Anschluss Sensor an µC-Board, Filter oder ähnliches notwendig?

Alexej Gast 27.03.2015 12:55 #4069424

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Hallo Leute,

meine Firma hat mir heute einen Laser-Distanzsensor mit einem 
Messbereich von 4-20 mm geschenkt. Dieser Distanzsensor hat einen 
Analogausgang von 0.5 V- 9.5 V.... D.h. bei 20 mm Abstand messe ich am 
Sensor entsprechend 9.5 V, bei 4mm Abstand und drunter entsprechend 0.5 
Volt. Der Sensor hat eine Messfrequenz von 5kHz....

Nun meine Frage:

ich arbeite mit einem Arduino UNO Board mit einer analogen 
NENNEingangsspannung von max. 5 Volt (10-Bit Auflösung) und möchte nun 
mit diesen Werten arbeiten.


Welche Peripherie/Elektronik muss ich am Ausgang des Sensors bzw. vor 
dem Eingang des µC-Boards verwenden um eine korrekte Arbeitsweiße 
herzustellen.

Ich bräuchte doch schon mal einen Spannungsteiler, der mir das ganze auf 
max. 5 Volt teilt, oder ?

Was brauch ich noch ? Vll. irgendwelche Filter ? Oder soll ich lieber 
anstatt des Spannungsteilers lieber eine OPV-Schaltung nehmen ?

Was muss ich beachten?

Danke für eure Antworten.

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doedel Gast 27.03.2015 13:08 #4069444

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wenn da eine saubere Gleichspannung rauskommt (Oszi fragen), reicht ein 
Spannungsteiler.

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Alexej Gast 27.03.2015 13:11 #4069447

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doedel schrieb:
> wenn da eine saubere Gleichspannung rauskommt (Oszi fragen),
> reicht ein
> Spannungsteiler.

Ja und werden keine Filter benötigt ?

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Pit Gast 27.03.2015 13:15 #4069455

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Alexej schrieb:
> Ja und werden keine Filter benötigt ?

Kommt darauf an...
Schau dir an, wie sauber das Signal ist und dann kannst du selbst 
entschieden. Filtern kannst du sowohl in der Software als auch mit 
Hardware.

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Alexej Gast 27.03.2015 13:30 #4069476

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Pit schrieb:
> Kommt darauf an...
> Schau dir an, wie sauber das Signal ist und dann kannst du selbst
> entschieden. Filtern kannst du sowohl in der Software als auch mit
> Hardware.

Wenn das Signal leicht verrauscht sein sollte, was für ein Filter sollte 
ich am besten nehmen ? Reicht da ein RC-Filter aus ? Ein anti-alising 
filter ?

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Alexej Gast 27.03.2015 19:44 #4069971

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Kann keiner was dazu sagen?

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Günter M. (redround) 27.03.2015 20:02 #4069995

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ohne das Oszi gesehen zu haben wird Dir hier keiner einen Rat geben, da 
"leichtes Rauschen" relativ ist. Also poste einfach mal einen Screenshot 
vom Oszi. Ggf. reicht es auch einfach, mit dem AD-Wandler 50 Werte zu 
erfassen und daraus den Mittelwert zu nehmen. Es hängt halt auch schwer 
davon ab, welche Genauigkeit Du erreichen willst oder wie dynamisch Dein 
Signal ist.

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Ingo Gast 27.03.2015 20:04 #4069998

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Hallo,

ohne weitere Informationen würde ich den Spannungsteiler aus 2 10kOhm 
Widerständen bilden.
Dem Widerstand der am Massesignal (0V) hängt würde ich einen 
Keramik-Kondensator (Kerko) parallel schalten. Wenn du hierbei ein 100nF 
Kerko verwenden würdest, hättest du folgende 3dB-Grenzfrequenz:
fg = 1/(2*pi*(R1//R2)*C) = 1/(2*3,14*5kOhm*100nF) = 100Hz
Der hochohmige Spannungsteiler schützt deinen Analogeingang vor leichten 
Ober- bzw. Unterspannungen und der Kerko stabilisiert die Spannung und 
schützt vor ESD-Pulsen und EMV-Störungen.

Gruß
Ingo

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Wolfgang Gast 28.03.2015 01:31 #4070269

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Günter Mühldorfer schrieb:
> Ggf. reicht es auch einfach, mit dem AD-Wandler 50 Werte zu
> erfassen und daraus den Mittelwert zu nehmen.

Um das Rauschen zu beurteilen, empfiehlt sich, von diesen 50 Werten auch 
die Standardabweichung zu bestimmen ;-)

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Günter M. (redround) 28.03.2015 12:08 #4070541

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deshalb sagte ich ja "möglicherweise". Da wir immer noch kein Bild vom 
Rauschen haben ist alles andere geraten ;-)

Deshalb gilt mein erstes Posting: wenn saubere Gleichspannung rauskommt, 
braucht man außer dem Spannungsteiler gar nichts. Für alles andere muss 
man halt das Rauschen / die Störungen kennen (womit wir wieder bei 
Oszi-Screenshot sind) um beurteilen zu können, ob und welche 
Hard-/Software-Filter nötig sind.

Alternativ kann auch ein Blick ins Datenblatt des Sensors helfen. Viele 
Hersteller geben dort auch Test- / Beispielschaltungen vor. Aber auch da 
sind wir auf Raten angewiesen, da es der TO bis jetzt vermieden hat, den 
genauen Typ zu nennen.

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Alexej Gast 29.03.2015 10:32 #4071392

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Günter Mühldorfer schrieb:
> deshalb sagte ich ja "möglicherweise". Da wir immer noch kein Bild vom
> Rauschen haben ist alles andere geraten ;-)
>
> Deshalb gilt mein erstes Posting: wenn saubere Gleichspannung rauskommt,
> braucht man außer dem Spannungsteiler gar nichts. Für alles andere muss
> man halt das Rauschen / die Störungen kennen (womit wir wieder bei
> Oszi-Screenshot sind) um beurteilen zu können, ob und welche
> Hard-/Software-Filter nötig sind.
>
> Alternativ kann auch ein Blick ins Datenblatt des Sensors helfen. Viele
> Hersteller geben dort auch Test- / Beispielschaltungen vor. Aber auch da
> sind wir auf Raten angewiesen, da es der TO bis jetzt vermieden hat, den
> genauen Typ zu nennen.

Ich werde das kommende Woche mal am Oszi darstellen und dann ein 
Screen-Shot anzeigen lassen.

ich mein, das Signal hat sogar ein Offset, aber darüber sprechen wir 
dann, wenn das Bild da ist.

Danke für eure Antworten bis dahin.

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Jojo S. Gast 29.03.2015 11:35 #4071424

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Das Datenblatt/Manual von dem Sensor sollte weiterhelfen, die Sensoren 
von Sick, Baumer & Co. sind meist einstellbar in Sachen Skalierung und 
Filter oder Abtastrate. Auch wenn nur ein Taster oder 'Teach In' Eingang 
dran ist.

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Anschluss Sensor an µC-Board, Filter oder ähnliches notwendig?

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