Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Aus +5 Volt(von LM7805) eine negative -5 Volt Spannung machen möglich?


von Jan H. (jan_h865)


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Hallo Community,
Ich hatte da mal ne Frage, und zwar expermentiere ich zurzeit mit dem 
LM35 Temperatur Sensor. Als Analog Referenz nutze ich die Interne 1.1 
Volt um eine möglichst genaue Genauigkeit zu bekommen. An +Vs habe ich 
+5 Volt angeschlossen. Vout an mein Analog Eingang 0 am ATMega644. Und 
GND auf Masse. Ein Grad entspricht 10 mV bis 1500 mV kann der LM35 mit 
einer positiven Spannung messen. Um aber Minus Temperaturen zu messen 
muss ich eine negative Spannung haben. Um die Full Range zu bekommen 
gebe ich an:
+Vs = 5 Volt
GND = Masse
Vout = An Analog Eingang. Dort geht aber auch ein Widerstand ab. (80 k 
Ohm) zur negativen Spannung(-Vs).
Nun wenn man mit der Roten Messsonde vom Multimeter an die Masse Leitung 
geht und mit der schwarzen Messsonde vom Multimeter gegen die 5 Volt 
dann wird mir -5 Volt angezeigt. Kann ich also dort wo -Vs steht einfach 
ein Masse Kabel anklemmen?

Hier das Bild von der Full Range Figure 2: http://prntscr.com/bh7yl4

Oder wie soll ich sonst diese -5 Volt bekommen?

Mfg Jan.

: Verschoben durch User
von Bernhard S. (dl9rdw)


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Schau doch mal hier:

Beitrag "Aus +5V -5V erzeugen"

Gruß Bernhard

von Luca E. (derlucae98)


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Da dort ja kaum Strom fließt tut es eine ICL7660.

von W.A. (Gast)


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Du kannst mit einem Pin von deinem ATmega eine Ladungspumpe betreiben. 
Die negative Spannung sollte dann noch stabilisiert werden.

Warum müssen es unbedingt -5V sein?

von Jan H. (jan_h865)


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W.A. schrieb:
> Warum müssen es unbedingt -5V sein?

Der LM35 kann bei nur +5 nur von 0 mV = 0 °C bis 1500 mV = 150 °C Grad 
messen
Wenn ich aber auch bis -55 °C zu messen muss ich eine neagtive Spannung 
an Vout angeschließen. Dann geht er mit -550 mV unter.

von Sönke O. (soenio)


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Wäre ein zweiter 7905 nicht möglich?

von Jan H. (jan_h865)


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Sönke O. schrieb:
> Wäre ein zweiter 7905 nicht möglich?

Muss dort nicht eine höhere neagtive Spannung rein wie -12 damit er dort 
-5 Volt raus macht. Oder macht der aus +5 V -5 V?

von Arduinoquäler (Gast)


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Jan H. schrieb:
> Oder wie soll ich sonst diese -5 Volt bekommen?

Einen Pin des Mega644 (Timer Output) wackeln lassen, also
ein Rechteck-Signal erzeugen und diesen mittels Negativ-
Gleichrichter gleichrichten.

von MaWin (Gast)


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Jan H. schrieb:
> Oder wie soll ich sonst diese -5 Volt bekommen?

Nimm einfach was anderes als den blöden LM35.

von Flip (Gast)


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oder gnd auf ca. 1V legen.

von Jan H. (jan_h865)


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Arduinoquäler schrieb:
> Jan H. schrieb:
>> Oder wie soll ich sonst diese -5 Volt bekommen?
>
> Einen Pin des Mega644 (Timer Output) wackeln lassen, also
> ein Rechteck-Signal erzeugen und diesen mittels Negativ-
> Gleichrichter gleichrichten.

Hi,
Habe grade das Bild gefunden: http://prntscr.com/bh8bkk
Soll ich dort ein PWM ausgang nehmen diesen auf 100 % setzen also PWM. 
Und dann kommen dort doch -5 Volt an oder sehe ich das falsch?

von Arduinoquäler (Gast)


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Jan H. schrieb:
> Und dann kommen dort doch -5 Volt an oder sehe ich das falsch?

