Bin grade dabei eine Leiterplatte für mein Aquarium zu machen. Nun
wollte ich Leitfähigkeit und pH mit einem Mikrocontroller erfassen und
auswerten. Einzeln habe ich beide Schaltungen bereits getestet.
Meine Frage ist nun ob ich die angehängte Leitfähigkeitsschaltung noch
zusätzlich per DC/DC Wandler und Optokopler trennen muss oder tun das
schon die Kondensatoren?
Leit1 und Leit2 sind Mikrocontroller Pins, welche zwischen 0V und 5V
wechseln. Dazu wird an A4 syncronisiert die Spannung gemessen. L_1 und
L_2 gehen zum Sensor im Wasser.
Vielen Dank schonmal!
dieter schrieb:> tun das schon die Kondensatoren?
1.) 47µF NEIN!
2.) Wir kennen den Rest und den Aufbau nicht.
3.) Ob Deine Fische die ständige Elektrolyse überleben, wäre noch zu
diskutieren.
oszi40 schrieb:> dieter schrieb:>> tun das schon die Kondensatoren?>> 1.) 47µF NEIN!
Zu groß zu klein? Was ist damit?
> 2.) Wir kennen den Rest und den Aufbau nicht.
Schon klar. Frage war auch falsch gestellt. Möchte wissen ob ich damit
die pH Messung verfälscht?
oszi40 schrieb:> dieter schrieb:>> tun das schon die Kondensatoren?>> 1.) 47µF NEIN!
Für Netzspannung (50 Hz) ergibt sich der Blindwiderstand (Xc) von 47 µF
zu etwa 420 Ω, was man getrost als nicht getrennt betrachten kann.
dieter schrieb:> oszi40 schrieb:>> dieter schrieb:>>> tun das schon die Kondensatoren?>>>> 1.) 47µF NEIN!>> Zu groß zu klein? Was ist damit?
Ich würde weniger als 10 nF nehmen, damit für Netzspannung der
Widerstand mindestens 2 MΩ beträgt. Ab da kann man denke ich von
Trennung reden (~150 µA Spitzenstrom). Die Kondensatoren müssen
natürlich eine ausreichende Spannungsfestigkeit haben, in klassischer
Manier am besten kräftig überdimensionieren (>1 kV).
/e: Oben habe ich btw. falsch gerechnet, Xc = 1/(2*pi*f*C) ~> 50 Hz, 47
µF ~> 70 Ω.
Entsprechend nicht nF sondern pF-Bereich.
Kondenstaorkopplujng (oder vielmehr Trennung) ist bei
Leitfähigkeitsmessung ausreichend, allerdings sind deine
Kondensatorwerte viel zu gross.
47nF wäre passender, dann kannst du auch spannungsfeste
nehmen (obwohl deine uC-Schaltung sicherlich per Trafo vom
Netz getrennt ist so daß hier keine Isolation nötig ist).
Die kleneren Kondensatoren bedeuten eine höhere Frequenz,
und damit wiederum einen schnellen A/D-Wandler. Die meisten
uC A/D-Eingänge erfassen aber den Eingang nur in einer
Taktperiode, man kann also die sample-Zeit genau auf den
gewünschten Moment legen, zumal die Rechteckfrequenz ja
auch vom uC kommt.
Bei zu hohen Frequenzen misst man aber nicht mehr die
Leitfähigkeit, sondern die Messelektrodenkapazität.
dieter schrieb:> Möchte wissen ob ich damit die pH Messung verfälscht?
Nein, pH ist langsam und bekommt vom schnellen Wechsel
nichts mit, das Wasser bekommt ein Bezugspotential
entsprechend dem Bezug (Masse) der pH-Elektrode.
Lies dir am besten das durch:
Beitrag "Galv. Trennung mit Kondensator"Marian B. schrieb:> Für Netzspannung (50 Hz) ergibt sich der Blindwiderstand (Xc) von 47 µF> zu etwa 420 Ω
Ach und die Rechnung auf einen Transformator umgemünzt ergibt auch einen
Widerstand, aber das ist natürlich was ganz anderes, gelle?
Operator S. schrieb:> Ach und die Rechnung auf einen Transformator umgemünzt ergibt auch einen> Widerstand, aber das ist natürlich was ganz anderes, gelle?
Klar hat ein Trafo innerhalb einer Wicklung einen Blindwiderstand...
...zwischen galvanisch getrennten Wicklungen jedoch nicht.
Also ja, ist natürlich /ganz/ was anderes
MaWin schrieb:> dieter schrieb:>> Möchte wissen ob ich damit die pH Messung verfälscht?>> Nein, pH ist langsam und bekommt vom schnellen Wechsel> nichts mit, das Wasser bekommt ein Bezugspotential> entsprechend dem Bezug (Masse) der pH-Elektrode.
