Hallo liebe Community, ich habe vor den PH-Wert (gemessen durch eine PH-Elektrode) an einem Mikrocontroller auszulesen. Die Messung wird immer in Raumtemperatur durchgeführt, deswegen würde ich gerne ohne eine Temperaturkompensation eine Schaltung entwerfen. Wäre dies von euren Erfahrungen aus zu empfehlen. Ich bin ziemlich neu in dem Gebiet OP-Verstärkung. Das letzte mal hatte ich das in der Schule vor 9 Jahren. Durch verschiedene Beiträge weiß ich das ich einen Op brauche. Da hab ich mich für den LPC 661 von Texas Instruments entschieden. Die Frage ist ob er für mein vorhaben langt oder ihr aus Erfahrung etwas besseres vorschlagen würdet. In dem Beitrag von: Michael (Gast) Ph Sonde und OPV Datum: 04.04.2010 11:39 habe ich folgende Schaltung gefunden (Anhang). Wie in dem Beitrag beschrieben würde ich auch einen Summenaddierer anschließen wollen. So das ich auf den Spannungsbereich 0,1V - 4,9V kommen würde. Habt ihr vielleicht irgendwelche Tipps für mich? Vielen Dank schonmal im voraus, LG Nijen T.
Angehängte Dateien:
-
ph.png
4,4 KB
:
Bearbeitet durch User
Nijen T. schrieb: > In dem Beitrag von: Michael (Gast) > Ph Sonde und OPV Na dann lies doch einfach nicht bloss den ersten Beitrag dort, sondern den ganzen thread und den verlinkten dazu. Es wurde dich schon alles beschrieben, wie man ohne negative Versorgungsspannung und zweiten OpAmp auskommt, Störungen der Sonde filtert und welche OpAmps taugen.
Mein Gott, zur pH Messung wurde hier doch nun wirklich schon alles tausendmal gesagt.
>Habt ihr vielleicht irgendwelche Tipps für mich?
Ja. Mach ein gründliches Quellenstudium, in dem du hier die Suchoption
nutzt und alle Links zum Thema pH-Wert-Messung gründlich durchliest.
Angehängte Dateien:
Hallo miteinander, habe nun nochmal weiter recherchiert. Will den INA116 ( Wenn möglich den INA111 da ich den zur Hand habe) nutzen. _____________________________________________________________________ Überlegung: Habe ein ADC Port am Mikrocontroller der 3V mit 10 Bit auflöst. dazu habe ich eine 15V Spannungsversorgung (abgegriffen vom Oled Display). Durch die Rechnung habe ich meine Grenzen festgelegt das ich ph0 bis ph 14 bei dem Messbereich 0,489 Volt bis 2,289 Volt messe. Da Ph 7 = 0 Volt entspricht und ich den Messbereich wie oben beschrieben haben will, will ich ein Spannung von 1,5 Volt noch dazuaddieren. Der Widerstand Rg (Poti) ist so gewählt das wenn die Sonde im perfekten Zustand ist ich "wirklich" 0,00V bekomme. Da ich noch Puffer im Messbereich würde ich bei Abweichung durch den Poti die PH7 0 Volt kalibrieren. _____________________________________________________________________ Meine Frage jetzt. Würde es mit der Schaltung so funktionieren? Würde es anstatt dem INA116 auch ein INA111 tuen? Würde es mit der Spannungsinvertierung so funktionieren LTC1144 (Hatte das Schaltbild nicht und habe es als Block gezeichnet). Bei der Spannungsaddierung bin ich mir nicht sicher ob das genau so funktioniert. Widerstandswerte sind einfach so gewählt worden von mir um eine Verstärkung von 2 zu bekommen. LG, Nijen T.
:
Bearbeitet durch User
Du hast den Anschluss Ref nicht verstanden. Den kannst du nicht offen lassen. Der kommt an 1.6V (beispielsweise ein Spannungsteiler, der aber gegenüber den 10k niederohmig sein sollte, also 100 Ohm) und definiert deine 0-Spannung. Damit entfällt der LM1458. Deine Elektrode hat keinerlei Bezugsspannung, sie floatet. Lege einen Anschluss der Referenzelektrode an Masse (0V), und damit diesen INA-Eingang an Masse. Der INA111 ist eine Grössenordnung schlechter als der INA116. Da du keinerlei Rahmenbedingungen angegeben hast, weiß man nicht, ob das reicht. Sie belastte die pH-Elektrode stärker, was bei sauberem Wasser und langer Messdauer ein problem werden kann. Der LTC1144 erzeugt Störungen, die aber bei langsamer pH-Messung nicht so kritisch sind, wenn man sie danach wieder filtert (in Software). Nijen T. schrieb: > Der Widerstand Rg (Poti) ist so gewählt das wenn die Sonde im perfekten > Zustand ist ich "wirklich" 0,00V bekomme Vergiss es. 0.00 bekommst du durch die addierten 1.6V. Bei pH7 ist Rg genau wirkungslos. Man könnte damit einstellen, wie viel bei pH10 (oder pH4) rauskommt. Aber das ändert sich eh mit der Temperatur. Mach das per Software.
Das mit dem Trimmer zur Verstärkung wird eh total ungenau. Nimm einen selektierten 0,1% Widerstand oder einen normalen plus einen kleinwertigen Trimmer. Im Moment hast Du zudem keinen Input-Current Return Path. Du solltest das Wasser noch irgendwie auf Masse legen, wenn es das nicht schon ist... Am besten die Referenzelektrode der pH Sonde mit auf Masse legen. Vorsicht aber, wenn Dein Wasser anderweitig elektrisch kontaktiert ist. Dann fließt da schnell ein Strom, der Dir die Referenz zerstört.
