Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Genaue Stromquelle mit Temperaturkompensation


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von Micha W. (azubi2017)


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Hallo zusammen,
nachdem ich heute ne Weile lang Messdaten aufgneommen habe hinsichtlich 
des Stromflusses über einen Widerstand und dessen Erwärmung als auch die 
Umgebungstemperatur, wüsste ich gerne, ob es eine für mich als Anfänger 
durchschaubare Methode gibt, eine temperaturkompensierte Stromquelle 
sowohl für Wechselstrom als auch für Gleichstrom aufzubauen.

Interessant wären für mich als Grenzwerte 3A und 1mA - was dazwischen 
liegt müsste ich dann ja auf die selbe/ähnliche Weise aufbauen können.

Zwar habe ich schon von einzelnen Bausteinen gelesen, die 
temperaturkompensiert z.B. 100µA bereitstellen, aber die von mir 
gewünschten Ströme liegen da doch ne Hausnummer drüber.

Oder bleibt mir da nichts anderes übrig als selbst die 
Temperaturkompensation über meine Widerstände vorzunehmen?

Mein Anwendungsfall ist der Abgleich von Multimetern. Somit muss ich 
also einen vorgegebenen Strom (AC&DC) messen und die Abweichung 
vergleichen.
Ich dachte, dass ich einfach einen Widerstand nehmen kann und dieser 
nach einigen Stunden ein thermisches Gleichgewicht einstellt und ich 
konstante Werte erhalte. Leider habe ich bei 6VAC aber dennoch große 
Stromschwankungen von etwas über 1%. Wenn man nun noch die Tolleranzen 
des Multimeters hinzuaddiert, ist das doch ein relativ großer Bereich.

Als Schätzgerät hane ich hier ein Voltcraft VC270 im Einsatz. Klar, 
nichts repräsentatives, aber ich vermute, dass der ADC im Betrieb nicht 
ständig schwankt. Oder liege ich da falsch?

============================================

PS: Bitte bleibt on-topic, ich würde hier gerne was lernen und mein 
Problem lösen und nicht in Froschpillen ertrinken ;)

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Als Anhaltspunkt:

Ich habe meinen Testaufbau um 9h in Betrieb genommen: 2,769A bei 
6,201VAC.

1,5h später hatte ich eine Zunahme im Stromfluss: 2,787A bei 6,13VAC.

Ab etwa 14h (über 2 Stunden bis 16h betrachtet):
2,758A (0,46% Delta-I) bei
6,16VAC (0,32% Delta-U) während die
Raumtemperatur noch um bis zu 1,95% bei etwa 25.5°C schwankte.

Eine präzise Messreihe ist mir aktuell nicht mäglich, da ich leider nur 
ein Stabthermometer und ein IR-Thermometer zur Verfügung habe. Alleine 
beim IR-Thermometer reichen Bewegungen von 1-2mm aus, um das Ergebnis 
enorm zu verfälschen.

von ldv (Gast)


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Du willst/mußt Multimeter abgleichen? Welche Genauigkeit ist das Ziel?
Eine Stromquelle für DC als auch AC? (Ähnlich Audio-Verstärker?)

von Werner H. (werner45)


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Du brauchst erstmal einen Präzisionswiderstand (der ist weitgehend 
temperatur-unabhängig), da kannst Du den Strom über den Spannungsabfall 
messen.
Den damit gemessenen Strom kannst Du mit dem in Deinem Testgerät 
vergleichen.

Gruß   -   Werner

von Falk B. (falk)


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@ Micha W. (azubi2017)

>PS: Bitte bleibt on-topic, ich würde hier gerne was lernen und mein
>Problem lösen und nicht in Froschpillen ertrinken ;)

Du brauchst keine sonderlich genaue oder temperaturstabile Quelle, denn 
bei so einer Kalibrierung schaltet man das Kalibierobjekt mit dem 
kalibrierten Referenzobjekt in Reihe. Durch beide fließt der gleiche 
Strom, nun muss man nur noch auf Gleichheit abgleichen, fertig. Dafür 
reicht jedes 08/15 Labornetzteil oder eine einfache Schaltung als 
Konstantstromquelle. Bei AC nimmt man halt einen Trafo mit ausreichend 
Spannung und Vorwiderstand, das ist als AC-Konstantstromquelle 
ausreichend.

von Micha W. (azubi2017)


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Danke für den Hinweis mit der Reihenschaltung.
Ich hatte gehofft, dass ich den dauerhaften Einsatz des Referenzgeräts 
erübrigen kann. Also dass mein Aufbau einmal genau ausgewertet wird und 
ich daraufhin damit vergleichen kann.

@Werner: Gibt es die auch auf auf diesen Leistungsbereich ausgelegt?
Sowas wäre ideal, aber ich habe bisher nichts geeignetes gefunden. 
Interessat für mich wären 1Ohm 20-50W und 2Ohm 50W, damit ich die 
Abwärme abführen kann ohne mich temperaturmäßig einem kritischen Bereich 
zu nähern.

von MaWin (Gast)


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Micha W. schrieb:
> ob es eine für mich als Anfänger durchschaubare Methode gibt, eine
> temperaturkompensierte Stromquelle sowohl für Wechselstrom als auch für
> Gleichstrom aufzubauen.

Du brauchst eine genaue (Wechsel-)spannung als Vorgabe und kannst dann 
mit einem OpAmp genau den Strom durch die unbekannte Last fliessen 
lassen, der sich an einem (Mess-)widerstand ergibt.
1
           Plus
2
            |
3
Spannung --|+\
4
           |  >--Last--+
5
        +--|-/         |
6
        |   |          |
7
        +---(----------+
8
            |          |
9
          Minzs  Messwiderstand
10
                       |
11
                      Masse

von Micha W. (azubi2017)


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Meine Wechselspannung habe ich mit einem 6VAC 22VA Printtrafo erzeugt.
Damit bin ich zwar netzabhängig, aber ich hoffe, dass die 
Spannungsschwankungen vernachlässigbar sind.

von Helmut S. (helmuts)


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Micha W. schrieb:
> Meine Wechselspannung habe ich mit einem 6VAC 22VA Printtrafo erzeugt.
> Damit bin ich zwar netzabhängig, aber ich hoffe, dass die
> Spannungsschwankungen vernachlässigbar sind.

> Meine Wechselspannung habe ich mit einem 6VAC 22VA Printtrafo erzeugt.

Netzspannung +/-10%.
Ich dachte du willst 1% oder besser Genauigkeit.

Der Klirrfaktor der Netzspannung ist im Prozentbereich, vor allem weil 
durch die vielen Gleichrichter-Lasten(elektronische Geräte) ie Spitzen 
der sinusförmigen Spannung abgeflacht sind.

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Hmmm....gibt es denn ne sinnvolle Möglichekeit den Printtrafo doch noch 
sinnvoll für diesen Zweck zu nutzen?

Bei OP-Amps denke ich auch eher an den Bereich weniger mA, nicht an 3 A.
Wobei ich bestimmt abklären kann, dass ich im 6VAC-3A-Messbereich 
größere Tolleranzen akzeptieren kann. Vermutlich sind die Werte im 6VAC 
mA-Bereich kritischer.

von Klaus R. (klara)


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Micha W. schrieb:
> Ab etwa 14h (über 2 Stunden bis 16h betrachtet):
> 2,758A (0,46% Delta-I) bei
> 6,16VAC (0,32% Delta-U) während die
> Raumtemperatur noch um bis zu 1,95% bei etwa 25.5°C schwankte.

Was soll es denn werden?

Ein VC270 ist sicherlich auch an der Drift Deiner Meßergebnisse mit 
beteiligt. Sie sind doch eigentlich schon ganz ordentlich. Was kommen 
denn für welche OPV zum Einsatz?

Ich hatte vor über 10 Jahren einen OPA333 mit einer "Zero Drift" von 
±0,05 µV/°C für eine Konstantstromquelle eines PT1000 gewählt. Das war 
schon in Ordnung.

Heute gibt es den OPA388 mit einer "Zero Drift" von ±0,005 µV/°C, kostet 
2,33€ bei Mouser.

Wenn es temperaturstabil sein soll, dann solten es auch die Widerstande 
sein. Achte mal auf die PPM - Werte. 100 ppm gibt es schon für normale 
Preise bei reichelt. Es gibt aber auch 25 ppm bis 50 ppm die noch nicht 
so teuer sind.

Also wenn es genau sein soll, dann bitte alle möglichen Fehlerquellen 
betrachten.
mfg klaus

von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Hallo zusammen,
> nachdem ich heute ne Weile lang Messdaten aufgneommen habe hinsichtlich
> des Stromflusses über einen Widerstand und dessen Erwärmung als auch die
> Umgebungstemperatur, wüsste ich gerne, ob es eine für mich als Anfänger
> durchschaubare Methode gibt, eine temperaturkompensierte Stromquelle
> sowohl für Wechselstrom als auch für Gleichstrom aufzubauen.
>
> Interessant wären für mich als Grenzwerte 3A und 1mA - was dazwischen
> liegt müsste ich dann ja auf die selbe/ähnliche Weise aufbauen können.

Was ist denn das eigentliche Ziel?
Möchtest Du mit Hilfe einer Stromquelle die Strombereiche von 
Multimetern kalibrieren?
Eine solche Quelle muss nur einen kurzen Moment stabil sein, damit Du 
Prüfling und Messgerät miteinander vergleichen kannst.

1mA und 3A dazwischen liegt ein Faktor von 3000 beim Strom aber ein 
Faktor von 9 Mio. bei der Leistung (P=I*I*R).
Thermisch macht das einen merkbaren Unterschied aus. :)

> Zwar habe ich schon von einzelnen Bausteinen gelesen, die
> temperaturkompensiert z.B. 100µA bereitstellen, aber die von mir
> gewünschten Ströme liegen da doch ne Hausnummer drüber.

Wenn Du die Eckdaten in Form der Genauigkeit der Stromquelle 
spezifizierst ergibt sich daraus, ob und wann der Temperaturkoeffizient 
eine Rolle spielt.
Eventuell geht das Ganze ganz ohne Temperaturkompensation.

>
> Oder bleibt mir da nichts anderes übrig als selbst die
> Temperaturkompensation über meine Widerstände vorzunehmen?

siehe oben


> Mein Anwendungsfall ist der Abgleich von Multimetern. Somit muss ich

Justieren oder Kalibrieren von Multimetern?
Was für Multimeter? Welche mit 2000 Counts oder 6,5-stellige?

> also einen vorgegebenen Strom (AC&DC) messen und die Abweichung
> vergleichen.

Bei AC bin ich nicht kompetent.

> Ich dachte, dass ich einfach einen Widerstand nehmen kann und dieser
> nach einigen Stunden ein thermisches Gleichgewicht einstellt und ich
> konstante Werte erhalte. Leider habe ich bei 6VAC aber dennoch große

Siehe auch oben: Wieviel Konstanz hättest Du gerne?

> Stromschwankungen von etwas über 1%. Wenn man nun noch die Tolleranzen
> des Multimeters hinzuaddiert, ist das doch ein relativ großer Bereich.

Relativ ist relativ. Zahlen lügen nicht! :)

>
> Als Schätzgerät hane ich hier ein Voltcraft VC270 im Einsatz. Klar,

Ist das Deine Referenz?

> nichts repräsentatives, aber ich vermute, dass der ADC im Betrieb nicht

Der ADC vom VC270?

> ständig schwankt. Oder liege ich da falsch?

Schwankt Deine Anzeige? Wie stark?
In welcher Konstellation?

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Im Manual des Valhalla 2500 sind auch Prinzipschaltungen zu sehen. Ggf. 
kannst Du Dir da etwas abschauen.

von Micha W. (azubi2017)


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> 1mA und 3A dazwischen liegt ein Faktor von 3000 beim Strom aber ein
> Faktor von 9 Mio. bei der Leistung (P=I*I*R).
> Thermisch macht das einen merkbaren Unterschied aus. :)

Jupp, bei meinem Versuchsaufbau musste ich meinen Widerstand für die 3A 
auf nem großen Kühlkörper mit Wärmeleitpaste platzieren und auch noch 
nen Lüfter anklemmen.


> Wenn Du die Eckdaten in Form der Genauigkeit der Stromquelle
> spezifizierst ergibt sich daraus, ob und wann der Temperaturkoeffizient
> eine Rolle spielt.
> Eventuell geht das Ganze ganz ohne Temperaturkompensation.

Puh, schwer zu sagen. Ich hab dazu keine genauen Vorgaben bekommen. 
Letztendlich hab ich meinen Versuchaufbau zwar mit nem Voltcraft VC270 
gemacht (weil ich davon zwei zur Verfügung hatte und somit Spannung und 
Strom dokumentieren konnte), aber final sollen Fluke 175/179 damit 
verglichen werden.

> Justieren oder Kalibrieren von Multimetern?
> Was für Multimeter? Welche mit 2000 Counts oder 6,5-stellige?

Fluke 175 und Fluke 179. Es soll kalibriert und nicht justiert werden.


> Ist das Deine Referenz?

Nein, die Referenz später ist ein hochpräzises und justiertes Messgerät. 
Das Modell weiß ich grade nicht auswendig - und benutzt habe ich das 
Gerät bisher auch noch nie.

> Der ADC vom VC270?
...
> Schwankt Deine Anzeige? Wie stark?
> In welcher Konstellation?
Naja, gelegentlich schwankt die zweite oder dritte Nachkommastelle - 
aber das kann auch darauf zurückzuführen sein, dass sich die Klimaanlage 
im Raum
einschaltet oder sowas. Ich bin da noch auf Ursachenforschung ;)
Aber wie ich nun weiß, bin ich mit dem 230/6VDC-Trafo scheinbar aufm 
Holzweg, da ich damit und mit einem einfachen Lastwiderstand keinen 
festen Wert erreiche.



Das mit dem Valhalla 2500 ist ne super Idee. Ich hab bisher das hier 
gefunden:
https://valhallascientific.com/wp-content/uploads/2015/03/2500_Manual.pdf
Auf der vorletzten Seite ist da zwar n bisschen Schaltplan vorhanden, 
aber so wirklich etwas damit anfangen kann ich noch nicht... Oder gibts 
da noch andere Dokumente zu?

von Peter M. (r2d3)


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Hall Micha,

Beitrag "Referenzspannungsquelle zum Justieren des Multimeters"

da findest Du einen Hinweis auf einen Elektor-Artikel.

Eine Stromquelle zu bauen, die von einem Operationsverstärker geregelt 
wird, ist vom Schaltungsprinzip her ganz einfach.

Ich muss aber zugeben, dass ich bei meinem angepassten Nachbau nur 
kleine Ströme getrieben habe, mit 3A habe ich noch keine Erfahrung.

von Micha W. (azubi2017)


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Ich versteh noch nicht ganz, wie das mit dem Operationsverstärker als 
Stromquelle funktioniert. Ich hab bisher nur mal einfache OP-Amps z.B. 
als Mod in meinem E-Gitarrenverstärker verbaut - aber damals wusste ich 
noch weniger was ich mache als heute ;)

Als Spannungsreferenz hab ich in meinem Aufbau nen Ref102 eingeplant.
Zur Justage eines Multimeters wird wohl nur der ADC abgeglichen, wenn 
ich das richtig verstanden habe. Aber mein Aufbau zielt darauf ab, die 
Funktionen der Multimeter zu vergleichen und nicht zu justieren (denke 
mal, das wird bei Bedarf dann außer Haus gemacht).
Und dafür hätte ich gerne auch nen stabilen Strom in verschiedenen 
Ranges des Geräts.

von Peter M. (r2d3)


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Referenzspannung am nicht invertierenden Eingang eines 
Operationsverstärkers

Der legt direkt oder indirekt über Transistor eine Ausgangsspannung an 
einen Anschluss zur Strommessung von Deinem Multimeter. Aus dem anderen 
Anschluss geht es heraus über einen Shunt auf Masse.

Am Shunt, also zwischen Multimeter und Shunt greifst Du eine Spannung ab 
und führst die zurück zum invertierenden Eingang des 
Operationsverstärkers.

Der OPV regelt die Ausgangsspannung so hoch, bis der Strom, der aus dem 
OPV in das Multimeter durch den Shunt fließt, am Shunt einen 
Spannungsabfall bewirkt, der genauso groß ist wie Deine 
Referenzspannung.

Das ist die Regelschleife.

von Micha W. (azubi2017)


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Hmmm....also hab ich das so richtig verstanden?


Nun ist es so, dass ich generell 12VDC zur Verfügung habe (hinter einem 
Schaltnetzteil), dann habe ich 10Vref als Referenzspannung und möchte 
über einen Buck-Converter die 12V auf 3V runterregeln, damit ich nicht 
so viel Verlustleistung habe (und besser die Abwärme abführen kann).

Welche Art von Transistor schlägst du in diesem Fall vor?
Ein P-Channel Mosfet würde eher das Gegenteil bewirken, es sei denn, man 
schaltet ihn invertiert.

Ein N-Channel Mosfet wäre eher lowside geeignet. Kann ich einfach nen 
N-Channel nehmen und ihn zwischen Multimeter und Shunt klemmen?

Wenn ich nun die 3VDC als Spannung für die Strommessung wähle, ereicht 
ich jedoch nie die 10Vref und somit wäre der Fet dauerdurchgeschaltet?
Also muss ich in diesem Fall die 12VDC vom Schaltnetzteil nehmen, hätte 
aber damit auch eine enorme Abwärme bei angedachten etwa 3A Stromfluss. 
Mit meinem jetztigen Kühlkörper ist es grenzwertig ca. 18W abzuführen, 
fast das Doppelte werd ich so nicht hinbekommen.
Bleibt also übrig eine kleinere Referenzspannung zu wählen.

Wie bestimme ich jetzt die Größe des Shunts?

von Micha W. (azubi2017)


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Hier noch kurz ne B: Low-Side

Wenn ich low-side regele, könnte ich nen einfachen P-Channel Mosfet 
(z.B. Buz11) nehmen.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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BUZ11 ist ein N-Kanal, aber den brauchst Du hier auch.

Deine zweite Variante würde ich nehmen. Allerdings werden wohl so 100R 
vom Op Ausgang gegen das Gate reichen. Vom Shunt gehst Du dann mit einem 
Widerstand auf den negativen Eingang. Zudem kommt noch ein Kondensator 
vom Opausgang an den negativen Eingang. Die Schaltung wurde hier sicher 
schon x mal hoch und runtergekaut.

Das Ganze taugt aber nur für DC. Für AC brauchst Du so etwas wie Mawin 
vorschlug, bzw. so etwas wie den Valhalla 2500. Im Handbuch ist nicht 
nur der Schaltplan sondern auch eine Prinzipskizze.

Achja, die Referenzspannung muss natürlich der Shuntspannung 
entsprechen. Die muss also kleiner gewählt werden.

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Oh, natürlich meinte ich N-Channel...

Unter welchem Suchbegriff find ich diese Stromregelung denn, wenn die 
heir schon so oft durchgekaut wurde?
Ich versteh noch nicht so ganz warum der OP-Amp nachregelt. Ich 
verstehe, was er bewirkt, aber noch nicht so ganz, wie er das vergleicht 
(ist mehr Interesse, für nen funktionierenden Aufbau muss ich das ja 
nicht wissen).

Ich hab noch Referenzspannungen für 2,5V und 5V gefunden.
Entweder LM 336 D5,0 (5V)
oder
LM 285-Z2,5 (2,5V)

Ich weiß aber noch nicht, wie ich C1, R4 und den Shunt R2 dimensionieren 
müsste im Testaufbau.
Shunt verbinde ich mit nem möglichst kleinen Widerstand (0,15Ohm oder so 
in der Größenordnung).

von Micha W. (azubi2017)


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MaWin schrieb:
> Du brauchst eine genaue (Wechsel-)spannung als Vorgabe und kannst dann
> mit einem OpAmp genau den Strom durch die unbekannte Last fliessen
> lassen, der sich an einem (Mess-)widerstand ergibt.
>
>
1
>            Plus
2
>             |
3
> Spannung --|+\
4
>            |  >--Last--+
5
>         +--|-/         |
6
>         |   |          |
7
>         +---(----------+
8
>             |          |
9
>           Minzs  Messwiderstand
10
>                        |
11
>                       Masse
12
>

Woher bekomme ich denn eine "genaue" Wechselspannung?
Und gibt es überhaupt OPamps, die so einen starken Strom schalten 
können?
Oder sollte ich das in diesem Fall nach dem OPamp mit einem jFet oder 
einem Triac schalten?