Dann muss ich aber die Leitfähigkeit die ganze Zeit schwingen lassen und
kann nicht beide auf GND setzen? Wollte nur einmal am Tag für paar
Sekunden messen.
Marian B. schrieb:> Für Netzspannung (50 Hz) ergibt sich der Blindwiderstand (Xc) von 47 µF> zu etwa 420 Ω, was man getrost als nicht getrennt betrachten kann.
Das passt aber nicht zur Aussage von Dieter, da ist nirgends von
Netzspannung die Rede, sondern von 2 Pins des µC:
dieter schrieb:> Leit1 und Leit2 sind Mikrocontroller Pins, welche zwischen 0V und 5V> wechseln.
dieter schrieb:> Meine Frage ist nun ob ich die angehängte Leitfähigkeitsschaltung noch> zusätzlich per DC/DC Wandler und Optokopler trennen muss oder tun das> schon die Kondensatoren?
Naja wozu dann trennen? Vor 5 V muss man niemanden schützen /
trennen....
dieter schrieb:> Dann muss ich aber die Leitfähigkeit die ganze Zeit schwingen lassen
Nein, du musst nur zwischen schwingen und nicht-schwingen genug Zeit
lassen bis sich die Potentiale wieder angleichen können.
0V/5V vs. 0V/0V macht ja eine mittlere Potentialverschiebung von 2.5V,
die sich über den Leitwert von Wasser, sagen wir ... 2 Ohm bei 2 1cm2
Platten in 1cm Abstand (scheint mir ein Fehler in meiner Tabelle zu
sein) bei den Kondensatoren ausgleichen müssen.
Marian B. schrieb:> Naja wozu dann trennen? Vor 5 V muss man niemanden schützen /> trennen....
Is wohl eher als Schutzschaltung zu sehen. Wenn der Prozi mal hängt
gibt's kein Sushi :)
Ich verstehe gar nicht, was Du trennen willst! Willst Du direkt die
Elektroden mit der Schaltung trennen? Wie soll dann das pH potential
durchkommen? Wieso willst Du überhaupt trennen? Zum Schutz der Fische
tut es auch ein Serienwiderstand.
>Klar hat ein Trafo innerhalb einer Wicklung einen Blindwiderstand...>...zwischen galvanisch getrennten Wicklungen jedoch nicht.
Bei kleinen Sicherheitstrafos gibt es zwischen den Wicklungen eine
Kapazität zwischen 100...300pF. Bei einem 500VA Ringkerntrafo habe ich
auch schon mal 10nF gemessen...
> 2.) Wir kennen den Rest und den Aufbau nicht.
Je nachdem, was alles sonst noch im Wasser hängt, könnTen auch
Ausgleichsströme fließen. Evtl. würde ich die ganze Meßsonde nur während
der Messung kurze Zeit über ein kleines Reedrelais anschalten.
Da ich den AUFBAU immer noch nicht kenne, weiß ich auch jetzt noch
nicht, inwieweit eine galvanische Trennung vom Netz bereits vorhanden
ist. Ein DC/DC Wandler erzeugt natürlich auch einige Störungen, die die
Messung beeinflussen könnten.
dieter schrieb:> Meine Frage ist nun ob ich die angehängte Leitfähigkeitsschaltung noch> zusätzlich per DC/DC Wandler und Optokopler trennen muss oder tun das> schon die Kondensatoren?
Andere haben bereits damit begonnen Dir zu antworten.
Ich möchte eher aus prinzipiellen Überlegungen davor warnen, dass es
sehr gefährlich werden kann, wenn man solche Schaltungen mit so grossen
Kapazitäten einsetzt, besonders bei hohen Spannungen totgefährlich sind.
Die Bezeichnung Trennverstärker passt hier nicht.
Es gibt z.B. den Isolations-Trennverstärker ISO121, der kapazitiv
arbeitet. Aber diese Kopplungskapazitäten betragen nur 1 pF mit genügend
hoher Isolationsspanung. Diese niedrige Kapazität ist möglich, weil das
zu übertragende NF-Signal eine Frequenz im mittleren 100kHz-Bereich
amplitudenmoduliert.
Ich empfehle den Artikel "Gefährlicher Irrtum eines ELKO-Lesers:
Galvanische Trennung mit einem zweiten Kondensator" im folgenden
Elektronik-Minikurs zu lesen:
"Kondensatornetzteil - Kondensator statt Trafo: Kostengünstiges
Netzteil"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm
Gruss
Thomas
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