OP Schaltung, Widerstandsmessung im Megaohm-Bereich

[David S. (gutmut)]

Guten Tag,

ich habe:

- eine einfache 3V Batterie
- einen mit 3V betriebenen ATMEGA8a
- ein FlexiForce Sensor, der eine Kraft in einen Widerstand im MegaOhm 
Bereich umwandelt: 
https://www.tekscan.com/products-solutions/force-sensors/ht201

Nun würde ich dieses gerne verbinden:-) Das "recommended circuit", siehe 
Bild, benutzt den OP MCP6004, allerdings auch eine 5V/-5V Versorung. 3V 
als Versorgung sollte auch gehen, aber die -5V stören mich...

Gibt es eine einfachere andere OP Schaltung ohne -5V, oder alternativ 
eine einfache Form die - Spannung zu erzeugen?

Gruß
David

[wartemal (Gast)]

Einfach ist so: Du erzeugst aus 3V zwei Spannungen (+/-5V) mittels DC/DC 
Wandlung. Hauptsache , Deine 3V Batterie schafft das auch.

Alternativ musst Du mit R2R arbeiten.
Einfach OPV studieren und alles wird EINFACH.

[Werner M. (Gast)]

David S. schrieb:
> - ein FlexiForce Sensor, der eine Kraft in einen Widerstand im MegaOhm
> Bereich umwandelt:
> https://www.tekscan.com/products-solutions/force-sensors/ht201

Wenn der Widerstand wirklich im Megaohm-Bereich liegt, wirst du bei 
direktem Anschluss des Ausgangs o.g. Schaltung an eine ATmega noch wenig 
Freude haben.

Die Sensorwiderstand bei Maximalkraft müßte dafür im Bereich 1..100kOhm 
liegen, so wie die Schaltung dimensioniert ist. Das Datenblatt erscheint 
da, vorsichtig ausgedrückt, etwas zurückhaltend. Zumindest eine 
Kennlinie oder einen Umsetzungfaktor R(F) würde man irgendwie erwarten.

[David S. (gutmut)]

Hi,

ja stimmt, ohne anliegende Kraft sind es ca. 5MegaOhm, wenn man drauf 
drückt gehts in den KiloOhm Bereich; im Handbuch stehen zwei 
Excel-Kurven...

https://www.tekscan.com/sites/default/files/FLX-FlexiForce-Sensors-Manual.pdf

Ich habe nur wenig Platz auf der Platine...

DANKE!

Gruß
David

[Ulrich H. (lurchi)]

Eine negative Spannung könnte man per Ladungspumpe erzeugen. Es ist ja 
nur wenig Strom den man da braucht. Entweder als extra IC (+3 
Kondensatoren) oder ggf. nur AC mäßig vom µC aus gespeist: der µC 
Schaltet einen Ausgang von H auf L und erzeugt so hinter einem 
Kondensator einen negativen Puls. In der Zeit kann man dann 1-2 ADC 
Werte Aufnehmen.

Alternativ könnte man auch den nichtinvertierenden Eingang des OPs hoch 
setzen auf z.B. 1/3 der Versorgung. Man verliert dabei aber am 
Ausgangsbereich, weil des Signal nicht unter den Wert geht. Etwas besser 
wird es ggf. wenn man die Schaltung "spiegelt" mit dem Sensor zu den 3 V 
hin. Da könnte dann der + Eingang des OPs auf 2/3 der Versorgung gehen 
und auch als Ref. für den ADC dienen. Damit verliert man dann nicht vom 
Messbereich des ADCs.

Ein weitere Alternative wäre es den Widerstand als Zeitkonstante in 
einem RC Glied auszulesen, also den µC eine Zeit messen zu lassen statt 
den ADC zu nutzen. Allerdings ist man dann linear im Widerstand und 
nicht im Leitwert.

[Peter R. (pnu)]

gib einem Eingangspin mit pullup von 100kOhm die 3,3V Spannung.

Wenn dann der Sensor niederohmig wird (50kOhm)geht die Spannung am Pin 
unter 1,1V.

Entweder nutzt man dann das Lesen des Pin, unter 1,1V wird schon als low 
gelesen.

Oder man nutzt einen Pin, der analog-Eingang ist, und lässt den 
AD-Wandler mit 3,3V Referenz arbeiten. Wenn dann die eingelesene 
Spannung unter einen bestimmten Wert geht, lässt sich das als Umschalten 
werten.

[David S. (gutmut)]

Hi,

Ich bräuchte schon den analogen Wert, da ich wissen will wie viel Kraft 
ausgeübt wird.

Was haltet ihr von folgender Eingangs-Schaltung dafür?

- 3V Versorgung VCC
- 2 Flexiforce Sensoren
- Dual OPV MCP6002
- Negative Spannung über ICL7660

Gruß
David

[Pandur S. (jetztnicht)]

Ich wuerd den Sensor mit 200kOhm in Serie als Spannungsteiler an Vref 
oder Vadc (zB 2.5 oder 3.3V) betreiben. Spannungsfolger dahinter und an 
den ADC. Entzerren mit dem Controller. Die Kurve scheint etwas in der 
Richtung exponentiell zu sein. Allenfalls mit einem Polynom 
approximieren.

[Ulrich H. (lurchi)]

Es gibt auch noch die Möglichkeit mit einem Spannungsteiler mit recht 
kleinem Widerstand (z.B. 1-10 K, also kleiner als der minimale 
Sensorwert) zu arbeiten, und die Spannung am Widerstand dann etwa 10-100 
fach zu verstärken. Da kommt man ohne negative Spannung aus, und braucht 
nur einen Widerstand mehr. Zu kleinen Widerständen wird die Kurve etwas 
nichtlinear, aber nicht so dramatisch wie gleich mit einem 100 K 
Widerstand.

[Michael R. (michaelruck)]

Hallo,
was haltet Ihr von dieser Schaltung. Ist zwar ein anderer Sensor 
(TGS2602, VOC), das Prinzip ist aber das gleiche. VCC und Vex sind 
variabel, müssen nur zu den verwendeten IC's passen.