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Unter welchem Suchbegriff find ich diese Stromregelung denn, wenn die
> heir schon so oft durchgekaut wurde?

https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

Und wenn Du ein bißchen hier im Form suchst finden sich auch einige 
Threads.

Micha W. schrieb:
> Ich
> verstehe, was er bewirkt, aber noch nicht so ganz, wie er das vergleicht

Der OP sorgt dafür, dass die Spannung über dem FET die gleiche ist wie 
über dem Shunt.

Micha W. schrieb:
> Ich hab noch Referenzspannungen für 2,5V und 5V gefunden.

Die Kannst Du ja entsprechend runterteilen.

Micha W. schrieb:
> Woher bekomme ich denn eine "genaue" Wechselspannung?

Fluke 5730A z.B. ;)
Für Deine Anforderungen wird es ein einfacher Funktionsgenerator wohl 
auch tun.

Micha W. schrieb:
> Und gibt es überhaupt OPamps, die so einen starken Strom schalten
> können?

Wahrscheinlich schon.

Micha W. schrieb:
> Oder sollte ich das in diesem Fall nach dem OPamp mit einem jFet oder
> einem Triac schalten?

Für eine richtige bipolare Stufe wirst Du mehr als einen Transistor 
benötigen. Das kann relativ aufwendig werden.

Willst Du nur bei 50Hz messen?

von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Hmmm....also hab ich das so richtig verstanden?

Ja, wie in Deinem Bild.

> Nun ist es so, dass ich generell 12VDC zur Verfügung habe (hinter einem
> Schaltnetzteil), dann habe ich 10Vref als Referenzspannung und möchte
> über einen Buck-Converter die 12V auf 3V runterregeln, damit ich nicht
> so viel Verlustleistung habe (und besser die Abwärme abführen kann).

Klingt gut.

> Welche Art von Transistor schlägst du in diesem Fall vor?

Beispielsweise einen ganz normalen bipolaren.
Das Datenblatt des OPV sagt Dir, wieviel Strom er liefern kann.


> Ein P-Channel Mosfet würde eher das Gegenteil bewirken, es sei denn, man
> schaltet ihn invertiert.
>
> Ein N-Channel Mosfet wäre eher lowside geeignet. Kann ich einfach nen
> N-Channel nehmen und ihn zwischen Multimeter und Shunt klemmen?
>
> Wenn ich nun die 3VDC als Spannung für die Strommessung wähle, ereicht
> ich jedoch nie die 10Vref und somit wäre der Fet dauerdurchgeschaltet?


> Also muss ich in diesem Fall die 12VDC vom Schaltnetzteil nehmen, hätte
> aber damit auch eine enorme Abwärme bei angedachten etwa 3A Stromfluss.
> Mit meinem jetztigen Kühlkörper ist es grenzwertig ca. 18W abzuführen,
> fast das Doppelte werd ich so nicht hinbekommen.
> Bleibt also übrig eine kleinere Referenzspannung zu wählen.
>
> Wie bestimme ich jetzt die Größe des Shunts?

Micha W. schrieb:

> Hmmm....also hab ich das so richtig verstanden?
>
> Nun ist es so, dass ich generell 12VDC zur Verfügung habe (hinter einem
> Schaltnetzteil), dann habe ich 10Vref als Referenzspannung und möchte
> über einen Buck-Converter die 12V auf 3V runterregeln, damit ich nicht
> so viel Verlustleistung habe (und besser die Abwärme abführen kann).
>
> Welche Art von Transistor schlägst du in diesem Fall vor?

Beispielsweise einen ganz normalen bipolaren.
Das Datenblatt des OPV sagt Dir, wieviel Strom er liefern kann.

> Ein P-Channel Mosfet würde eher das Gegenteil bewirken, es sei denn, man
> schaltet ihn invertiert.
>
> Ein N-Channel Mosfet wäre eher lowside geeignet. Kann ich einfach nen
> N-Channel nehmen und ihn zwischen Multimeter und Shunt klemmen?
>
> Wenn ich nun die 3VDC als Spannung für die Strommessung wähle, ereicht
> ich jedoch nie die 10Vref und somit wäre der Fet dauerdurchgeschaltet?

Ja, genau.

> Also muss ich in diesem Fall die 12VDC vom Schaltnetzteil nehmen, hätte
> aber damit auch eine enorme Abwärme bei angedachten etwa 3A Stromfluss.
> Mit meinem jetztigen Kühlkörper ist es grenzwertig ca. 18W abzuführen,
> fast das Doppelte werd ich so nicht hinbekommen.
> Bleibt also übrig eine kleinere Referenzspannung zu wählen.

Vollkommen korrekt.

>
> Wie bestimme ich jetzt die Größe des Shunts?

Am Shunt soll bei Erreichen Deines Wunschstroms genau die 
Referenzspannung am invertierenden Eingang des OPV anliegen.

Micha W. schrieb:
> Oh, natürlich meinte ich N-Channel...
>
> Unter welchem Suchbegriff find ich diese Stromregelung denn, wenn die
> heir schon so oft durchgekaut wurde?

Stromquelle oder "current source".

> Ich versteh noch nicht so ganz warum der OP-Amp nachregelt. Ich

Das liegt an der Rückkopplung über die Spannung am Shunt.

> verstehe, was er bewirkt, aber noch nicht so ganz, wie er das vergleicht
> (ist mehr Interesse, für nen funktionierenden Aufbau muss ich das ja
> nicht wissen).

Die Interna eines Operationsverstärkers beherrsche ich nicht.

>
> Ich hab noch Referenzspannungen für 2,5V und 5V gefunden.
> Entweder LM 336 D5,0 (5V)
> oder
> LM 285-Z2,5 (2,5V)

Passt doch für den Anfang!

>
> Ich weiß aber noch nicht, wie ich C1, R4 und den Shunt R2 dimensionieren
> müsste im Testaufbau.
> Shunt verbinde ich mit nem möglichst kleinen Widerstand (0,15Ohm oder so
> in der Größenordnung).

Ob R4 gebraucht wird oder nicht, kann ich Dir nicht sagen.
C1 muss man vielleicht ausprobieren.

Der Kern ist R2.
Nehmen wir einfach mal an, du hättest einen Shunt mit 0,15 Ohm.

Du schaltest Deine Stromquelle ein. Die Referenz beträgt nun 2,5V.
Was passiert nun?
Du hast ja eben schon beschrieben was passiert, wenn Deinem Transistor 
nur 3V zur Verfügung stehen, bei einer 10V-Referenz.

Überlege, ab welchem Moment der OPV nicht mehr die Ausgangsspannung 
erhöht, wie er kann. Was bremst ihn (unter Regelungsaspekten)?

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Peter M. schrieb:
> Ob R4 gebraucht wird oder nicht, kann ich Dir nicht sagen.
> C1 muss man vielleicht ausprobieren.

Wenn Du R4 weglässt müsste C1 direkt gegen den sehr niederohmigen Shunt 
arbeiten um eine Gegenkopplung zu erzielen.

von Micha W. (azubi2017)


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Danke für den Link ;)

> Micha W. schrieb:
>> Ich hab noch Referenzspannungen für 2,5V und 5V gefunden.
>
> Die Kannst Du ja entsprechend runterteilen.

Aber wenn ich hierfür nen einfachen Spannungsteiler nehme, hab ich ja 
wieder das Problem mit der Genauigkeit. Für so geringe Ströme müssten 
sich aber Präzisionswiderstände finden lassen ;)
Kann ich denn in diesem Fall einfach von 5->3V nen Spannungsteiler 
nehmen, wenn das Gerät entsprechend 2-3 Stunden Aufwärmzeit hat? Oder 
hol ich mir dann wieder die Ungenauigkeit rein?


> Micha W. schrieb:
>> Woher bekomme ich denn eine "genaue" Wechselspannung?
>
> Fluke 5730A z.B. ;)

Hmmm...genau für sowas soll ja kein Geld ausgegeben werden. Wäre auch 
meine Wahl gewesen ;)


> Micha W. schrieb:
>> Oder sollte ich das in diesem Fall nach dem OPamp mit einem jFet oder
>> einem Triac schalten?
>
> Für eine richtige bipolare Stufe wirst Du mehr als einen Transistor
> benötigen. Das kann relativ aufwendig werden.

Hmmm...aber ist wohl letztendlich unumgänglich, wenn ich auch im 
Wechselstrombereich ne halbwegs präzise Strommessung haben möchte, oder?
So wie ich das bisher berteilen kann, ist der Gleichstrom aber weitaus 
wichtiger.


> Willst Du nur bei 50Hz messen?
Jupp, Wechselstrom ist eigentlich nicht so das Thema in der Firma, daher 
hab ich auch niemanden, der mir bei der komplexen Thematik wirklich 
helfen kann :(
Da jetzt noch mit verschiedenen Frequenzen loszulegen würde das Projekt 
zum Scheitern verurteilen.

von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Aber wenn ich hierfür nen einfachen Spannungsteiler nehme, hab ich ja
> wieder das Problem mit der Genauigkeit. Für so geringe Ströme müssten

Unter welchen Aspekt sprichst Du von "Genauigkeit"?

> sich aber Präzisionswiderstände finden lassen ;)

Nein. Gerade bei geringen Strömen eher nicht.

> Kann ich denn in diesem Fall einfach von 5->3V nen Spannungsteiler
> nehmen,

Ja, das kannst Du.

> wenn das Gerät entsprechend 2-3 Stunden Aufwärmzeit hat? Oder

Dein Supermessgerät oder die Stromquelle?

> hol ich mir dann wieder die Ungenauigkeit rein?

Jetzt musst Du mal konkret werden.
Welche Ungenauigkeit wobei, und in welcher Größenordnung?

von Manfred (Gast)


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Micha W. schrieb:
> ob es eine für mich als Anfänger durchschaubare Methode gibt

Nein!

von Micha W. (azubi2017)


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>> wenn das Gerät entsprechend 2-3 Stunden Aufwärmzeit hat? Oder
>
> Dein Supermessgerät oder die Stromquelle?

Eigentlich sollte alles vorher ne Aufwärmzeit haben...war aber in diesem 
Fall eher auf den Spannungsteiler bezogen ;)

von Codix (Gast)


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von Micha W. (azubi2017)


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Super Link, danke :) Die PDF wird morgen meine Lektüre sein ;)

von foobar (Gast)


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Rein interessehalber: Irgendwie hab ich Schwierigkeiten, mir eine 
Konstantstromquelle für AC vorzustellen - wie soll das gehen? Kling wie 
ein innerer Widerspruch. Geht es nur um die Stromspitzen? Was ist mit 
dem Klirrfaktor? Wie werden komplexe Lasten behandelt? Wie sind die 
Regelgeschwindigkeiten?

von MaWin (Gast)


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Micha W. schrieb:
> Woher bekomme ich denn eine "genaue" Wechselspannung?

Na, wie kalibrierst du die Wechselspannungsbereiche ?

> Und gibt es überhaupt OPamps, die so einen starken Strom schalten können

Sicher, z.B. LM675, OPA548,...

Wenn man Wechselstrom erzeugen will, muss man auch negativen Strom 
erzeugen, da helfen die ganzen Lösungen mit nachgeschaltetem Teansustor 
überhaupt nicht.

von Roland F. (rhf)


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Hallo.

Micha W. schrieb:
> Woher bekomme ich denn eine "genaue" Wechselspannung?

Funktionsgenerator.

> Und gibt es überhaupt OPamps, die so einen starken Strom schalten
> können?

OP steuert analogen Audioverstärker an.

rhf

von Peter M. (r2d3)


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foobar schrieb:
> Rein interessehalber: Irgendwie hab ich Schwierigkeiten, mir eine
> Konstantstromquelle für AC vorzustellen - wie soll das gehen? Kling wie
> ein innerer Widerspruch.

Unter einer Konstantstromquelle für AC verstehe ich eine 
Spannungsquelle, die die Spannung so regelt, dass der Effektivwert der 
Spannung an einem Messwiderstand (Shunt) im Kreis einem Wert V_eff 
entspricht, so daß sich der gewünschte Strom I_eff= V_eff / R_Shunt 
einstellt.
Typischerweise ist die AC-Quelle sinusförmig.

> Geht es nur um die Stromspitzen? Was ist mit

Nein, um den Effektivwert. Hohe impulsartige Spitzen (hoher Peakspannung 
im Verhältnis zur Effektivspannung) verschlechtern wie immer die 
Messqualität.

: Bearbeitet durch User
von Rainer V. (a_zip)


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Codix schrieb:
> Schau dir dieses einmal an:
> http://www.ti.com/lit/an/snoa474a/snoa474a.pdf

Hallo, die Howland-Quelle hat nicht gerade einen guten Ruf, auch wenn 
die AN etwas Anderes suggeriert. Habe zwar noch keine konkrete Schaltung 
gebaut bisher :-) aber allein schon die notwendigen 
Widerstands-Toleranzen macht die Schaltung m.E. unattraktiv. Dazu liest 
man öfter, dass das Ganze höllisch instabil und schwingfreudig sein 
soll. Also wenn du Zeit zum Basteln hast, dann schau halt mal. Und eine 
AC-Quelle würde ich auch mit einer guten Audio-Endstufe realisieren. Mit 
einem Frequenzgenerator angesteuert, liefert die dir beliebige 
Spannungen/Ströme.
Viel Erfolg, Rainer

von Micha W. (azubi2017)


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Hallo Rainer,
was wäre denn dein Gegenvorschlag? ;)

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Ich bin zwar nicht Rainer, aber ich würde es auch eher so aufbauen wie 
MaWin es vorschlug. Einfach einen Shunt "unten" für die Rückkopplung. 
Für ein potentialfreies Multimeter ist das ja vollkommen ausreichend.

Warum machst Du Dir eigentlich so viel Gedanken um die Widerstände rund 
um die Schaltung? Ich dachte es soll eh immer gegen ein Referenzgerät 
verglichen werden? Dann muss es ja nur für den Vergleich ausreichend 
stabil sein.

von Rainer V. (a_zip)


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Micha W. schrieb:
> Hallo Rainer,
> was wäre denn dein Gegenvorschlag? ;)

Hallo, wie du aus den vielen Beiträgen sehen kannst, ist es "relativ" 
einfach, die DC-Konstantstromquelle zu bauen. Wenn du das Referenzgerät 
unbedingt weglassen willst, dann wirst du nicht drumherum kommen, diese 
Quelle in ihrer Konstanz auszumessen und quasi eine Messvorschrift zu 
erstellen. Also etwa in der Form: Gerät einschalten, x Minuten warten, 
bis der gewünschte Strom in der gewünschten Genauigkeit sicher 
eingestellt ist. Stromwert umschalten, x Minuten warten usw. D.h. also, 
dass du ein absolut zuverlässiges Protokoll für deine Stromquelle 
erstellen mußt, welches du zudem noch regelmäßig überprüfen mußt! Bei 
einer AC-Quelle wird das mit der Regelung noch um einiges aufwändiger, 
die Notwendigkeit einer genauen Meßvorschrift bleibt aber!
Deshalb ist mein Vorschlag, doch ungedingt eine Referenzmessung zu 
machen. Und wenn das Ref-Gerät dann auch noch eine Schnittstelle hat, 
dann kannst du die Messungen auch noch bequem in eine 
Tabellenkalkulation schreiben und auswerten. Und du hast dann quasi 
sofort auch noch ein Prüfprotokoll!
Also ich würde meinen Chef problemlos von der Lösung mit Ref-Messung 
überzeugen (können).
Gruß Rainer

von Peter D. (peda)


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Für Wechselstrom brauchst Du einen Power-OPV.
3A ist ungünstig, da Multimeter meistens bis 1999 Anzeigebereich haben. 
1,9A bringt daher eine höhere Auflösung.

Für 3A effektiv muß der OPV 5A schaffen, z.B. OPA541 (10A).
Für 1,9A reicht der LM675 (3A).

Als Shunt ein 4-Leiterwiderstand mit 10ppm/° oder besser, z.B.:
https://www.isabellenhuette.de/fileadmin/user_upload/AZ-H.PDF

Als Sinusgenerator ein MC mit DAC, der ne Tabelle ausgibt und kleiner 
Tiefpaß.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Ein Transistorpärchen nachschalten geht auch.

von Micha W. (azubi2017)


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Puh, der Wechselstrompart klingt echt etwas aufwändiger. Da der 
Wechselstrom aber vermutlich nicht so genau sein muss, werde ich morgen 
nochmal Rücksprache halten.

Son Multimeter hat je nur einen ADC - oder sehe ich das falsch?
Das heißt, wenn über den DC-Bereich kalibriert wurde, dienen die anderen 
Funktionsbereiche nur als Funktionsprüfung. Oder seh ich das falsch?

Hat vielleicht jemand ne Empfehlung zu nem günstigen und guten 
Kindle-Ebook zu OP-Amps oder evtl. auch ne kostenlose PDF-Emmpfehlung um 
sich da etwas einzulesen? Hab da mal nach gesucht aber nichts gefunden, 
was mir kaufenswert erschien...

von MaWin (Gast)


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Micha W. schrieb:
> Das heißt, wenn über den DC-Bereich kalibriert wurde, dienen die anderen
> Funktionsbereiche nur als Funktionsprüfung

Nö.
Man muss ja zumindest den AC/DC Wandler prüfen, das geht ggf. aber auch 
mit Wechselspannung statt Wechselstrom.

Micha W. schrieb:
> Hat vielleicht jemand ne Empfehlung zu nem günstigen und guten
> Kindle-Ebook zu OP-Amps oder evtl. auch ne kostenlose PDF-Emmpfehlung um
> sich da etwas einzulesen

www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.2

von Micha W. (azubi2017)


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Sodala, um hier nicht den Überblick zu verlieren, möchte ich nochmal 
zusammenfassen.

Ich hoffe, dass das nicht zu viel ist...um nicht vollkommen den 
Überblick zu verlieren habe ich die Teilbereiche durchnummeriert ;)


Zielsetzung:

Ich möchte Fluke 175 kalibrieren (nicht justieren).
Hierzu möchte ich im Bereich des Wechselstroms und des Gleichstroms 
Spannungen und Ströme vergleichen.

Es steht ein hochpräzises, justiertes Tischmultimeter als Referenz 
bereit, jedoch möchte ich gerne auf eine

ständige Nutzung dieses Geräts verzichten. Mein Aufbau soll in 
regelmäßigen Abständen abgeglichen werden

kann, um dann ohne das Referenzgerät eigenständig genutzt zu werden.
Hierzu werden die Werte vom Referenzgerät abgelesen und über Drehencoder 
und Display im EEPROM eines Arduinos

in meinem Aufbau gespeichert (der Arduino-Part ist nicht Gegenstand 
dieses Threads).




Spannungen

Als Spannungen habe ich mir den Höchsten Wert der Ranges im DC-Bereich 
rausgesucht, da ich dachte, dass an

dieser Stelle die Genauigkeit am größten sein müsste.
Ob diese Ranges sinnvoll sind, zweifle ich grade an (siehe unten Punkt 
1).

AC:
Über ein Steuertrafo (Block ST 20/23/23) möchte ich galvanisch getrennte 
230V bereitstellen.
 0,6VAC - Spannungsteiler von 230V
 6VAC - Spannungsteiler von 230V
 60VAC - Spannungsteiler von 230V
 230VAC - über Printtrafo

DC:
 0,6VDC - Spannungsteiler von 6VDC
 6V - evtl. sinnvoller 5V über 5V-Referenzspannung oder 
10V-Referenzspannung mit Spannungsteilwe auf 6VDC
 60V - Spannungsteilwe von 600VDC
 600V - Über DC-DC-Wandler EMCO Q06-12



Ströme

AC:
Über ein Printtrafo (Block PT22/1/6 6VAC 22VA) möchte ich 6VAC 
bereitstellen.
Über einen Audioverstärker und eine Wechselspannungsreferenz möchte ich 
hieraus eine stabile Spannung

erzeugen, um gleichbleibende Ergebnisse zu erzielen.

