Hallo zusammen,
wollt eine einfache Schaltung entwicklen mit dem LM335 (10mV/K)
Temp.Sensor und einem Opamp. Aber mir sind die Ideen ausgegangen... Oder
das KnowHow :-)
Temp Bereicht von -25 Grad C bis +75 Grad C wollt ich auf eine Spannung
von 0V bis 5V bringen. Damit ich eine Auflösung von 0,1 Grad Schritten
an den 10bit ADC bekomme. Also muß ich die Spannung um Faktor 5
verstärken (50mV/K). Bei -25 Grad hat der Sensor aber schon 2,4815V, das
müßte ich auf 0V ziehen !?
Der Opamp ist ein Rail to Rail, wird mit 0V und 5V betrieben. Hab keine
negative Spannung zur Verfügung.
Besten Dank für eure Hilfe
Gruß Jürgen
@ Jürgen (Gast)
>Dateianhang: lm335.jpg (15,8 KB, 1 Downloads)
Mal abgesehen davon, dass du dich über Bildformate informieren
solltest, ist dieses Fragment wenig wert. Und falsch obendrein.
>Temp Bereicht von -25 Grad C bis +75 Grad C wollt ich auf eine Spannung>von 0V bis 5V bringen. Damit ich eine Auflösung von 0,1 Grad Schritten>an den 10bit ADC bekomme. Also muß ich die Spannung um Faktor 5>verstärken (50mV/K). Bei -25 Grad hat der Sensor aber schon 2,4815V, das>müßte ich auf 0V ziehen !?
Addierschaltung mit OPV.
MfG
Falk
Hab es schonmal so umgesetzt. Woher kommen die Faktoren für R1 und R3 ?
Wird das jetzt so klappen:
-25°C mit 2,4815V -> 0V
.
.
.
+75°C mit 3,4815V -> 5V
?
Vielen lieben Dank für die Antworten. Hat schonmal sehr geholfen. Hab
auch das Bild im *.png gespeichert :)
Gruß Jürgen
> Woher kommen die Faktoren für R1 und R3 ?
Mit der Knotenregel berechnet man die Ausgangsspannung in Abhängigkeit
von der Eingangsspannung:
Dann setzt man die gewünschten Vorgaben
UE=2,4815V UA=0V
und
UE=3,4815V UA=5V
ein, erhält dadurch zwei Gleichungen und löst dieses Gleichungssystem
nach R1 und R3 auf.
Statt der Werte 9k1 3k6 6k2 für R1-R3
solltest du besser 8k2 3k3 5k6
oder noch besser 8k2 3k3 3k9+1k5 nehmen
Besten Dank für die ganze Hilfe :-)
Hab mir gedacht man könne Strom sparen und nur zur Messung die Schaltung
und Sensor aktivieren. Hier mit einem P-Channel Mosfet in sot-23...
Also nur für paar 10tel Sekunden einschalten und einige AD Werte
abnehmen und wieder aus.
Gruß Jürgen
@ Jürgen (Gast)
>Hab mir gedacht man könne Strom sparen und nur zur Messung die Schaltung>und Sensor aktivieren. Hier mit einem P-Channel Mosfet in sot-23...
Viel zu kompliziert. Einfach direkt an einen uC Pin hängen, die paar
hundert uA bringt der spielend.
MFg
Falk
Hallo,
alleine der LM335 zieht ja schon 1mA. Dann noch der OPV und die
Spannungsteiler etc. Da müßte doch mehr an Strom zusammen kommen.
Verliere ich nicht schon 1°C am oberen und unteren Ende, da der
rail-to-rail OPV nicht an 0V/5V rankommt ?
Als so -24° bis 74° Grad
Datenblatt TS912:
"
At 3V, the output reaches :
VCC- +30mV VCC+ -40mV with RL = 10kOhm
VCC- +300mV VCC+ -400mV with RL = 600Ohm
"
Gruß Jürgen
Der LM335A ist hier knapp unter 1mA, der OpAmp braucht 400uA, das
gleiche nochmal für die Gegenkopplung bei Va = Vcc. Macht ca. 2mA. Ein
AVR-Ausgang kann 20mA treiben. Also, Q1 & R6 sind überflüssig.
