He,
nachdem die Diskussion um den PT100 m.M.n. sehr lehrreich war, ist nun
der nächste Sensor an der Reihe. Speziell dachte ich an den H1 von
Philips/Valvo/Vishay.., den habe ich hier; alternativ lässt sich das ja
für beliebige andere kapazitive Sensoren umrechnen.
Bisher kamen mir folgende Varianten in den Sinn:
. Messbrücke: Naja, Blindwiderstand und so weiter. Halte ich aber für zu
aufwendig, bei dem bisschen Genauigkeit, was die Sensoren liefern.
. Frequenzmessung: Im einfachsten Fall den Sensor als zeitgebendes Glied
um einen NE555 (eher CMOS, also LTC555 oder sowas) herum beschalten.
Nachteilig ist, dass die Kapazitätsänderung gering ist und der
Frequenzhub daher recht gering ausfällt und sich zu einer relativ großen
Grundfrequenz addiert (etwa: 100kHz +- 20kHz). Zählt man das etwa mit
einem Zähler im Mikroprozessor, gehen viele Bits in die Wildnis.
Simuliert kam ich da auf etwa 5 bis 6 Bit Messgenauigkeit für den
eigentlichen Frequenzhub.
. Tastverhältnismessung: Das scheint auch die Variante zu sein, die im
Datenblatt und im Tietze beschrieben ist. Könnte ich aus ein paar
CMOS-Gattern zusammenbauen oder auch mit NE555 oder NE556 (ein
Multivibrator, ein Monoflop). Dabei fällt die Grundfrequenz heraus und
man kann die volle Zählerbreite ausnutzen.
Man könnte das noch RC-filtern und dann über den AD-Umsetzer messen,
aber genauer wirds davon auch nicht. Lieber gleich das digitale Signal
auswerten :-)
Was meint ihr dazu?
Vielen Dank und viele Grüße,
Kama
Hab ich ja dann garnicht so schlecht gelegen.
Ist das dann der 'Königsweg', oder hättest du noch Kritik und Anregungen
zu
meinen anderen Vorschlägen?
Zu der Tastverhältnis-Schaltung (Seite 5, unten) im Datenblatt:
Der untere Zweig M1 ist ein einfacher Oszillator, kann ich
nachvollziehen. Im oberen Zweig M2 funktioniert das rechte Gatter als
steuerbarer Inverter, könnte ich mir vorstellen, nämlich gesteuert vom
unteren Oszillator.
Aber was stellt sich denn im oberen Oszillator M1 ein, wenn der Inverter
abgestellt ist, also Pin 13 des rechten Gatters LOW ist und am Ausgang
entsprechend fest HIGH liegt?
Das linke Gatter bildet ja einen empfindlichen, invertierenden
Verstärker. Jetzt zieht man das rechte Beinchen vom Sensor H nach HIGH,
dann kriegt der Verstärkereingang auch kurz ein HIGH und liefert LOW am
Ausgang. Das läd den Kondensator langsam auf und dann landen wir
stationär irgendwo in der Mitte, oder wie?
Danke!
Sei Knoten A auf hohem Potential, HIGH. Dann liegt C auf niedrigem
Potential, LOW, und der Kondensator wird über den Widerstand geladen.
Erreicht er HIGH, schaltet der linke Inverter um, A kommt auf LOW und C
auf hohes. Nun liegt B um die Spannung am Kondensator oberhalb der
Betriebsspannung und wird durch den Widerstand entladen, bis der linke
Inverter wieder umschaltet, und dann von vorn.
In Ordnung so?
Unterer Teil:
1
__
2
A--|>=|
3
|\ |1 |o--. Y
4
.--| >O-----o----|__| |
5
| |/ | |
6
| | |
7
| .-. |
8
| | | |
9
| | | |
10
| '-' |
11
| | |
12
| | || |
13
'-----------o------||---'
14
||
Knoten A ist derselbe, wie in der oberen Zeichnung.
Solange A auf HIGH liegt, ist Y LOW und der obere Oszillator schwingt
nicht. Dann bliebe folgender Schaltungsteil zurück, der ja quasi kein
Oszillator mehr ist.
1
|\
2
.--| >O-----.
3
| |/ |
4
| |
5
| .-.
6
| | |
7
| | |
8
| '-'
9
| |
10
| |
11
'-----------o
12
|
13
|
14
---
15
---
16
|
17
===
18
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
Aber was genau stellt sich jetzt da stationär ein? Und vorallem, wie
schwingt der Teil an?
Sven P. schrieb:> Simuliert kam ich da auf etwa 5 bis 6 Bit Messgenauigkeit für den> eigentlichen Frequenzhub.
Was in Anbetracht der meist ohnehin begrenzten Genauigkeit dieser
Sensoren schon akzeptabel sein kann.
Ich hatte das mal mit einem HS1101 und TLC555 erledigt. Zählerbits gabs
allerdings genug, weil LPC2000 mit 32-Bit Zähler, dieser Aspekt spielte
also keine Rolle.
Da brauchbare kapazitive Sensoren auch nicht ganz so billig sind hatte
ich mich danach allerdings gleich auf die SHT11 verlegt, zumal da auch
die sowieso meist nötige Temperatur mit rausspringt.
Habe ich mir auch schon überlegt, ja. Wobei ja selbst der SHT15 noch
+-2%rH macht. Da komme ich mit meinen 5..6 Bit auch noch heran...
Die Schaltung würde ich dennoch gerne verstehen :-}
Sven P. schrieb:> Die Schaltung würde ich dennoch gerne verstehen :-}
Die ist doch in dem Valvo-Papier direkt darüber mitsamt
Prinzipschaltbild erklärt.
Wenn man bei der Frequenzmessung relativ viele Bits verwerfen muss, ist
das nicht schlimm, denn bei der Frequenz hat man schnell eine hohe
Auflösung. Als Reziprokzähler hat man schnell 16-20 Bit Auflösung bei
der Frequenz, da kommt es auf 4 oder 8 weniger durch die relativ kleine
Frequenzänderung nicht an. So schnell reagiert der Feuchtesensor ja
nicht, man halt also genug Zeit zur Frequenzmessung, auch wenn man
einfach nur zählt.
Die Vorgeschlagenen Schaltungen sind relativ einfache Oszillatoren mit
einem Logic Gattern. Da sollte ein LMC555 oder ähnliches schon besser,
weil weniger Temperaturabhängig sein.
Ulrich schrieb:> Die Vorgeschlagenen Schaltungen sind relativ einfache Oszillatoren mit> einem Logic Gattern.
Diese Valvo-Schaltung hat als Ziel ja ohnehin keine digitale Auswertung,
sondern landet direkt auf einem analogen Zeigerinstrument. Dafür
benötigt man die Frequenzdifferenz. Für digitale Auswertung ist das
Blödsinn, denn genauer wirds durch den zweiten Oszillator auch nicht.
A. K. schrieb:> Sven P. schrieb:>>> Die Schaltung würde ich dennoch gerne verstehen :-}>> Die ist doch in dem Valvo-Papier direkt darüber mitsamt> Prinzipschaltbild erklärt.
Da ist lediglich beschrieben, dass der eine Multivibrator den anderen
synchronisiert. Und dabei stoße ich auf das Problem, welches ich einen
Beitrag zuvor beschrieben habe: Ich verstehe nicht, wie der obere
Multivibrator anschwingt und synchronisiert wird.
Und das interessiert mich jetzt auch unabhängig von dieser speziellen
Anwendung.
Ulrich:
Ich glaub, das hilft. Ich weiß gerade selbst nicht so genau, weshalb ich
nicht einfach die Zählzeit verlängere...