 1mA -
 60mA - Range-Überganz zu größerem Messbereich
 400mA - ( F1 = 440mA - daher Limitierung auf 400mA)
 3A - größere Ströme werden hier seltenst genutzt

DC:
Über einen XL4016 möchte ich eine kleinere Spannung als 12VDC (vom 
Schaltnetzteil) bereitstellen, um die

Abwärme gering zu halten. In der Wahl der Spannung bin ich über den 
DC-Dc-Wandler flexibel und er scheint die

eingestellt Spannung auch





1. a) Machen die von mir angesetzten Vergleichswerte Sinn?
Peter D. hat angedeutet 
(Beitrag "Re: Genaue Stromquelle mit Temperaturkompensation"), dass 3A 
ungünstig seien, da

1,9A mit einer höheren Auflösung beim 1999-Anzeigebereich hätte. Ghet es 
hierbei um die Werte, die auf dem

Display angezeigt werden können oder um einen Bereich des im Multimeter 
verbauten ADC?
Gilt das nur für Ströme oder auch für Spannungen?

1. b) Was wäre in eueren Augen eine ausreichende Genauigkeit um das 
Fluke 175 für den DCU, DCI, ACU und ACI-

Bereich abzugleichen?

Hier das Datenblatt vom 175 (maßgebend), auf Seite 12 sind die 
Toleranzen:
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjCp96k3f3cAhWCM-

wKHWdZDTkQFjAAegQIABAC&url=http%3A%2F%2Fassets.fluke.com%2Fmanuals

%2F175_____umeng0000.pdf&usg=AOvVaw00l7kmz6JcV86kCfluQF2n


2. Zunächst einmal brauche ich Lastwiderstände, die temperaturstabiler 
sind, danke Klaus R. für den Hinweis!
Mein bisheriter 2R-Widerstand (Weltron TR50FBE0020-Hfür 6VAC) hat 
+/-300ppm, mein 1R-Widerstand (Bourns

PWR220T-35-1R00F für 3VDC) hat +/-100ppm.
Zumindest den mit +/-300ppm sollte ich gegen einen 100ppm-Typen 
austauschen, idealerweise finde ich sogar

beide Widerstände als 25ppm-Ausführung.

Datenblätter der bisher verwendeten Widerstände:
20W 1R: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1000000-1099999/001055842-da-01-en-

WID_PWR220T_35_1R00F__1_OHM_35W_1_.pdf
50W 2R: 
http://downloads.cdn.re-in.de/425000-449999/442799-da-01-en-LEISTUNGS_WID_50W_25R_TK50_TO_220E.pdf

Den 50W 2R-Widerstand würde ich nun gerne durch diesen hier ersetzen:
https://www.megatron.de/produkte/metallfilm-widerstaende/leistungswiderstand-m220-metallfilm.html
Datenblatt:
https://www.megatron.de/produkte/metallfilm-widerstaende/leistungswiderstand-m220-

metallfilm/download/230.html

Leider habe ich für beide bisher nichts genaueres als 100ppm gefunden.


3. Im DC-Part werde ich einen OP-Amp nutzen, um über meine 
Spannungsreferenz eine stabile Spannung für den

Lastwiderstand zu erzeugen, damit ich möglichst wenig Schwankungen habe.
Da meine Spannungsreferenz relativ temperaturstabil sein wird, sollte 
meine Nutzspannung auch stabil sein und

somit mein Strom nur noch vom Widerstand abhängen.



4. Im Beitrag Beitrag "Re: Genaue Stromquelle mit Temperaturkompensation" hat 
MaWin hinter dem OP-Amp erst eine Last

und danach noch einen Messwiderstand eingezeichnet.
Sehe ich das richtig, dass die Last mein Lastwiderstand + Multimeter 
wären, während der Messwiderstand ein

niedrigohmiger Shunt wäre?
In welcher Größenordnung sollte ich den Shunt/Messwiderstand ansiedeln?



5. Für den AC-Stormpart hat Peter D. 
(Beitrag "Re: Genaue Stromquelle mit Temperaturkompensation") hier
für 3A-VAC den 5A OPA541
oder für 1,9A den LM675
vorgeschlagen und als Sinus-Quelle nen
Arduino (der ne Tabelle abruft und über den DAC ausgibt) mit Tiefpass.

5. a) Könnte ich hier den Wechselstrom hinter meinem 6VAC 22VA 
Trenntrafo abgreifen, über Dioden

gleichrichten, damit dann den OP-Amp speißen und ihn über einen 
Kondensator vom DC-Anteil entkoppelt mit dem

Arduino-Signal füttern?

5. b) Mir ist noch unklar, wie ich in diesme Fall die Spannung 
einstellen kann. Nutze ich die 5VDC vom Arduino, so kann ich bestenfalls 
annähernd +/-2,5VAC als Sinus erzeugen. Auch bin ich hier dann in der 
Präzision auf die Ausgangsspannung des Arduinos angewiesen.

Wenn ich nun 6VAC erzeugen möchte, könnte ich die Rückkopplung des 
OP-Amps an den negativen Eingang mit einem

Spannungsteiler ebenfalls auf 2,5VAC absenken, analog zum DC-Part.
Wie könnte ich ein stabileres Eingangssignal als mit dme Arduino 
erzeugen?

Wenn ich über den Spannungsteiler die Amplitude meiner Wechselspannung 
nun frei bis zur Versorgungsspannung

regeln kann, könnt eich hier auch mit z.B. 3VAC arbeiten und als 
Lastwiderstand den 100ppm-Widerstand meines

DC-Parts nutzen, hätte aber gleichzeitig weniger Abwärme.

von Der Andere (Gast)


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Micha W. schrieb:
> Hat vielleicht jemand ne Empfehlung zu nem günstigen und guten
> Kindle-Ebook zu OP-Amps oder evtl. auch ne kostenlose PDF-Emmpfehlung um
> sich da etwas einzulesen?

Art of Electronics. Für Op Grundlagen tut es auch die alte 2. Auflage.

Oder die 100000 Treffer im Internet

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Micha,

Micha W. schrieb:
> Ich möchte Fluke 175 kalibrieren (nicht justieren).
> Hierzu möchte ich im Bereich des Wechselstroms und des Gleichstroms
> Spannungen und Ströme vergleichen.
>
> Es steht ein hochpräzises, justiertes Tischmultimeter als Referenz
> bereit, jedoch möchte ich gerne auf eine

Ob diese Vorgehensweise sinnvoll ist, ergibt sich aus dem Vergleich der 
Spezifikationen Deines Fluke 175 mit dem hochgeheimen Tischmultimeter.

Die Angabe "hochpräzise" ist quantitativ genauso spezifisch wie der 
Hinweis auf der Medikamentenverpackung, dass es in seltenen Fällen zu 
Durchfall kommen kann.

Bei Strömen im AC-Bereich (DC-Ströme hast Du nicht genannt) von 1mA bis 
3A empfiehlt sich der Einsatz verschiedener Shunts. Die 
Shunt-Dimensionierung ist ein Optimierungsproblem, bei dem zwischen der 
Minimierung der thermischen Belastung des Shunts einerseits und der 
Bereitstellung einer stabilen kleinen Spannung andererseits ein 
Kompromiss gefunden werden muss.

: Bearbeitet durch User
von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Was wäre in eueren Augen eine ausreichende Genauigkeit um das
> Fluke 175 für den DCU, DCI, ACU und ACI-
>
> Bereich abzugleichen?

Normalerweise strebt man ein Unsicherheitsverhältnis von mindestens 1:4 
an. Deine Quellen oder das Referenzmultimeter sollte also viermal 
genauer sein als das Fluke 175.

Ich habe mir das Fluke 175 nicht weiter angesehen, aber es könnte 
durchaus sein, dass auch Dein Referenzmultimeter nicht in allen 
Bereichen ausreichend ist. Was für ein Gerät wird es denn nun?


Um ehrlich zu sein, halte ich Dein Projekt mit Deinem Kenntnisstand für 
völlig aussichtslos. Es reicht auch nicht Deinen Aufbau einmal zu 
vermessen und ihn dann immer zu verwenden. Man müsste schon zeigen, wie 
die Drift über die Zeit ist usw. wenn Du wirklich das Referenzgerät 
weglassen willst.

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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Micha W. schrieb:
> Sodala, um hier nicht den Überblick zu verlieren, möchte ich nochmal
> zusammenfassen.
>
> Ich hoffe, dass das nicht zu viel ist...um nicht vollkommen den
> Überblick zu verlieren habe ich die Teilbereiche durchnummeriert ;)

Wow, das ist schon ein bisschen viel auf einmal. Ich antworte mal nur 
auf die Punkte, die mir ins Auge springen:

- der + Eingang deines Verstärkers im Schaltbild wird nur über einen 
Kondensator angesteuert (hat keinen DC-Pfad). Das mag mit manchen 
Audioverstärkern funktionieren. Mit den meisten Operationsverstärkern 
wird es nicht funktionieren, weil der Eingangs-Biasstrom den Eingang auf 
irgendwelche unerlaubten Werte zieht.

- die Versorgungsanschlüsse deines Verstärkers werden direkt aus dem 
Gleichrichter gespeist. Da fehlen zumindes noch Siebelkos, damit der 
Verstärker auch bei den Nulldurchgängen der AC-Spannung eine Versorgung 
hat.

- du sprichst zwar von einer "genauen Stromquelle", baust laut 
Schaltbild jetzt aber eine Spannungsquelle mit Lastwiderstand. Damit 
hängt der tatsächliche Strom von allen weiteren Widerständen in dem 
Messkreis ab. Schon mit Laborstrippen kommst du leicht in einen Bereich 
von >1% deines Lastwiderstands. Auch wenn sich der Innenwiderstand 
deines Fluke 175 und deines Referenzmultimeters bei der Strommessung 
unterscheiden, bekommst du - je nach angeschlossenem Messgerät - 
unterschiedliche Ströme. Dein Fluke hat am 400mA-Eingang einen typischen 
Innenwiderstand von 2Ohm, im 10A-Bereich einen typischen Innenwiderstand 
von 37mOhm. Was hat dein Referenzmultimeter?

von Micha W. (azubi2017)


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Hochgeheim find ich gut :D
Wollte grade mal nachschauen, was das für eins ist - aber ich find es 
nicht...sobald ich das wieß, werd ich das hier ergänzen ;)

Der DC-Strompart mit großen Strömen scheint bereits mit meinem jetztigen 
Testaufbau zu funktionieren. Nach etwa 2 Stunden Aufwärmzeit hab ich ne 
minimale Schwankung von 2,615A auf 6,214A messen können. Das sollte für 
die Anwendungen in diesem Range hier genug sein.
Nen Testaufbau zu geringen Strömen mach ich auch noch.

Ich hab meine Skizze nochmal angepasst undnnen passiven Lowpass 
eingezeichnet.
Wäre das ne geeignete Position für den Filter? Und wäre passiv 
ausreichend oder sollte er aktiv sein?

: Bearbeitet durch User
von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> minimale Schwankung von 2,615A auf 6,214A

??

Micha W. schrieb:
> Ich hab meine Skizze nochmal angepasst undnnen passiven Lowpass
> eingezeichnet.
> Wäre das ne geeignete Position für den Filter? Und wäre passiv
> ausreichend oder sollte er aktiv sein?

Wie hoch ist denn Deine Samplefrequenz? Die Spannung sollte möglichst 
spektral rein sein, also z.B. wirklich nur 50Hz und möglichst wenig 
Oberwellen. Anderenfalls hängt es wieder stark vom Multimeter ab was 
gemessen wird.

von Micha W. (azubi2017)


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Werden die Oberwellen nicht durch den Lowpass-Filter rausgezogen?


"- der + Eingang deines Verstärkers im Schaltbild wird nur über einen
Kondensator angesteuert (hat keinen DC-Pfad). Das mag mit manchen
Audioverstärkern funktionieren. Mit den meisten Operationsverstärkern
wird es nicht funktionieren, weil der Eingangs-Biasstrom den Eingang auf
irgendwelche unerlaubten Werte zieht."

Könnte ich das denn so wie hier skizziert mit zwei Widerständen als 
Anti-Drift-Einheit lösen?

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Werden die Oberwellen nicht durch den Lowpass-Filter rausgezogen?

Ab der Filtergrenzfrequenz beginnt lediglich die Dämpfung. Ob die dann 
zB bei 100Hz schon ausreichen ist, ist fraglich.


Was sollte Deine Schaltung da nun eigentlich bezwecken? Entweder eine 
Spannungsquelle mit dem eingezeichneten Teiler, dann brauchst Du den 
Shunt doch gar nicht. Oder aber Du koppelt über den Shunt zurück, dann 
brauchst Du diesen Spannungsteiler nicht.

C30 und Dein Anti-Drift-Teiler belasten zudem das Filter. Inveertierend 
ist es ggf. einfacher.

von Micha W. (azubi2017)


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Hmmm...also reicht ein passiver Filter eher nicht aus. Mit nem aktiven 
Filter höherer Ordnung sollte die Abdämpfung gegen 100Hz+ aber effketiv 
genug sein.
Auch sollte dann die Belasung von C30 weniger ins Gewicht fallen.

Den Shunt habe ich eingezeichnet, da ich den Strom messen möchte, nicht 
die Spannung.
Die gesamte VAC-Strommessung soll über das 6VAC-Trafo laufen.

Die gesamte VAC-Spannungsmessung soll über das 230V Trafo laufen (wobei 
ich mir da jetzt nochmal Gedanken mit meinen neuen Erkenntnissen machen 
muss).



Wie meinst du das mit dem Rückkoppeln über den Shunt? Bzw. 
"Inveertierend
ist es ggf. einfacher"?


Hinsichtlich der Samplefrequenz hab ich noch keine passende Information 
gefunden. Zum Einsatz kommt ein AtMega2560 mit Arduino-Bootloader.

: Bearbeitet durch User
von Rainer V. (a_zip)


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Hallo, ich wiederhole noch mal meinen Hinweis, dass du für ein Prüfgerät 
ohne Referenzmessung ein hochpräzises Teil bauen mußt! Das schon 
genannte "Unsicherheitsverhältnis von mindestens 1:4" bedeutet eben, 
dass dein Gerät mindestens eine Genauigkeit von 0,25% mit einer gewissen 
Langzeitstabilität haben muß. Ich denke, wenn du das aufgebaut und 
kalibriert hast, ist Osterzeit...Wir mußten einmal ein 
Wechselspannungssignal mit einer 4-20mA-Stromschleife übertragen. Es hat 
mehrere Mann-Monate gedauert, bis eine akzeptable Genauigkeit der Kette 
erreicht wurde. Ich kann also nicht verstehen, warum du dich so gegen 
das Referenzgerät wehrst. Ein Funktionsgenerator mit dazu gebauter 
Leistungsstufe und ein Labornetzteil wären dann alles, was du brauchst!
Gruß Rainer

von MaWin (Gast)


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Micha W. schrieb:
> Mein Aufbau soll in regelmäßigen Abständen abgeglichen werden
> kann, um dann ohne das Referenzgerät eigenständig genutzt zu werden.

Vergiss es. Da deine Wechselspannungsquelle ein Netztrafo ist, schwankt 
die Spanning mit der Netzspannung, also immer.

Deine Schaltung ist auch Murks. Man  nimmt KEINEN Spannungsteiler am 
shunt sondern am anderen Dingang vom OpAmp, und das Messgerät kommt 
nicht NACH dem shunt sondern davor. Einfach mal aufmerksamer abzeichnen 
statt sdlber hinpfuschen.

Besorge dir eine amplitudenstabile 50Hz Sinusquelle, also ein DDS aus 
Digitalgenerator und DAC der aus einer Referenzspannungsquelle versorgt 
wird.

von Micha W. (azubi2017)


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Wenn ich die Wechselspannung gleichrichte und mit Kondensatoren filtere, 
hab ich erstmal eine symmetrische Spannungsversorgung für den OP-Amp.
Wenn nun der Ausgang vor dem Shunt an den invertierten Eingang 
geschaltet wird ist dies doch die Rückkopplung, die das Signal in der 
Amplitude an den nicht-invertierten Eingang anpasst, wenn ich das aus 
dem DC-Beispiel oben richtig verstanden habe.

Wenn ich nun also ein amplitudenstabiles Eingangssignal habe und die 
Ausgangsspannung über nen Spannungsteiler so eingestellt ist, dass sie 
niedriger (z.B. 5VAC) als die Versorgungsspannung (6VAC) ist, dürfte es 
doch egal sein, ob die Versorgungsspannung 6,1VAC oder 5,9VAC beträgt?


Das mit dem Spannungsteiler am Ausgang habe ich mir so überlegt, da im 
Falle Arduino als Signalquelle das Eingangssignal bei 2,5VAC liegen 
würde, während der Ausgang eine größere Amplitube benötigt.
Also würde man zunächst das Eingangssignal über einen weiteren OP-Amp 
verstärken?
Was wäre denn so fatal an einem Spannungsteiler am Ausgang?

Eine vom Arduino unabhängige Signalquelle für die 50Hz wäre mir auch 
lieber. Mir würde da nur ein XR2206 einfallen (ziemlich alt - aber grade 
bei Reichelt gesehen, dass die den noch haben). Aber prinzipiell lässt 
sich ein Sinussignal ja auch über nen NE555 erzeugen 
(https://bastelnmitelektronik.jimdo.com/basteleien-ger%C3%A4te-und-schaltungen/schaltungen-mit-dem-ne555/sinuswellen-mit-dem-ne555-erzeugen/).
Spicht was gegen die NE555-Lösung? Oder gibts nen einfachen Baustein zur 
Sinuserzeugung?
Ich wüsste nicht, womit ich ein DDS erzeugen könnte.

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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Micha W. schrieb:
> Wenn nun der Ausgang vor dem Shunt an den invertierten Eingang
> geschaltet wird ist dies doch die Rückkopplung, die das Signal in der
> Amplitude an den nicht-invertierten Eingang anpasst, wenn ich das aus
> dem DC-Beispiel oben richtig verstanden habe.

Diese Rückkopplung passt die Ausgangsspannung des OPV an den gewünschten 
Wert an. Welcher Ausgangsstrom durch dein Messgerät fließt ist damit 
noch ziemlich offen (und hängt z.B. stark vom Innenwiderstand des 
jeweiligen Messgeräts ab). Du hast damit keine Stromquelle gebaut 
sondern eine mäßige Spannungsquelle mit 2Ohm Innenwiderstand.

Nur wenn du den Spannungsabfall am Shunt alleine (also nicht am Shunt 
plus weitere, unbekannte Lasten) rückkoppeln würdest ginge das 
wenigstens prinzipiell in Richtung Stromquelle. Das wäre z.B. der Fall, 
wenn der Shunt mit einem Ende an Masse hänge würde.

Micha W. schrieb:
> Ich wüsste nicht, womit ich ein DDS erzeugen könnte.

Deswegen gab es ja auch von anderen den Vorschlag, erst mal mit einem 
(gekauften) Funktionsgenerator zu arbeiten.

Auch ich würde dir dringend empfehlen, nicht alles auf einmal selbst 
bauen zu wollen sondern funktionierende Geräte zu nehmen und dann 
Schritt für Schritt Einzelaspekte deines Aufbaus umzusezten.

Also z.B. nimm einen Funktionsgenerator und ein Labornetzteil und 
arbeite erst mal an der verbleibenden Schaltung um daraus eine 
AC-Stromquelle zu machen. Damit hast du immer noch genügend Probleme 
übrig, an denen du dich abarbeiten kannst.

Denn im Augenblick kratzt du in sehr vielen Bereich noch total an der 
Oberfläche, wo ein wesentlich tiefergehendes Verständnis nötig wäre, ehe 
dein Projekt ansatzweise funktionieren kann. Wenn du alles auf einmal 
selbst stricken willst, ist meiner Meinung nach die Gefahr groß, dass am 
Ende gar nichts funktioniert. Auch die Diskussion hier im Forum dreht 
sich bereits um zu viele Einzelaspekte von zu vielen unterschiedlichen 
Schaltungsvorschlägen, als dass damit noch alle wichtigen Punkte sauber 
genug herausgearbeitet würden.

von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Was wäre denn so fatal an einem Spannungsteiler am Ausgang?

Gar nichts. Deine Schaltung kann aber nicht gleichzeitig Spannungs- und 
Stromquelle sein.

Als Spannungsquelle braucht sie keinen Shunt.
As Stromquelle braucht sie keinen Teiler hinter dem OP-Ausgang, dafür 
aber muss der Shunt in der Regelschleife liegen, ansonsten bestimmt nur 
der Shunt im Multimeter und der Widerstand der Multimetersicherung den 
Stromfluss.

