Ich versuche mich derzeit an einer Schaltung zur pH-Messung und halte mich da an die phduino-Schaltung (https://code.google.com/p/phduino/). Hier ist als OpAmp ein TL072 verbaut (http://picasaweb.google.com.br/lh/photo/GH973jZej_jhEzqNdsHK_A?feat=embedwebsite); der Autor schreibt, dass man auch einen TL082 nehmen kann. Mit einem Input Bias im Bereich von 20nA ist das meinem Gefühl nach heute weiter ausbaufähig. Oder sehe ich das falsch? Kann ich in der Schaltung nicht einfach (z.B.) einen LMC6062 verwenden? Der liegt bei 10fA, ist ebenfalls ein Dual-channel-Op und kann auch mit 5V betrieben werden. Ich bin mir noch unsicher, ob ich die beiden Ops wirklich einfach austauschen kann... Da ich leider nicht alle Parameter in den Datenblätter verstehe, fällt mir der Vergleich etwas schwer. Deshalb hoffe ich auf eure Hilfe. Ggf. gerne auch andere Alternativen, mit denen ich den TL082 einfach ersetzen kann...
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@ Jay Myon (blubb33) >Hier ist als OpAmp ein TL072 verbaut >(http://picasaweb.google.com.br/lh/photo/GH973jZej_... >der Autor schreibt, dass man auch einen TL082 nehmen kann. >Mit einem Input Bias im Bereich von 20nA ist das meinem Gefühl nach >heute weiter ausbaufähig. Sicher. 20nA sind heutzutage Starkstrom ;-) 0815 OPVs mit FET-Eingangsstufen kommen locker bis ein paar Dutzen pA runter, wer die Creme de la Creme OPVs nimmt kommt bis einige Dutzend fA (Ja, Femtoampere). Allerdings muss dann er Gesamtaufbau sehr leckstromarm sein, Stichwort Guarding und Teflonstützer, Luftisolation. Das baut man nicht einfach mal so, und wenn man es MESSEN will, wird es auch lustig. >Kann ich in der Schaltung nicht einfach (z.B.) einen LMC6062 verwenden? >Der liegt bei 10fA, ist ebenfalls ein Dual-channel-Op und kann auch mit >5V betrieben werden. Siehe oben.
Ok, d.h. mit anderen Worten. Ich könnte zwar den OP entsprechend ersetzen, aber es würde mir bei der Schaltung nicht viel nutzen. Also kann ich es bei dem TL082 auch belassen... Irgendwie schade. Aber ich sehe es ein, dass es nicht viel nutzt, wenn man den Rest nicht weiter optimieren kann (und dazu bin ich derzeit nicht in der Lage).
Jay Myon schrieb: > Ok, d.h. mit anderen Worten. Ich könnte zwar den OP entsprechend > ersetzen, aber es würde mir bei der Schaltung nicht viel nutzen. Das bedeutet die Aussage keineswegs. Zwischen 20nA und 10fA liegen aber immerhin sechs Größenordnungen. Wenn man wirklich im fA-Bereich messen will, steigt der apparative Aufwand ziemlich an. Um jedoch den Eingangsstrom auf irgendeinen Wert deutlich unter von 20nA "Starkstrom" zu drücken, reichen schon ein paar einfache Maßnahmen. 1. Der empfindliche Eingang (Pin3 des TL072) sollte fliegend zwischen OP und Buchse verdrahtet werden. Es ist unbedingt zu vermeiden, dass Flussmittelreste des Lötvorganges zu Verbindungen gegenüber Masse oder gar anderen Potentialen führen. Es empfiehlt sich, den OP zu sockeln und vor dem Einstecken den betreffenden Pin hochzubiegen. Falls die Strippe zwischen OP und Buchse mechanisch abgestützt werden muss, sollte das durch die genannten Abstandhalter aus Teflon erfolgen. 2. Auch beim Anlöten des Zentralleiters der (BNC-)Anschlussbuchse für die pH-Elektrode ist darauf zu achten, dass sich keine Brücke aus Flussmittelresten bildet. 3. Bei der Verwendung eines OPs mit in Glas eingeschmolzenen Anschlussdrähten, z.B. TO-99-Gehäuse, kann Licht in das Gehäuse eindringen und zu einer Photoleitfähigkeit führen. Daher sollte man solche Bauteile gegen Lichteinstrahlung schützen. 4. Der Eingang ist leider nicht ordentlich gegen elektrostatische Aufladungen geschützt. Da kann ein (äußerst leckstromarmer!) Kondensator schon einiges bringen, insbesondere auch eine Reduzierung der Empfindlichkeit gegen sonstige HF-Einstrahlungen.
