Hallo, ich möchte einen Druck/Zugsensor einsetzen der schon eine Messbrücke mit Temperaturkompensation integriert hat (siehe DMS_Vollbruecke). Als Ausgabe bekomme ich ca 1,2mV/V heraus. Das Ausgangssignal will ich mit einem Mikrocontroller (3,3V / 12Bit Auflösung) einlesen. Die Verstärkerschaltung ist mir theoretisch klar. Also für die Verstärkung von +Ua eine Nichtinvertierende Spannungsverstärkung und für -Ua eine Invertierende Spannungsverstärkung. Die Verstärkung müsste ich auf ca 833 auslegen (1V/1,2mV). So nun meine Frage: Wie setze ich dies in der Praxis um? Kann ich z.B. den R1 Widerstand mit 1kOhm und den R_F mit 833kOhm annehmen? Oder sind die Werte zu groß? Welchen Wert verwendet man Idealerweise bzw. laut Erfahrung aus der Praxis? Genügt z.B ein OPV LM358N? Oder soll ich einen anderen für 3,3V Spannungsversorgung verwenden? Für den ersten Prototypen werde ich die Schaltung auf einer Lochrasterplatine auflöten. godi
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Hallo Godi, Mein Ratschlag wäre sich zunächst in bestehende Lösungen einzulesen und deine Brücke mit einem Evaluation Kit in Betrieb zu nehmen, z.B. unter http://www.ti.com/lsds/ti/analog/webench/sensors-overview.page bietet Texas Instruments fertige Lösungen für Messbrücken an - das gibt's natürlich auch von anderen Herstellern. Typische Fehlerquellen wie die Versorgung der Brücke sollten damit "erschlagen" sein. Du kannst einen funktionierenden Aufbau verstehen, modifizieren, ausmessen und später bei Bedarf nachbauen.
Hallo Godi, ich würde hier einen fertig integrierten Instrumentenverstärker nehmen. Zum Beispiel den PGA204 von Burr-Brwon (Texas Instruments). Bei selbst gebauten Schaltungen hast du sonst verhältnismäßig große Toleranzen. Auch über eine präzise und stabile Versorgung der Brücke solltest du dir Gedanken machen. Gruß Tobias
Hi erstens würde ich den dms mit 5v versorgen, den faktor kannst du an der verstärkung sparen. Guck dir msl den ads1262 an, der hat den verstärker gleich eingebaut. Funzt bei mir perfekt......
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Hi Godi S., ich hatte Erfolg mit dieser Schaltung, allerdings baute ich mir beim ersten mal ein tollen Luftfeuchtigkeitssensor (selbst geätzte Platine + Kolophonium = Kriechströme vom feinsten. Man konnte die Schaltung durch Anhauchen in die Sättigung treiben.) In meinem zweiten Design, legte ich Guard-Ringe um alle Eingangspfade seit dem Funktioniert der Sensor einwandfrei. D.h. das Layout spielt bei Verstärkungen um 1000 rum schon eine wesentliche Rolle. Viele grüße P.s. der TLC274 wär für deinen Fall dann wohl vom Vorteil (Günstig + FET-Eingänge + Low-Rail kompatibel ).
huegene schrieb: > ich hatte Erfolg mit dieser Schaltung, Da man Instrumentenverstärker problemlos als fertiges IC kaufen kann, sollte an sich sowas nicht selbst zusammenbasteln,
Man kann auch problemlos den 10 fachen Preis für ein Bauteil ausgeben wo es nicht zwingend notwendig ist. Dazu kommt noch, man lernt nichts bei und es befreit einen nicht davon, das Layout ordentlich zu machen. (Guardringe, Platzierung der Bauteile im Hinblick auf eventuell vorhandene Temperaturgradienten). Verkackt man das Layout mit Teuren Bauteilen, hat man nichts gewonnen und hat massig Geld ausgegeben ohne ein zufriedenstellendes Ergebniss zu erreichen. Ausserdem ist der konkrete Verstärkungsfaktor sowieso irrelevant, da dank der (immer vorhandenen) Bauteiltoleranzen der exakte Wert sowieso immer schwankt. Besser ist, einmal minimale Fehlerquadrate rüber laufen zu lassen und den Verstärkungsfaktor genau zu kennen. Egal was du in diesem Zusammenhang baust, ich würde dir ein Blick in die AN1258 Appnote von Microchip empfehlen.
