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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sensorschaltung


Autor: gast (Gast)
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Hallo

ich will versuchen eine Sensorschaltung aufzubauen die mir einen 
analogen Wert von 0-10 ausgibt.

Der Halleffekt-Sensor mißt das magnetische Feld. Mir ist jetzt unklar 
was für eine Schaltung ich da realisieren könnte da mich ja kaum die 
Stärke des magnetischen Feldes interessiert.

MfG

Autor: Michael (Gast)
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Öhm, du hast einen Hall-Sensor, der die Stärke des magnetischen Feldes 
misst aber dich interessiert die nicht?? Was willst du denn messen? 
Darüber solltest du dir erstmal im klaren werden.

Ansonsten wäre es noch interessant zu wissen, welchen Sensor du hast, 
also Typenbezeichnung und/oder Datenblatt wäre interessant.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

> ich will versuchen eine Sensorschaltung aufzubauen die mir einen
> analogen Wert von 0-10 ausgibt.
>
> Der Halleffekt-Sensor mißt das magnetische Feld. Mir ist jetzt unklar
> was für eine Schaltung ich da realisieren könnte da mich ja kaum die
> Stärke des magnetischen Feldes interessiert.

mir geht das auch immer so. Wenn ich ein Thermometer baue, dann 
interessiert mich nur ein Wert von 0...10. Die Temperatur ist mir egal. 
Ich sehe ja durch das Fenster, ob schönes Wetter ist.

Kannst Du nochmal überlegen, was Du wissen willst bzw. über was Du 
diskutieren willst. Deine Nachricht ist sehr wirr.


Gruß,
  Michael

Autor: gast (Gast)
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Ich entschuldige mich dass die Nachricht wirr ist aber blöde Kommentare 
kann man sich trotzdem sparen.

Ich habe den Sensor Honeywell SS94A1 mit dem ich versuchen will eine 
Schaltung zu bauen.

Mir ist klar dass ich mit einem Halleffekt Sensor das magnetische Feld 
messen kann.
Mir ist aber unklar wozu ich die Stärke des magnetischen Feldes brauche.

Schaltungen wo ein Halleffekt-Sensor eingebaut war, welche Funktion 
hatten die bzw. was wollte man damit messen.

Autor: gast (Gast)
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Anders forumuliert, wo treten magnetische Felder auf.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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> Anders forumuliert, wo treten magnetische Felder auf.
Um elektrische Ströme herum und als Erdmagnetfeld.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Bei Neutronensternen sollen sie auch ganz nett sein. So um 10^8 Tesla.

Gruss Helmi

Autor: zwieblum (Gast)
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ist das jetzt eine scherzfrage oder ernst gemeint?

Autor: zwieblum (Gast)
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bremströme in wirbelstrombremsen, live vermessen beim bremsen :-)

Autor: Ahem (Gast)
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>aber blöde Kommentare kann man sich trotzdem sparen.
Nein, ohne blöde Kommentare geht das nicht! Sorry! Musst Du mit leben, 
wenn Du blöde Fragen stellst! Immerhin hälst Du uns hier ja für die 
kenntnisreicheren Personen. Was, wenn wir nun genau wissen, das ein 
blöder Kommentar nötig ist? Häh? Was dann? ;-)
Wobei ich meine das die beiden fraglichen Antworten eher noch 
einigermaßen zivilisiert waren.

Um aber noch was sachdienliches hinzuzufügen:
In der Kommutierungssteuerung von DC-Motoren ist man tatsächlich nicht 
an der Stärke des Feldes an sich interessiert.

Autor: gast (Gast)
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>> Anders forumuliert, wo treten magnetische Felder auf.
>Um elektrische Ströme herum und als Erdmagnetfeld.

Ich bin mir jetzt nicht sicher ob es in einem Auto Hall effekt Sensoren 
gibt bzw. bei Produktionsmaschinen gibt es bestimmt auch irgendwo Hall 
effekt Sensoren.

Welche Funktion hätten die, ich vermute das bei einem Auto oder einer 
Produktionsmaschine kaum das Erdmagnetfeld gemessen wird.