Auf der Sekundärseite Deines Trafos fehlt die Masse. So fehlt denn auch 
dem Arduino-Signal der Bezug und Dein Multimeter kann auch nicht richtig 
angeschlossen werden.

Ich würde zuerst einmal eine Schaltung für DC zeichnen, die sowohl 
Spannung als auch Strom messen kann.

von Micha W. (azubi2017)


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Ah, okay, dann liegt da mein Verständnissproblem.
Ich dachte, der OP-Amp wird als Spannungsquelle genutzt und über meinen 
Lastwiderstand regele ich dann den Strom, da die Spannung konstant ist.
Dann le sich mich da mal weiter ein.

Wie bau ich mir denn ne Masse auf der Sekundärseite?
Irgendwie fehlen mir da grade die richtigen Suchbegriffe um sinnvolle 
Ergebnisse angezeigt zu bekommen.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Micha,

Micha W. schrieb:
> Ah, okay, dann liegt da mein Verständnissproblem.
> Ich dachte, der OP-Amp wird als Spannungsquelle genutzt und über meinen
> Lastwiderstand regele ich dann den Strom, da die Spannung konstant ist.
> Dann le sich mich da mal weiter ein.

Du ignorierst meine Fragen (s.o.) und meine Hinweise auf Artikel.
Damit stehst Du nun wieder ganz am Anfang.

Der Bastelerfolg erfordert schon, dass Du die Funktionsweise einer 
operationsverstärkerbasierten Spannungs- und einer Stromquelle 
verstehst.

> Wie bau ich mir denn ne Masse auf der Sekundärseite?

Indem Du Deinem Trafoausgang sekundär zu einer symmetrischen 
Spannungsquelle umrüstest.

> Irgendwie fehlen mir da grade die richtigen Suchbegriffe um sinnvolle
> Ergebnisse angezeigt zu bekommen.

Das hast Du oben schon einmal gesagt.

von Micha W. (azubi2017)


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Okay, ich hab nochmal nach deinem Hinweis gesucht, aber die einzige 
Frage, die ich finden kann, ist die nach der Genauigkeit.

Ich hab die Skizze nochmal überarbeitet und beim Googeln habe ich 
gesehen, dass an der Stelle, an der ich R156 und R159 nutze, andere 
Kiondensatoren einsetzen.

Mir fällt nicht ein, wie ich anderst einen Massebezug herstellen könnte 
ohne die symmetrische zu einer unsymmetrischen Spannungsquelle zu 
transformiere.

Auch habe ich mein Rlast und Rshunt nochmal überdacht hinsichtlich 
deiner Anweisung von oben. Mit ist allerdings nicht klar, wo im Falle 
der Wechselspannung der Shunt hinführen sollte.

Durch die Verwendung des XR2206 als Sinusgenerator kann ich mir 
vermutlich auch den Tiefpass sparen, da der THD-Wert bei 0,9% liegt.
Allerdings fehlt mir eine Grundlage, um das bewerten zu können.
Weiterhin hat der XR2206 den Vorteil, dass ich nicht an die 5VDC des 
Arduino gebunden bin. Man kann den IC auch mit Wechselspannung 
einsetzen. C30 entfällt damit ebenfalls.

PS: Sorry für den Mehrfach-Bindanhang...ich hab noch nicht rausgefunden, 
wie ich das hier wieder löschen kann. Das letzte Bild ist das richtige 
;)

: Bearbeitet durch User
von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Und Du meinst, Du kannst Deine x Ampere durch 1k fließen lassen?

von Micha W. (azubi2017)


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Die Dimensionierung stimmt noch nicht. Aber lieg ich mit den beiden 
Widerständen R156 und R159 richtig?
Theoretisch müssten die dann auch je 1R betragen. Aber damit würde ich 
meine Sekundärseite enorm belasten. Ganz zu schweigen von der Abwärme.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Zeichne Dir doch mal den Strompfad ein für meinetwegen +1A und den für 
-1A.

Beitrag #5530286 wurde vom Autor gelöscht.
von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Die Dimensionierung stimmt noch nicht. Aber lieg ich mit den beiden
> Widerständen R156 und R159 richtig?
> Theoretisch müssten die dann auch je 1R betragen. Aber damit würde ich
> meine Sekundärseite enorm belasten. Ganz zu schweigen von der Abwärme.

Es würde sich empfehlen, eine echte symmetrische Spannungsversorgung zu 
bauen. Das geht auch mit nur einer Sekundärwicklung.
Nach der Gleichrichtung musst Du lediglich noch zusätzlich puffern - und 
Dein "Symmetrierspannungsteiler" ist überflüssig.

Entschuldige Philipp, wollte nicht Deinen didaktischen Ansatz 
kaputtmachen.

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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So würde ich das etwa sehen. Nur dass der 1K damit zu 1R werden müsste.
Somit hätte ich bei 6V 2R als Verlustleistung.
Dann sollte ich das Trafo anderst dimensionieren oder die Widerstände so 
wählen, dass insgesamt kleinere Ströme fließen.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Peter M. schrieb:
> Es würde sich empfehlen, eine echte symmetrische Spannungsversorgung zu
> bauen. Das geht auch mit nur einer Sekundärwicklung.
> Nach der Gleichrichtung musst Du lediglich noch zusätzlich puffern - und
> Dein "Symmetrierspannungsteiler" ist überflüssig.

Bei den großen Strömen würde ich da nicht versuchen Masse mit einem 
Puffer zu machen.

Es ginge auch symmetrisch mit einer Wicklung, aber das ist am Ende 
hierfür alles Murks. Du brauchst ein vernünftiges Netzteil mit 
ordentlicher Symmetrischer Versorgung. Dann fließen auch keine großen 
Ströme durch Dein Symmetrierglied.
Überlege Dir doch mal was mit Deiner Masse passiert, wenn da 1A 
reinfließt. Selbst bei 1R. Mit "genau" hat das alles dann nichts mehr zu 
tun.

von Rainer V. (a_zip)


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Micha W. schrieb:
> Ich hatte gehofft, dass ich den dauerhaften Einsatz des Referenzgeräts
> erübrigen kann. Also dass mein Aufbau einmal genau ausgewertet wird und
> ich daraufhin damit vergleichen kann.

Hallo, damit hatten wir einmal angefangen! Und  heute basteln wir aus 
einem 6V-Trafo eine Stromversorgung für einen OPV. Stolz!
Dein Wille, etwas zu lernen in allen Ehren, aber dann schraube erst mal 
von "temperaturkompensierten Strom- und Spannungsquellen" ein paar Gänge 
runter.
Mach einen neuen Faden auf und beginne meinetwegen mit einem 
Leistungsop. von einem XR2206 angesteuert und inclusive Stromversorgung. 
Wenn du das ans Laufen bekommen hast, dann können wir mal weitersehen. 
Und Erkenntnis, dass ein Widerstand, der sich erwärmt, seinen Widerstand 
ändert, ist auch recht weit von einem Verständnis entfernt, was 
Temperaturkompensation für eine Schaltung bedeutet. Aber du sollst 
natürlich lernen.
Gruß Rainer

von Rainer V. (a_zip)


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Micha W. schrieb:
> nachdem ich heute ne Weile lang Messdaten aufgneommen habe hinsichtlich
> des Stromflusses über einen Widerstand und dessen Erwärmung als auch die
> Umgebungstemperatur, wüsste ich gerne, ob es eine für mich als Anfänger
> durchschaubare Methode gibt, eine temperaturkompensierte Stromquelle
> sowohl für Wechselstrom als auch für Gleichstrom aufzubauen.

Und noch mal...Shuntwiderstände, die so betrieben werden, dass sie sich 
relevant erwärmen, sind falsch dimensioniert! Ein Shunt für xyz-Ampere 
darf sich nicht nennenswert erwärmen! Du fängst das Ganze am falschen 
Ende an!
Gruß Rainer

von Peter M. (r2d3)


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Peter D. schrieb:
> Für Wechselstrom brauchst Du einen Power-OPV.
> 3A ist ungünstig, da Multimeter meistens bis 1999 Anzeigebereich haben.

Es geht um ein Fluke 175, das hat 6000 Counts und bis auf Frequenz und 
Kapazität haben die meisten Messbereichsendwerte die Form 6*10^z   (z 
ganze Zahlen, auch negative)

http://assets.fluke.com/datasheets/2155a.pdf

> 1,9A bringt daher eine höhere Auflösung.

Von der Verwendung eines DAC war bisher nicht die Rede. Es geht um ein 
paar definierte Spannungen und Ströme und nicht um den Bau eines 
vollwertigen Kalibrators mit zig Freiheitsgraden.

von Rainer V. (a_zip)


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Peter M. schrieb:
> Von der Verwendung eines DAC war bisher nicht die Rede. Es geht um ein
> paar definierte Spannungen und Ströme und nicht um den Bau eines
> vollwertigen Kalibrators mit zig Freiheitsgraden.

Genau, aber da haben wir wieder typische Situation. TO hat was gemessen 
und hat daraus den Schluss gezogen, dass er eine hochpräziese Spannungs- 
und Stromquelle benötigt, natürlich temperaturkompensiert und mit was 
auch immer, und hat sonst keine Ahnung von der Materie...was, bitte, 
soll man(und Frau auch) da machen???
Geduld ist hilfreich :-) aber nerven tut es schon...
Gruß Rainer

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Philipp C. schrieb:
> Micha W. schrieb:
>> minimale Schwankung von 2,615A auf 6,214A
>
> ??

Was war damit nun eigentlich? Wie waren die Zahlen wirklich?

von Micha W. (azubi2017)


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Philipp C. schrieb:
> Philipp C. schrieb:
>> Micha W. schrieb:
>>> minimale Schwankung von 2,615A auf 6,214A
>>
>> ??
>
> Was war damit nun eigentlich? Wie waren die Zahlen wirklich?

Oh, 2,615A und 2,614A :D Das war mir gestern auch auf Nachfrage gar 
nicht aufgefallen ;)

von Micha W. (azubi2017)


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Hmmm...mit meinem Printtrafo und einer sekundärseitigen Wicklung hab ich 
da also null Chance?
Ich war froh, überhaupt ein Trafo gefunden zu haben, was mir diesen 
Strom bei der Spannung liefern kann.


@Rainer: Danke für deinen Input, aber sorry, wenn du hier von meinem 
Hilfeersuchen genervt bist, das ist nicht meine Intention. Ich bin 
inzwischen bei dem Projekt am Ende meines Verständnisses angekommen und 
habe hier niemanden, der mir wirklich hilfreiches Wissen dazu vermitteln 
kann - egal was ich hier im Haus wen frage: keine Zeit, nicht das nötige 
Wissen. Ich bekomm oft die Antwort "musste mal googeln, damit hab ich 
mich nie befasst" oder "damit kennst du dich viel besser aus als ich".
Als wie in der Schule die Lade-/Entladekurven von Kondensatoren 
durchgenommen haben (was übrigens bei der Lehrerin das Einzige neben 
R=U/I war in einem kompletten Schuljahr), hab ich die Lehrerin auf ihren 
Hinweis, dass reale Kondensatoren von diesen Idealen abweichen, mal 
gefragt, in welcher Größenordnung ich mir die Abweichungen vorstellen 
kann. Daraufhin kam dann genervt sowas wie "Das hat hier nichts mit dem 
Unterricht zu tun. Sehen sie, Ihre Klassenkameraden sind auch schon 
davon genervt".
Wenn du also von meinem Thread genervt bist, dann ignorier ihn bitte 
einfach, aber lass es nicht raushängen, denn ich weiß einfach nicht, wo 
ich mir das Wissen - vor allem auf die Schnelle - her holen soll. Ich 
mach die Ausbildung, weil ich gerne was lernen möchte und Hinweise wie 
"Du fängst am falschen Ende an" sind da auch nicht hilfreich, solange 
man keinen Hinweis auf das richtige Vorgehen gibt.
Wenn du es besser weißt, warum führst du nicht einfach ein paar 
Stichpunkte an, wie du vorgehen würdest?

-Symmetrische Spannungsquelle erzeugen (geht nicht mit dienem Trafo, 
weil du zwei Abgriffe sekundärseitig brauchst)
-Konstantstromquelle bauen (z.B: wie Beispiel www.xyz.de - schau dir mal 
das Bild genauer an, die Formel zum berechnen des Shunts oder zum 
Verständnis findest du hier: ...)
-usw.

Klar, ich kann verstehen, dass man bei so vielen Lücken keine Lust hat 
alles vorzukauen. Aber wenn ich nun auf die Suche nach 
Konstantstromquellen gehe, finde ich 30 verschiedene Grafiken, selten 
mal ne sinnvolle Erläuterung, die ich auch komplett verstehe, und noch 
weniger kann ich entscheiden, was mich aktuell weiter bringt.
Ich hab grade einfach ne Riezüberflutung was den Konstantstrom-Part 
anbelangt und weiß nicht genau, wie ich jetzt am besten weiter 
recherchieren soll.
Dafür habe ich (vermutlich) jetzt verstanden, wie ich den 
Konstantspannungspart machen kann.

Kommentar als ich nach meinem ersten Testaufbau hinsichtlich der 
Stromschwankungen hier mal nachgefragt habe "Kann auch sein, dass du das 
einfach mal nen Tag vorwärmen lassen musst".
Das hab ich dann verworfen, als nach Stunden einer negativen Tendenz 
auch mal eine positive Tendenz in der Spannung/im Strom feststellbar war 
- ich vermute, dass die Klimaanlage da ne Rolle spielt...aber ohne 2-3 
genaue Messfühler wüsste ich grade nicht, wie ich da der Ursache auf die 
Schliche komme.
Als ich nach Feedback zu meinem mehrseitigen Schaltplan gefragt habe, 
hat sich niemand die Zeit genommen nur mal auch nur 10 Minuten mit mir 
da drüber zu schauen. Hier ist alles learning-by-doing - aber 
gleichzeitig sagt man mir, dass ich Verantwortlich bin, dass mein Aufbau 
funktioniert, wenn er mehrere hundert Euro kosten wird.
Mein Vorschlag einen fertigen Kalibrator zu kaufen wurde aus 
Kostengründen abgelehnt.


Die Buchempfehlung "The Art of Electronics" scheint wohl recht gut zu 
sein - aber für mich als Azubi grade nicht spontan im Budget machbar. 
Ich halt aber trotzdem mal danach Ausschau, ob ich das günstig gebraucht 
irgendwo finde. Hat denn jemand noch nen günstigeren Vorschlag als 
begleitendes Werk für die Ausbildung?

: Bearbeitet durch User
von Andrew T. (marsufant)


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Micha W. schrieb:
> Die Buchempfehlung "The Art of Electronics" scheint wohl recht gut zu
> sein - aber für mich als Azubi grade nicht spontan im Budget machbar.

Ja nee isss klaaar.
Zumal man die nicht ganz aktuelle Version "The Art of Electronics" 
kostenfrei downloaden kann:
YMMV

von Micha W. (azubi2017)


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Andrew T. schrieb:
> Ja nee isss klaaar.
> Zumal man die nicht ganz aktuelle Version "The Art of Electronics"
> kostenfrei downloaden kann:
> YMMV

Auf illegale Zippyshare-Inhalte kann und will ich von der Arbeit aus 
nicht zugreifen. Die Googledrive-Downloads sind von Google wegen 
Verstößen gegne die Nutzungsbedingungen blockiert.

von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Hmmm...mit meinem Printtrafo und einer sekundärseitigen Wicklung
> hab ich
> da also null Chance?
> Ich war froh, überhaupt ein Trafo gefunden zu haben, was mir diesen
> Strom bei der Spannung liefern kann.
>
> @Rainer: Danke für deinen Input, aber sorry, wenn du hier von meinem
> Hilfeersuchen genervt bist, das ist nicht meine Intention. Ich bin
> inzwischen bei dem Projekt am Ende meines Verständnisses angekommen und
> habe hier niemanden, der mir wirklich hilfreiches Wissen dazu vermitteln
> kann - egal was ich hier im Haus wen frage: keine Zeit, nicht das nötige
> Wissen. Ich bekomm oft die Antwort "musste mal googeln, damit hab ich
> mich nie befasst" oder "damit kennst du dich viel besser aus als ich".

Einen AC/DC-Multifunktionskalibrator zu bauen, auch wenn der nur einen 
Wert pro Messbereich liefern muss, ist vielleicht etwas ambitioniert.

> Als wie in der Schule die Lade-/Entladekurven von Kondensatoren
> durchgenommen haben (was übrigens bei der Lehrerin das Einzige neben
> R=U/I war in einem kompletten Schuljahr), hab ich die Lehrerin auf ihren
> Hinweis, dass reale Kondensatoren von diesen Idealen abweichen, mal
> gefragt, in welcher Größenordnung ich mir die Abweichungen vorstellen
> kann. Daraufhin kam dann genervt sowas wie "Das hat hier nichts mit dem
> Unterricht zu tun. Sehen sie, Ihre Klassenkameraden sind auch schon
> davon genervt".

Geht doch. Du stellst ja schon einmal die richtigen Fragen.

> Wenn du also von meinem Thread genervt bist, dann ignorier ihn bitte
> einfach, aber lass es nicht raushängen, denn ich weiß einfach nicht, wo
> ich mir das Wissen - vor allem auf die Schnelle - her holen soll. Ich
> mach die Ausbildung, weil ich gerne was lernen möchte und Hinweise wie
> "Du fängst am falschen Ende an" sind da auch nicht hilfreich, solange
> man keinen Hinweis auf das richtige Vorgehen gibt.
> Wenn du es besser weißt, warum führst du nicht einfach ein paar
> Stichpunkte an, wie du vorgehen würdest?

Du folgst den Ratschlägen ja nicht, die Du hier bekommst.
Und auf Fragen antwortest Du auch nicht, also brauchst Du Dich über den 
mangelnden Erfolg hier nicht zu beschweren.

Zwei Leute haben Dich gefragt, mit welchem Messgerät Du Deinen 
Kalibrator kalibrieren willst.

Ich habe Dich auf einen µc.net-Artikel verwiesen, den Du auch nicht 
gelesen hast.

> -Symmetrische Spannungsquelle erzeugen (geht nicht mit dienem Trafo,
> weil du zwei Abgriffe sekundärseitig brauchst)
> -Konstantstromquelle bauen (z.B: wie Beispiel www.xyz.de - schau dir mal
> das Bild genauer an, die Formel zum berechnen des Shunts oder zum
> Verständnis findest du hier: ...)

Einen Hinweis zur Fundstelle hast Du schon bekommen.

> -usw.
>
> Klar, ich kann verstehen, dass man bei so vielen Lücken keine Lust hat
> alles vorzukauen. Aber wenn ich nun auf die Suche nach

Und gerade deswegen solltest Du den wenigen Hinweisen folgen.

> Konstantstromquellen gehe, finde ich 30 verschiedene Grafiken, selten
> mal ne sinnvolle Erläuterung, die ich auch komplett verstehe, und noch
> weniger kann ich entscheiden, was mich aktuell weiter bringt.

Von mir hast Du einen sehr spezifischen Hinweis bekommen.

In der "Art of Electronics", 3.Auflage findest Du die für Dich passende 
"current source" im OPV-Teil, mundgerecht auf Seite 228.
Das Buch gibt es auch in einer miesen deutschen Übersetzung.
Bleib' beim Original wenn Du Englisch kannst!

> Ich hab grade einfach ne Riezüberflutung was den Konstantstrom-Part
> anbelangt und weiß nicht genau, wie ich jetzt am besten weiter
> recherchieren soll.
> Dafür habe ich (vermutlich) jetzt verstanden, wie ich den
> Konstantspannungspart machen kann.

Du besorgst Dir den Elektor-Artikel, den ich in dem verlinkten Artikel 
genannt habe.
Die kann man kaufen oder als Besitzer eines Bibliotheksausweis auch 
beschaffen.

> Kommentar als ich nach meinem ersten Testaufbau hinsichtlich der
> Stromschwankungen hier mal nachgefragt habe "Kann auch sein, dass du das
> einfach mal nen Tag vorwärmen lassen musst".

Das kannst Du dann hier diskutieren, wenn Du einen Schaltplan zeigst und 
sicherheitshalber noch ein aussagekräftiges Foto von Deinem Messaufbau.

