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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verstärktes Analogsignal von Stromwandler auswerten


Autor: Michael S. (michi88)
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Hallo,

ich möchte mit meinem MEGA8 erkennen, ob ein Verbraucher Strom 
verbraucht oder nicht. Das ist außerdem mein Einstieg in den 
Analogbereich der Mikrocontroller.
Dazu hab ich mir eine Schaltung aufgebaut, die man im Anhang betrachten 
kann. R1 ist 68kOhm

Testweise nutze ich eine 60Watt Glühlampe.
Ich hab mit dem Oszi den Analogeingang beobachtet und habe festgestellt, 
dass, wenn kein Strom fließt, eine Sägezahnspannung anliegt (Spitze 
0,5Volt - Minimum 0,4Volt).
Sobald ich die Lampe einschalte, seh ich eine verkorkste Halbwelle vom 
positiven Sinusteil. Spitze 2V geht runter bis auf 0,5V, verweilt dort 
solange die negative Halbwelle ansteht und dann kommt die nächste 
positive Halbwelle.

Für die ADC-Messung verwende ich die Funktion ReadChannel() aus dem 
AVR-GCC-Tutorial.
Wenn ich 400 Messungen oder mehr mit dem ADC mache, dann wird meine 
Bedingung für das Ausführen von Aktionen nicht mehr wahr, auch wenn ich 
als Schwellwert 0 angebe. Sprich sobald nur ein bisschen fließt, soll 
weiter gemacht werden.
Problem ist nur, die Lampe ist an und es passiert nichts.

Ich versteh nur nicht das Problem. Es liegt ja Spannung an, aber es 
passiert nichts. :(

Autor: Michael S. (michi88)
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Der Code

Autor: Tom (Gast)
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Zeig doch mal die komplette Schaltung.

Autor: Michael S. (michi88)
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siehe anhang

Autor: Ich (Gast)
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Tiefer als GND kann der OPV nicht, auch mit negativer Eingangsspannung. 
Also dort ist der Fehler.

Autor: Michael S. (michi88)
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Kannst du das etwas deutlicher formulieren?

Mein OPV geht ja nicht mal auf GND.

Autor: Ich (Gast)
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Eingangsspannung darf nicht niedriger als die an Vcc- Anschluß vom OPV 
sein.

Autor: Michael S. (michi88)
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Und wie soll ich dem jetzt gegensteuern?

Autor: Ich (Gast)
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Analogteil muß anders gemacht werden. Dauert mal kleinen Moment.

Mit Controller kenne ich mich nicht aus. Wertest Du Wechselspannung am 
Eingang aus oder eine Gleichspannungsschwelle?

Autor: Michael S. (michi88)
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Am Eingang vom OPV kommt eine Wechselspannung rein ja. "50Hz Sinus über 
Wandler"

Autor: Ich (Gast)
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Eher das was Du am Ausgang haben willst.

Autor: Michael S. (michi88)
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am idealsten wäre natürlich eine relativ stabile gleichspannung.

Autor: Ich (Gast)
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Also in der Art die Änderungen.

Autor: Michael S. (michi88)
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R1/R2 ist ein 50/50 spannungsteiler?

Warum schick ich durch die Spule nen Strom?
Der wird doch vom Wandler induziert?!

Warum D1 - kommt etz da hinten eine Wechselspannung mit negativen Anteil 
raus?

Autor: Ich (Gast)
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Als D1 ev. auch eine Z-Diode um eine Schwellspannungswirkung zu 
erreichen. Müßtest Du mal testen.

Autor: Ich (Gast)
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Diode damit es eine Gleichspannung wird.

Ja, 50/50

Autor: Ich (Gast)
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Durch die Spule fließt nur der Eingangsstrom des OPV, also sehr wenig.

Autor: Michael S. (michi88)
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Wäre es nützlich, wenn ich den OPV eine negative Vcc geben und dann am 
ausgang nur noch ne diode ranhäng?

Autor: Ich (Gast)
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Wäre nicht notwendig, so wie in obiger Schaltung ist es einfacher.

Autor: Michael S. (michi88)
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hm für was brauch ich dann c1 und r5?
nur als filterglied?

Autor: Ich (Gast)
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... würde aber auch funktionieren.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

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C1 für Gleichspannungsabtrennung (Ub halbe am Ausgang OPV), R5 da C1 ja 
umgeladen werden muß.

Autor: Michael S. (michi88)
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Dann hätte ich jetzt mit einem ICL7660 -5V erzeugt und den OPV damit 
versorgt.

Dann müsste ich nach dem OPV nur noch die Diode einfügen.
Das RC-Glied wahrscheinlich auch oder?

Autor: Ich (Gast)
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Ja, der Ausgang muß so bleiben. Deshalb ist es einfacher R1 & R2 statt 
des ICL7660 mit den Kondensatoren zu nehmen.

Der Eingangsstrom des OPV fließt durch die Wandelerspule in beiden 
Varianten, falls das Deine Bedenken sein sollten.

Autor: Michael S. (michi88)
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für r1/r2 sollten 68k doch in Ordnung sein?

Wo kann man denn etwas über diese Gleichspannungsabtrennung nachlesen?
Ich weiß nicht wie ich das RC-Glied dimensionieren muss.

Autor: Ich (Gast)
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R1/R2 10 kOhm, C1 47µF, R5 220-470 Ohm, C2 10-47µF, Parallel zu C2 
eventuell noch ein paar kOhm zum entladen, wenn Last im Messkreis weg 
ist.
(Eingangswiderstand des Kontrollers ist mir nicht bekannt)

sind "aus-dem-Bauch-raus" Werte als Anhaltswerte.

Autor: Michael S. (michi88)
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was passiert eigentlich, wenn ich diese Gleichspannungstrennung nicht 
mache?

Autor: Ich (Gast)
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Dann hast Du am Ausgang einen Spannungswert von Ub/2 ohne Last im 
Messkreis bis Ub mit Last im Messkreis (jeweils abzüglich der 
Diodenflußspannung von D1)

Autor: Ich (Gast)
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Übrigens zu Deiner ersten Schaltung, unbenutzte OPVs so wie im Anhang 
beschalten.

Autor: Michael S. (michi88)
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super!!

Ich hab jetzt mal alles nachgebaut und es funktioniert.
Vielen Dank für deine Hilfe.
Jetzt muss ich mich dahinter setzen und es anfangen zu begreifen. :)

Nochmal Danke!

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