@ Jay Myon (blubb33) >Ok, d.h. mit anderen Worten. Ich könnte zwar den OP entsprechend >ersetzen, aber es würde mir bei der Schaltung nicht viel nutzen. Also >kann ich es bei dem TL082 auch belassen... NEIN! Nimm einfach einen normalen OPV mit FET-Eingang und Eingangsströmen im pA Bereich (<100pA), das ist schon mal Faktor 1000(!) besser als jetzt. In den fA Bereich musst du nicht gehen. TS912 ist ein Standardtyp und zum TL082 pinkompatibel! >Irgendwie schade. Aber ich sehe es ein, dass es nicht viel nutzt, wenn >man den Rest nicht weiter optimieren kann Mal nicht gleich die Flinte ins Korn werfen. Wenn ich so das Layout ansehe, kann man da auch noch einiges machen. U.a. die alberne, weil vollkommen zerschnittene Massefläche entfernen und mit etwas Hirnschmalz weglassen oder sinnvoll gestalten.
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> 4. Der Eingang ist leider nicht ordentlich gegen elektrostatische > Aufladungen geschützt. Da kann ein (äußerst leckstromarmer!) Kondensator > schon einiges bringen, insbesondere auch eine Reduzierung der > Empfindlichkeit gegen sonstige HF-Einstrahlungen. Was wäre denn ein solcher leckstromarmer Kondensator? Auf jeden Fall vielen Dank für die ganzen Tipps, die ich jetzt einfach mal umsetzen werde. > Mal nicht gleich die Flinte ins Korn werfen. Ok, ich habe mich wohl zu sehr auf fA konzentriert und bei der Recherche eben gelesen, dass eine korrekte Messung selbst für die Profis äußerst schwierig und aufwändig ist. Das war mir alles deutlichst zu hoch. Aber ihr habt recht, ich kann den Bereich ja auch so weiter runtersetzen. Ich denke ich werde den TS912 nehmen. Für weitere Optimierungen bin ich immer zu haben. Edit: Was soll eigentlich R15 (siehe Potentiometer in der angehängten Schaltung) machen?
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Falk Brunner schrieb: > Sicher. 20nA sind heutzutage Starkstrom ;-) Ja, und m.E. für ph-Wert-Messungen zu viel. Der unten vorgeschlagene pA-Verstärker passt da schon besser. Jay sollte noch beachten, das die Eingangsschaltung auch sonst sehr hochohmig aufgebaut werden muss. Normale gedruckte Schaltungen sind da eher nicht geeignet. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > das > die Eingangsschaltung auch sonst sehr hochohmig aufgebaut werden muss. > Normale gedruckte Schaltungen sind da eher nicht geeignet. Kannst du das noch etwas erläutern?
Jay Myon schrieb: > Harald Wilhelms schrieb: >> das >> die Eingangsschaltung auch sonst sehr hochohmig aufgebaut werden muss. >> Normale gedruckte Schaltungen sind da eher nicht geeignet. > > Kannst du das noch etwas erläutern? Die gesamte Eingangsschaltung muss sehr hochohmig ausgeführt werden. Die Ph-Sonde sollte man z.B. an Teflonisolierten Lötstützpunkten verdrahten. Den Eingangspin des OPV biegt man am besten hoch und verdrahtet in frei. Übrigens ist auch der Eingangswiderstand von normalen Multimetern zu niederohmig zur Messung an ph-Sonden. Gruss Harald
> Teflonisolierten Lötstützpunkten
Kenne ich noch gar nicht. Schaue ich mir mal an...
Und ein Keramikkondensator an den Eingang des OP? In welcher Größe? 100n
z.B.?
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Jay Myon schrieb: > Und ein Keramikkondensator an den Eingang des OP? Natürlich nicht. Viel zu niederohmig. Du willst fA OpAmps und schliesst uA Kerkos an? Ich halte die Ursprungsschaltung für veraltet. Arduino = von Laien für Laien, Shielt = teuer und schlecht. Man kann das heute mit viel weniger Bauteilen viel besser aufbauen, ohne negative Versorgung falls die pH Sonde nicht mit einem Anschluss auf Masse liegen muss.
@Jay Myon (blubb33) >Und ein Keramikkondensator an den Eingang des OP? In welcher Größe? 100n >z.B.? Lass den erstmal weg, der macht im Zweifelsfall mehr Probleme als er löst. Jeder OPV hat einen eingebauten Minimalschutz gegen ESD. Wenn man vorsichtig und ESD-gerecht arbeitet, braucht man keinen Zusatzschutz.
MaWin schrieb: > Man kann das heute mit viel weniger Bauteilen viel besser aufbauen, ohne > negative Versorgung falls die pH Sonde nicht mit einem Anschluss auf > Masse liegen muss. Gibt es dazu ein Beispiel? Ich habe lange gesucht und mich dann eben "laienhaft" für die genannte Schaltung als meine Basis entschieden... Weniger Bauteile wäre ja super. Was die Sonde angeht: Naja, die ist noch nicht da. D.h. ich kann mir noch eine passende / optimale Sonde aussuchen. Letztlich soll eine Dauermessung im Wasser realisiert werden.
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Jay Myon schrieb: > Weniger Bauteile wäre ja super. Welche Genaugkeit (a/d Wandler ist mit 10 bit bekannt). Welcher Messbereich (0-14?) Noch andere Sonden im selben Wasser, z.B. Leitwert, wegen Differenzpotential. Welche Spannung pro pH liefert die Sonde. Auf welche Art erfolgt die Trmoeraturmessung zur Temoeraturkomoensation? (wenn dazu z.B. ein Pt100 verwendet wird der in der Sonde eingebaut mit einem Pol der pH vrrbunden ist muss man das berücksichtigen). Im einfachsten Fall tun es 2 ungenaue Widerstände, ein Elektrometer-OpAmp und ZWEI A/D-Wandler Eingänge.