> Das hab ich dann verworfen, als nach Stunden einer negativen Tendenz
> auch mal eine positive Tendenz in der Spannung/im Strom feststellbar war
> - ich vermute, dass die Klimaanlage da ne Rolle spielt...aber ohne 2-3
> genaue Messfühler wüsste ich grade nicht, wie ich da der Ursache auf die
> Schliche komme.

2,615A und 2,614A, also etwa 0,05% Schwankungen sind Fliegendreck für 
Dein Fluke 175, das mit 1% im Ampere-Bereich spezifiziert ist.
Entsprechen die "4" oder "5" der letzten Stelle Deines Multimeters?
Dann ist Schwanken legitim und noch kein Indiz für Instabilität der 
Schaltung.

> Als ich nach Feedback zu meinem mehrseitigen Schaltplan gefragt habe,
> hat sich niemand die Zeit genommen nur mal auch nur 10 Minuten mit mir
> da drüber zu schauen. Hier ist alles learning-by-doing - aber
> gleichzeitig sagt man mir, dass ich Verantwortlich bin, dass mein Aufbau
> funktioniert, wenn er mehrere hundert Euro kosten wird.
> Mein Vorschlag einen fertigen Kalibrator zu kaufen wurde aus
> Kostengründen abgelehnt.

Das Leben ist immer hart und ungerecht.
Die Aufgabe, die Du bekommen hast, ist andererseits toll, wenn man 
Messtechnik mag.

> Die Buchempfehlung "The Art of Electronics" scheint wohl recht gut zu
> sein - aber für mich als Azubi grade nicht spontan im Budget machbar.
> Ich halt aber trotzdem mal danach Ausschau, ob ich das günstig gebraucht
> irgendwo finde. Hat denn jemand noch nen günstigeren Vorschlag als
> begleitendes Werk für die Ausbildung?

Bibliotheksausweis nebst Fernleihe.
Hier in Hannover liegt das Buch in der letzten, der 4.Auflage, bei zwei 
Bibliotheken im Regal.

Wo bist Du zu hause?
Im Zweifelsfall musst Du Dich in die nächste Stadt mit Uni oder FH 
bequemen.
Du ahnst noch gar nicht, wieviele Lehrbücher Dir zum Ausleihen, aber 
auch in elektronischer Form zur Verfügung stehen.

Lerne eine Bibliothek zu benutzen!
Hier in Hannover hat z.B. die FH (wurde jetzt auf Hochschule 
umetikettiert) eine Superbibliothek. Da gibt es nicht nur ein 
"begleitendes Werk", sondern viele. Da geht man durch die Regale und 
fliegt einfach mal durch die Bücher. Da sieht man schnell, was einem 
passt oder nicht.

Du kriegst hier sogar DIN-Normen aus dem Ausbeuter-Verlag* zu Gesicht, 
für die Du sonst Dein letztes Hemd hingeben musst.

*Verlagsname vom Autor geändert

Deine Strategie:

I. DC-Teil

1. Elektor-Artikel beschaffen
2. Artikel lesen und verstehen
3. Fragen stellen
4. Schaltung aufbauen mit Deiner REF102 und Werten passend zum Fluke 175
6V, 600mV, 60mV und Strömen.
5. Schaltung für Ströme von 3A aufbohren
6. Schaltung für größere Spannungen 60V und mehr aufbohren.

II. AC-Teil

=> Das wissen die anderen Foristen besser.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Peter M. schrieb:
> Hier in Hannover liegt das Buch in der letzten, der 4.Auflage, bei zwei
> Bibliotheken im Regal.

Es gibt nur drei Auflagen.



Wie soll das Ganze am Ende eigentlich eingesetzt werden? Du musst bei so 
einem Gerät auch daran denken, dass niemand zu schaden kommt. Es sollte 
also möglichst niemandem die 600V verpassen noch anfangen zu brennen, 
wenn man es falsch bedient.


Was soll das Ganze am Ende eigentlich? Ohne das viel diskutierte 
Referenzgerät würde ich nichts auf einen solchen Test geben, wenn mir 
damit jemand darlegen will, dass alles richtig war, was er gemessen hat. 
Und kostenlos wird ja auch weder der Bau dieses Geräts noch die 
Kalibrierung der Geräte usw. Habt ihr euch mal nach einem Labor 
umgesehen, welches eine Kalibierung vernünftig durchführt? In 
irgendeinem Thread hier war mal die Rede von 35€ oder so für ein 
Handmultimeter.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Philipp,

Philipp C. schrieb:
> Peter M. schrieb:
>> Hier in Hannover liegt das Buch in der letzten, der 4.Auflage, bei zwei
>> Bibliotheken im Regal.
>
> Es gibt nur drei Auflagen.

Such' mal auf Hobsy, kennst Du ja :)

1.
The art of electronics
Horowitz, Paul. - Third edition, 4th printing with corrections. - 
Cambridge : Cambridge University Press, [2015]

Du hast ja Recht.

> Was soll das Ganze am Ende eigentlich? Ohne das viel diskutierte
> Referenzgerät würde ich nichts auf einen solchen Test geben, wenn mir
> damit jemand darlegen will, dass alles richtig war, was er gemessen hat.
> Und kostenlos wird ja auch weder der Bau dieses Geräts noch die
> Kalibrierung der Geräte usw. Habt ihr euch mal nach einem Labor
> umgesehen, welches eine Kalibierung vernünftig durchführt? In
> irgendeinem Thread hier war mal die Rede von 35€ oder so für ein
> Handmultimeter.

Das war Elmtec, glaube ich.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Oh, dass es einen überarbeiteten Druck gibt wusste ich nicht. Danke! Ich 
habe es gleich gekauft als es rauskam. Kennt jemand eine Aufzählung der 
Änderungen?


Ja, es sieht so aus als wäre es Elmtec gewesen.

https://www.elmtec.de/download/Kalibrierpreisliste.pdf

Also 38€ für das was hier gemacht werden soll plus Widerstände. Das muss 
man mit so einem Selbstbau in einer Firma erst mal schlagen. Die Kiste 
muss gebaut werden (hier ist wohl vor allem die Arbeitszeit die, die 
Geld kostet) dann muss das Ding oder das Referenzgerät regelmäßig 
kalibriert werden. Und die Kalibrierung muss auch jemand durchführen 
(Personalkosten). Am Ende hat man dann wohl eine Kalibrierung die zwar 
teurer ist als die aus dem Labor, dafür aber ohne jegliche 
Rückführbarkeit ;).

von Peter M. (r2d3)


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Philipp C. schrieb:
> Oh, dass es einen überarbeiteten Druck gibt wusste ich nicht. Danke! Ich

Das haben die wohl aus Scham heimlich gemacht.

Wenn es ein deutsches Buch wäre, das in den Staaten verkauft würde, gäbe 
es vermutlich eine Rückrufaktion. :)

> habe es gleich gekauft als es rauskam. Kennt jemand eine Aufzählung der
> Änderungen?

https://artofelectronics.net/errata/

Ein hier bekannter Mitautor einer bekannten Elektronik-FAQ-Liste zählt 
auch zur Liste der Fehlerfinder.

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Danke. Ich bin grade echt n bisschen durch den Wind, die Auflistung 
hilft mir wirklich!

Ich suche grade den Elektror-Artikel (hab bisher nur gefunden, dass 
Mitglieder der Premium-Mitgliedschaften das ganze Magazin runterladen 
können - nen Direktlink zu dem Artikel hab ich auch nirgends gefunden, 
nur den Hinweis auf 2009/05 Seite 52) und heute Nachmittag werde ich 
mich mal um das Buch kümmern. Nen Bib-Ausweis hab ich natürlich (aber 
ewig nicht mehr genutzt - deswegen hatte ich das auch nicht mehr aufm 
Schirm).

Ich war grade auf der Suche nach dem präzisen Wavetek-Messgerät - aber 
ich kann es einfach nicht finden. Sobald ich das habe, sag ich euch das 
Modell. Und jetzt mach ich mich erstmal ans mehrfache Lesen der 
verlinkten Artikel ;)

von Rainer V. (a_zip)


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Micha W. schrieb:
> @Rainer: Danke für deinen Input, aber sorry, wenn du hier von meinem
> Hilfeersuchen genervt bist

Hi, ich bin von deinen Hilfesuchen überhaupt nicht genervt! Du suchst 
richtig gut!!! Ich wollte dir nur vermitteln, dass du mit deinen 
"Problemen" weit über deinem derzeitigen Verständnishorizont schwebst! 
Das belegt auch deine Story mit deiner Lehrerin...Kondensator...wenn du 
den theoretischen Stoff deiner Ausbildung "gefressen" hast, dann darfst 
(und sollst) du auch Fragen aus der wirklichen Welt stellen. Du mußt 
aber auch akzeptieren, dass deine Lehrer erst mal auch in der idealen, 
sprich mathematischen Welt, schon genug Schweissperlen auf der Stirn 
haben! Einen Kondensator z.B., ideal zu berechnen ist "relativ" einfach. 
Wenn du dir dann aber ein Modell eines realen Kondensators ansiehst, 
dann fällst du wahrscheinlich tot um! Neben umfangreichen mathematischen 
Fähigkeiten mußt du auch die Fähigkeit entwickeln, das ganze irgendwie 
für dich zu verstehen!
Also, Fragen, natürlich, aber langsam...oder wie...Didaktik hat sich für 
mich nie wirklich erschlossen...ist aber auch wieder nur eine Frage der 
Fragen.
Versuch mal, dein Problem runter zu schrauben!
Du hast Messungen gemacht und hast festgestellt, die schwanken. Gut! Du 
hast dir Gedanken darüber gemacht, warum das so ist und du hast 
überlegt, was man dagegen tun muß, um die Messungen quasi absolut zu 
machen. Und jetzt hast du hier gesagt bekommen, dass dein (sicherlich 
legitimer) Schuß, eine 1000prozentige Quelle aufbauen zu müssen, nur die 
halbe Miete ist!!  Deshalb habe ich dir vorgeschlagen, erst mal mit 
einem einfachen Teilprojekt (Sinusgenerator mit Stromtreiber) zu 
beginnen.
Wünsche dir viel Erfolg und bleib dran!
"Keiner ist so blöd, dass er nicht noch einem anderen als Vorbild dienen 
könnte"
Gruß Rainer

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen, Hallo Micha.

Bedanke dich erstmal bei Rainer, der sich mit dir soviel Mühe
gibt und soviel Geduld hat.

Die AoE brauchst du dir auch nicht zu kaufen. Einen ganz legalen
Download gibt es u.a. z.B. hier:

https://archive.org/details/TheArtOfElectronics-2ndEdition

Ob nur 2. oder doch 3. Ausgabe ist für die Grundlagen vollkommen
egal. Rainers Tipp, die öffentlichen Bibliotheken - zur Not mit
Fernleihe - abzugrasen, ist schon prima. Die grösste Bibliothek der
Welt hast du doch mit dem Internet zu Hause. Es scheitert nur zu oft
daran, dass man nicht den richtigen Suchbegriff gefunden hat oder
- wie bei dir - ohne ein paar erklärende Worte nicht weiter kommt.
Geduld, Geduld, Geduld........

Als Tipp noch den EEVBlog. Da gibt es unter dem Überbegriff
'Forum' noch eine Abteilung 'Metrology':

https://www.eevblog.com/forum/metrology/

Wenn dich Messtechnik interessiert, wirst du Nachtschichten
einlegen müssen. Auch zu den KSQs gibt es da einiges.
Es kostet eben nur Zeit.
Viele tolle Videos zu den wildesten Dingen. Man mag Dave Jones
nicht mögen, aber seine Beiträge sind verständlich und prima.

Applikation Notes und Datenblätter von Firmen, die in der
Analog-Welt unterwegs sind, - Texas Instr., Analog Dev.,
Linear Tech. und v.a.m. - sind immer ein Quell von Anregungen und 
Schaltungen, auf die man selbst als Profi nie gekommen wäre.
Sieh dir z.B. für deinen Fall das Datenblatt des REF102 und
Figure 10.

http://www.ti.com/product/REF102#

Das wäre doch schon mal ein Anfang. Es ist mit Sicherheit
zu verfeinern, zu verbessern, genauer zu machen...
Du willst doch nichts verkaufen, bist keine Firma, die etwas
abliefern muss. Lass dir Zeit und arbeite dich in das Thema ein.
Dann  wirst du verstehen, was es da all für Haken und Ösen
bezgl. der Genauigkeit gibt. Der kommerzielle Kram ist nicht
umsonst so teuer; aber auch die Jungs kochen nur mit Wasser.

Bleib dran, wenn du nicht klar kommst: FRAGEN!!!
Solange du nett fragst und vor allen Dingen keine Troll-Fragen
stellst, lernwillig und NICHT beratungsresistent bist, wirst
du in diesem Forum immer jemanden finden, der dir eine kompetente
Antwort gibt und auch weiterhilft.

Viel Spass beim Basteln

73
Wilhelm

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Wilhelm S. schrieb:
> Sieh dir z.B. für deinen Fall das Datenblatt des REF102 und
> Figure 10.

10V/1k sind 10mA nicht einige A

von Micha W. (azubi2017)


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Hey Wilhelm, das hab ich doch schon, ein paar Posts weiter oben :)

So, erstmal zum Referenzgerät, das ist ein Wavetek 1271.

Ich hab mich jetzt mit der Konstantstromquelle befasst und das versucht 
auf meinen Gleichstromfall anzuwenden. Ich hoffe, dass ich das jetzt 
richtig verstanden habe (siehe Anhang) ;)

Nachdem ich mir auf der Webseite eines Distributors ein paar 
Shuntwiderstände angesehen hatte, war mir dann auch klar, wie der 
Kommentar oben hinsichtlich der Erwärmung des Messwiderstands gemeint 
war.
Sehe ich das richtig, dass die Erwärmung des Lastwiderstands in diesem 
Szenario keine Rolle mehr spielt?

Den hier hab ich jetzt mal als Shunt rausgepickt: 
https://de.rs-online.com/web/p/shunts/8103261/

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Wavetek 1271

nettes Teil :), aber wird das auch regelmäßig kalibriert?

Micha W. schrieb:
> Sehe ich das richtig, dass die Erwärmung des Lastwiderstands in diesem
> Szenario keine Rolle mehr spielt?

Wozu hast Du den überhaupt eingebaut?

Die Schaltung wird so vermutlich nicht stabil sein, aber das haben wir 
ja schon durchgekaut.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen, hallo Philip,

jetzt sei doch nicht so pingelig!
Muss man im I-Net oder wo auch immer genau! das finden,
was man sucht, sich wünscht, aber nur bei Sonnenschein und
Rückenwind zu verwirklichen ist.
Wie heisst das Teil, das der liebe Gott unter unserer
Schädeldecke implantiert hat? Gehirn, ach so; und wozu ist das
vorgesehen..?? Zum Nachdenken, na so was.
Selbst ein Elektronik-Anfänger sollte in der Lage sein, zu
skalieren.
Wenn du Philip das nicht kannst, siehe weiter oben -> Trollfragen!

73
Wilhelm

von Micha W. (azubi2017)


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Jupp, das wird regelmäßig kalibriert.
Mir ist allerdings noch nicht klar, die ich die Präzision bewerten kann 
(hinsichtlich 1:4 - Referenzgerät sollte 4x genauer sein).

Irgendwie hab ich n schlechtes Gefühl ohne den Lastwiderstand - 
Kurzschlussgefühle. Und z.B. im Beitrag von MaWin oben ist der doch 
quasi auch als Last eingezeichnet 
(Beitrag "Re: Genaue Stromquelle mit Temperaturkompensation").

Kann ich den Lastwiderstand einfach komplett weglassen?

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Micha,

Micha W. schrieb:
> Ich hab mich jetzt mit der Konstantstromquelle befasst und das versucht
> auf meinen Gleichstromfall anzuwenden. Ich hoffe, dass ich das jetzt
> richtig verstanden habe (siehe Anhang) ;)

Wie ich aus Deiner Schaltung entnehme, hast Du weder den Elektor-Artikel 
beschafft, noch den benannten Abschnitt in Art of Electronics gelesen.

Den Regelkreis hast Du wohl nur zum Teil verstanden.

Wozu ein Spannungsteiler aus R78 und R155?
Welche Rolle hast Du R78 zugedacht?

Nachtrag:
Sehe gerade Deinen Beitrag.

Überlege Dir mal, ob es da nicht etwas gibt, was einen Kurzschluss 
verhindert!

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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Micha W. schrieb:
> Sehe ich das richtig, dass die Erwärmung des Lastwiderstands in diesem
> Szenario keine Rolle mehr spielt?

Ja: die Erwärmung des Lastwiderstands ist weitgehend egal (solange 
nichts durch die Hitze kaputt geht). Die Erwärmung des Messwiderstands 
ist dagegen kritisch, wenn du genau messen willst. Sitzen beiden 
Widerstände nahe beieinander, kann der Messwiderstand auch ungewollt vom 
Lastwiderstand beheizt werden. Nutzen wird dir der Lastwiderstand außer 
der unnötigen Heizleistung eigentlich auch nichts.

Micha W. schrieb:
> Den hier hab ich jetzt mal als Shunt rausgepickt:
> https://de.rs-online.com/web/p/shunts/8103261/

Dieser Messwiderstand hat 4 Anschlüsse (die man für hohe Genauigkeit 
auch alle benutzen sollte). In deinem Schaltplan sind davon nur zwei zu 
sehen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung

Micha W. schrieb:
> Ich hoffe, dass ich das jetzt
> richtig verstanden habe (siehe Anhang) ;)

Das Grundprinzip ist richtig, die praktische Ausführung wird aber so 
nicht funktionieren. Der OPA541 kann die 30mV am Eingang nicht 
verarbeiten, wenn die negative Versorgung auf Masse liegt. Der 
entsprechende Parameter im Datenblatt ist input common mode voltage 
range.

Die positive Versorgung des OPV ist für diese Anwendung ungünstig hoch: 
der OPV muss die volle Differenz zwischen den 12V und den 3V am Ausgang 
verbraten. (12V-3V)*3A=27W. Da musst du den OPV schon sehr gut kühlen, 
damit er nicht abraucht.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Wilhelm S. schrieb:
> Selbst ein Elektronik-Anfänger sollte in der Lage sein, zu
> skalieren.

Die dort gezeigt Schaltung eignet sich aber überhaupt nicht für das hier 
gewünschte und ist somit eher eine Ablenkung als eine Hilfe.
Micha ist doch schon auf dem richtigen Weg.


Micha W. schrieb:
> Mir ist allerdings noch nicht klar, die ich die Präzision bewerten kann
> (hinsichtlich 1:4 - Referenzgerät sollte 4x genauer sein).

Schau Dir mal das Datenblatt des 1271 an. Wenn es entsprechend den 
Herstellervorgaben kalibriert ist (sollte man bei so einem Gerät lieber 
noch mal prüfen). Dann rechnest Du Dir einfach mal aus wie genau man die 
von Dir geforderten Spannungen und Ströme messen kann und setzt die 
Genauigkeit davon ins Verhältnis mit den Angaben aus dem Fluke 175 
Datenblatt. Das sollte bei einem 1271 aber kein Problem sein. Ich bin 
nur gerade nicht sicher ob es so große Ströme messen kann, aber das 
siehst Du dann ja.

Micha W. schrieb:
> Irgendwie hab ich n schlechtes Gefühl ohne den Lastwiderstand -
> Kurzschlussgefühle.

Auch im Kurzschlussfall regelt Deine Stromquelle. Wenn Du Dich dann 
besser fühlst kannst Du ihn auch drin lassen ;)

von Peter M. (r2d3)


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Achim S. schrieb:
> Der OPA541 kann die 30mV am Eingang nicht
> verarbeiten, wenn die negative Versorgung auf Masse liegt. Der
> entsprechende Parameter im Datenblatt ist input common mode voltage
> range.

Was bedeutet, dass die ausgehende Spannung und der resultierende Strom 
größer sein werden.

Zwar wird die Spannung am invertierenden Eingang größer sein als am 
nichtinvertierenden Eingang des OPV, aber der OPV schafft es nicht, 
herunterzuregeln.

