Hallo zusammen, ich benötige mal eure Hilfe. Ich bin dabei mit einer Schulklasse ein Projekt zu machen. Dabei geht es um die Übertragung von Lichtsignalen. Die Schüler bauen mit einer LED einen Sender. Um das Licht wieder zu emfpangen habe ich auf der Empfängerseite eine Solarzelle. Nach dem Empfänger möchte ich mit einem digitalen Signal weiterarbeiten, also muss ich das ankommende Signal wieder "digitalisieren". Meine Idee ist nun einen einstellbaren Schwellwert an den neg. Eingang eines OPs zu legen und die Solarzellenspannung an den positiven Eingang eines OPs (siehe Schaltplan). Das funktioniert auch soweit ganz gut, ich kann Lichtsignale empfangen und "digitalisieren". Nur der von mir jetzt eingesetzte OpAmp (LM358N) liefert als High Signal am Ausgang keine 5V (Versorgungsspannung) sondern nur 3.5V. Ich hätte aber gerne ein annähernd 5V starkes Signal als Ausgang um damit z.B. auf einen MCU Eingang zu gehen. Ich habe schon mehrere OpAmps ausprobiert. Entweder haben diese mit den geringen Eingangsspannungen (zwischen 0.1 und 0.5V) nicht umgehen können oder sie lieferten auch keine 5V Ausgangssignal. Ich weiß, dass es Rail-to-Rail OPs gibt welche als High Signal fast genau die Versorgungsspannung am Ausgang bereit stellen. Ich habe solche bei LT auf der Seite gefunden. Problematisch ist jedoch, dass diese nen Haufen Geld kosten. Ich darf pro Schüler nur 5€ ausgeben und bin ohne OpAmp nun schon bei 4,50€. Der OP sollte also keine 2€ kosten so wie die Teile von LT. Kann mir jem einen OpAmp empfehlen?
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>Nur der von mir jetzt eingesetzte OpAmp (LM358N) liefert als High Signal >am Ausgang keine 5V (Versorgungsspannung) sondern nur 3.5V Du solltest noch eine Hysterese vorsehen. Als günstiger RR-OPamp geht der TS912. Wie groß ist die "Detektorkapazität" der Solatzelle? Was für Signale willst du übertragen? Warum nimmst du keinen TIA als Empfänger??
Tobias schrieb: > Nur der von mir jetzt eingesetzte OpAmp (LM358N) liefert als High Signal > am Ausgang keine 5V (Versorgungsspannung) sondern nur 3.5V. Nimm einen Komparator, und der billigste Feld/Wald/Wiesen-Typ ist LM393. Der hat einen O.C.-Ausgang, also am uC den internen Pullup einschaltzen, oder halt einen externen verwenden.
Hi! Danke für die schnelle Antwort und danke für den Vorschlag "TS912". Ich werde mir mal nen Sample bei Conrad holen. Er ist aber immer noch recht teuer mit 1€ pro Stück. Würde aber gerade noch so gehen... Zu deinen Fragen und weitere Infos über das Schulprojekt: Ich kann natürlich das Ausgangssignal des OpAmps rückkoppeln um die Hysterese zu erreichen. Das ist eine gute Idee, werde ich am Wochenende testen. Über die Detectorkapazität kann ich nichts sagen, ich habe die Solarzellen auf nem Flohmarkt erstanden. Es ist keine Bezeichnung darauf. Sie liefert eine Ausgangsspannung von ca. 0.3V an einem 100k Widerstand bei Beleuchtung mit einer weißen LED (hilft dir wahrscheinlich nicht viel die Aussage ;) ). Die Signale, welche ich übertragen will, werden per Hand mittels LED+Taster "gemorst", ca. ein Signal pro Sekunde (also keine Anforderungen an die Geschwindigkeit eines OPs). Was meinst du mit TIA? Natürlich könnte ich das Ausgangssignal per nachfolgender Elektronik (wie nem Transistor) auf 5V anheben, prinzipiell versuche ich die Schaltung so einfach wie möglich und mit möglichst wenig Bauteilen aufzubauen damit sie von Schülern aus der 8. - 10. Klasse nachzuvollziehen ist. Diese haben gerade erst das Ohmsche Gesetz kennengelernt. Daher wollte ich nicht noch einen Transistor erklären, ein OpAmp bzw. Komparator welcher Spannungen vergleicht ist für jeden Schüler einfach zu verstehen.