So geht das. Wird zwar nicht ganz 5V werden aber das spielt
für den Temperatursensor keine Rolle.

von W.A. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Jan H. schrieb:
>> Oder wie soll ich sonst diese -5 Volt bekommen?
>
> Nimm einfach was anderes als den blöden LM35.

Da stellt sich die Frage, ob Ziel des Unterfangens ist, einen LM35 für 
die Messung von negativen Temperaturen zu beschalten, oder ob schlicht 
und einfach auch negative Temperaturen gemessen werden sollen. Unsagbar 
beschaltungsarm und kabeladernsparend wäre dann ein DS18B20, wenn auch 
nur für den Bereich -55°C bis +125°C.

von Arduinoquäler (Gast)


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W.A. schrieb:
> Unsagbar
> beschaltungsarm und kabeladernsparend wäre dann ein DS18B20, wenn auch
> nur für den Bereich -55°C bis +125°C.

Alles hat seine Vor- und Nachteile, der LM35 ist z.B. deutlich genauer.
Die Onewire-Teile haben erheblich mehr Software-Aufwand ....

von Jan H. (jan_h865)


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Arduinoquäler schrieb:
> So geht das. Wird zwar nicht ganz 5V werden aber das spielt
> für den Temperatursensor keine Rolle.

Bekomme. -3,58 Volt raus. Die Kondensatoren sind 100 uF und die Dioden 
sind die 1N4007. Kann mir einer sagen wenn ich die Kondensator ändere 
zb. auf 470 uF die Spannung höher wird oder liegt das dann denn 
langsamen Dioden. Aber bis auf -33,58 Grad reicht alle mal.

von Arduinoquäler (Gast)


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Jan H. schrieb:
> Dioden sind die 1N4007.

Vielleicht lieber 1N4148, also Silizium-Dioden. Noch mehr kommt
raus wenn du Schottky-Dioden nimmst (geringere Fluss-Spannung).

von Jan H. (jan_h865)


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Jan H. schrieb:
> ekomme. -3,58 Volt raus. Die Kondensatoren sind 100 uF und die Dioden
> sind die 1N4007. Kann mir einer sagen wenn ich die Kondensator ändere
> zb. auf 470 uF die Spannung höher wird oder liegt das dann denn
> langsamen Dioden. Aber bis auf -33,58 Grad reicht alle mal.

Ist das normal wenn ich die -4,23 Volt mit dem 82 k Ohm widerstand an 
Vout anschließe das dann mV Zahl von 240(24 Grad) auf 259mV steigt(25,9 
Grad)?

von Jobst M. (jobstens-de)


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... und was bringt dann die negative Spannung am ADC des µC?

Flip schrieb:
> oder gnd auf ca. 1V legen.

Genau so. Und die 1V ebenfalls messen und abziehen.


Gruß

Jobst

von W.A. (Gast)


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Arduinoquäler schrieb:
> Alles hat seine Vor- und Nachteile, der LM35 ist z.B. deutlich genauer.

Wer verbreitet soetwas?
Im Datenblatt zum LM35: "0.5°C Ensured Accuracy (at 25°C)" und
beim DS18B20: "±0.5°C Accuracy from -10°C to +85°C"

von Jan H. (jan_h865)


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Jobst M. schrieb:
> ... und was bringt dann die negative Spannung am ADC des µC?
>
> Flip schrieb:
>> oder gnd auf ca. 1V legen.
>
> Genau so. Und die 1V ebenfalls messen und abziehen.

Kann der ADC garkeine Neagtiven Spannung messen?

Wie soll ich denn die 1 Volt bekommen und wenn ich diese auf Masse 
lege(anschließe) habe ich doch ein kurzschluß.

