Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Empfehlung OP


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von mark (Gast)


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Hallo Leute,

ich möchte einen Luftfeuchtesensor der mir eine Spannung von 0-1V 
(entsprechen 0-100%) ausgibt, mit einem Atmega auswerten.

Da ich mich noch nie praktisch mit OPs auseinandersetzen musste daher 
die Frage: kann mir jemand einen Typen empfehlen?

Versorgung sollte möglichSt nur +5V sein. Der Gedanke lag da bei der 
Verwendung einer REF02 die auch die Refernz für den Atmega sein soll.

Ich denke es kommt auch nicht darauf an ganz auf "Null" zu gehen, da ich 
in Deutschland nicht mit einer so niedrigen Luftfeuchtigkeit rechnen 
muss.

Bin für jeden Tipp dankbar.

von Opamp (Gast)


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von Max H. (hartl192)


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mark schrieb:
> Versorgung sollte möglichSt nur +5V sein.
und

Opamp schrieb:
> TL062

passt nicht zusammen da der TL062 nicht Rail-To-Rail ist. Der MCP6001 
wäre geeignet.

: Bearbeitet durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Welcher ATMega? Die 48/88/168er z.B. haben 1,1V interne Referenz und 
können auch mit 1V ext. Referenz betrieben werden.

von Opamp (Gast)


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Musst halt lesen: 0 muss nicht erreicht werden und Bereich bis 1. Da 
geht also jeder mit 5V supply.

Als A/D Referenz würde ich 2.5 oder 1.25 nehmen.

von MaWin (Gast)


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Opamp schrieb:
> TL062

Was ist denn das für eine irreführende Trollantwort ?

mark schrieb:
> Verwendung einer REF02 die auch die Referenz für den Atmega sein soll

Es ist halt die Frage, WORAUF sich die Ausgangsspannung des 
Feuchtesensores bezieht.

Da du NATÜRLICH nicht hingeschrieben hast, welchen du verwenden willst, 
weiss man nicht, ob dessen output vielleicht relativ zur 
Versorgungsspannung ist, oder absolut genau.

mark schrieb:
> Atmega

Auch wäre es wichtig zu wissen, UM WELCHEN Atmega es geht, denn einige 
haben 1.1V inetrne Refenezspannung und können 0-1V ganz ohne externen 
OpAmp gut messen.

Ganz allgemein kann man sagen, daß man die Auswertung auf deiselbe 
referezspanung beziehen sollte auf die sich der Messwert stützt, und daß 
bei Luftfeuchte Toleranzen im Prozentbereich üblich sind, also ein LM358 
schon genu genug wäre. Er kommt bei 5V aber nur bis 3.5V am Ausgang, 
taugt also nur bei Messwerten im Bereich bis 2.5V. Aber er enthält 
gleich 2 OpAmps, kann also die interne ARef vom ATmega nach aussen 
puffern und als Referenz oder gar Versorgung für den Luftfeuchtesensor 
zur Verfügung stellen.

von Max H. (hartl192)


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Opamp schrieb:
> Musst halt lesen: 0 muss nicht erreicht werden und Bereich bis 1. Da
> geht also jeder mit 5V supply.
Der TL061 hat bei Ub = ±15 V eine Common Mode Input Voltage von typ -12 
bis +15V, wie das wohl bei Ub=5V aussieht? Und wenn ihm da nur ein 
halbes Volt zu unteren Rail fehlt, kann er keine Fertigkeiten unter 50% 
messen...

von F. F. (foldi)


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mark schrieb:
> Hallo Leute,
>
> ich möchte einen Luftfeuchtesensor ... mit einem Atmega auswerten.
>

Warum nimmst du nicht gleich einen DHT11?

von Mark M. (mmark)


Angehängte Dateien:

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Erst mal vielen Dank für die Rückmeldungen.

Also beim ATMEGA habe ich mich noch nicht festgelegt.

Der Sensor ist ein kombinierter pt100/Feuchtesensor der Fa. Lambrecht 
(Typ 8092 MIL)
Der Feuchtesensor wird mit 10-30V versorgt und gibt dementsprechend 0-1V 
gegen GND aus.

Da ich ja auch den pt100 auswerten möchte wäre meine nächste Frage:
"Verbaue" ich mir damit die Möglichkeit den pt100 für einen 
Temperaturbereich von -30°C bis +50°C auszulesen?

Wenn möglich würde ich den Sensor, da her hochpräzise für den 
MIL-Bereich gefertigt wird, dem DHT11 vorziehen. Zumal die Suche nach 
DHT11 gleich auf dieses Forum verweist mit dem Problem der 
Ungenauigkeit.

von MaWin (Gast)


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Mark M. schrieb:
> Wenn möglich würde ich den Sensor, da her hochpräzise

Na ja, 1,5% ungenau, also bei 1V immerhin 15mV Abweichung, da tut es ein 
LM358 ohne die Sache zu sehr zu versauen.

