5V Poti Signal auf 1,2 V Controllereingang

[Dominik Zschocke (Gast)]

Ich möchte gern ein 5V Analogsignal eines Potis (Windfahnengeber) mit 
einem 1,2 V Analogeingang eines Mikrocontrollers (Datenlogger) einlesen.

Überlegt habe ich mir die angehängte Schaltung. Da ich mit OpAmps bis 
jetzt nichts gemacht habe, stellen sich mir auch nach der 
Internetrecherche und Datasheetdurchlesen ein paar Fragen.

Als OpAmp würde ich es mit einem TS912 probieren (Rail-to-Rail, DIP und 
billig).

Hier die Fragen:

1. Ist die Rückkopplung ohne Widerstand korrekt oder muss da einer rein? 
Die Schaltung als Spannungsfolger ist ja überall so angegeben, 
allerdings habe ich in einem Thread, der ein ähnliches Problem 
beschreibt was von einem Widerstand in der Rückkopplung gelesen. 
Beitrag "0 -10V im Abzweig auf 0 - 5V Messbereich wandeln ?" - da habe ich auch schon 
gepostet, allerdings ist mein Problem hier vielleicht besser aufgehoben

2. Muss vom Poti zum + OpAmp noch ein Widerstand (Strombegrenzung für 
OpAmp
Input) rein, wenn ja welche Grösse?

3. Müssen noch irgendwelche Kondensatoren hier rein (Glättung, Schutz 
OpAmp
oder so)?

4. Dann habe ich irgendwo gelesen, dass noch Sondervorkehrungen für das
Abschalten des OpAmps (geht kaputt, wenn noch Spannung am Input, aber
keine mehr an V+) vonnöten sind. Brauche ich da bei meiner simplen
Schaltung irgendwas?

Generell würde ich die Schaltung gern aufbauen und sie soll dann ohne
weiteres Gebastel und böse Überraschungen arbeiten. Geht um eine
Freifeldmessung mit Windfahne (Poti) und Datenlogger (Mikrocontroller).
Und ich wollte dann eigentlich nur alle zwei Monate zur abgelegenen
Messstelle, um Daten abzuholen und da dann keine bösen Überraschungen
erleben.

Danke für die Hilfe!

[Hannes J. (Firma: eHaJo.de) (joggl)]

Du hast den Anhang vergessen.
Ein Rail2Rail macht hier keinen Sinn weil du ja (hoffentlich) nicht an 
die Grenzen des OPVs gehst.
Dann brauchst du eine Schaltung mit negativer Verstärkung. Also größeren 
Eingangswiderstand wie Rückkoppelungswiderstand.
Oder du machst das ganze über einen Spannungsteiler ohne OPV :-P

/joggl

[Andreas K. (a-k)]

Spannungsteiler belastet das Poti - geht also nicht.
OPV als nichtinvertierender Verstärker geht m.W. nicht mit <1.
OPV als invertierender Verstärker belastet das Poti.

Also Alternativen:
- Invertierenden Verstärker mit hinreichend grossem Widerstand, dass die 
dadurch bedingte Verfälschung nicht stört. R2R ist dann nicht 
erforderlich.
- R2R Spannungsfolger und Spannungsteiler dahinter.
- Spannungsteiler davor und die dadurch bewirkte Verfälschung ins 
Ergebnis einrechnen.

[Dominik Zschocke (Gast)]

Sorry, der Anhang löscht sich immer wenn ich erst auf Vorschau gehe.

Rail-to-Rail brauche ich, da ich das Ganze mit einer Versorgungsspannung 
machen möchte (die 5V) oder gibts da Probleme?

Mit einem Spannungsteiler ist schlecht, da ja dann mein Potisignal 
nichtlinear verzerrt wird und ich keine Lust habe das dann 
rauszurechnen, aber wielleicht wäre es die einfachste Lösung?

Notfalls habe ich noch 12 V an Bord (große Pufferbatterie, die das 
Datensammeln über 1 Jahr ermöglicht und wahrscheinlich über 
Solarerhaltungsladung nachgeladen wird, über die ich per R-7805 die 5V 
erzeugen will).