Im Arduino Forum habe ich das gefunden: 
http://forum.arduino.cc/index.php?topic=29699.0

Bzw. eigentlich intessiert mich nur das:

Im Bezug auf meine Schema ist es doch möglich mit hilfe von 6V die 
Spannung von V+ gegen VGND eine Spannung von 5V einstellen und VGND 
gegen "V-" ein Spannung von -1V. (Wieder Stande 5:1 R1:R2)
Die Spannung muss Potentialgetrennt sein zur Versorgung vom Arduino.
Der Lm35CZ bekommt dann an seinen V+ unseren V+ an die Masse des LM35 
den VGND über einen Widerstand unseren "V-" an den Output. Du verbindest 
dann den "V-" mit dem GND des Arduino. So kann der Arduino negative 
Spannungen messen. Für den LM35 ist VGND das 0V Potential für den 
Arduino +1V. d.h. du hättest  gemessen am Arduino
0V=-100°C
1000mV=0°C
+1000mV=100°C
+1500mV=150°C

Verstehe aber nicht wie ich das umsetzen soll.

von Negativ-Denker (Gast)


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Jan H. schrieb:
> +Vs = 5 Volt
> GND = Masse
> Vout = An Analog Eingang. Dort geht aber auch ein Widerstand ab.

Mit einem NE555

Mit geeigneter Aussenbeschaltung (hier nicht gezeigt) liefert der NE555 
ein Rechtecksignal an seinem Ausgang Q, welches invertiert wird. daran 
anschiessend ein Transistorpaar PNP/NPN und Mittelabgriff über einen 
Kondensator, 2 Dioden + Zehner-DIODE bzw.TRANSIL-Diode für 
Spannungshub-Ausgangsbegrenzung einsetzen. -Elko nachschalten als Puffer 
und fertig ist der "Effekt"... wo is das Problem?

Oder ganz einfach einen NEGATIV-Regler 7905 benutzen und fertig... den 
kann man auch mit POSITIV-Spannung am Eingang betreiben, um eine 
NEGATIV-Last am Ausgang dranzuhängen. Beispiele siehe datashead4you.com 
oder pdf.datasheed.com/search_LM78xx.html und weiteren Webseiten

von Frickelfritze (Gast)


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Negativ-Denker schrieb:
> wo is das Problem?

Dass du den Thread nicht durchgelesen hast und meinst der
Problemlöser schlechthin zu sein.

von MaWin (Gast)


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Jan H. schrieb:
> Kann der ADC garkeine Neagtiven Spannung messen?

Der ADC eines Atmels: Nein.

> Wie soll ich denn die 1 Volt bekommen und wenn ich diese auf Masse
> lege(anschließe) habe ich doch ein kurzschluß.

1V ist was anderes als 0V, also wird man beide nicht miteinander 
verbinden.

Man kann 1V durch einen Spannungsteiler aus 5V erzeugen. Oder aus der 
1.1V Referenzspannung ableiten. Aber wenn du nur bis 1.1V messen kannst, 
dann ist das scho zu viel.

Hiermit beispielsweise kann man den Masseanschluss des LM35 auf ca. 
+0.6V legen und damit Temperaturen bis ca. -50GradC messen. Da die 0.6V 
nur ungefähr sind, musst man sie mit und zieht sie von AD0 ab. 
Temperaturen bis 150 GradC kann man aber nur mit 2.5V Referenzspannung 
erfassen, nicht mit 1.1V
1
+5V
2
 |
3
LM35---+--AD0
4
 |     |
5
 +-----(--AD1
6
 |     |
7
 |    10k
8
 |     |
9
 +-|>|-+-- GND
10
1N4148

von Harald W. (wilhelms)


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Negativ-Denker schrieb:

> Oder ganz einfach einen NEGATIV-Regler 7905 benutzen und fertig... den
> kann man auch mit POSITIV-Spannung am Eingang betreiben, um eine
> NEGATIV-Last am Ausgang dranzuhängen. Beispiele siehe datashead4you.com
> oder pdf.datasheed.com/search_LM78xx.html und weiteren Webseiten

Ob Du negativ denkst, oder nicht, bleibt Dir überlassen. Mit dem obigen
Vorschlag denkst Du aber völlig falsch. Ein 7905 ist nicht in der Lage
aus einer positiven einme negative Spannung zu erzeugen.

von Jan H. (jan_h865)


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MaWin schrieb:
> +5V
>  |
> LM35---+--AD0
>  |     |
>  +-----(--AD1
>  |     |
>  |    10k
>  |     |
>  +-|>|-+-- GND
> 1N4148

Hi MaWin.
Also ich gebe die +5 Volt an denn +Vs Pin des LM35 greife dann am Vout 
die Ausgangs Spannung ab und gebe damit an denn ADC Pin 0. Unter der 
Masse greife ich dann die zweite Spannung ab und gehe damit zum ADC Pin 
1. Von Vout geht noch ein 10K Ohm widerstand gegen Masse. Unterhalb des 
Abgreifen der Spannung für ADC 1 geht noch eine Diode 1N4148 auf Masse. 
Habe ich das so richtig verstanden?