> Da ich ja auch den pt100 auswerten möchte

Der hat weit geringere Spannungsschwankungen, erfordert also einen weit 
besseren OpAmp und käme auch mit 1.1V ARef nicht ohne OpAmp aus.

Bleibt die Frage, wie man ihn messen will, mit 4-Draht Technik ? Auf 0.1 
GradC genau ? Dann müsste man eine Spannung von ca. 88mV bis 120mV auf 0 
bis 2.5V (0.2 bis 2.3) verstärken, bei 40uV Genauigkeit.

Und wenn man sich dabei nicht ratiometrisch auf die Referenzspannung 
bezieht, bräuchte man 1mA Konstantstrom 0.1% genau, also auf 1uA genau.

Früher hat man das mit Aufwand gemacht, schon 0.1% Widerstände sind 
teuer, heute nimnmt man lieber einen besseren A/D-Wandler mit 4 Kanälen 
a mindestens 15 bit: Referenzwiderstand, Pt100 oben und unten, Feuchte.

Ein MCP3428 und ein SPR-0805 100 für billig von Reichelt wäre eine 
moderne Lösung ohne OpAmps und weiteres Gedäns.

von Дуссель дукъ (Gast)


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Feuchtesensoren sind notorisch ungenau. Ist einfach so. Ein 
zusaetzliches Problem ist deren Traegheit, und der Messort. Wenn der 
Sensor auf einem Board verbaut ist, in einem Gehhaeuse, das die Waerme 
kaum wegbringt... wofuer die Sensoren gut sind, sind relative Aussagen, 
Stabilitaetsaussagen.
MIL bedeutet in der Regel erweiterter Temperaturbereich. Da muss der 
Rest dann dazupassen , sonst ist er sinnlos.

von René K. (cyprius)


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Ich finde den neuen OPA192 recht gut. Vermutlich ein bisschen Overkill, 
aber schön unkompliziert und R2R.

von Mark M. (mmark)


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@MaWin: kannst Du mir das mal skizzieren, wie Du das ganze für den PT100 
aufbauen würdest?

Da der MCP3428 ja eine I2C Schnittstelle hat, könnte ich mich damit gut 
anfreunden.

Wenn ich das richtig lese, hat der A/D Wandler eine interne 
Referenzspannung von 2,048V und eine Auflösung von 62,5µV bei 16Bit.
Da ich den Feuchtesensor quasi in 1% (100mV) Schritten auslesen möchte 
und er einen eigenfehler von max. 2,5% hat, brauche ich das Signal ja 
eigentlich nicht verstärken. Oder mache ich einen Denkfehler?



@Дуссель дукъ
Um den Sensor und sein Gehäuse mache ich mir absolut keine Gedanken, da 
er in einem Rippengehäuse untergebracht ist und er zu großen Stückzahlen 
auf allen Weltmeeren bei Wind und Wetter unterwegs ist.

von MaWin (Gast)


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Mark M. schrieb:
> kannst Du mir das mal skizzieren, wie Du das ganze für den PT100
> aufbauen würdest?

+5V
 |
4k7   MCP3428
 |    +------+
 +----|IN1+  |
 |    |      |
100R  |      |-- I2C
 |    |      |
 +----|IN1-  |
 |    |      |
 | +--|IN2+  |
 | |  |  IN3+|-- Feuchte 0-1V
Pt100 |      |
 | |  |  IN3-|-+
 | +--|IN2-  | |
 |    +------+ |
GND           GND

Mark M. schrieb:
> brauche ich das Signal ja eigentlich nicht verstärken

Was mag "ohne OpAmps und weiteres Gedöns" wohl bedeuten.

von Mark M. (mmark)


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@MaWin

1. Danke

2. Ja :-)

von Blub (Gast)


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Der Temperatursensor deines Moduls braucht wahrscheinlich einen höheren 
Aufwand als der Feuchtesensor. Um dir eine Vorstellung davon zu geben – 
der unterstützt 4-Leiteranschluss. Das wird gemacht da bei langen 
Zuleitungen alleine der Spannungsabfall der Leitung bereits die Messung 
verfälscht. Der Einsatz von 24 bit Wandlern ist bei Vierleitermessung 
gar nicht so unüblich. Interessantes Thema, allerdings so oder so bringt 
das ganze nichts ohne Kalibrierung. Dafür bräuchtest du dann noch 
Referenzen etc. Schau dir doch mal das hier an:
http://www.sensirion.com/de/produkte/feuchte-und-temperatur/

Die gibt es auch kallibriert. Leider kosten die allerdings auch etwas. 
Allerdings spart man sich auch einiges wenn es um Präzision geht.

von MaWin (Gast)


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Blub schrieb:
> allerdings so oder so bringt das ganze nichts ohne Kalibrierung.