> Verliere ich nicht schon 1°C am oberen und unteren Ende, da der> rail-to-rail OPV nicht an 0V/5V rankommt ?> Als so -24° bis 74° Grad
Grundsätzlich ja, da der AVR allerdings knapp 100MOhm Eingangswiderstand
hat, dürften die Grenzen geringer ausfallen, als im Datenblatt
angegeben. In diesem Fall ist die Gegenkopplung das bestimmende Element,
da dieses den Ausgang mit ca. 12kOhm belastet. Da aber nur der
Verstärkungsfaktor interessiert, könnte man die Widerstände in der
Gegenkopplungsbeschaltung vergrößern, um so die Last zu reduzieren. Das
rechnerische Verhältnis der Werte muß nur eben gleichbleiben.
Gruß
Jadeclaw.
Bei der Versorgung der Schaltung über einen I/O-Pin sollte auch dessen
Ausgangswiderstand berücksichtigt werden (beim AVR ca. 25Ohm). Bei 2mA
Stromverbrauch sind das immerhin 50mV, was etwa 1K entspricht. Du kannst
entweder
- damit leben (sooo groß ist der Fehler ja nicht),
- in der Auswertesoftware berücksichtigen, dass die gemessene Spannung
statt von 0 bis 5V nur bis 4,95V reicht oder
- als Referenzspannung für den ADC nicht 5V, sondern die etwas
niedrigere Ausgangsspannung des I/O-Pins nehmen.
Generell kannst du natürlich auch die Widerstände etwas modifizieren, so
dass die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers über den gewünschten
Temperaturbereich nicht von 0 bis 5V, sondern bspw. von 0,1V bis 4,9V
reicht. Damit hast du den Messbereich des ADC immer noch zu 96%
ausgeschöpft und eventuelle Ungenauigkeiten des Operationsverstärkers an
den Versorgungsspannungsgrenzen umgangen. In der Auswertesoftware muss
der geänderte Spannungsbereich natürlich berücksichtigt werden.
Hallo,
hab den Temp Bereich einwenig verändert und die 2 Widerstände in Reihe
weg genommen. Genauso wie den Mosfet. Die Temp Kalibrierung werde ich
per software vornehmen und einem O°C Eiswürfelbad :)
Für die Widerstände verwende ich 1% 0805 Chip SMDs
Einen kleinen 100nF an die Versorgung des OPAmp ? Kann ja eigentlich nie
schaden.
Werde jedenfall erstmal so die Schaltung ausprobieren...
Gruß Jürgen
Hi Almi
Konnte mir nicht verkneifen hier auch mal was zu posten XD
Die Formel ist im Grunde ganz einfach.
Du musst dir den Knoten heraussuchen, an dem sich R2, R1 und R3 treffen.
Also der Pin 6 am OPV.
Soo... jetzt stellen wir folgende Kontengleichung auf:
eh klar...
Gehen wir vom idealen OPV aus, so haben wir ja eine Differentialspannung
von 0V also zwischen dem Plus und Minus Kontakt. Das heißt, dass die
Eingangsspannung (vom Temp.-Sensor) auch am Minus Kontakt vom OPV
anliegen muss. Da an diesem Kontakt auch der R3 hängt kann man also
sagen, dass
gilt.
Überlegen wir weiter so müsste R2 zwischen den Potentialen U+ (5V) und
Ue hängen.
Daraus folgt:
Die Ausgangsspannung Ua ist wie auch in dem Schaltbild zu erkennen in
die Teilspannungen U1 und U3 geteilt. ==>
Soo.... Jetzt haben wir alle Unbekannten aufgelöst bis auf die
Widerstände sowie Ua und Ue.
noch ein bisschen auf Ua umformen und man kommt auf:
Ich hoff ich hab mich nicht geirrt, sollte aber auch nur eine kleine
Starthilfe sein ;)
Gruß Chris
Hallo!
Ich verstehe es leider noch nicht ganz :)
Habe hier folgende Problemstellung:
Vcc=5V
2.33V (-40°C) -> 0V
3.73V (100°C) -> 2.048V
d.h.
0 = (1 + R1/R2 + R1/R3)*2.33 - 5*(R1/R2)
2.048 = (1 + R1/R2 + R1/R3)*3.73 - 5*(R1/R2)
Also zwei Gleichungen mit 3 Unbekannten.
Wenn ich nun R2=10k setze, bekomme ich für R3 leider einen
negativen Widerstand.
also wenn R2=10k => R1=6k8, R3=-31k2
Tja... was mache ich da nur falsch?
Danke im voraus, Peter
lm335.jpg
(16 KB)