Vor den Eingang am Mikrocontroller schalte ich wohl mal noch eine 
z-Diode oder ähnliches um den Eingang bei Überspannung zu schützen.

[Andreas K. (a-k)]

Dominik Zschocke wrote:

> Mit einem Spannungsteiler ist schlecht, da ja dann mein Potisignal
> nichtlinear verzerrt wird und ich keine Lust habe das dann
> rauszurechnen, aber wielleicht wäre es die einfachste Lösung?

Das wäre zweifellos die einfachste Lösung. Hardwareseitig betrachtet.

[Dominik Zschocke (Gast)]

Allerdings gibt mir das Problem die Möglichkeit mal Erfahrung mit OpAmps 
zu sammeln, auf die einfache Spannungsteilerlösung kann ich als 
Notfalllösung gehen, wenn es nichts wird :)

[Andreas K. (a-k)]

Wie wär's eigentlich, wenn du das Poti selbst mit <1,2V versorgst? Also 
als Teil eines Spannungsteilers schaltest?

[Dominik Zschocke (Gast)]

Hatte ich auch schon gedacht, sind allerdings dann die Ströme sehr 
klein, gibt Rauschen bei hohen Kabellängen (sind ca. 15m) auch bei 
verdrillt/geschirmten Kabeln. Allerdings gibts bei mir auf der 
Potirückleitung (zum OpAmp) eventuell auch Rauschen, da ja da kein Strom 
fliesst. Dann wäre es wohl mit dem Spannungsteiler doch wieder besser, 
da ich den bis direkt vor den Datenlogger ziehen kann, da ist dann das 
eigentliche Messkabel recht kurz.

An der Kleinwindkraftanlage, an der ich messen will ist schwer 
einzuschätzen, wieviel Störquellen da sind. Bei mir im Versuchsraum 
gibts halt bei so +-10V Sensorausgängen immer Problemen mit dem 
Signalrauschen, da da jede Menge Frequenzumrichter rumstehen. Allerdings 
konnten mir da bis jetzt weder Sensorhersteller noch 
Messkartenhersteller eine vernünftige Lösung gegen dieses Problem 
anbieten....

[Magnus Müller (Gast)]

Dominik Zschocke wrote:
> Hatte ich auch schon gedacht, sind allerdings dann die Ströme sehr
> klein, gibt Rauschen bei hohen Kabellängen (sind ca. 15m) auch bei
> verdrillt/geschirmten Kabeln. Allerdings gibts bei mir auf der
> Potirückleitung (zum OpAmp) eventuell auch Rauschen, da ja da kein Strom

Mach halt nen Tiefpass dran. Die zu erwartenden Frequenzen sind bei 
einem Windrichtungsmesser wohl im Sub-Hz Bereich.

Gruß,
Magnetus

[Michael H* (Gast)]

. 5V ^
     |
    ,-,
    | |  R_1 = (5/1,2 - 1) * R_2
    |_|
     |
    ,-,
    |_|_/
    |_|  poti R_2
     |
    --- GND

oder du kannst den referenz-eingang deines ADC mit 5V beschalten.

[Dominik Zschocke (Gast)]

Hast recht, bei der Windfahne kann man einen brutal niedrigen Tiefpass 
nehmen.

Wahrscheinlich ist die simpelste Lösung ja doch die Beste. Dann spare 
ich mir mal das OpAmp gebastel...

Vielen Dank für die Anregungen zur Lösungsvereinfachung!

[Dominik Zschocke (Gast)]

Referenzeingang am ADC gibts nicht, Datenlogger ist gekauft, da komme 
ich (wahrscheinlich) nicht an den Mikrocontroller ran.

Danke für die Vorwiderstandsdarstellung per ASCII-Art, sehr freundlich!

Endweder ich mache es so (spart enorm Strom, denn der Poti hat ja schon 
5k), falls ich doch eine andere Windfahne nehme (mit 0-5V Sensorausgang) 
werde ich den Spannungsteiler dahintersetzen und die verzerrte 
Spannungskennlinie geraderechnen.

Jetzt muss ich mal schnell noch Kramen was für Kondensatoren ich für den 
Tiefpass rumliegen habe.