Das Problem löst man eher nicht mit einem Lastwiderstand, sondern einer 
symmetrischen Stromversorgung.

von Andrew T. (marsufant)


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Micha W. schrieb:
> Nachdem ich mir auf der Webseite eines Distributors ein paar
> Shuntwiderstände angesehen hatte, war mir dann auch klar, wie der
> Kommentar oben hinsichtlich der Erwärmung des Messwiderstands gemeint
> war.
> Sehe ich das richtig, dass die Erwärmung des Lastwiderstands in diesem
> Szenario keine Rolle mehr spielt?

Die negative Versorgungsspannung des OPA541 wurde ja bereits erwähnt.

Der Rest ist ebenfalls Murks:

Ebenso benötigst du einen weiteren Servoverstärker, da die Erwärmung des 
OPA541 dir Deine Genauigkeit wieder deutlich zunichte macht.
Auch ein extrem großer KK kann das nicht rausreissen.

Was dann letztlich dazu führt, das man die Endstufe günstiger diskret 
aufbauen wird, aber das ist diskutabel.

von Micha W. (azubi2017)


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Ja, da habt ihr Recht, ich bin heute absolut zu gar nichts gekommen 
(hinsichtlich des Durchlesens - aber ich habe inzwischen sowohl den 
Elektro-Artikel als auch AoE auf Englisch). Aber zumindest hab ich 
verstanden, wie prinzipiell die Stromregelung (und somit auch die 
Spannungsregelung) per OP-Amp funktioniert. Damit fällt mir schonmal n 
Stein vom Herzen.

Wenn es morgen wieder son Durcheinander gibt auffer Arbeit setz ich mich 
am Wochenende mal hin.
Ich find das Thema nämlich ziemlich interessant :)

Die diskrete Endstufe klingt nach vielen Transistoren...Ich hab mal aus 
Interesse nach nem Schaltplan für ne Endstufe gesucht, aber ich glaube, 
alleine da durchzusteigen wird mich Tage kosten, wenn ich alles 
nachrechnen und verstehen will. Ich glaube nicht, dass ich auch nur 
annähern in der Lage bin zu bewerten, wie eine für diesen Zweck 
geeignete Endstufe aufgebaut sein muss (auch wenn ich es gerne wüsste 
;).
Wäre das dann ein Class-D-Verstärker?

Mit Servoverstärker kann ich bisher so überhaupt nichts anfangen. Sollte 
ich mich da einlesen oder ist das eher abschweifend?

von Rainer V. (a_zip)


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Philipp C. schrieb:
> Auch im Kurzschlussfall regelt Deine Stromquelle. Wenn Du Dich dann
> besser fühlst kannst Du ihn auch drin lassen ;)

Hoffe, dass der Stein dir nicht auf die Füsse knallt:-) Also du hast 
verstanden, dass du da überhaupt keinen Lastwiderstand brauchst!? Die 
Stromquelle liefert dir von Kurzschluss bis zu einem gewissen 
Max-Widerstand die eingestellten xy mA. Und jetzt kannst du 
weitermachen.
Gruß Rainer

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Rainer V. schrieb:
> Hoffe, dass der Stein dir nicht auf die Füsse knallt:-)

Sorry, ich kann Dir nicht folgen

von Rainer V. (a_zip)


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Philipp C. schrieb:
> Sorry, ich kann Dir nicht folgen

Ein Stein, der vom Herzen fällt, knallt nicht selten auf etwas anderes 
und bereitet Schmerzen:-)
Und sei bitte nicht bös, aber mit Class-D-Verstärker machst du ein ganz 
neues Fass auf! Lass das Verzetteln und grenze deine Überlegungen und 
dein Basteln auf kleine überschaubare Einzelprojekte ein. Z.B. 
Sinusgenerator mit Stromtreiber. Aber du bist ja eigentlich wieder bei 
DC gelandet und fragst trotzdem nach Class-D. Das geht bei dir alles 
kunterbunt durcheinander und auch wenn du jeden Tag einen neuen Begriff 
findest, den du nicht verstehst, dann mach erst mal ruhig! Also entweder 
jetzt eine geregelte DC-Stromquelle oder AC.
Schönes WE und Gruß Rainer

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Kann es sein, dass Du mich mit Micha verwechselst??

von Peter M. (r2d3)


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Philipp C. schrieb:
> Kann es sein, dass Du mich mit Micha verwechselst??

Ja, das tut er.

Rainer:
Beim Surfen im Internet ist eine geeignete optische Sehhilfe zu tragen!

von Rainer V. (a_zip)


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Peter M. schrieb:
> Philipp C. schrieb:
>> Kann es sein, dass Du mich mit Micha verwechselst??
>
> Ja, das tut er.
>
> Rainer:
> Beim Surfen im Internet ist eine geeignete optische Sehhilfe zu tragen!

Oh, sorry...auch die nicht-optische hats wohl nicht gebracht...
aber beim Stein fallen stimmst du mir vielleicht trotzdem zu?!
Gruß Rainer

von Rainer V. (a_zip)


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Also, Beitrag im Wesentlichen an Micha....
Gruß Rainer

von Peter M. (r2d3)


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Rainer V. schrieb:
> Oh, sorry...auch die nicht-optische hats wohl nicht gebracht...
> aber beim Stein fallen stimmst du mir vielleicht trotzdem zu?!

Ich muss eingestehen, dass ich "Stein fallen" ebenso wenig verstehe wie 
Philipp C..

Ich habe oben in meinem zweiten Beitrag auf DC-Lösungen verwiesen.
Micha war noch nicht ganz klar, was die Rückkopplung über den 
Spannungsteiler bewirkt.
AC finde ich anspruchsvoller, siehe DDS-Fuktionsgenerator:

https://www.heise.de/ct/projekte/machmit/ctlab/wiki/AlleModule

Ich weiß nicht, ob man einen AC-Kalibrator für Micha's Aufgabe einfach 
bauen kann.

von Rainer V. (a_zip)


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Liebe Leute, wenn ein Stein vom Herzen fällt, wie von Micha 
beschrieben...

Micha W. schrieb:
> Ja, da habt ihr Recht, ich bin heute absolut zu gar nichts gekommen
> (hinsichtlich des Durchlesens - aber ich habe inzwischen sowohl den
> Elektro-Artikel als auch AoE auf Englisch). Aber zumindest hab ich
> verstanden, wie prinzipiell die Stromregelung (und somit auch die
> Spannungsregelung) per OP-Amp funktioniert. Damit fällt mir schonmal n
> Stein vom Herzen.

dann kann es aber trotzdem auch weh tun! Und mehr wollte ich nicht 
sagen. Sagen wollte ich aber Micha, dass er tunlichst eine Struktur in 
seine Vorhaben bringen soll! Sonst titschen wir hier endlos zwischen 
Allem und Jedem herum und es wird einfach nichts!
Gruß Rainer

von Micha W. (azubi2017)


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So, ich hab jetzt nochmal einige Sachen nachgelesen und eben mal zum 
Testen ne kleine DC OP-Amp-Schaltung aufgebaut. Eigentlich wollte ich 
eine Konstantstromquelle bauen...aber irgendwie schätze ich, dass ich 
ein Schwingen produziert habe.

Zunächst einmal kann ich 0,0mA messen. Nach 5-10 Sekunden schwankt mein 
Widerstandswert dann zwischen 0,1-0,7mA und gelegentlich gibt es 
Ausbrüche bis zu einigen mA.

Zum Einsatz kommt ein TDA2822.
Ich schätze, dass das Problem durch das Feedback über R12 und C5 
zustande kommt.
Ich probier damit jetzt mal weiter rum, ob ich das irgendwie stabil in 
den Griff bekomme.

von Micha W. (azubi2017)


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Unter 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor
(okay, zugegebenermaßen, ich hab den FET am Ausgang jetzt weggelassen - 
wird das mein Problem sein?)
steht "Durch Rechnung oder Probieren muss der richtige Wert für R1 und 
C1 gefunden werden".

Wie kann ich denn R1 und C1 (bzw. in meine Skizze R12 und C5) bestimmen?

von Purzel H. (hacky)


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> TDA2822

Das ist aber ein Audioverstaerker. Ist wahrscheinlich gar nicht bis DC 
spezifiziert. Denk ich.
Audioverstaerker arbeiten ueblicherweise in Brueckenkonfiguration. Das 
geht hier auch nicht.

: Bearbeitet durch User
von Peter M. (r2d3)


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Ich weiß nicht, ob der TDA2822 für DC geeignet ist.
Der nennt sich "Dual Power Amplifier", wohl spezialisiert für 
Audio-Verstärkung.

Du bräuchtest für Deine Versuche einen ganz normalen 
Operationsverstärker, der entweder bis 0V herunterkann oder halt 
möglichst nahe.

Wenn Du z.B. den LM358 nimmst: Der kann von 0V bis V+ - 1,5V!

Bei anderen OPVs, die nicht bis auf 0V herunterkönnen, kannst Du an den 
Ausgang eine oder mehrere 0,6V-Dioden oder eine rote oder grüne LED 
hängen.
Dann ist der OPV nicht gezwungen, an seine untere Grenze zu fahren, die 
Dioden vernichten die überflüssige Ausgangsspannung.
Das geht in Deiner Variante mit OPV-Direktansteuerung nur im Rahmen 
dessen, was die Dioden an Strom auch vertragen.

Die Spannung, die an den Dioden verloren geht, reduziert natürlich die 
maximale Ausgangsspannung, aber bei Ansschluss eines Multimeters mit 
niederohmigen Shunt ist das kein Problem.

: Bearbeitet durch User
von Rainer V. (a_zip)


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Also jetzt wieder DC-Stromquelle...und ja, der TDA2822 ist nicht für DC 
geeignet. Es ist ein "IC AMP AUDIO PWR 3.2W STER 16DIP". Wenn du jetzt 
aber im Datenblatt vielleicht eine empfohlene Beschaltung findest und 
die Nachbaust und dann mit einem Frequenzgenerator ein 50Hz-Signal 
einspeist, dann hast du eine AC-Stromquelle, mit der du experimentieren 
kannst. Oder du setzt einen OPV, wie oben gerade empfohlen, ein und 
kannst mit DC arbeiten.
Gruß Rainer

von Micha W. (azubi2017)


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Ah, danke für die Info.
Ich dachte bisher immer, dass das OP-Amps mit Stärke im Audiobereich 
seien.
Ich hab leider zu Hause nur den TDA2822, n paar LM1458N, nen LM386L und 
LM393N. Sieht eher so aus als wären die allt nicht dafür geeignet.

Hättet ihr ne Empfehlung, was ich mir da sinnvollerweise bestellen 
sollte?
Den LM358 nehm ich schonmal in die engere Auswahl ;)

Den Funktionsgenerator bestell ich mir dann auch gleich mit, dann kann 
ich den TDA2822 für AC testen.
Eigentlich wollte ich hier den LM1458 ausprobieren, weil ich den 
symmetrisch versorgen kann.

von Rainer V. (a_zip)


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Micha W. schrieb:
> Eigentlich wollte ich hier den LM1458 ausprobieren, weil ich den
> symmetrisch versorgen kann.

Hi, nun haben wir uns redlich bemüht, dir was mit "single Supply" nahe 
zu bringen und nun erwähnst du nebenbei, dass du eine +-Versorgung zur 
Verfügung hast...oder wie soll ich "symmetrisch versorgen" verstehen??
Gruß Rainer

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Rainer,

Rainer V. schrieb:
> Hi, nun haben wir uns redlich bemüht, dir was mit "single Supply" nahe
> zu bringen und nun erwähnst du nebenbei, dass du eine +-Versorgung zur
> Verfügung hast...oder wie soll ich "symmetrisch versorgen" verstehen??
> Gruß Rainer

die Kommunikation birgt durchaus Verbesserungspotentiale. :)

von Rainer V. (a_zip)


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Peter M. schrieb:
> die Kommunikation birgt durchaus Verbesserungspotentiale. :)

Wie wahr...wie immer...
Gruß Rainer

von Micha W. (azubi2017)


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Also noch hab ich die symmetrische Versorgung (leider) nicht ;)
Ich hatte es so aufgefasst, dass ich mit dem 6VAC-Trafo mit einer 
Sekundärwicklung mein Vorhaben mit größeren (>=1A) Strömen nicht 
hinbekommen kann.
Aber für nen Testaufbau mit 1mA sollte das genügen.


Also mein Plan ist jetzt:

-Passenden OP-Amp bestellen, um nen 1mA DC-Testaufbau zu machen (noch 
mit unpräzisen Widerständen...eben zum testen)

-Sinusgenerator auftreiben um nen 1mA Testaufbau mit AC zu machen

-Wenn das soweit klappt und ich meine neuen Erkenntnisse funktionieren, 
werd ich das Ganze dann hochskalieren ;)

von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> -Passenden OP-Amp bestellen, um nen 1mA DC-Testaufbau zu machen (noch
> mit unpräzisen Widerständen...eben zum testen)

Was meinst Du mit "unpräzisen Widerständen"?

Es ist zwar schick, einen Kalibrator zu haben, der ziemlich genau z.B. 
1A treibt, aber wichtig ist eher, dass die Schaltung langzeit- und 
temperaturstabil ist. 0,987A beispielsweise sind perfekt, wenn sie 
stabil sind.
Wenn man mal eine Abweichung am Probanden im Kopf rechnen will, muss man 
sich lediglich mehr anstrengen. :)

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Es kann sogar ganz clever sein direkt ein wenig unterhalb vom FS zu 
bleiben. Je nachdem wie viel Overrange das Fluke zulässt, wenn es denn 
überhaupt einen zulässt.

von Peter M. (r2d3)


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Philipp C. schrieb:
> Es kann sogar ganz clever sein direkt ein wenig unterhalb vom FS
> zu
> bleiben. Je nachdem wie viel Overrange das Fluke zulässt, wenn es denn
> überhaupt einen zulässt.

Meine alten Handmultimeter lassen überhaupt keine Overrange zu.
Da muss man zwangsläufig unter dem Skalenendwert bleiben.

von Micha W. (azubi2017)


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Mit 'unpräzise' meine ich die Widerstände, die seit 20 Jahren in der 
Firma Staub sammeln. Wie viele ppm/°C die haben und wie generell der 
Drift damit aussieht, is eher Glückssache. Aber für nen einfachen 
Testaufbau um zu schauen ob das, was ich jetzt so alles gelesen habe, 
funktioniert, reicht das ja ;)
Sobald das klappt, werden dann neue Sachen bestelt.

von Micha W. (azubi2017)


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Sodala, ich hab jetzt mal nen LM358 und nen BUZ11 genommen und nen 
Testaufbau auf ner Lochrasterplatine gemacht.

Wenn ich den OP-Amp ohne BUZ11 betreibe, habe ich am non-invertierten 
Eingang 0,041V anliegen, während am Output und am invertierten Eingang 
0,042V anliegen. Schöner, stablier Wert, da seh ich soweit kein Problem.
Ich schätze, dass die 0,041V und 0,042V einfach im Grenzbereich des ADC 
des Multimeters liegen und zerbrech mir da nicht so den Kopf drüber.

Wenn ich nun jedoch den eingezeichneten Jumper entferne und den Shunt 
anschließe, habe ich am non-invertierten Eingang 0,32V anliegen, am 
invertierten Eingang 0,29V und es fließen über den Shunt über 3,5A 
(schätze, das ist der Maximalstrom, den das Labornetzteil abliefert).

Durch den Aufbau ohne BUZ11 würde ich sagen, dass der OP-Amp richtig 
funktioniert.
Der BUZ11 sperrt auch sauber, wenn keine Spannung am Gate anliegt.
An welcher Stelle könnte ich nun mit meiner Fehlersuche anfangen?

Da mich das Verhalten zunächst irritiert hat, habe ich die Platine 
nochmal sauber neu aufgebaut (Fotos kann ich leider grade nicht 
hochladen, weil ich mein Handy nicht am Firmen-PC anschließen darf.).

//Edit: korrigierte Fassung des Plane mit vollständiger Annotation 
ergänzt.

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Was mich ein bisschen irritiert:
Ich habe zum deaktivieren der Schaltung einen weiteren Jumper am 
non-invertierten Eingang des OP-Amps.
Damit kann ich zwischen meiner Referenzspannung und GND wechseln.

Wenn ich nun den Jumper auf GND setze, habe ich klare 0V am Eingang des 
OP-Amps anliegen.

Wenn die platine nun jedoch nur GND des Labornetzteils verbunden ist, 
nicht jedoch mit der positiven Versorgungsspannung, kann ich am 
non-invertigerten Eingang (solange ich ihn nicht per Jumper auf GND 
ziehe) 0,3-0,4V messen.
Mir ist jedoch unerklärlich, wo diese Spannung herkommt.
Sowohl GND als auch VCC am OP-Amp selber haben 0V, somit kann es also 
auch nicht vom parallel zum OP-Amp geschalteten 10uF-Kondensator kommen.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Michael,

ein paar Anmerkungen zu Deiner Schaltung.

Am 12V-Eingang hast Du einen Kondensator mit 10F angeschlossen, ein Bild 
davon würde mich interessieren. :)

Deine Spannungsreferenz ist so stabil wie die Spannungsversorgung Deines 
Labornetzteils. Das ist nicht stabil genug für Deine Kalibrationszwecke.

Du brauchst zur Versorgung Deines Teilers eine stabile Quelle, damit die 
Ausgangsspannung des Teilers stabil bleibt und nicht mit der 
Ausgangsspannung Deines Labornetzgerätes mitwandert.
Selbst ein simpler Spannungsregler ist besser als gar nichts. Besser 
wäre z.B. ein Spannungsreferenz-IC.

Zu dem Teiler aus 666R und 155k passen weder die 12,8mV noch die 41mV, 
beide eingezeichnet auf derselben stromarmen Leitung. Wie kommt der 
Spannungsunterschied zustande? Das kann und darf nicht sein.

Du hast den Widerstandswert für den Shunt nicht angegeben.
So kann man auch nicht erschließen, welcher Sollstrom am Shunt fließen 
soll.

Die Offsetspannung am LM358 ist egal, wenn sie langfristig konstant 
bleibt.

Mit eingestecktem Jumper treibet der LM358 den Shunt direkt und der 
BUZ11 wird nicht durchgeschaltet, also fließt auch kein Strom durch das 
Multimeter. Das ist nicht so sinnvoll. Dieser Strom wird begrenzt durch 
die Spezifikationen des LM358.

Ich hätte aus Angst, dass der LM358 nicht weit genug herunterkommt, eine 
Diode oder gar eine LeD an den Ausgang des LM358 geschaltet. Zwar kommt 
der Gate-Ausgang hinter der Diode dann nicht mehr ganz so hoch, aber für 
kleinere Ströme wahrscheinlich immer noch ausreichend.

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Oh, 10µF sollte das heißen ;)
Hab statt des M das U gedrückt :D

Ah, okay, dann schau ich mal, dass ich mir morgen von zu Hause nen 7805 
mitbringe. Ich hatte gehofft, dass ein einfacher Test auch ohne 
Linearregler funktioniert.

Oh, die 12mV sind falsch, da hast du absolut recht. Ich hatte 3V in 
meiner Rechnung schäm
Okay, da bessere ich morgen nochmal nach!

Den Jumper hatte ich gesetzt (und den Shunt getrennt - hatte ich auch 
extra in der Skizze getrennt), um erstmal ohne den BUZ11 zu schauen, ob 
ich eine passende Spannung vom Ausganz zum invertierten Eingang zurück 
bekomme. Da wollte ich gezielt den Stromfluss verhindern (weil bei über 
3A bei 10V der BUZ11 nach 2-3 Sekunden doch schon enorm heiß wird - war 
ja auf Fehlersuche ;).

Dein Feedback hat mir sehr geholfen, danke.
Ich berichte morgen, wie es dann klappt ;)

//Edit: Der Shunt ist etwa R01, ich bin bisher von R015 ausgegangen, hab 
das grade kurz nachgemessen (aber Messgerät ist nicht warm...daher nur n 
grober Richtwert, ich mess das morgen nochmal genau).

: Bearbeitet durch User
von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Ah, okay, dann schau ich mal, dass ich mir morgen von zu Hause nen 7805
> mitbringe. Ich hatte gehofft, dass ein einfacher Test auch ohne
> Linearregler funktioniert.

Die finale Version braucht dann aber eine richtige Spannungsreferenz, 
nicht nur einen Spannungsregler.

Micha W. schrieb:
> //Edit: Der Shunt ist etwa R01, ich bin bisher von R015 ausgegangen, hab
> das grade kurz nachgemessen (aber Messgerät ist nicht warm...daher nur n
> grober Richtwert, ich mess das morgen nochmal genau).