huegene schrieb: > Man kann auch problemlos den 10 fachen Preis für ein Bauteil ausgeben wo > es nicht zwingend notwendig ist. Sehr lustig. Hast du dir mal überlegt, wie empfindlich deine Schaltung auf Drifts der manuell abgeglichenen Offseteinstellung reagiert? Jeder Wackler dort wird um einen Faktor 1000 verstärkt! Das Problem hätte ein echter Instrumentenverstärker nicht, weil er eine echte (symmetrische) Differenzbildung des Brückensignals macht und nicht wie du eine fixe Riesenspannung (2,5V) abziehen muss, um die Nulllinie richtig einzustellen. Wenn bei einem Instrumentenverstärker der Ref-Pin (der die Nulllinie festlegt) um 100µV wackelt, dann wackelt auch der Ausgang nur um 100µV (nicht wie bei dir um 100mV) Hast du dir schon mal überlegt, wie gut die Gleichtaktunterdrückung deiner Schaltung ist (s.h. wie die Schaltung also auf Schwankungen der 5V reagiert)? Selbst mit idealen Widerständen erreicht sie nur den Faktor 1, jeder echte Instrumentenverstärker ist um viele Größenordnungen besser. huegene schrieb: > Ausserdem ist der konkrete Verstärkungsfaktor sowieso irrelevant, da > dank der (immer vorhandenen) Bauteiltoleranzen der exakte Wert sowieso > immer schwankt. Das ist nur bei diesem diskreten Aufbau der Fall. Da müsstest du tatsächlich viel Geld dafür ausgeben, dass alle Widerstände sehr genau sind, und dann noch peinlich jede Temperaturdrift der Widerstände gegeneinander vermeiden, um die Fehler klein zu halten. Bei einem integrierten Instrumentenverstärker kaufst du dagegen das (fast) perfekte Matching aller Widerstände für wenig Geld mit ein, und alle liegen immer auf der gleichen Temperatur (integriert auf ein IC funktioniert sowas nämlich). Das bessere Matching der Widerstände ist tatsächlich ein Hauptgrund, warum im Normalfall integrierte Instrumentenverstärkern überlegen sind gegenüber diskreten Lösungen.
Danke für eure zahlreichen Antworten. Ich bevorzuge auch eine integrierte Schaltung, denn die Entwicklung von so einer Schaltung ist auch nicht gratis. flip schrieb: > HX711 Der HX711 hört sich ganz gut an da es auch Beispielschaltungen gibt. Jedoch was mich ein wenig stutzig macht (gemacht hat) ist, dass dieser nur eine Verstärkung von 128 hat. Jetzt habe ich mal Überschlagsmäßig nachgerechnet: DMS hat 1,2mV/V Gain: 128 Auflösung: 24Bit Max Spannungsausschlag mit Gain:
Also am 24Bit ADC liegen bei einer Referenzspannung von 3,3V max 510mV bei Totalausschlag an. Bei 24Bit Auflösung und 3,3V liegt dann pro digitaler Wertänderung eine analoge Wertänderung von
vor. Daraus entsteht dann ein digitaler Wert von
bei Totalausschlag. Ok, wenn dies stimmt, dann hat sich mein Zweifel bzgl den Gain von nur 128 erübrigt, da dies mit der 24Bit Auflösung erschlagen wird. :) Noti schrieb: > Mein Ratschlag wäre sich zunächst in bestehende Lösungen einzulesen und > deine Brücke mit einem Evaluation Kit in Betrieb zu nehmen, z.B. unter > http://www.ti.com/lsds/ti/analog/webench/sensors-overview.page bietet > Texas Instruments fertige Lösungen für Messbrücken an - das gibt's > natürlich auch von anderen Herstellern. Danke für den Hinweis mit dem Evaluation Kit. Ist momentan nur etwas Overkill, behalte ich aber im Hinterkopf. Tobias X. schrieb: > ich würde hier einen fertig integrierten Instrumentenverstärker nehmen. > Zum Beispiel den PGA204 von Burr-Brwon (Texas Instruments). Hört sich auch gut an, wobei mir bei dem HX711 der integrierte 24Bit ADC ganz gut gefällt. Siehe Rechnung oben. hal9000 schrieb: > erstens würde ich den dms mit 5v versorgen, den faktor kannst du an der > verstärkung sparen. Guck dir msl den ads1262 an, der hat den verstärker > gleich eingebaut. Funzt bei mir perfekt 5V habe ich in meiner Schaltung nicht. Müsste ich extra einen Baustein mehr verbauen. Aber der ADS1262 kling auch vielversprechend. Nur habe ich den Eindruck, dass der ein wenig zu viel kann für meine Anforderungen und deshalb preislich auch ganz schön zu Buche schlägt. huegene schrieb: > ich hatte Erfolg mit dieser Schaltung, allerdings baute ich mir beim > ersten mal ein tollen Luftfeuchtigkeitssensor Ja, solche tollen Nebeneffekte will ich nicht haben, deshalb habe ich mich auch an das Forum gewandt. Bei meiner Anwendung und Stückzahl kommt es nicht auf jeden Cent an den ich mir bei den Komponenten erspare, da die Entwicklungsarbeit für eine gut funktionierende Schaltung auch etwas kostet. Aber danke für deinen Einblick in die Schaltung.