>ist das jetzt eine scherzfrage oder ernst gemeint?
Und wenn es keine Scherzfrage ist, was wäre so schlimm daran.

Autor: gast (Gast)
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>Musst Du mit leben, wenn Du blöde Fragen stellst!

Erklär mir bitte was an der Frage wo Halleffekt-Sensoren eingesetzt 
werden dümmer ist als an der Berechnung eines Spannungsteilers oder 
.....

Autor: Mark Brandis (markbrandis)
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Hm, eine Rotation könnte man damit im Prinzip auch messen, wenn man 
einen kleinen Magneten am beweglichen Teil anbringt und dieser immer 
wieder am Sensor vorbeizischt.

Autor: Michael (Gast)
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Nunja, blöde Kommentare sind hier die Regel aber bisher hielt es sich 
hier ja in Grenzen.

Was ist für dich denn "das magnetische Feld" und was ist für dich "die 
Stärke des magnetischen Feldes". Ich drück es mal mit maxwells Worten 
aus:

Das magnetische Feld ist ein Feld in dem Kräfte wirken können.

Soviel erstmal dazu. Nun zu deinem Sensor, der misst schonmal gar nicht 
das magnetische Feld sondern die magnetische Flussdichte (was mich auch 
schon am Anfang verwirrte, Hall Sensoren messen in der Regel immer die 
magnetische Flussdichte). Bei 0 G (steht für Gauss, nicht für 
Beschleunigung oder ähnliches) hat er nach Datenblatt 4 Vdc +-0.04 Vdc. 
Seine Empfindlichkeit beträgt 5 mV/G +- 0.1 mV/G. Daraus kannst du 
schonmal ableiten, in welchem Spannungsbereich der Sensor arbeitet. Und 
mit Hilfe der ein und anderen OP-Schaltung (so spontan fällt mir 
Subtrahiere ein mit passender Verstärkung) lässt sich das relativ 
einfach auf 0-10V trimmen.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

>>> Anders forumuliert, wo treten magnetische Felder auf.
>>Um elektrische Ströme herum und als Erdmagnetfeld.

>
> Ich bin mir jetzt nicht sicher ob es in einem Auto Hall effekt Sensoren
> gibt bzw. bei Produktionsmaschinen gibt es bestimmt auch irgendwo Hall
> effekt Sensoren.
Das könnten Näherungssensoren sein, die die Entfernung des Magneten zum 
Magnetsensor messen.

Eine andere prinzipiell mögliche Anwendung wäre die Messung der 
Stromstärke in einer Leitung. Praktikabler ist hier allerdings in der 
Regel die Messung über einen Shunt-Widerstand; bei Wechselstrom auch 
eine "Stromzange", die auf Induktion beruht.


Gruß,
  Michael

Autor: Al Bundee (Gast)
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> Ich bin mir jetzt nicht sicher ob es in einem Auto Hall effekt
> Sensoren gibt

So 10-50 sind in einem normalen, modernen Auto verbaut, würde ich 
schätzen

> bzw. bei Produktionsmaschinen gibt es bestimmt auch irgendwo
> Halleffekt Sensoren.

Ei sischer doch - zumindest bei den meisten

>  Welche Funktion hätten die,

Drehzahlmessung in Motor und Geriebe, Näherungsschalter, Schlupfmessung 
im ABS (4x Drehzahlmessung mit Differenzauswertung), usw.

> ich vermute das bei einem Auto oder einer
> Produktionsmaschine kaum das Erdmagnetfeld gemessen wird.

Selten. Dafür werden spezielle Magnetfeldsensoren eingesetzt 
(elektronischer Kompass)

In einem Punkt hast Du beim Auto recht: Die absolute feldstärke ist 
uniteressant, es interessiert das Maximum. Allerdings nutzt man den 
halleffekt nur, um berührungs- und kontaktlos sehr sicher und schnell 
Drehzahlen von rotierenden Teilen zu messen

Autor: gast (Gast)
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Hallo,

ich habe hier eine Schaltung die aus -500 Gauss bis +500 Gauss eine 
Ausgangsspannung von 0-10 V macht.