Jay Myon schrieb: > Ggf. gerne auch andere Alternativen, mit denen ich den TL082 einfach > ersetzen kann... Irgendwo sah ich mal eine fast 40 Jahre alte Schaltung ph-Messung mit dem ollen CA3130. Den müßte es noch geben, auch schon lange ein preisgünstiger Universalbaustein. Das ist ein MOSFET-OP, auch mit Terraohm Eingangswiderständen, und der geht noch mit Single Supply 5V, die TL082 eher nicht. Einen Trimmer zur Offsetkompensation braucht er aber, Frequenzkompensation da in der Anwendung eher nicht. Es stand da als Randbemerkung: MOSFET-OP immer gut kühlen, da sich Eingangsimpedanzen über die Temperatur gerne um Zehnerpotenzen verschlechtern. Die TL082 sind aber von Eingangsimpedanzen auch gut, habe einen Multivibrator mit einem Gigaohm-Widerstand am laufen.
MaWin schrieb: > Welche Genaugkeit (a/d Wandler ist mit 10 bit bekannt). Soweit wie es machbar ist. 0,01 wären super, aber 0,02-0,05 wären auch akzeptabel. > Welcher Messbereich (0-14?) Streng genommen benötige ich nur von 6-8. Wobei ja auch Kalibrierlösungen sinnvoll sind, d.h. dann werden auch ph4 und ph9 verwendet - es sei denn es gäbe Alternativen > Noch andere Sonden im selben Wasser, z.B. Leitwert, wegen > Differenzpotential. Nein, keine weiteren Sonden (außer ggf. Temperatur) > Welche Spannung pro pH liefert die Sonde. Ich würde zum Spielen und Ausprobieren erst einmal so eine nehmen wollen: http://www.top-messtechnik.com/jtlshop/index.php?a=198 Später gerne eine Schott Glaselektrode - oder was sich auch sonst empfehlen lässt. > Auf welche Art erfolgt die Trmoeraturmessung zur Temoeraturkomoensation? > (wenn dazu z.B. ein Pt100 verwendet wird der in der Sonde eingebaut mit > einem Pol der pH vrrbunden ist muss man das berücksichtigen). Derzeit keine Temperaturmessung, da die Temperatur immer gleich ist. Später wird diese um ca. 2°C über den Tag variieren. Dann würde eine Temperatursonde zum Einsatz kommen. Die Temperaturkompensation erfolgt aber rechnerisch im Microcontroller, d.h. für die reine pH-Messschaltung ist es erst einmal irrelevant.
Jay Myon schrieb: >> Welche Genaugkeit (a/d Wandler ist mit 10 bit bekannt). > Soweit wie es machbar ist. 0,01 wären super Mit einer 20 EUR Elekttide, deren Hersteller sich nicht entscheiden kann, ob sie nun 0.1 oder 0.01 genau ist? PH 0-13.99 erfordern 11 bit A/D Wandler. Du hast nur 10. Egal wie, die benötigte Auflösung erfordert schon einen verstärkenden OpAmp mit 0.1% Widerständen. Stellt sich die Frage, welche Referenzspannung auf 0.1% genau ist. Die Versorgungsspannung sicher nicht und auch nicht die interne Referenz. Du brauchst also eine externe Referenzspannungsquelle, die dann ARef liefert, und möglichst auch noch Aref/2. Letzteres ist aber nicht so wichtig, auch eine ungenauen Spannungsteiler kann man mit einem zweiten A/D Eingang, den man wohl sowieso übrig hat, ausmessen. Aber aufs bit genau messen mit dem 10 bit Wandler des AVR ist sportlich, selbst mit externer Referenz, man muss wohl während des messens die CPU schlafen legen damit sie ihre eigene Messung nicht stört. Also 4 Widerstände, zumindest 2 davon genau, 1 Elektrometer-OpAmp und eine Referenzspannungsquelle mit sicher einem Stützkondensator.