Diese Effekte sind eine Folge des Layouts nicht der Schaltung. Ich glaube wir (ich inklusive) müssen (immer) selber alle Erfahrungen sammeln um die richtigen Entscheidungen treffen zu können. Ich würde nur aus Erfahrung von einem Hersteller absehen, der essentielle Angaben wie ENOB und Eingangsströme/Impedanz der Eingänge nicht in sein Datenblatt schreibt. 24-Bit Delta-Sigma? Das ist nur heiße Luft, rechne lieber mit 16 Bit maximal die du raus bekommst. Kaufst du dir ein Modul? Denn ich habe keine einzelnen Bausteine vom HX711 in der freien Wildbahn gesehen, jedenfalls nicht von einem vertrauenswürdigen Distributor. Wie dem auch sei, falls du dich irgendwann dafür entscheiden solltest, die von mir gepostete Schaltung aufzubauen, solltest du den R2 Vergrößern, R5 und R6 verkleinern, und sowohl die Brücke, als auch das Offset-Poti an eine gepufferte Referenz vom ADC hängen. Ich machte das nicht, weil es bei mir die Referenz war. Und eins noch, alle Hersteller wollen dir irgendwas verkaufen. Was am Ende zählt sind harte Zahlen. Alles was nicht im Datenblatt steht, bedeutet dass es hundsmiserabel ist. Denn wenn dem nicht so wär, würde es als das Überfeature im Datenblatt gelistet sein. Ah ich sehe gerade Leute haben sich die Mühe schon gemacht mal das ENOB zu schätzen, es scheinen wohl 14-15 Bit zu sein. https://forum.arduino.cc/index.php?topic=365107.0 In jedem Fall viel Spass beim Experimentieren.
huegene schrieb: > 24-Bit Delta-Sigma? Das ist nur heiße > Luft, rechne lieber mit 16 Bit maximal die du raus bekommst. 16Bit reichen in meinem Fall auch noch. Mit 12Bit wäre ich nicht mehr so glücklich, würde ich aber trotzdem noch nehmen, da meine Anwendung nichts genaueres macht, bzw der Sensor auch nicht genau genug ist. huegene schrieb: > Kaufst du > dir ein Modul? Ja, mehrere. huegene schrieb: > Denn ich habe keine einzelnen Bausteine vom HX711 in der > freien Wildbahn gesehen, jedenfalls nicht von einem vertrauenswürdigen > Distributor. Ok, ich werde es jetzt für einen Testaufbau mit dem HX711 versuchen. Für die Erstellung der fertigen Schaltung ziehe ich einen Drittleister hinzu, den werde ich dann befragen und ihm die Wahl lassen zwischen fertigen Baustein und selbst erstellter Schaltung. Vielleicht haben die eh eine Vorlage für dieses Problem. Ist ja nichts seltenes. huegene schrieb: > Wie dem auch sei, falls du dich irgendwann dafür entscheiden solltest, > die von mir gepostete Schaltung aufzubauen, > solltest du den R2 Vergrößern, R5 und R6 verkleinern, > und sowohl die Brücke, als auch das Offset-Poti an eine gepufferte > Referenz vom ADC hängen. Ich machte das nicht, weil es bei mir die > Referenz war. Danke für deine Hinweise. Würde die Schaltung auf einem Steckbrett auch funktionieren? Vielleicht baue ich die Schaltung mal auf (wenn ich Zeit finde). Interessieren würde mich diese schon. huegene schrieb: > Ah ich sehe gerade Leute haben sich die Mühe schon gemacht mal das ENOB > zu schätzen, es scheinen wohl 14-15 Bit zu sein. > https://forum.arduino.cc/index.php?topic=365107.0 Danke für den Hinweis. Also für mich sollte es noch reichen. huegene schrieb: > In jedem Fall viel Spass beim Experimentieren. Danke, den werde ich haben. :)
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