Hallo, ich baue gerade ein Widerstandsmessgerät das über den Arduino Leonardo gesteuert werden soll. Die Schaltung ist wie in der Zeichnung aufgebaut und funktioniert auch. Allerdings tritt ein Effekt auf den ich mir nicht erklären kann. Die Software schaltet nacheinander die verschiedenen Eingänge des Multiplexers auf den Ausgang. Da jeweils unterschiedliche Referenzwiderstände an den Eingängen liegen wird ein Konstantstrom erzeugt der sich durch den jeweiligen Referenzwiderstand einstellt. Über den analogen Eingang des Arduino wird die Spannung über den Messwiderstand in allen Bereichen gemessen. Ist eine gemessene Spannung in einem bestimmten Spannungsbereich, wird der Widerstand über den konstanten, bekannten Strom berechnet. (siehe Code) Nun zu meinem Problem: Ist der zu messende Widerstand groß (> 300k) fängt die zu messende Spannung an zu schwanken. Dies muss irgendwie mit dem Multiplexer zusammenhängen. Der Effekt tritt aber nur auf, wenn der Multiplexer zwischen den einzelnen Eingängen hin und her schaltet. Wenn ich nur den benötigten Eingang dauerhaft eingeschaltet lasse ist die Spannung Konstant. Vielleicht hat ja jemand eine Idee. LG Max
Angehängte Dateien:
-
Messgeraet.png
9,4 KB
Max S. schrieb: > Die Software schaltet nacheinander die verschiedenen Eingänge des > Multiplexers auf den Ausgang. Da jeweils unterschiedliche > Referenzwiderstände an den Eingängen liegen wird ein Konstantstrom > erzeugt der sich durch den jeweiligen Referenzwiderstand einstellt. Nein, der schaltet nacheinander die Widerstaende an +5V, die mit dem anderen Ende schon an +5V liegen. Und nein, es wird kein Konstantstrom erzeugt, genaugenommen haben der Teil mit dem OPV und der Teil mit dem MPX nur eine gemeinsame Betriebsspannung und sonst nichts miteinander zu tun. wendelsberg
Vielleicht ist die Beschreibung nicht optimal gewesen. Also dass die Widerstände an +5V liegen ist mir schon klar und soll auch so sein. Der Strom ist schon konstant, da immmer die gleiche Spannung an den Widerständen abfällt. Dies wird durch die beiden Dioden gewährleistet. Dadurch ändert sich der Strom nur wenn ein anderer Referenzwiderstand durch den Multiplexer ausgewählt wird. Hab ich auch alles nachgemessen Max
Angehängte Dateien:
-
Schaltplan.png
9,3 KB
Habe meinen Plan nocheinmal angeschaut und einen Fehler entdeckt. Also hier nochmal der richtige Plan Max
D1, D2 verpolt? So wird nur ein kleiner Sperrstrom durch R1 fließen. Wirklich genau wird das nicht werden. Der MUX hat einen Innenwiderstand und die Durchlasspannung der Dioden ändert sich mit -2mV/K.
:
Bearbeitet durch User
Mit den dioden hattest du recht. Die sind falsch eingezeichnet. Habe sie aber auf dem Steckbrett richtig eingebaut. Der Innenwiderstand des Multiplexers müsste eigentlich berücksichtigt sein, da ich bei der Kalibrierung ja wirklich den strom durch den zu messenden Widerstand bestimme. Nur die Spannungsschwankungen bei großen Widerständen kann ich mir nicht erklären, da diese ja nur beim Schalten des MUX auftreten.
Ich habe mir den Code nicht angeschaut (dummerweise hast Du die File-Extension weggelassen), aber wartest Du nach dem Umschalten lange genug warten, bis der OpAmp eingeschwungen ist? Gruß Dietrich
Daran dachte ich auch schon. Ich habe dann große delays eingebaut zum testen. Das hat aber leider nichts an den Spannungswerten geändert. Aber vielleicht kann ich da noch was ändern. Der LM 358 ist wahrscheinlich auch nicht der Beste Op-Amp. Max
Warum mißt Du den Widerstand nicht einfach über die Aufladezeit eines Kondensators? Damit kann man einen großen Bereich ohne Umschaltung messen. Und ist auch erheblich genauer als Deine Diode als Referenz (-2mV/°K). Du brauchst nur einen Kondensator, 2 Widerstände und den internen Komparator. Die VCC kürzt sich raus.
Bei so großen Widerständen muss man mit dem ADC Eingängen aufpassen. Je nach µC werden üblicherweise maximal 5-20 K als maximaler Widerstand empfohlen, weil in relativ kurzer Zeit der S&H Kondensator geladen werden muss. Wenn länger nur das eine Signal anliegt ist das ggf. nicht so schlimm. Für eine Widerstandsmessung es das RC Glied und die Zeitmessung schon eine gewisse alternative, allerdings haben Kondensatoren oft eine relativ starke Temperaturabhängigkeit. Den Effekt des Widerstandes des MUX könnte man durch eine etwas andere Schaltung weitgehend raus halten: die Widerstände in Reihe, und die Rückkopplung zum OP immer über das Ende der Widerstandskette. Die Ref. Spannung über die Dioden ist nicht so gut - besser wohl ein Spannungsteiler, vor allem wenn die 5 V oder ein Teil davon die Ref. Spannung für den AD ist. Der LM358 ist nicht besonders gut, schon wegen des Biasstromes und Offsets. Den 2. Kanal könnte etwa als Puffer vor dem AD Eingang nutzen.
Wenn der LM358 mit 5 V versorgt wird, ist die Spannung am Eingang auch schon sehr an der oberen Grenze.
Ist es wirklich eine gute Idee, den ganzen Messstrom durch den Multiplexer zu schicken? Im Sperrzustand sind die 4051 ja erträglich, aber von einem niedrigen Ron habe ich in diesem Zusammenhang noch nicht gehört. Grundsätzlich erscheint mir Dein Ansatz ein wenig zu "kopiert". Also man nehme eine Stromquelle, klebe eine "so la la" Steuerung dran und rufe Heureka!
Die Ströme sind noch nicht so hoch (< 2 mA). Das sollte der 4051 noch schaffen - vernachlässigen sollte man den Widerstand aber natürlich nicht. Besser wäre natürlich ein 74HC4051 bzw. 74HCT4051 (wenn das Steuersignal nur 3,3 V Amplitude hat), sofern man 5 V als Versorgung hat.
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.