir in diesem Thread öfters geholfen haben, haben auch schon zum
Ausdruck gebracht, dass teilweise wahllos und hemmungslos fragst.
Je mehr du den Eindruck hinterlässt, dass du dir selbst Gedanken machst
- und nur knifflige Aspekte nachfragst oder deine eigenen Ideen zur
Diskussion stellst - desto größer sicher die Bereitschaft zu helfen.
Das Gegenstück dazu ist: du schreibst von irgendwo ein paar Formeln oder
Statements ab und fragst dann "was soll ich daraus machen " - ohne
erkennbar eigenes Hirnschmalz investiert zu haben. Das senkt auf Dauer
die Hilfsbereitschaft.