Meinst Du mit R01 ein Ohm oder 0,01 Ohm?
Welcher Strom soll denn bei Dir fließen?
Ich muss das fragen, weil Du die Soll-Referenzspannung immer noch nicht 
erwähnt hast.

von Micha W. (azubi2017)


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Final hatte ich eigentlich den bereits erwähnten Ref102 geplant. Aber 
ich hab letzte Woche noch eine Spannungsreferenz gefunden, die 
wesentlich stabiler sein soll.
Zum testen möchte ich nun irgendwas fließen lassen, mit dem der BUZ11 
klarkommt. Bei 3A wird der inenrhalb von 3-4 SSekunden so heiß, dass man 
sich verbrennt - ich denke, da müsste ich mir dann noch einen anderne 
(linearbetrieb geeigneten?) Transistor raussuchen, der nicht ganz so 
heiß wird.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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(12V-Shunt-DMM) * 3A ~ 36W

Da ist es egal welchen Transistor Du nimmst. Du solltest die Spannung 
einfach weiter runternehmen. Bei 3A werden ja über keinem Gerät mehrer 
Volt abfallen.

von Micha W. (azubi2017)


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Bis zu welcher Größenordnung köntne ich beim LM358 und einem BUZ11 denn 
die Spannung weiter verkleinern?
Ich habe bisher noch nie mit so kleinen Spannungen gearbeitet und habe 
noch kein 'Gefühl' dafür, was da machbar ist ;)
Wäre z.B. eine Größenordnung von 0,01mV realistisch?

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Du brauchst so viel Spannung, dass über dem Shunt, allen Übergängen und 
dem DMM genügend Spannung abfallen kann um 3A fließen zu lassen.

Die Spannung am Shunt kennst Du ja. Die Bürdespannung des Multimeters 
sollte auch spezifiziert sein. Dazu noch etwas Reserve für die Strippen 
usw.

von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Bis zu welcher Größenordnung köntne ich beim LM358 und einem BUZ11 denn
> die Spannung weiter verkleinern?
> Ich habe bisher noch nie mit so kleinen Spannungen gearbeitet und habe
> noch kein 'Gefühl' dafür, was da machbar ist ;)
> Wäre z.B. eine Größenordnung von 0,01mV realistisch?

Philipp meint die Eingangspannung am Drain vom BUZ11 (nicht das Gate!), 
die gleichzeitig auch die Versorgungsspannung Deiner Schaltung ist.

Der Operationsverstärker braucht auch keine 12V.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Anbei die Messung so einer Stromsenke, wie ich sie vor einigen Tagen mal 
aufgebaut habe. Ich wollte allerdings nur 1A haben.

Es ist ansonsten genauso eine Schaltung wie Deine.

von Micha W. (azubi2017)


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Womit hast du gemessen und den Graphen erstellt?

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Womit hast du gemessen und den Graphen erstellt?

Ich habe die Spannung an einem Burster 1240-1 Shunt gemessen. Geplottet 
habe ich das mit Python (matplotlib).

Ich habe den Shunt (für die Regelung) hier bewusst relativ groß gewählt 
(1R). Dadurch wird der Shunt natürlich warm und die Schaltung braucht 
eine Weile bis sie stabil ist. Dafür funktioniert es dann aber ganz gut.

Ich verwende sie dann zusammen mit einem bekannten Shunt Widerstand und 
bestimme über diesen externen Shunt den eigentlichen Strom.

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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Weshalb sagt niemand dem Poster, dass man sich allenfalls nach 10 
Berufsjahren, nach einem Elektronik Studium, mit viel Support vor 
aussenrum, an einen Kalibrator wagen kann. Ich wuerd mich allenfalls an 
einem DC Kalibraor wagen, aber nicht an einen mit AC. Nach ueber 20 
Berufsjahren.

Es gibt Pruefzentren die machen Kalibrationen fuer nicht allzuviel Geld. 
Wenn's denn sein muss. Musste ich persoenlich aber noch nie. Ich hatte 
noch nie das Beduerftnis nach einer kalibrierten Quelle, oder einem 
Messgeraet.

Der Kondensator wurde noch nicht verstanden, von OpAmps ist nichts 
bekannt, ...

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Sodala, ich hab mit mal nen LP2950 von zu Hause mitgebracht und die 
Widerstände nochmal angepasst. Jetzt hab ich nen schönen Strom von 
1,012A - aber auch dafür scheint mir der BUZ11 nicht ganz geeignet - 
lange will ich den Aufbau so nicht anlassen.
Nach welchem Kriterium kann ich denn nun einen N-CH Fet auswählen, der 
sich für bis zu 3A eignet?

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Jetzt hab ich nen schönen Strom von
> 1,012A - aber auch dafür scheint mir der BUZ11 nicht ganz geeignet

Das hat wenig mit dem Transistor zu tun. Du musst zusehen, dass Du die 
Leistung runter bekommst.

Häng doch mal das DMM direkt mit dem Shunt in Reihe. Dann misst Du am 
Transistorausgang mal die Spannung.

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Vcc = 6,64V (von 10V hab ich jetzt mal runtergeregelt).
Zwischen Transistor und Shunt 0,079V.
Macht ne Differenz von 6,56V bei 1A, somit 6,5W.

Ich dachte, die fallen am Shunt ab und würden dort in Wärme gewandelt 
werden.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Ich dachte, die fallen am Shunt ab und würden dort in Wärme gewandelt
> werden.

Du möchtest einen Kalibrator bauen und hast ernsthaft bis jetzt 
geglaubt, dass bei 1A 6V an einem 10mR Widerstand abfallen?!?!?!?!?!?

von Purzel H. (hacky)


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Deswegen wird der Halbleiter auch heiss. Und muss gekuehlt werden.

von Micha W. (azubi2017)


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Macht irgendwie Sinn :D
Ich hab Transistoren bisher nie in Verbindung mit nem Shunt verwendet. 
Wegen sowas fin dich das Projekt ja auch spannend, weil ich immer was 
Neues lerne ;)

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Micha,

welchen Widerstand hat Dein Shunt?

von Micha W. (azubi2017)


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Per Zweileitermessung (Vierleitermessung versuche ich grade zu 
verstehen) bin ich auf etwa 0,0092R gekommen. Der Wert schwankte noch 
etwas, aber ich hab den Eindruck, dass ich genauer nur per 
Vierleitermessung rankomme.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Per Zweileitermessung (Vierleitermessung versuche ich grade zu
> verstehen) bin ich auf etwa 0,0092R gekommen.

Irgendwie bezweifel ich, dass Du 10mR mit Zweileitermessung gemessen 
hast. Hast Du das DMM vorher genullt?

von Micha W. (azubi2017)


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Nein, ich hab den Leiterwiderstand (0,0006R, kurze Stücke 
1,5mm²-NYM-Leitung, die ich schön fest am Shunt und den Bananensteckern 
verschrauben konnte) manuell abgezogen.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Nein, ich hab den Leiterwiderstand (0,0006R, kurze Stücke
> 1,5mm²-NYM-Leitung, die ich schön fest am Shunt und den Bananensteckern
> verschrauben konnte) manuell abgezogen.

Irgendwie glaub ich langsam, dass Du uns hier sehr erfolgreich trollst 
;)

von Micha W. (azubi2017)


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Wie kommst du auf sowas?

Wir haben nur Bananenstecker zum verschrauben hier. Litze + Aderendhülse 
und dann Litze im Shunt festgeschraubt war ne sehr 'wackelige' 
ANgelegenheit und der Wert schwankte mir zu stark. Also hab ichs mir nem 
Stück NYM-Leitung ausprobiert, da hatte ich dann einen konstanteren 
Wert. Was spricht dagegen?
Letztendlich ist es doch eh egal, wie groß der Shunt exakt ist, ich 
möchte nur einen Eindruck von der groben Größe haben, damit ich meinen 
Testaufbau darauf auslegen kann - und das hat ja geklappt ;)

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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Wir denken auch, dass der exakte Wert des Shunts nicht so wichtig ist. 
Du wolltest den auf 5 Kommastellen genau haben..

von Micha W. (azubi2017)


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Naja, ich hatte vermutet, dass er bei 0,015R liegt. Mit 0,009 ist er 
aber fast halb so klein - das hat mich nur mal interessiert ;)

Ich hab dem BUZ11 jetzt mal nen großen Kühlkörper und n bisshcen 
Wärmeleitpaste verpasst udn schau mir mal an, wie sich das in den 
nächsten 1-2 Stunden verhält.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Naja, ich hatte vermutet, dass er bei 0,015R liegt. Mit 0,009 ist er
> aber fast halb so klein - das hat mich nur mal interessiert ;)

Womit und wie hast Du das denn gemessen?

von Micha W. (azubi2017)


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1,5mm² Nym-Leitung in Bananenstecker geschraubt und an die 
Schraubkontakte des Shunts geklemmt, dann das Wavetek 1271 (damit muss 
ich für das Projekt nun ja eh mal ein paar Erfahrungen sammeln) 2h 
vorwärmen lassen und im kleinsten Messbereich ne Minute gewartet.


Ich hab auf meinen Kühlkörper jetzt mal noch nen aktiven Lüfter 
draufgeschraubt, den ich per Schalter ein und ausschalten kann.
Was mich wundert: Wenn ich den Lüfter einschalte, hab ich nen um 300mA 
größeren Stromfluss über meinen Shunt.
Dabei sind meine Schaltung (mit Spannungsregler als Referenz und OP-Amp 
und BUZ11) und der Lüfter parallel an den Anschlüssen dran.
Beeinträchtigt der Lüfter in diesem System evtl. so enorm den 
Gesamtwiderstand?

Könnte ich sowas umgehen, wenn ich zuerst eine Konstantspannungsquelle 
baue und dahinter meine Konstantstromquelle klemme?

von Purzel H. (hacky)


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Was soll das Vorwaermen ? Wird denn etwas warm ? Soll etwas warm werden 
?

von Micha W. (azubi2017)


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Macht man soch so bei Messgeräten hab ich mir sagen lassen^^

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Michael,

Micha W. schrieb:


> Ich hab auf meinen Kühlkörper jetzt mal noch nen aktiven Lüfter
> draufgeschraubt, den ich per Schalter ein und ausschalten kann.
> Was mich wundert: Wenn ich den Lüfter einschalte, hab ich nen um 300mA
> größeren Stromfluss über meinen Shunt.
> Dabei sind meine Schaltung (mit Spannungsregler als Referenz und OP-Amp
> und BUZ11) und der Lüfter parallel an den Anschlüssen dran.
> Beeinträchtigt der Lüfter in diesem System evtl. so enorm den
> Gesamtwiderstand?

Kann sein, kann aber auch nicht sein. Die Lüfterdaten hast Du uns 
verschwiegen.
Was ist "enorm"?

Die Belastung kannst Du sicherlich in Deinem Messaufbau auch direkt 
ablesen.
Wo?

> Könnte ich sowas umgehen, wenn ich zuerst eine Konstantspannungsquelle
> baue und dahinter meine Konstantstromquelle klemme?

Nicht ohne Grund habe ich Dich gefragt, Du sollst die Funktionsweise der 
Schaltung erklären, was Du nicht getan hast.
Deswegen gibt es keine Antwort auf die letzte Frage.

Solange Du die Schaltung nicht verstehst, bist Du auch nicht in der 
Lage, die durch Deinen angeschlossenen Lüfter verursachte Störung zu 
diagnostizieren.

Jetzt möchte ich auch noch zusätzlich einen aktuellen Schaltplan und ein 
Foto vom Versuchsaufbau sehen.

von Micha W. (azubi2017)


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So, den Schaltplan kann ich schonmal hochladen, die Fotos erst von zu 
Hause, da ich mein Privathandy nicht am Firmenrechner anschließen darf 
;)

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Vom Prinzip her würde die Schaltung funktionieren, nur die Spannungen 
von 0,04 Volt sind für den LM358 etwas zu niedrig. Den Shunt würde ich 
auf das 10 bis 20 fache erhöhen, damit die Schaltung nicht so wackelig 
ist und stabiler läuft. Die Verlustleistung am BUZ11 muss ja sowieso 
auch weggekühlt werden, dann kann am Widerstand auch ruhig mehr Spannung 
zum verheizen abfallen. Die Hauptsache ist doch, dass die Schaltung dann 
wenigstens stabiler läuft.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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40mV sind generell etwas niedrig. Wenn das auf 4,5 Stellen stehen soll 
(100ppm), dann muss die Spannung auf 4µV stehen. Der maximale 
Offsetdrift des LM358 beträgt schon 20µV/K. Selbst die typischen 7µV/K 
lassen die letzte Stellen um zwei Digits pro °C wandern (mal die ganzen 
anderen Einflüsse außen vor gelassen wie der TK des Shunts usw).

von Karl K. (karl2go)


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Micha W. schrieb:
> So, den Schaltplan kann ich schonmal hochladen

Also ernsthaft, Du willst eine genaue Stromquelle bauen und nimmst als 
Referenz einen 7805 und als OPV einen 358?

von Micha W. (azubi2017)


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Hey Karl, da hast du was falsch verstanden.
Der 7805 (in der Zeichnung...bei meinem Testaufbau ists in Wirklichkeit 
ein LP2950) und der LM358 sind erstmal nur zum rumspielen, da ich noch 
nie ne Konstantstromquelle gebaut hatte. Du kannst mir aber gerne ne 
OP-Amp-Empfehlung aussprechen. Als Referenzspannung kommt da was solides 
(Modell weiß ich nicht auswendig, steht hier aber irgendwo drin) hin.

Ich hab jetzt mal die Bilder von meinem Testaufbau angehangen.
Ein Schalter ist zum Wechsel zwischen zwei Spannungsteilern für 
unterschiedliche Ströme, der andere Schalter ist zum ein/ausschalten des 
Lüfters.

Ich vermute inzwischen, dass die Laborleitungen und Verbindungen, mit 
denen ich meine Schaltung mit Spannung versorge, einen zu großen 
Widerstand haben und ich dadurch beim Einschalten des Lüfters das 
Gesamtsystem zu stark beeinflusse. Wenn ich den Gnd-Verbindungspunkt auf 
der Platine gegen den GND-Verbindungspunkt am Labornetzteil messe, hab 
ich da ne Differenz von über 0,1V bei eingeschaltetem Lüfter.

PS: der zweite TO220-Baustein wird lediglich genutzt, um den Kühlkörper 
stabiler zu befestigen...

: Bearbeitet durch User
von fragender (Gast)


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Karl K. schrieb:
> Stromquelle

Wofür dient denn Q1?

von Karl K. (karl2go)


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fragender schrieb:
> Wofür dient denn Q1?

Der hebt die virtuelle Masse definiert durch R4 und R5 unabhängig vom 
Strom durch die Shuntwiderstände soweit an, dass man auch mit 
nicht-RR-OPVs hinkommt.

Wie man sieht, ist das Prinzipschaltbild etwas älter, enthält aber so 
ziemlich alles, was man braucht: Eine richtige Referenzspannung, einen 
Abgleich, die Shuntwiderstände und eine stromlos zu treibende 
Ausgangsstufe.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Micha,

dank Deiner Fotos ist jetzt einiges klarer.

Zum Thema Shunt:

Den solltest Du vermessen.
Quetsch' Dir Ringösen auf passendes Kabel (0,5mm^2) und 4mm-Stecker auf 
das andere Ende.
Dein Shunt hat vier Schrauben, das sieht so aus, als ob er für 
Vierleitermesstechnik gedacht ist. Mit vier Leitern kannst Du besser 
messen. Die äußeren sind für den Stromanschluss gedacht, die inneren für 
die Spannungsmessung. Diese Technik vermeidet das Messen des 
Spannungsabfall auf den Zuleitungen, was gerade bei niederohmigen 
Widerständen viel ausmacht.

Der Widerstand des Shunts in Deiner Schaltung ist dann etwas größer, 
weil Du ja auf einer Seite Massebezug brauchst und die äußeren Schrauben 
des Shunts nutzt.

Stelle die Begrenzung Deines Labormessgeräts auf 1A, schleife ein gutes 
Amperemeter ein, und messe den Strom. Messe gleichzeitig die Spannung, 
die am Shunt abfällt. Dividiere die gemessene Spannung durch den 
gemessenen Strom, das ist der Widerstands des Shunts.

Widerhole die Messung für 3A. Wegen P=I^2*R fällt nun eine neunmal so 
hohe Leistung am Shunt ab. Der Shunt erwärmt sich, und der Widerstand 
ändert sich. Je nach gewünschtem späterem Zielstrom ist die eine oder 
die andere Messung relevant.
Für kleinere Ströme würde ich mit anderen höherohmigeren Shunts 
arbeiten.

Bei 3A Zielstrom ergibt sich die Spannung mit U = 3A* R, wobei R der 
gemessene Widerstand des Shunts ist. Das ist die gewünschte 
Ausgangsspannung für Deine Konstantspannungsquelle.


Konstantspannungquelle und Konstantstromquelle:

Nun zur Regelung, die Du mir nicht erklären konntest oder wolltest.

Du fragtest, ob Du nicht zuerst eine Konstantspannungsquelle aufbauen 
solltest. Deine Schaltung enthält schon eine Konstantspannungsquelle, 
nämlich den  LP2950 (als 7805 gezeichnet). Das ist zwar keine 
Präzisionsspannungsquelle, aber besser als gar nichts.

Wenn die Ohm'sche Belastung dieser Spannungsquelle immer gleich wäre, 
bräuchtest Du nur noch einen Widerstand dahinterzuhängen und schon 
hättest Du eine Art Stromquelle. Unterschiedliche Multimeter habe aber 
selbst unterschiedliche Shunts eingebaut und unterschiedliche 
Sicherungen, die ja auch einen Ohm'schen Widerstand darstellen.
Das bedeutet, Du brauchst eine Stromregelung.

Wenn Du die Schaltung einschaltest, liegt am +-Eingang des 
Operationsverstärker Deine Referenzspannung an und am -Eingang nichts.
Der OPV fährt nun die Spannung ganz schnell hoch. Infolgedessen macht 
der MOSFET auf und ein Strom fließt von 12V über das Multimeter, den 
MOSFET und  den Shunt zu GND. Erst wenn die Spannung über dem Shunt so 
hoch ist wie die Spannung am +-Eingang, ist die Schaltung quasi im 
Gleichgewicht.
Der OPV fühlt ja über den --Eingang die Spannung am Shunt.
Die Spannung am Shunt zu fühlen, ist aber gleichwertig damit den Strom 
zu messen, denn der ist ja I(Shunt)=V(Shunt)/R(Shunt).


Fehler in Deiner Schaltung

Am Ausgang Deiner Spannungsreferenz sind einmal 0,01278V, auf derselben 
Leitung, die zum +-Eingang des OPV führt. Da sines 0,041V.
Hier ist etwas im Argen. Die Mehrspannung muss ja irgendwo her kommen, 
hat da aber gar nichts zu suchen.

Ürigens, um die Regelung des OPV zu kontrollieren, solltest Du mit dem 
Strom Deines Kalibrators unter dem maximalen Ausgangsstrom des 
Labornetzteils bleiben. Geht das Labornetzteil in die Strombegrenzung, 
ist Deine Schaltung kaputt!


Mechanik

Benutze längere Anschlussdrähte für den Shunt, so dass Deine Platine 
eben auf der Tischplatte aufliegt.
Biege die Drahtenden um 180 Grad um und montiere sie im Uhrzeigersinn 
unter die Shuntschrauben für eine stabilere Kontaktierung.

Gruß
Peter

von Micha W. (azubi2017)


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Peter M. schrieb:
> Zum Thema Shunt:
> Den solltest Du vermessen.

Ich denke, dass macht jetzt im Versuchsaufbau noch keinen Sinn - das ist 
n Bauteil, was ich mir von zu Hause mitgebracht habe. Wenn ich einen für 
den finalen Aufbau bestelle, wird der genau vermessen.