Und dann kommt alles Positive bei AD0 raus und neagtives bei AD1? Oder 
muss ich dann Differnz = AD0 - AD1 machen?

von Michael B. (laberkopp)


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Jan H. schrieb:
> muss ich dann Differnz = AD0 - AD1 machen?

Genau.

Siehe Figure 18. Temperature Sensor, Single Supply Figure 19. Two-Wire 
Remote Temperature Sensor (−55° to +150°C) im Datenblatt. Ja, man sollte 
die Datenblätter der Bauteile lesen, die man verwendet, auch wenn man 
notorischer "ich lese die Bedienungsanleitung nicht weil ich klug genug 
bin" Verfechter ist.

von Jan H. (jan_h865)


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Hallo Leute.

Im Internet auf der Arduino Seite habe ich ein Bild gefunden. Wo einer 
es geschafft hat mit einer Diode 1N4148 und ein 1 K und 10 K Widerstand 
denn Sensor zu betreiben.
+Vs wird mit +5 Volt versorgt.
GND = Dort geht man von +5 Volt über 1 K zum GND Pin, und dann über die 
1N4148 Diode nach Masse.
Vout = 10 K Ohm Widerstand direkt Masse. Aber an die normale Masse und 
nicht die Masse vom GND Pin des LM35- Dann mit ein Kabel zum ADC.

Dann holt man sich ganz normal die mV mit (ADC Value / 1024.0) * 
Referenz Volatge. Dann zieht man 700 Offset ab. Und teilt durch 10. Dann 
kommt eine sehr genaue(meiner Meinung nach) Temperatur raus. Und in 
Minus bereich geht es auch ohne Probleme bis -50 Grad.

In der Tiefkühltruhe gibt der Sensor eine Temperatur von -25 bis -26 
Grad von sich. Das eingebaute Thermometer in der Truhe gibt auch rund 
-26 Grad von sich.

Hier ist das Bild von der Schaltung(Arduino) http://prntscr.com/bhnwp1
Vielen dank an euch für eure Hilfe.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Jan H. schrieb:
> Aber an die normale Masse und
> nicht die Masse vom GND Pin des LM35- Dann mit ein Kabel zum ADC.

Dann vergleiche die beiden Schaltungen doch mal. So viel Unterschied ist 
da nicht. Und auch bei der Schaltung würde ich die Referenz / den 
Bezugspunkt des Sensors mit einem 2. Kanal mit messen und die Differenz 
bilden. Auch Dioden verändern sich mit der Temperatur und versauen Dir 
das Ergebnis.

Der negative Anschluss des LM35 ist der Bezugspunkt des Sensors. Dieser 
ist nicht zwingend GND.


Gruß

Jobst

von Jan H. (jan_h865)


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Jobst M. schrieb:
> Bezugspunkt des Sensors mit einem 2. Kanal mit messen und die Differenz
> bilden. Auch Dioden verändern sich mit der Temperatur und versauen Dir
> das Ergebnis.

Also ein zweites Kabel von Masse des LM35 zum ADC. Und dann aus dem Vout 
damit die Differnz berechnen? Falls ja da kommt dann +50 raus

von Jobst M. (jobstens-de)


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Jan H. schrieb:
> +50

50 ... was? Als Wert? Dann umrechnen in Spannung und dann in Temperatur.
Sollte sich auch temperaturabhängig ändern, sonst ist Dein Aufbau faul.


Gruß

Jobst

von Joe J. (neutrino)


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Da ich keine  negative Spannung erzeugen wollte, habe ich anstatt des 
LM35 den LM335 verwendet. Dieser liefert +10 mV/°K, also 2730 mV bei 0 
°C.

Gruß, Joe

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