Falls der Artikel von Bob Pease noch nicht bekannt sein sollte: http://electronicdesign.com/test-amp-measurement/whats-all-femtoampere-stuff-anyhow
MaWin schrieb: > Mit einer 20 EUR Elekttide, deren Hersteller sich nicht entscheiden > kann, ob sie nun 0.1 oder 0.01 genau ist? Nein, mir ging es nur darum etwas günstiges zu haben, um zu sehen, ob die Schaltung überhaupt funktioniert. Wie gesagt, später soll es eine Schott-Elektrode sein. Aber ok... ich sehe es ein... Ich spare mit die günstige Version und kaufe gleich eine vernünftige :-) > PH 0-13.99 erfordern 11 bit A/D Wandler. Du hast nur 10. Ich verwende den PCF8591 als Wandler. Der hat nur 8bit. Ist es damit schon sinnlos? Sonst müsste ich einen weiteren Wandler mit höherer Auflösung dazupacken.. (12bit oder mehr?) Ich dachte ich könnte die 8bit irgendwie für meinen eigenen Zielbereich (ph 6-8) verwenden und somit eine ausreichende Auflösung erzielen. > Egal wie, die benötigte Auflösung erfordert schon einen verstärkenden > OpAmp mit 0.1% Widerständen. Für die pH-Schaltung sollen es sowieso 0,1% Widerstände sein. > Stellt sich die Frage, welche Referenzspannung auf 0.1% genau ist. Die > Versorgungsspannung sicher nicht und auch nicht die interne Referenz. > > Du brauchst also eine externe Referenzspannungsquelle, die dann ARef > liefert, und möglichst auch noch Aref/2. Wie bekomme ich eine externe Referenzspannungsquelle? > Letzteres ist aber nicht so wichtig, auch eine ungenauen Spannungsteiler > kann man mit einem zweiten A/D Eingang, den man wohl sowieso übrig hat, > ausmessen. > > Aber aufs bit genau messen mit dem 10 bit Wandler des AVR ist sportlich, > selbst mit externer Referenz, man muss wohl während des messens die CPU > schlafen legen damit sie ihre eigene Messung nicht stört. > > Also 4 Widerstände, zumindest 2 davon genau, 1 Elektrometer-OpAmp und > eine Referenzspannungsquelle mit sicher einem Stützkondensator. Diesen Teil verstehe ich noch nicht so ganz. Ich würde sehr gerne richtig verstehen können wie ich die Genauigkeit der Messung beeinflussen kann. Ansonsten würde ich die die oben genannten Dinge umsetzen, d.h. einen TS912 und den Versorgungspin hochbiegen und direkt anschließen. Das Ganze auch natürlich möglichst kurz gehalten. 1) Mir ist klar, dass die Elektrode natürlich gut sein muss, da alles hinterdran sonst sinnlos ist. Aber die Auflösung wird doch nicht von der Schaltung beeinflusst (also natürlich Auflösung des ADC). Ich meine, du sagtest es geht mit weniger Bauteilen - was mir wirklich sehr lieb wäre. Oder andersherum gefragt: Welche Genauigkeit kann ich denn mit meiner Schaltung erreichen? 2) Kennst du vielleicht eine Beispielschaltung, an der ich mich orientieren kann? So von Grund auf kann ich das leider nicht selbst machen.
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Der TS912 ist mit seiner Iffsetspannung vollkommen ungeeignet für deine gewünschten 0.01, dazu sind maximal 600uV zulässig, auch das 1pA ist ungünstig wenn die Sonde dauerhaft in hochohmigem Wasser hängt. Die 8 bit machen die Sache nicht einfacher, 6-8pH kannst du damit 0.01 auflösend messen, aber kalibrieren kannst du nicht. Es wäre eine definierte Verstärkungsumschaltung nötig. Zudem müsste due halbe Referenzspannung ebenfalls durch 0.1% Widerstände und einen OpAmp als Puffer hergestellt werdrn weil sie nucht mehr messbar ist. Referenzspannungen kommen aus Referenzspannungs-ICs wie LM4040, halbieren durch 100k Spannungsteiler, puffern durch OpAmp als Dpannungsfolger, pH Elektrode dran und an den anderen Anschluss ein Elektrometer-OpAmp mit Verstärkung von 18.
Hallo ! Seite 10 im TI-Datasheet zum LF444 -> http://www.ti.com/product/lf444 habe ich seit Jahrem ohne Probleme an meinem Aquarium zur CO2 Regulierung im Einsatz. Gruss M.
Der LF444 arbeitet aber leider mit 15V (kann man natürlich machen). Und eine höhere Auflösung des ADC ist wohl auch notwendig. Welchen könntet ihr empfehlen?
