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!
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
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.
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.
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.
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 :)
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....
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
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!
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.