Angehängte Dateien:
-
update_1.JPG
97 KB
Hallo euch beiden, vielen Dank für die super Ratschläge. an Marvin: Ich werde mir dann einen INA116 bestellen. Danke für den Ratschlag. Den Ref-Eingang hatte ich vorher auch so geschalten das die 1,5 V direkt draufgingen. Jedoch hat mir ein Kollege gesagt das der INA116 diese Spannung nicht aushält (laut Datenblatt). Für mich ist das natürlich eine super Neuigkeit das ich direkt die Spannung da drauf geben kann. Würde das gehen das ich den Anschluss 1,5V direkt auf den Ref gebe ohne Widerstände drin? Sonst würde ich den 5V Anschluss nehmen und ihn über einen Spannungsteiler auf 1,5 Volt bringen und so anschließen. Über die Softwareseitige implementierung des Abgleichs muss ich mir nochmal Gedanken machen wie ich das genau machen soll. Warscheinlich müsste ich über einen zweiten ADC Eingang die Spannung bei PH7 messen und dann Softwareseitige die PH-Messeingangsspannung korrigieren. Liege ich mit meinem Gedanken da richtig? an Karl Otto: Wie du gesagt hast werde ich die Flüßigkeiten an eine Masse anlegen. Den Tipp mit einem großen Widerstand und einem kleinen Poti habe ich mir natürlich zu herzen genommen und schon in der Schaltung umgesetzt. Über die Bauteilgenauigkeit werde ich mich morgen nochmal einlesen. Ich hätte eine Frage zu dem Input-Current Return Path. Wenn ich es richtig verstanden habe ist es das ich einen Eingang des INA116 auf Masse legen (wie schon gesagt von MaWiN) ist das korrekt? Auf einer schaltung habe ich gesehen das ein Widerstand zwischen dem Eingang und Masse geschalten wurde (10kOhm). Sollte er da auch bei mir rein? Der Gedankengang fehlt mir warum er da rein soll? Ich hätte noch die Frage ob das so mit dem Invertieren der Spannung so funktionieren würde. Ich danke euch beiden für die tollen Ratschläge! Wünsche euch noch eine angenehme Nacht. LG Nijen T.
:
Bearbeitet durch User
Nijen T. schrieb: > Jedoch hat mir ein Kollege gesagt das der INA116 diese Spannung nicht > aushält (laut Datenblatt). Die +/-10mV im Datenblatt sind der Einstellbereich in dieser Beispielschaltung, es können aber auch ganz andere Spannungen wie 5..6V sein. Achte auf die mechanischen Aufbauhinweise im Datenblatt.
Angehängte Dateien:
-
V1.0.JPG
150 KB
Vielen Dank für die Antworten, Ich werde dann die 1,5 Volt direkt an den Ref Eingang dazugeben. Habe einen 3,3V Ausgang am Mikrokontroller. Habe eine Schaltung hochgeladen wie ich mir das vorgestellt habe anzuschließen über einen Spannungsteiler. Würde das funktionieren? Die Kalibrierung werde ich über den Mikrocontroller machen. Habe da etwas im Kopf schwirren. Wenn ich es konkret überlegt habe und implementiert habe kann ich es bei Interesse ja zuschicken. @Karl Otto was meinst du mit ziemlicher overkill? Habe das nicht verstanden. LG Nijen T.
Nijen T. schrieb: > Würde das funktionieren? Ja, so in der Art kann das gehen, wenn die 3.3V "messgenau" sind oder du die sich ergebenden 1.6V mit einem zweiten A/D Kanal mitmisst. Nun kann man sich noch Gedanken machen, wie man die pH-Sonde als Störquelle abblockt. Ich bin kein Freund von parallelgeschalteten Kondensatoren, daher ein Ferritring ums Zuleitungskabel.
MaWin schrieb: > Nun kann man sich noch Gedanken machen, wie man die pH-Sonde als > Störquelle abblockt. Ich bin kein Freund von parallelgeschalteten > Kondensatoren, daher ein Ferritring ums Zuleitungskabel. Ich habe mir überlegt den Guardring des INA116 zu benutzen. Ich habe es so verstanden das es genau für diesen Zweck genutzt werden kann. Liege ich da richtig? Damit bräuchte ich keine Entstörung mehr der Sonde. Dankeschön, LG Nijen T.
Nein, die Guard-Ringe sind gegen abfliessende Fehlströme. Als Entstörung und ESD Schutz, beispielsweise mit einen C zwischen Eingang und Guard oder Dioden, erwarte ich eher Instabilitäten.
MaWin schrieb: > Nein, die Guard-Ringe sind gegen abfliessende Fehlströme. Als Entstörung > und ESD Schutz, beispielsweise mit einen C zwischen Eingang und Guard > oder Dioden, erwarte ich eher Instabilitäten. Also Guard-ring besser nicht anschließen und einfach nur ein Ferritring am Zuleitungskabel? Habe im Anhang ein Ferritring hochgeladen. Würde der das tun? Und das an das Sensorkabel dran? Danke, Nijen T.
:
Bearbeitet durch User
Nijen T. schrieb: > Also Guard-ring besser nicht anschließen Wie wäre es, den Guard Ring als den zu verwenden, für das er laut Datenblatt vorgesehen ist, wenn nicht das IC-Beinchen hochgebogen auf Teflon-Stützpunkten verbunden wird ?
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.