>Welchen könntet ihr empfehlen? Wer am OpAmp spart, spart an falscher Stelle. Die Referenz für derartige Fälle: http://www.ti.com/product/opa627
Vielen Dank für die vielen konstruktiven Beiträge. Leider bin ich jetzt noch mehr verwirrt, als ich vorher war. Es ist wie mit den Schaltungen die man im Internet findet. Je mehr man sucht desto mehr Alternativen und desto weniger blicke ich durch welche jetzt geeignet sind und welche nicht. Das gleiche ist jetzt mit den OP. Erst TL082, dann ist der ungeeignet, also TS912. Dann doch ein LF444 (mit Beispielschaltung, was für mich wieder sehr angenehm ist), der scheinbar genau diese Anwendung hat. Dann wiederum ein OPA627 (Ist die Geschwindigkeit bei einer ph-Sonde nicht irrelevant?) Meine Anforderungen habe ich ja schon beschrieben (wenig Bauteile, Auflösung 0,02-0,05 oder besser 0,01, natürlich sollte auch eine Kalibrierung möglich sein: ein-Punkt, besser zwei-Punkt). Kann jemand vielleicht die OPs bewerten und interpretieren? Und nach wie vor gibt es die offene Frage des ADC mit hoher Auflösung. Umgekehrt will ich auch keine Bauteile, die überdimensioniert sind - eben wie zu Beginn des Threads die Annahme, dass der Op mit fA Bias-Ströme arbeiten sollte. Das hier finde ich im Bezug auf die Auflösung interessant: Oversampling: Beitrag "Re: Controller mit 16bit A/D konverter" und 8bit doch möglich/sinnvoll?: Beitrag "Re: Controller mit 16bit A/D konverter" Gehe ich von einem benötigten Bereich von 4-9 aus mit einer Auflösung von 0,02, so habe ich 250 Stufen, also müsste ich mit 8bit doch hinkommen, oder? Kann ich dann mit Oversampling das Signal noch stabil machen und künstlich auf 0,01 pushen? Ok, dennoch bleibt für mich das Problem welche Schaltung sinnvoll ist (phduino, oder die im Datenblat vom LF444) und welcher OP angemessen ist. Je mehr Threads man verfolgt, desto mehr Meinungen findet man - die teilweise entgegengesetzt sind. > Der TS912 ist mit seiner Iffsetspannung vollkommen ungeeignet für deine > gewünschten 0.01, dazu sind maximal 600uV zulässig, auch das 1pA ist > ungünstig wenn die Sonde dauerhaft in hochohmigem Wasser hängt. Welchen OP würdest du empfehlen? > Referenzspannungen kommen aus Referenzspannungs-ICs wie LM4040, > halbieren durch 100k Spannungsteiler, puffern durch OpAmp als > Dpannungsfolger, pH Elektrode dran und an den anderen Anschluss ein > Elektrometer-OpAmp mit Verstärkung von 18. Hört sich gut an.
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Jay Myon schrieb: > Welchen OP würdest du empfehlen? Er hat schon die richtige Schaltung Beitrag "Entstörung einer pH-Verstärkerschaltung" allerdings erfüllt der OpAmp nicht deine Anforderungen, nimm eher LMC6001. Und man sollte die Schaltung auf 5V only umbauen, mit virtueller Masse abgeleitet aus der Spannung des LM4040, gepuffert.
MaWin schrieb: > allerdings erfüllt der OpAmp nicht deine Anforderungen, nimm eher > LMC6001. Danke. Ich werde mir mal Gedanken dazu machen, ob LMC6001 oder LMC6062. > Und man sollte die Schaltung auf 5V only umbauen, mit virtueller Masse > abgeleitet aus der Spannung des LM4040, gepuffert. Du meinst ich könnte eine reine 5V-Versorgung hinbekommen? Derzeit habe ich ein 5V Netzteil und invertiere mit einem ICL7660, so dass ich auch -5V habe. Wäre natürlich perfekt, wenn ich mir diesen Teil sparen kann. Kennst du dazu auch eine Beispiel-Schaltung? Aber wie erfolgt die Kalibrierung bei deiner verlinkten Schaltung? Rein software-Seitig?
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So kurz vor dem Ziel bin ich mir unsicher, ob das alles so richtig ist. Ich habe versucht mich an die Schaltung aus dem Datenblatt des LMC6001 zu halten (http://www.engineering.uiowa.edu/sites/default/files/ees/files/NI/pdfs/01/18/DS011887.pdf Seite 9) Anstelle der beiden verschiedenen Ops habe ich einen 6062 (dual) verwendet. Die ganze Schaltung habe ich mit den entsprechenden Abblockkondensatoren versehen. Ich hoffe das ist so richtig. (Fehlen diese hier nicht? Beitrag "Entstörung einer pH-Verstärkerschaltung") Allerdings haben sich dadurch die Bauteile wieder so sehr erhöht, dass ich keinen Unterschied mehr zu meiner Ursprungsschaltung (Beitrag "Re: Ultra Low Bias OpAmp zur ph-Messung") sehe. Würde mich sehr freuen, wenn mir jemand überhaupt den Unterschied der beiden Schaltungen erklären könnte...
Jay Myon schrieb: > Ich habe versucht mich an die Schaltung aus dem Datenblatt des LMC6001 zu > halten Was willst du mit C9, was sollen 100k und 100n an der Elektrode? Das ist doch funktionaler Quatsch.
Die 100k waren im Datenblatt vorgegeben... Aber die Kondensatoren am Op (Versorgungsspannung) sind doch in Ordnung, oder? Naja, wahrscheinlich ist es für mich sinnvoller einfach nur deine verlinkte Schaltung (Beitrag "Entstörung einer pH-Verstärkerschaltung") genau so zu übernehmen. Ist die so wirklich komplett oder fehlen da nicht doch noch kleine Kerkos? Die aus dem Datenblatt ist ja geringfügig anders. Und ich hatte mich für die aus dem Datenblatt entschieden, weil da die Potis zum Kalibrieren drin sind. Kann man wirklich komplett darauf verzichten und das nur über die Software machen? Wenn ja, warum machen sich dann alle die Mühe? Bei phduino z.B. ist es auch mit drin. Eigentlich bei fast allen Schaltungen, die ich so gefunden habe...