Ich würde das gerne auf einer 7-Segment Anzeige anzeigen lassen. Wie 
kann ich aus den 0-10V -500 bis 500 machen.

MfG

Autor: Gast4 (Gast)
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Mit einem AD-Wandler und einer Logik dahinter.

Gast4

Autor: Michael M. (michaelm)
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Moin, spricht was dagegen, die Unsymmetrie aus den OPs rauszunehmen - 
dann hättest Du gleich ein Ausgangssignal von +/- 5V für den ADC?
Michael

Autor: gast (Gast)
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An den AD-Wandler habe ich auch schon gedacht.

>Moin, spricht was dagegen, die Unsymmetrie aus den OPs rauszunehmen -
>dann hättest Du gleich ein Ausgangssignal von +/- 5V für den ADC?

Ist mir bisschen unklar.


Gibt es in SwitcherCad einen AD-Wandler, habe den IC nicht gefunden.

Autor: yalu (Gast)
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Am leichtesten geht es wahrscheinlich mit einem Einbauinstrument ähnlich
diesem hier:

  http://www.pollin-electronic.de/shop/shop.php?cf=d...

Die vom Sensor gelieferte Spannung von 1,5V bis 6,5V setzt du mit einem
geeigneten Widerstandsnetzwerk in ±50mV um, die das Instrument als ±500
anzeigt, wenn du den Dezimalpunkt ausgeschaltet lässt. Irgendwelche
zuätzlichen ICs brauchst du dann wahrscheinlich nicht.

Deine Schaltung mit den 4 OPVs lässt sich übrigens etwas vereinfachen
(s. Anhang).

Autor: Michael M. (michaelm)
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gast schrieb:
> Ist mir bisschen unklar.
Dein U2 wird och am Eingang mit einem Offset von 10% von V+ betrieben, 
um am Ausgang der Schaltung ein Signal von 0 - 10V zu erhalten. Wenn Du 
den Offset wegnimmst auf 0, also die ganze Schaltung so austrimmmst, 
dass Deine Sensorspannung tatsächlich zwischen neg. und pos. Maximum 
auch am Ausgang symmetrisch zu "0" erscheint, kannst Du hinten direkt 
auf dem von yalu genannten Teil ablesen.

Autor: gast (Gast)
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@yalu
Danke.

>Am leichtesten geht es wahrscheinlich mit einem Einbauinstrument

Es geht mir nicht wirklich um die Schaltung sondern eher darum wie man 
eine Idee verwirklichen könnte, sozusagen bisschen Übung.

Da dachte ich halt zu versuchen die richtigen Werte anzuzeigen
(mit AD-Wandler). Eine 7-Segment Anzeige ist denke ich einfach, jedoch 
bei einer dreistelligen Anzeige weiß ich nicht ob es so einfach ist.


>Die vom Sensor gelieferte Spannung von 1,5V bis 6,5V setzt du mit einem
>geeigneten Widerstandsnetzwerk in ±50mV um, die das Instrument als ±500
>anzeigt,

Wie soll das funktionieren.

>Deine Schaltung mit den 4 OPVs lässt sich übrigens etwas vereinfachen

Die Ausgangsspannung soll von 0-10V sein, aber würde mich trotzdem 
interessieren wie die Schaltung funktioniert. Welchen Sinn hat R1

Autor: gast (Gast)
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@Michael

>Dein U2 wird och am Eingang mit einem Offset von 10% von V+ betrieben,
>um am Ausgang der Schaltung ein Signal von 0 - 10V zu erhalten.

Ich weiß jetzt nicht ob das etwas mit dem Offset zu tun. U2 verwende ich 
weil ich einen Differenzverstärker habe und der Sensor erst ab 1,5 
anfängt.
Somit habe ich den Diff. dass es erst ab 1,5V anfängt zu verstärken.

Autor: Michael M. (michaelm)
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Sorry, hatte ich wohl überlesen. Wenn er aber nach DB bei 0 G eine 
Ausgangsspannung von 4V hat, warum trimmst Du ihn nicht gleich so, dass 
er ohne anliegendes Feld am Ausgang der Schaltung 0V hat?