>Die Signale, welche ich übertragen will, werden per Hand mittels >LED+Taster "gemorst", ca. ein Signal pro Sekunde (also keine >Anforderungen an die Geschwindigkeit eines OPs). Ahja, das sollte gehen. >Was meinst du mit TIA? Trans-Impedanz-Amplifier, die normale Art, das Signal von Fotodioden zu verstärken. Bei sehr großen Detektorkapazitäten wird ein TIA aber schnell instabil und da ist deine Variante, obwohl sie völlig atypisch aussieht, vielleicht sogar besser...
Tobias schrieb: > Danke für die schnelle Antwort und danke für den Vorschlag "TS912". Ich > werde mir mal nen Sample bei Conrad holen. Er ist aber immer noch recht > teuer mit 1€ pro Stück. Würde aber gerade noch so gehen... Tja, ein LM393 kostet nur ein paar Cent.
Tobias schrieb: > Nur der von mir jetzt eingesetzte OpAmp (LM358N) liefert als High Signal > am Ausgang keine 5V (Versorgungsspannung) sondern nur 3.5V. Wie wird der OPV denn versorgt? Über einen 5V Spannungsregler? Dann schliess die positive Versorgung doch vor dem Spannungsregler an. Gruss Harald PS: Unabhängig davon; Deine Auswerteschaltung ist nicht besonders gut.
Danke für den Tipp! Den LM393 werde ich auf jeden Fall testen! Pull Up ist kein Problem, hauptsache er kann mit den kleinen Eingangsspannungen umgehen.
Harald Wilhelms schrieb: > Tobias schrieb: > >> Nur der von mir jetzt eingesetzte OpAmp (LM358N) liefert als High Signal >> am Ausgang keine 5V (Versorgungsspannung) sondern nur 3.5V. > > Wie wird der OPV denn versorgt? Über einen 5V Spannungsregler? Dann > schliess die positive Versorgung doch vor dem Spannungsregler an. > Gruss > Harald > PS: Unabhängig davon; Deine Auswerteschaltung ist nicht besonders gut. Hallo Harald, mir ist klar, dass diese Schaltung nicht besonders gut ist. Aber sie ist einfach aufgebaut und (hoffentlich) für Schüler die nur das Ohmsche Gesetz kennen, nachvollziehbar. Das stand dabei im Vordergrund. Der OP ist über einen 5V Spannungswandler angeschlossen. Davor hängt ein 9V Block. Habe noch nicht gemessen was dann am OP heraus kommt. Ich werde nun erstmal den LM393 testen.
Du kannst auch Geld sparen indem Du den Kram einfach nicht bei Conrad kaufst...
Zonk-8000 schrieb: > Du kannst auch Geld sparen indem Du den Kram einfach nicht bei Conrad > kaufst... Großes Thumbs Up: Conrad ist erstens nicht gerade günstig (wenn ich mit meinem lokalen Mini-Elektrohändler (der auch den LM393 hat) vergleiche) und zweitens habe ich bei Conrad letzens 45min auf 7Bauteile gewartet (keine seltenen!!!).
Ein etwas günstiger RR-OP wäre sonst noch der MCP6001/2. Mit einem externen Pullup könnte auch der LM358 noch nahe an die Versorgung ran. Unschlagbar günstig wäre vermutlich der µC interne Komparator, denn die meisten µCs haben.
Moin! Danke für die vielen Tipps und Antworten. @Zonk: Ich habe sicher nicht vor die Teile bei Conrad zu kaufen. Ich kaufe da nur einzelne Muster da ich eine Filiale direkt vor der Haustür habe. Die Bestellung erfolgt dann über Farnell und co. einzelne Bauteile über Farnell zu bestellen kostet aber immer 10€ Versand und macht wenig Sinn ;) @Ulrich: Danke für den Tipp mit dem MCP6002. Auch diesen werde ich mir ansehen.
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