Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OP-Schaltung macht nicht was sie soll.


von Florian R. (rager)


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Hallo,
ich möchte Strom von 0-2A messen und nutze dafür einen ACS712 +- 5A der 
bei 0A 2.5V ausgibt und bei 2A ca. 2.8A ausgibt. Um mit einer höheren 
Auflösung zu messen wollte ich den Spannungsbereich auf 0-5V ausdehen. 
dafür habe ich die angehängte Schaltung aufgebaut. Leider kommt immer 5V 
raus...
Ich hab mich leider schon immer mit OPs schwer getan und habe es wohl 
wieder verbockt. :(
R1 und R2 sind in echt die in grün hingeschriebenen Werte, da die die 
errechneten Werte nicht zu kaufen sind. Ist aber nah genug dran. Für 
meine Rechung habe ich die spannungsgrenzen von 2.4v-2.9V genommen um 
eine kleine pufferzone zu den Grenzen zu erhalten.

Kann mir jemand sagen was ich falsch gemacht habe?

Die rechung die ich dazu gemacht habe ist Folgende:

: Bearbeitet durch User
von Oleg A. (oga)


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Wenn du jetzt auch noch schreiben würdest welchen OpAmp Du benutzt und 
wie hoch seine Versorgungsspannung ist, kommen wir vielleicht weiter.

: Bearbeitet durch User
von Florian R. (rager)


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Ja sorry Irgendwas fehlt immer ^^
Vcc = 5V
OP = MCP6001

von Oleg A. (oga)


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Der MCP6001 ist ok, die Schaltung auch.
Ich tippe auf Kontaktfehler, oder der OpAmp hat sich aus irgendeinem 
Grund verabschiedet. Kommt vor.

von N. B. (saint1234)


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Hallo,

1. Dein Offset liegt bei ca 2,65V aber deine minimale Eingangsspannung 
bei 2,5. Dort wird dein OP Versuchen heftig in die untere Begrenzung zu 
gehen.

2. Die Ausgangsspannung setzt sich aus der Offsetspannung + Der 
Verstärkten Differenzpannung zusammen.

Ist z.B. eine Differenzspannung von 0,3V Am liegt die Ausgangsspannung 
bei U_out= 2,6V (Offset)+ 9,94(deine Verstärkung)* 0,3 = 4,588V Das sind 
ein Overhead von 0,4V. Das könnte bei nichr Rail-to-Rail OPVs zur 
Sättigung führen.

von Florian R. (rager)


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Okay, danke dir. Dann werd ich wohl mal den OP austauschen.

von Oleg A. (oga)


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Nico B. schrieb:
> Das könnte bei nichr Rail-to-Rail OPVs zur
> Sättigung führen.

Stimmt. Aber der MCP6001 ist laut datenblatt ein Rail-to-Rail OpAmp.

von N. B. (saint1234)


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Das stimmt natürlich! Habe meinen Post leider erst abgeschickt als 
deiner schon da war.

du solltest trotzdem den Spannungsteiler umdimensionieren auf 2,5V oder 
niedriger.

von Florian R. (rager)


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> du solltest trotzdem den Spannungsteiler umdimensionieren auf 2,5V oder
> niedriger.

Das ist doch nur um die untergrenze zu verbessern oder? Dann sollte der 
Rest der höheren Ströme doch gehen.

von N. B. (saint1234)


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Florian R. schrieb:
>> du solltest trotzdem den Spannungsteiler umdimensionieren auf 2,5V oder
>> niedriger.
>
> Das ist doch nur um die untergrenze zu verbessern oder? Dann sollte der
> Rest der höheren Ströme doch gehen.

Jap der Rest geht. Falls du eine MCU dahinter setzt kannst du so 0A 
besser erkennen. So haste einen definierten Wert bei 0A.

von Johannes (menschenskind)


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Hallo mal eine Verständnisfrage:

Wie kommt man denn auf die Formel?
Klar für mich ist. Die Differenz aus positivem und negativem Eingang 
ergibt VOut. Und die Spannung am neg. Eingang setzt sich aus dem 
Spannungsteiler und der rückgekoppelten Spannung zusammen, aber wie 
genau, das leuchtet mir nicht ein.
Falls sich jemand findet, der mir das erklären könnte, wäre ich sehr 
dankbar :)

von Dietrich L. (dietrichl)


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Johannes H. schrieb:
> Klar für mich ist. Die Differenz aus positivem und negativem Eingang
> ergibt VOut.

Nein, der Ansatz ist falsch. Die Differenz ist 0 (idealisiert, im 
eingeschwungenen Zustand).

> Und die Spannung am neg. Eingang setzt sich aus dem
> Spannungsteiler und der rückgekoppelten Spannung zusammen, aber wie
> genau, das leuchtet mir nicht ein.

Die Rückkopplung verändert die Spannung am neg. Eingang so lange, bis 
die Differenz = 0 ist.

Gruß Dietrich

von N. B. (saint1234)


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Nico B. schrieb:
> Hallo,
>
> 1. Dein Offset liegt bei ca 2,65V aber deine minimale Eingangsspannung
> bei 2,5. Dort wird dein OP Versuchen heftig in die untere Begrenzung zu
> gehen.
>
> 2. Die Ausgangsspannung setzt sich aus der Offsetspannung + Der
> Verstärkten Differenzpannung zusammen.
>
> Ist z.B. eine Differenzspannung von 0,3V Am liegt die Ausgangsspannung
> bei U_out= 2,6V (Offset)+ 9,94(deine Verstärkung)* 0,3 = 4,588V Das sind
> ein Overhead von 0,4V. Das könnte bei nichr Rail-to-Rail OPVs zur
> Sättigung führen.


Edit ich hab mich in der Rechnung vertan. Deine Ausgangsspannung liegt 
bei :

2,6V + 9,94*0,3V= 5,582V!!!!! das ist deutlich über deiner Versorgung.

Zu der Berechnung:

Die 2,6V sind der Offset, dass ist klar. Wenn du jetzt die 
Versorgungsspannung am Spannungsteiler als Kurzschluss siehst, sind R2 
und R3 parallel zueinander.

Die Verstärkung für einen nichtinvertierenden Verstärker V= 1+ R1 / 
(R2//R3)

MfG

von Joe F. (easylife)


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Nimm mal folgende Werte:

R2 = 10K
R3 = 12K
R1 = 56K

IN 2.5V -> OUT 0.19V
IN 2.9V -> OUT 4.69V

von Florian R. (rager)


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Ich danke euch!
Also die Widerstände waren wirklich nicht ganz richtig ich habe R1 und 
R2 jetzt auf 257K und 72K abgeändert und das klappt so recht gut. Ich 
habe leider schon eine fertige Platine und SMD Widerstände, daher ist 
das mal eben ausprobieren nicht so einfach ^^
Das größte Problem jedoch waren nicht die Widerstände sondern der 
OP.....
ich Doofkopf habe einen MPC6001 Layout gemacht aber dummerweise einen 
MCP6001U gekauft gehabt. Da sind die Pins total anders. Jetzt sind Pins 
hochgebogen und Drahtgeflechte hinzugefügt worden :P

Danke nochmal für eure Zeit!

von Harald W. (wilhelms)


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Florian R. schrieb:

> habe leider schon eine fertige Platine

Ja, es wir anscheinend immer mehr üblich,
beim Hausbau mit dem Dach anzufangen...

von Florian R. (rager)


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> Ja, es wir anscheinend immer mehr üblich,
> beim Hausbau mit dem Dach anzufangen...


ISt gut für die Wirtschaft ;)

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