Autor: gast (Gast)
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Wußte nicht wirklich wie ich den OPV einstellen kann dass er pos. und 
neg. ausgibt.

Somit war es für mich einfacher am untersten Punkt zu beginnen.

Habe es mir nochmal überlegt aber es kommt ein Blödsinn raus.

Ue/Ua= (R1+R2)/R2

15/4= 1+ R1/R2

2,75.R2=R1

Laut Berechnung müßte ich so den Spannungsteiler dimensionieren aber da 
kommt ein Ergebnis mit ca. -330V

Autor: yalu (Gast)
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>> Am leichtesten geht es wahrscheinlich mit einem Einbauinstrument
>
> Es geht mir nicht wirklich um die Schaltung sondern eher darum wie man
> eine Idee verwirklichen könnte, sozusagen bisschen Übung.

Statt eines fertigen Instruments kannst du natürlich auch einen
ICL7106 oder ICL7107 nehmen. Das sind A/U-Umsetzer mit BCD-Ausgang zum
Anschluss einer 3½-stelligen 7-Segmentanzeige. Wenn du das Ganze weiter
zerpflücken willst, nimmst du einen gewöhnlichen A/D-Umsetzer mit
Binärausgang, bastelst dir aus einem EPROM o.ä. einen Binär-BCD-Kodierer
und schließt die Anzeige über drei BCD-7-Seg.-Dekoder (74LS47) an.

Wenn du mehr auf Mikrocontroller stehst, kannst du natürlich auch einen
solchen nehmen und die ganze Umkodiererei in Software machen. Die
meisten µCs haben einen A/D-Umsetzer integriert, so dass du allenfalls
noch etwas Treiberelektronik für die Anzeige (bei LEDs) brauchst. Von
der in diesem Forum heißgeliebten AVR-Familie wäre bspw. der ATtiny261
passend.

>> Deine Schaltung mit den 4 OPVs lässt sich übrigens etwas vereinfachen
>
> Die Ausgangsspannung soll von 0-10V sein, aber würde mich trotzdem
> interessieren wie die Schaltung funktioniert. Welchen Sinn hat R1

Durch R1 wird quasi das Potential am invertierenden Eingang hochgezogen,
was der OPV durch eine niedrigere Ausgangsspannung kompensiert. Man hat
damit also die Subtraktion eines konstanten Werts realisiert.

Die Ausgangsspannung dieser Schaltung ist allgemein

wobei UP die Spannung am oberen Ende von R1 (im Beispiel 15V) ist. Man
kann also durch Variation der Widerstände sowohl die Verstärkung als
auch einen Offset in weiten Grenzen einstellen.

Autor: Michael M. (michaelm)
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gast schrieb:
> Wußte nicht wirklich wie ich den OPV einstellen kann dass er pos. und
> neg. ausgibt.
Ist bei symmetrischer Versorgung das einfachste der Welt:
Wenn nix an den Eingängen liegt, ist der Ausgang = 0.
Wenn Dein "U4" am n.i. Eingang +4V von Deinem Sensor bekommt, hat er als 
Spannungsfolger, als der er beschaltet ist, auch am Ausgang +4V. Würdest 
Du (geht beim Spannungsfolger so nicht) dem i. Eingang auch +4V geben, 
wäre der Ausgang wieder 0V.
Theoretisch -wenn Du das zulassen kannst- kommst Du mit einem einzigen 
OP aus: Leg' den Sensor-"Fuß" (momentan auf GND) auf einen 
Spannungsteiler, der eine Spannung von -4V erzeugt. Schwupp - hast Du am 
Ausgang des OPs ohne Eingangsfeld 0V. Wenn der Spannungshub nicht ganz 
ausreichen sollte, lässt Du das Signal dieses OP (U4) oder durch einen 
zweiten dahinter um den entsprechenden Betrag aufpäppeln. Dahinter folgt 
die Anzeigeeinheit z.B. wie von yali vorgeschlagen.
Feddisch...
Grüße Michael

Autor: Michael M. (michaelm)
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sorry, sollte yalu heißen. hab' zu breite Finger...

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