Jay Myon schrieb: > deine verlinkte Schaltung Es ist nicht meine Schaltung, ich hab sie nur verlinkt weil sie der optimalen Schaltung nahe kommt. > Kann man wirklich komplett darauf verzichten und das nur über > die Software machen? Jein. Wenn der A/D Wandler genug Bereich hat, um auch bei schlechtester Auslegung mit der schlechtesten Sonde nich genug Auflösung zu bieten: Ja. Da du einen alten kranken 8 bit Wandler hast von dem du 200 Schritte zwischen pH 6 und 8 erwartest, aber nicht mal Kalibrierlösungen für 6 und 8 hast sondern nur 4 und 9, kannst du deinen Wandler eh vergessen. Grundlagen Leute, Grundlagen, man kann sich mit abstrusen Vorgaben die ganze einfache Lösung versauen.
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Erst mal vielen Dank für deine Geduld und dass du mich nicht hängen lässt. Im Anhang jetzt einfach die verlinkte Schaltung - so, keine weiteren Spielereien. Sind die Kerkos an der Versorgungsspannung Murks? Ich habe es eingesehen, dass der Wandler für diese Aufgabe suboptimal ist. Ich hatte mich nur für diesen entschieden, weil ich einen DAC brauche und hier beides vorhanden war. Würde aber gerne auch einen 10bit (oder mehr?) ADC verbauen. Kannst du da etwas empfehlen? Gibt es vielleicht einen DAC/ADC in Kombination mit höherer Auflösung? Grundsätzlich ist ja alles noch im Aufbau, so dass ich gerne alles so optimieren kann, wie es sinnvoll ist. Du kennst meine Zielsetzung. Was würdest du noch alles ändern, damit es wirklich Sinn macht? 1) OP: LCM6062 2) ADC: 10bit (mehr Auflösung? z.B. MCP3004 oder MCP3008?) 3) 0,1% Widerstände verwenden 4) ersten Pin von der Sonde in der Luft verbinden 5) sinnvolle Referenzspannung in diesem Setting? So weit in Ordnung?
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Wir sind zwar hier in einem Elektronikforum, aber eine pH-messung besteht nicht nur aus einer guten Schaltung. Eine Messung mit einer Genauigkeit von 0,1pH-Einheiten ist schon sportlich für jemanden, dem die Grundlagen der physikalischen Chemie geläufig sind. Will damit sagen, dass eine Messung mit der hier gewünschten Genauigkeit zunächst in den Bereich der Fantasie gehört. Einige grundlegende Hinweise: Die Potentialdifferenz zwischen einer Bezugselektrode und einer pH-Elektrode (Glas) beträgt unter Normalbedingungen 59mV/pH. Durch Alterung nimmt dieser Wert ab und die Messeinrichtung muss nachkalibriert werden. Der Innenwiderstand einer Glaselektrode wird mit 1-10MOhm angegeben. Daraus kann man den erforderlichen Eingangswiderstand der Messvorrichtung festlegen. Unter Berücksichtigung dieser Überlegungen sollte man den geeigneten OPV auswählen.
Jay Myon schrieb: > 5) sinnvolle Referenzspannung in diesem Setting? Na die vom LM4040. > So weit in Ordnung? Ja, es ist ja die Shcaltung von Kai-Arne K. Zur Abschirmung von Hochfrequenzstörungen sollte noch ein Ferritkern um die pH-Zuleitung, so wie es der Kai-Arne K. auch gemacht und beschrieben hat, du solltest seinen Artikel schon ganz lesen wenn du ihn erfolgreich nachbauen willst. Ich selbst würde versuchen auf die -5V zu verzichten, aber dann liegt die pH-Elektrode nicht mehr an Masse, das kann ein Problem sein.
Hi, würde mich freuen mal zu erfahren, ob es schon erste Erkenntnisse gibt, die Schaltungen funktionieren etc. pp. Werde demnächst ein Project mit dem LMP91200 von TI realisieren. Auch der Opamp LMP7721 könnte sehr interessant für die Anwendung sein, obgleich der Preis evtl. abschreckend ist. Beste Grüße, t.
Also bei mir funktioniert es leider nicht wirklich gut. Das soll nicht heißen, dass es an der Schaltung liegt. Natürlich spielt das ganze Setting eine wichtige Rolle und bei mir gibt es noch zu viele Fehlerquellen. Leider kann ich dir nicht mit positiven Erfahrungen weiterhelfen.
Jay Myon schrieb: > Erst mal vielen Dank für deine Geduld und dass du mich nicht > hängen > lässt. > > Im Anhang jetzt einfach die verlinkte Schaltung - so, keine weiteren > Spielereien. Sind die Kerkos an der Versorgungsspannung Murks? Als ESD-Schutz brauchst du doch nur einen 10M-Widerstand zwischen die Eingangsbuchse und den Verstärkeriengang zu legen. Bei 1pA Eingangsstrom gibt das einen Fehler von 10µV - komplett vernachlässigbar, und eine ESD-Spannung von 10kV ergibt gerade mal 1mA - das hält die im Opamp eingebaute Schutzschaltung leicht aus. Dieser Widerstand sollte allerdings mechanisch nicht zu klein sein, oder/und er muss mitsamt der Drähte lackiert werden, sonst schlägt die böse ESD einfach darüber hinweg. > Sind die Kerkos an der Versorgungsspannung Murks? Nein, verwende sie ruhig reichlich. Allerdings solltest du die Masseverbindungen des Analogteils (AGND)und des Digitalteils (DGND) separat behandeln und nur an einer Stelle mit einem 0-Ohm Widerstand miteinander verbinden.