Die skizzierte Lösung bringt die Genauigkeit des Sensors (1/5 DIN B, 
+/-0.6K) und des Widerstandes (0.1%, +/-0.25K), also in Summe 
schlechtestenfalls +/-0.85K) ganz ohne Kalibrierung.

Selbst mit Kalibrierung wird es auf Grund der Ungeneuigkeit des Sensors 
(Alterung, Einflüsse durch Selbsterwärkung und Feuchte) nicht viel 
besser.

In der Praxis wird es natürlich besser sein.

von Mark M. (mmark)


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@Blub, eigentlich soll as ganze für den "Hausgebrauch" werden.
Sollte ich mit der Lösung total unzufrieden sein werde ich noch mal über 
die Sensoren nachdenken.

von F. F. (foldi)


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Mark M. schrieb:
> @Blub, eigentlich soll as ganze für den "Hausgebrauch" werden.
> Sollte ich mit der Lösung total unzufrieden sein werde ich noch mal über
> die Sensoren nachdenken.

Wenn das so ist, dann ist der DHT11 erst recht richtig. Wenn es genauer 
sein soll und schneller, dann nimm den DHT22. Der kostet dann um die 6€.

Ich habe mich mit der Bekämpfung von Schimmel befasst und in diesem 
Zusammenhang auch mit Luftfeuchte. Ebenso ist dieser Aberwitz in einem 
Liquid genau messen zu wollen völliger Blödsinn.
Habe selbst verschiedene Versuche dazu angestellt und mich auch mit 
entsprechenden Fachleuten darüber unterhalten. Du kannst schon wenige 
Meter weiter einen anderen Wert messen und das ist keine 
Messungenauigkeit. Es wird immer das Beste sein ein gewisses Mittel zu 
messen.
Und man sollte sich selbst immer die Frage stellen: Hängt ein Leben 
davon ab, ob die Luftfeuchte nun 94% oder 96% sind?
Habe keine Lust noch zum x-ten mal die gleichen Fragen zu stellen, aber 
in allen Diskussionen in den ich zu diesem Thema diese Fragen stellte, 
kamen die Leute schnell wieder auf den Teppich.
Eigentlich braucht man über dieses Thema nur mit ein bisschen Abstand 
und gesundem Menschenverstand nachdenken und kommt zum richtigem 
Ergebnis.
Nimm so ein fertiges Teil oder mehrere und bilde ein Mittel daraus, 
messe an verschiedenen Standorten und du wirst es so genau bekommen wie 
es ein einzelner Sensor nicht erfassen kann.
Das Ganze dann für'n Pfennigfufzig.

: Bearbeitet durch User
von Blub (Gast)


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MaWin schrieb:
> Blub schrieb:
>> allerdings so oder so bringt das ganze nichts ohne Kalibrierung.
> Die skizzierte Lösung bringt die Genauigkeit des Sensors (1/5 DIN B,
> +/-0.6K) und des Widerstandes (0.1%, +/-0.25K), also in Summe
> schlechtestenfalls +/-0.85K) ganz ohne Kalibrierung.

Da da sich der Widerstand eines PT100 sich ja nur mit < 0,4 % / C° (oder 
auch °Kelvin) ändert halte ich diese Prognose für etwas optimistisch 
selbst wenn der MCP3428 hält was er verspricht (und das was er 
verschweigt). Zudem Layout, Kabel, Übergangswiderstände, etc.  ...

> Selbst mit Kalibrierung wird es auf Grund der Ungeneuigkeit des Sensors
> (Alterung, Einflüsse durch Selbsterwärkung und Feuchte) nicht viel
> besser.

Kalibrierung meinte ich für das Gesamtsystem !

> In der Praxis wird es natürlich besser sein.

Würde mich freuen.

So oder so: Vom Preis Leistungsverhältnis ist das eine geile Schaltung.
Sollte bereits ein  Lambrecht (Typ 8092 MIL) vorhanden sein:
Mache es so !

Sollte der 8092MIL erst zugekauft werden müssen (mechanisch ist der ja 
echt gut aufgebaut), würde ich allerdings auch die Anschaffung eines 
etwas teureren ADC's z,B. von Analog Devices in Erwägung ziehen (AD77XX) 
. Da gibt es auch einige speziell für RTD also mit 
Präzisions-Stromquelle und und und ...
Der Mehrpreis fällt dann wohl auch nicht mehr so ins Gewicht.

F. Fo schrieb:
> Du kannst schon wenige
> Meter weiter einen anderen Wert messen und das ist keine
> Messungenauigkeit. Es wird immer das Beste sein ein gewisses Mittel zu
> messen.

Ja
Ich würde sogar behaupten das kann schon auf wenige Millimeter schwierig 
werden.
Spätestens wenn verschiedene Materialien vorhanden sind. 
Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität der unterschiedlichen Materialien 
spielt da eine entscheidende  Rolle, und Luftströmungen können einem den 
letzten Rest geben.

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