Hallo, gibt es (geeignete!) OpAmps, die auch mit +-3V (oder noch weniger )supply zurecht kommen? würde diese Schaltung gern mit einem Akku betreiben(3,7V) Habe schon recht viele Datenblätter durchgeschaut, weiß aber leider nicht so recht, welcher für diesen Zweck wirklich geeignet ist. gruß, Kokospalme
Ich würde dem Eingang auf jeden Fall eine Schutzschaltung spendieren! So wie hier diskutiert: Beitrag "Re: Entstörung einer pH-Verstärkerschaltung" Beitrag "Re: Entstörung einer pH-Verstärkerschaltung"
>Also bei mir funktioniert es leider nicht wirklich gut.
Das liegt wahrscheinlich an der dämlichen Ladungspumpe. Ich frage mich,
warum sich immmer ausgerechnet Anfänger einen Betonklotz wie so eine
Ladungspumpe oder anderen Schwachsinn um den Hals hängen und ins Wasser
springen. Damit ist der Mißerfolg doch vorprogrammiert. Eine extrem
störende Ladungspumpe und ein völlig ungesiebter, extrem hochohmiger
OPamp-Eingang. Was für ein Schwachsinn...
Und dann immer die Forderung nach möglichst wenigen Bauteilen. Ich kann
es nicht mehr hören. Eine gute Schaltung hat gerade soviele Bauteile wie
es braucht. Dabei sind es doch gerade die stümperhaften Schaltungen, die
glauben, mit ganz wenigen Bauteilen auskommen zu kommen, weil sie
Filter- und Schutzschaltungen weglassen, oder so einen
Ladungspumpenschwachsinn verbauen, anstatt einer anständigen
Spannungsversorgung.
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Kai Klaas schrieb: > Ich frage mich, > warum sich immmer ausgerechnet Anfänger einen Betonklotz wie so eine > Ladungspumpe oder anderen Schwachsinn um den Hals hängen und ins Wasser > springen. Damit ist der Mißerfolg doch vorprogrammiert. Eine extrem > störende Ladungspumpe und ein völlig ungesiebter, extrem hochohmiger > OPamp-Eingang. Was für ein Schwachsinn Naja, das liegt wahrscheinlich daran, dass Anfänger definitionsgemäß eben einen begrenzten Wissenstand haben. Klar, wird mein Ansatz immer deutlich schlechter sein, als deiner. Aber letztlich bleiben mir nur zwei Möglichkeiten: 1. Ich lasse es bleiben, weil sowieso nur Schwachsinn dabei raus kommt und übertrage das auf alles Neue und Fremde oder 2. Ich versuche mich an einem Problem und bemühe mich an den Fehlern zu lernen. Zum Glück gibt es hier viele hilfsbereite Leute. Leider aber auch die, die alles einfach nur als "Schwachsinn" bezeichnen und einfach ein paar Fetzen hinwerfen. Ladungspumpe ist Schwachsinn und ungesiebt ist Schwachsinn... (Keine Ahnung, was die Ladungspumpe ist und wie ich es vermeiden kann und keine Ahnung, wie ich den Eingang sieben soll) Leider hilft mir so etwas überhaupt nicht weiter, weil es einfach nicht konkret ist. Was muss ich jetzt wie besser machen? In meinem Job bin ich auch Profi, dennoch versuche ich dem Laien entsprechende Informationen zu vermitteln. Andererseits: Ich verstehe es nicht, warum man sich die Mühe macht hier etwas zu schreiben und sich über Dinge aufzuregen, aber gleichzeitig nicht die Zeit findet eine konkrete Verbesserung zu beschreiben. Also entweder ich finde den Thread bzw. den Typen total dämlich, dann mache ich mir nicht die Mühe zu schreiben (=Zeit) oder aber ich will dem Threadsteller helfen, investiere Zeit, dann aber eben richtig.
Kai Klaas schrieb: > oder so einen > Ladungspumpenschwachsinn verbauen, anstatt einer anständigen > Spannungsversorgung. :-)
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Ich habe es (mit viel Hilfe) letztlich so gelöst. An R10 liegen (wenn ich mich korrekt erinnere) 3,3V von einem LM1117 an Der OpAmp hat 5V
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Jay Myon schrieb: > Leider aber auch die, die alles einfach nur als "Schwachsinn" bezeichnen > und einfach ein paar Fetzen hinwerfen. Jay, für dich mag das befremdlich sein, aber nahezu zeitgleich gab es einen ähnlichen Beitrag. Beitrag "OpAmp single supply mV-Bereich" Aber Kai wird dir sicher noch entsprechende Antworten geben. Heute soll alles "single supply" sein, obwohl ein OpAmp eigentlich für zwei Versorgungsspannungen gebaut wurde. Diese "Tricks" mit der Ladungspumpe soll halt für eine "künstliche" zweite Spannung sorgen. Allerdings muss ich dich auch in Schutz nehmen. Da ich mich selbst noch zu den Anfängern zähle (wahrscheinlich für den Rest meiner Tage), kenne ich diese Probleme. Man sucht nach Bauteilen die von den Werten her passen könnten und leider hat man noch nicht so viel Grundlagenwissen und noch weniger Erfahrung. Dazu kommt, die Elektronik ist so ein irre weit gefasstes Gebiet und jeder popelige IC hat ein zig Seiten langes Datenblatt. Als ich mit den Arduinos anfing und die dann in C programmieren wollte, bin ich erstmal hinten über gefallen, dass das Datenblatt fast vierhundert Seiten hat. Die "alten Hasen" hier sind aber so lange "im Geschäft", dass ihnen dieses ganze Grundlagenwissen wie Allgemeinbildung vorkommt. Dadurch kommt es dann manchmal zu solchen Kommentaren.
F. Fo schrieb: > Als ich mit den Arduinos anfing und die dann in C programmieren wollte, > bin ich erstmal hinten über gefallen Da hilft die alte chinesische Weisheit, dass auch das längste Programm mit einem einzigen Befehl begint. Oder so ähnlich. Georg
>Leider aber auch die, die alles einfach nur als "Schwachsinn" bezeichnen >und einfach ein paar Fetzen hinwerfen. Ladungspumpe ist Schwachsinn und >ungesiebt ist Schwachsinn... (Keine Ahnung, was die Ladungspumpe ist und >wie ich es vermeiden kann und keine Ahnung, wie ich den Eingang sieben >soll) Mit Ladungspumpe meinte ich die -5V Erzeugung mit dem ICL7660 und mit fehlender Siebung meinte ich, daß am Eingang des Opamp ein Cap nach Masse fehlt, der das kapazitive Überkoppeln von Störungen der Ladungspumpe zur Masse kurzschließt. Ohne diesen Cap fängt sich der Opamp alle Störungen der Ladungspumpe ein und die Schaltung funktioniert nicht richtig, um es vorsichtig auszudrücken. >Andererseits: Ich verstehe es nicht, warum man sich die Mühe macht hier >etwas zu schreiben und sich über Dinge aufzuregen, aber gleichzeitig >nicht die Zeit findet eine konkrete Verbesserung zu beschreiben. Habe ich hier getan: Beitrag "Re: Ultra Low Bias OpAmp zur ph-Messung" Lies bitte die entsprechenden Stellen. Da gehört am Eingang des OPamp auf jeden Fall ein Cap nach Masse. Auch aus den anderen dort erwähnten Gründen. Meine Kritik richtet sich übrigens nicht an dich, sondern an die Fabrizenten dieser lausigen Internetschaltungen, die dann zu tausenden nachgebaut werden. Und dann kommt man hierher und will die Schrott-Schaltungen gesund gebetet bekommen. So, jetzt Kritik an dich: Warum willst du mit besonders wenigen Bauteilen auskommen?? Willst du nicht eine Schaltung haben, die funktioniert? Für mich gehört zu einer funktionierenden Schaltung ein RC-Glied am Eingang des OPamp, aus 10M und 1...10n. Wenn diese Bauteile fehlen, ist es sehr schwer, anständige Meßergebnisse zu erhalten. Dann würde ich die -5V anders erzeugen, wenn man nicht gleich auf eine single-supply-Lösung umschwenkt. Beispielsweise erst einmal mit einer Batterie. >Also entweder ich finde den Thread bzw. den Typen total dämlich, dann >mache ich mir nicht die Mühe zu schreiben (=Zeit) oder aber ich will dem >Threadsteller helfen, investiere Zeit, dann aber eben richtig. Oder aber, ich helfe dauernd Leuten hier und frage mich irgendwann, warum die das nicht selbst lernen können, ohne fremde Hilfe. Ich hatte kein Internet und mußte mir alles selbst beibringen. Und bei vielen Anfängern hier herrscht eine ganz irre Mentalität, als ob sie einen Anspruch darauf hätten, geholfen zu bekommen. Hey, was du jetzt machen mußt, ist Schaltungsentwicklung. Das ist mühsame Arbeit. Das ist Schwitzen und Ackern, vor allem wenn man Anfänger ist. Und wenn du nicht weißt, was eine Ladungspumpe ist, dann würde ich einfach mal danach googeln, anstatt Leuten vorzuwerfen, daß sie dir nicht noch mehr helfen, als sie schon tun. Also weißt du...
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Kokospalme schrieb: Kinders, das ist ja schön was ihr alle auf den jahrealten Thread schreibt, aber die Frage die ihn wieder aus den Toten auferweckt war hiess: > Hallo, gibt es (geeignete!) OpAmps, die auch mit +-3V (oder noch weniger > )supply zurecht kommen? würde diese Schaltung gern mit einem Akku > betreiben(3,7V) Der hat dann wohl 2.5..4.2V. Ich schlag mal MCP6071 vor, wenn es nicht zu warm wird hat der typisch 1pA Eingangsstrom. Es gibt aber heute viele solche OpAmos, mit CMOS sind solche Eingangsströme eben üblich
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