> Quetsch' Dir Ringösen auf passendes Kabel (0,5mm^2) und 4mm-Stecker auf
> das andere Ende.
> Dein Shunt hat vier Schrauben, das sieht so aus, als ob er für
> Vierleitermesstechnik gedacht ist. Mit vier Leitern kannst Du besser
> messen. Die äußeren sind für den Stromanschluss gedacht, die inneren für
> die Spannungsmessung. Diese Technik vermeidet das Messen des
> Spannungsabfall auf den Zuleitungen, was gerade bei niederohmigen
> Widerständen viel ausmacht.
> Der Widerstand des Shunts in Deiner Schaltung ist dann etwas größer,
> weil Du ja auf einer Seite Massebezug brauchst und die äußeren Schrauben
> des Shunts nutzt.
>
> Stelle die Begrenzung Deines Labormessgeräts auf 1A, schleife ein gutes
> Amperemeter ein, und messe den Strom. Messe gleichzeitig die Spannung,
> die am Shunt abfällt. Dividiere die gemessene Spannung durch den
> gemessenen Strom, das ist der Widerstands des Shunts.
>
> Widerhole die Messung für 3A. Wegen P=I^2*R fällt nun eine neunmal so
> hohe Leistung am Shunt ab. Der Shunt erwärmt sich, und der Widerstand
> ändert sich. Je nach gewünschtem späterem Zielstrom ist die eine oder
> die andere Messung relevant.

Das mit den Ringkabelschuhen ist ne gute Idee - dass ist da nicht selbst 
drauf gekommen bin?! :D
Und jetzt versteh ich auch endlich die Vierleitermessung. Thx ;)
Wie lange vermutest du sollte ich mindestens hinsichtlich der Erwärmung 
des Shunts warten? Ich überlege, ob ich nicht sinnvollerweise zwei 
Aufbauten mit zwei Shunts einbauen soll, damit man nicht ewig für jeden 
Messschritt benötigt.

> Für kleinere Ströme würde ich mit anderen höherohmigeren Shunts
> arbeiten.

An welche Größenordnung denkst du da bei 1mA, 60mA, 400mA?
Ich vermute mit größeren Shunts dürfte die Regelung stabiler arbeiten.

> Bei 3A Zielstrom ergibt sich die Spannung mit U = 3A* R, wobei R der
> gemessene Widerstand des Shunts ist. Das ist die gewünschte
> Ausgangsspannung für Deine Konstantspannungsquelle.
>
>
> Konstantspannungquelle und Konstantstromquelle:
>
> Nun zur Regelung, die Du mir nicht erklären konntest oder wolltest.
>
> Du fragtest, ob Du nicht zuerst eine Konstantspannungsquelle aufbauen
> solltest. Deine Schaltung enthält schon eine Konstantspannungsquelle,
> nämlich den  LP2950 (als 7805 gezeichnet). Das ist zwar keine
> Präzisionsspannungsquelle, aber besser als gar nichts.

Genau, die etwa 5V spuckt der Spannungsregler auch sauber aus.
Aber durch Ändern der Last des Gesamtsystems in Verbindung mit 
undefinierten Messleitungen kann ich am GND-Anschluss meiner Platine ein 
Potential zum Gnd-Anschluss des Labornetzteils messen - ich vermute, 
dass hier mein problem mit z.B. dem Lüfter liegt.
Daher die großen Änderungen, wenn man z.B. den Lüfter dazu/abschaltet 
oder 1,3A statt 499mA fließen lässt.

> Wenn die Ohm'sche Belastung dieser Spannungsquelle immer gleich wäre,
> bräuchtest Du nur noch einen Widerstand dahinterzuhängen und schon
> hättest Du eine Art Stromquelle. Unterschiedliche Multimeter habe aber
> selbst unterschiedliche Shunts eingebaut und unterschiedliche
> Sicherungen, die ja auch einen Ohm'schen Widerstand darstellen.
> Das bedeutet, Du brauchst eine Stromregelung.

Daher ja mein Testaufbau ;)

> Fehler in Deiner Schaltung
>
> Am Ausgang Deiner Spannungsreferenz sind einmal 0,01278V, auf derselben
> Leitung, die zum +-Eingang des OPV führt. Da sines 0,041V.
> Hier ist etwas im Argen. Die Mehrspannung muss ja irgendwo her kommen,
> hat da aber gar nichts zu suchen.

Das Problem ist, dass GND z.B. beim Zuschalten des Lüfters ansteigt. 
Hier vermute ich wie bereits oben erwähnt den Widerstand der Zuleitung 
als Ursache.

Weiterhin habe ich festgestellt, dass ich im mA-Range des Multimeters 
bei meinem zweiten Spannungsteiler ein leichtes Schwingen (z.B. 
383,4-383,5mA) in meinem System habe.
Sollte ich diesbezüglich mal den Kondensator beim Rückkoppeln zum 
negativen Eingang weglassen oder vergrößern? Oder sollte ich den Wert 
des rückführenden Widerstands vergrößern oder verkleinern?



> Mechanik
>
> Benutze längere Anschlussdrähte für den Shunt, so dass Deine Platine
> eben auf der Tischplatte aufliegt.
> Biege die Drahtenden um 180 Grad um und montiere sie im Uhrzeigersinn
> unter die Shuntschrauben für eine stabilere Kontaktierung.

Danke für den Hinweis. Bei meinem nächsten Aufbau werde ich das 
berücksichtigen ;)

: Bearbeitet durch User
von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Wenn ich einen für den finalen Aufbau bestelle, wird der genau
> vermessen.

Das wird bei kleinen Widerständen nicht ganz einfach. Ich würde daher 
eher den Strom, den Deine Schaltung liefert vermessen.

Micha W. schrieb:
> Wie lange vermutest du sollte ich mindestens hinsichtlich der Erwärmung
> des Shunts warten?

Das kann man zwar abschätzen, aber am Ende wirst Du es messen müssen. 
Das gehört zur Charakterisierung einer solchen Quelle dazu. Mit Deinen 
1271 sollte das aber nicht schwierig werden. Auch das 1271 wird eine 
gewisse Aufwärmphase haben bei großen Strömen. Das sollte man sich ggf 
auch ansehen. Je nachdem wie genau Du werden möchtest.

Micha W. schrieb:
> kann ich am GND-Anschluss meiner Platine ein Potential zum Gnd-Anschluss
> des Labornetzteils messen

Diese Spannung spielt bei einem durchdachten Aufbau keine Rolle. Zudem 
wird sie sich bei so großen Strömen auch nicht verhindern lassen.
Zeichne Dir am Besten mal ein wo eine Spannung durch fließenden Strom 
störend wäre.

Micha W. schrieb:
> ein leichtes Schwingen

Das solltest Du Dir mit einem Scope ansehen. Schau Dir auch mal den OP 
Ausgang an. Eine Vergrößerung von RC macht die Schaltung langsamer, 
dafür auch weniger schwinganfällig.

von Micha W. (azubi2017)


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So, ich hab mir grade mal das Scope hier aus großmutters Zeiten 
geschnappt und mit >versucht< den OP-Amp anzuschauen. Nachdem ich mir 
versucht habe zu erklären, woher die Krümmung in meinem Graphen kommt, 
wurde mir irgendwann klar, dass das einfach das Oszi von sich aus 
anzeigt. Den einzigen Unterschied den ich mit dem ollen Tektronix hier 
sehe ist n Unterschied im Gleichspannungsanteil zwischen EIn- und 
Ausgsang. Ich hab noch nie n POszi zwischen den Fingern gehabt, das so 
schlecht war. Wirkliche Erkenntnisse kann ich daraus nicht ziehen.
Ich versuch nacher mal aus ner anderen Abteilung n DSO zu bekommen.
Aber nun möchte ich mich der Bestellung sinnvoller Komponenten für den 
nächsten Testaufbau widmen.

Als Spannungsreferenz hatte ic mit den MAX6325 rausgesucht:
2,5V 1ppm/°C
1.5μVp-p Noise (0.1Hz to 10Hz)

Datenblatt:
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/X400/KHMAX6325_6341_6350_E.pdf


Was die OP-Amps, Transistoren und Shunts anbelangt hab ich aber noch 
keine Ahnung, was es wird - da fang ich jetzt nochmal neu mit der Suche 
an. Ich bin für Empfehlungen aufgeschlossen ;)

von Micha W. (azubi2017)


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---------
|AC-Part|
---------

Ich würde gerne meinen nächsten Testaufbau auf dem XR2206 (als 
Funktionsgenerator) und dem LM675 basieren lassen. Peter hatte ja 
erwähnt, dass er für etwa 1,9A ausreichen soll. Kann ich den auch stabil 
bis z.B. 2,5A belasten?
Datenblatt:
https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A200%252FLM675-TI.pdf



Nun habe ich bisher noch nie mit symmetrischen Trenntrafos gearbeitet 
und frage mich grade, ob auf der Sekundärseite beide Spulen zusammen den 
Strom für den Verstärker liefern müssen oder ob jede Spule einzeln den 
Strom liefern können muss.

Ausgewählt habe ich:

Block VCM 50/2/9
Datenblatt: 
http://catalog.block-trafo.de/prodvardatasheet/393258-524660_DE
50VA, 2x9VAC, 2x2,78A

oder

Block VCM 36/2/9
Datenblatt: 
http://catalog.block-trafo.de/prodvardatasheet/393258-524635_DE

Wobei ich nicht sicher bin, ob der zweite Trenntrafo für meine Anwendung 
genügt. Bei etwa nem Euro Preisunterschied könnte ich problemlos den 
größeren auswählen - hätte das irgendwelche Nachteile für mich?



Weiterhin ist mir noch nicht klar, wie ich beim AC-Part eine 
Spannungsreferenz einbinden kann. Der XR2206DP liegt laut Datenblatt bei 
4800ppm/°C bei der "Sine Wave Amplitude Stability" - das ist ein 
viiiiiiel zu großer Wert.
Hierbei ist angegeben, dass ein PTC als R3 genutzt werden sollte.
Lieber wär mir diesbezüglich ein Baustein, der eine bessere 
Temperaturstabilität aufweist.

================================================================

---------
|DC-Part|
---------

Hier habe ich mal nach Zero-Drift und Low-Noise OP-Amp gesucht.
Hierbei bin ich auf den LMP2021 gestoßen. Für mich liest sich das 
Datenblatt, als könnte er für meinen Anwendungsfall geeignet sein oder 
habe ich da was übersehen?
Datenblatt: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1000000-1099999/001011001-da-01-en-IC_OP_AMP_SGL_LMP2021MA_NOPB_SOIC_8_TID.pdf


Als Spannungsreferenz möchte ich nun folgenden Baustein verwenden:
MAX6325CSA+
Datenblatt: 
https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=X400%252FKHMAX6325_6341_6350_E.pdf

Als Shunt möchte ich einmal 100Ohm für die 1mA-Messung nutzen und 
andererseits SMD-Shunts 0,1R 3W für die 3A (3A*0,1R = 0,3V, 0,3V*3A = 
0,9W) nutzen - oder sind die 3W zu gering bemessen, so dass ich hier 
einen zu großen Temperaturdrift bekommen werde?
Datenblatt: https://www.mouser.de/datasheet/2/348/gmr-e-1224379.pdf


Ich freu mich auf eueren Input :)

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von Peter M. (r2d3)


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Hallo Micha W.,

Micha W. schrieb:
> ---------
> |DC-Part|
> ---------
>
> Hier habe ich mal nach Zero-Drift und Low-Noise OP-Amp gesucht.
> Hierbei bin ich auf den LMP2021 gestoßen. Für mich liest sich das
> Datenblatt, als könnte er für meinen Anwendungsfall geeignet sein oder
> habe ich da was übersehen?
> Datenblatt:
> 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1000000-1099999/001011001-da-01-en-IC_OP_AMP_SGL_LMP2021MA_NOPB_SOIC_8_TID.pdf

Geht, aber beachte die Grenzen, der geht am Ausgang nicht ganz auf Null.


>
> Als Spannungsreferenz möchte ich nun folgenden Baustein verwenden:
> MAX6325CSA+
> Datenblatt:
> 
https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=X400%252FKHMAX6325_6341_6350_E.pdf

Passt.

>
> Als Shunt möchte ich einmal 100Ohm für die 1mA-Messung nutzen und
> andererseits SMD-Shunts 0,1R 3W für die 3A (3A*0,1R = 0,3V, 0,3V*3A =
> 0,9W) nutzen - oder sind die 3W zu gering bemessen, so dass ich hier
> einen zu großen Temperaturdrift bekommen werde?

Die 3W reichen aus, um 3A fließen zu lassen.
Der Wärmewiderstand zur Umgebung jedoch, gemessen in K/W bewirkt eine 
Temperaturerhöhung in Abhängigkeit von der umgesetzten Leistung.

Aus der Deratingkurve im Datenblatt ergeben sich 60K/3W=20K/W.


Die Temperaturerhöhung schlägt sich über den TK in einer 
Widerstandsänderun nieder:

3A Strom:
0,9W* 20K/W = 18K
Die Temperatur steigt also bei 3A um 18K.

Bei 20ppm/K erfährt Dein Widerstand eine Änderung um +- 20ppm/K * 18K 
=360ppm.

Du musst entscheiden, ob Dir das zuviel ist.
Wenn Du diesen Shunt nur mit 3A betreibst, ist es einfach.
Du lässt den Probanden so lange laufen, bis der Strom-Messwert keinen 
Trend mehr zeigt.

> Datenblatt: https://www.mouser.de/datasheet/2/348/gmr-e-1224379.pdf

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Hier habe ich mal nach Zero-Drift und Low-Noise OP-Amp gesucht.
> Hierbei bin ich auf den LMP2021 gestoßen. Für mich liest sich das
> Datenblatt, als könnte er für meinen Anwendungsfall geeignet sein oder
> habe ich da was übersehen?
> Datenblatt:
> 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1000000-1099999/001011001-da-01-en-IC_OP_AMP_SGL_LMP2021MA_NOPB_SOIC_8_TID.pdf

Wie Peter schon erwähnte ist der Versorgungsspannungsbereich recht eng 
(+/- 2,5). Versorgst Du den denn symmetrisch? Vermutlich wirst Du in 
beiden Fällen noch einen Verstärker zwischen dem LMP und dem Gate 
brauchen um ausreichende Gate Spannungen erreichen zu können.

Schau Dir mal den OPA189 an

von ldv (Gast)


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Micha W. schrieb:
> dem LM675 basieren lassen. Peter hatte ja
> erwähnt, dass er für etwa 1,9A ausreichen soll. Kann ich den
> auch stabil bis z.B. 2,5A belasten?

Peter dürfte nicht ohne Grund 1,9A errechnet haben.

Micha W. schrieb:
> Block VCM 50/2/9 --- 50VA, 2x9VAC, 2x2,78A

Nennstrom eines Trafos gilt für dem Netzsinus folgende Entnahme.
Z.B. eine einfache Widerstandslast. Für 2,5A brauchst Du einen
Trafo, dessen Nennstrom über 4A beträgt, falls (und das dürfte
hier der Fall sein) Du mit einfacher Gleichrichtung und Elko-
Glättung arbeitest. Besser noch etwas mehr, 4,5A - 5A ist ok.

2 x 9VAC... welche Spannung sollte max. anstehen können?

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> und dem LM675 basieren lassen

Da musst Du beachten, dass der nicht unity gain stable ist.

von Micha W. (azubi2017)


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Den DC-Part möchte ich unsymmatrisch, den AC-Part symmatrisch versorgen.
Daher auch meine Frage nach dem geeigneten Trenntrafo.


Dass der LMP2021 am Ausgang nicht auf 0 runter geht, find ich nicht so 
gut.
Wo hast du die Info denn im Datenblatt gefunden?
Was könnte ich denn sonst als höherwertige Alternativen zum LM358 
nehmen?
Der OPA189 sieht auf jeden Fall schonmal interessant aus - Rail2Rail bei 
unsymmatrischer Spannung bedeutet dann, dass ich von VCC bis GND 
aussteuern kann?
Ich schau mir das Datenblatt morgen mal genauer an, danke!
Hinter dem OP-Amp nochmal extra nen Verstärker vor dem Transistor 
schalten zu müssen scheint mir nicht die Ideallösung zu sein, also ist 
der LMP eher nicht so ne gute Wahl.


"ergeben sich 60K/3W=20K/W"
Das spricht ja eher gegen diesen Shunt, da die Erwärmung doch recht groß 
ist.
Ich schau mir das mit der Deratingkurve nochmal an.
Vllt. finde ich ja einen besser geeigneten, günstigen Shunt.


@IDV: die 1,9A waren auf die Genauigkeit eines Multimeters bezogen, 
nicht auf den Baustein. Ich habe keinen Anhaltspunkt im Datenblatt 
gefunden, der mich auf 1,9A schließej lässt - daher die Frage ;)

Du sagst, bei 2,5A benötige ich 4A vom Trafo. Wie kommst du auf diesen 
Wert?
Ist das n Schätzwert oder gibts da ne Formel für?
Aber mir ist noch immer nicht klar, ob dann beide Abgriffe auf der 
Sekundärseite 4A benötigen, also
a) 2x9VAC, 2x 4A
oder
b) 2x9VAC, 2x 2A

Ich möchte über nen kleinen Shunt irgendwas zwischen 2,5-3A messen.
Wenn der Shunt 0,01R beträgt, dann wären das z.B. 0,01R * 2,5A = 0,025V.
Ob es jett 2,5 oder 2,7A werden, mach ich von der Verfügbarkeit der 
Bauteile abhängig.

@Philipp: Was genau bedeutet Unity Gain Stable in meinem Fall?

: Bearbeitet durch User
von Micha W. (azubi2017)


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Hinsichtlich der Temperatur/Amplitudenfestigkeit des Sinusgenerators 
XR2206 (4800ppm/°C) bin ich nun auf den MAX038 gestoßen. Dieser liefert 
200ppm/!C bei der Frequenz und hinsichtlich Vref 20ppm/°C. Ich denke, 
das ist schonmal wesentlich besser - allerdings habe ich bisher kein 
eBezugsquelle gefunden...

Datenblatt:
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX038.pdf

: Bearbeitet durch User
von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> @Philipp: Was genau bedeutet Unity Gain Stable in meinem Fall?

Das bedeutet, dass der OP mit einer Verstärkung von 1 noch stabil 
arbeitet. Der Leistungs-OP den Du gewählt hast benötigt mindestens eine 
Verstärkung von 10 um stabil zu sein. Ein Verstärker, der unity gain 
stable ist, ist unabhängig von der von ihm verlangten Verstärkung immer 
stabil (den kann man natürlich auch mit kapazitiven Lasten usw. ärgern).


An Deiner Stelle würde ich das Ausmaß Deiner Baustellen versuchen etwas 
einzugrenzen. Z.B. zur Spannungsversorgung Deiner Schaltungen zunächst 
Labornetzteile verwenden. Wenn dann alles läuft baust Du Dir noch ein 
Netzteil dafür. So kommt es mir ein wenig wie ein Faß ohne Boden vor, 
was Du vor hast.

Der MAX038 ist abgekündigt. Es ist nicht sinnvoll (falls Du noch einen 
bekommst) darauf ein neues Design aufzubauen. Verwende als Signalquelle 
doch erst mal einen Funktionsgenerator und kümmere Dich um den 
Leistungsteil. Später kannst Du dann immernoch einen DDS oder sonstwas 
verwenden.

von Micha W. (azubi2017)


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Ich baue mir die einzelnen Parts hier zu Testzwecken einzeln auf. Aber 
ich muss halt schauen, dass ich die Bauteile für die verschiedenen 
Baustellen zusammen bestelle - die Bestellbürokratie ist hier n rießen 
Aufwand...


Ich hab jetzt noch den AD9833 gefunden, der scheint okay zu sein als 
Sinusgenerator:
http://www.analog.com/AD9833?doc=AD9833.pdf
200ppm/°C und kostet unter 9€. Ich denke, der könnte es werden. Mit 
38-650mV Vout kann es aber sein, dass ich den zunächst verstärken 
muss...

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Micha W. schrieb:
> Ich hab jetzt noch den AD9833 gefunden, der scheint okay zu sein als
> Sinusgenerator:

Sieht auf den ersten Blick ganz nett aus. Aber unterschätze den Aufwand 
nicht so etwas ans Laufen zu bringen. Du brauchst dafür dann ja noch 
einen Mikrocontroller der programmiert werden will usw.

von Micha W. (azubi2017)


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Guter Punkt. Ich hab mir das grade nochmal genauer angeschaut. Von den 
technischen Daten interessanter Baustein. Aber da ich hier kein DSO mit 
mehr als 2 Kanälen zur Verfügung habe, wäre die Fehlersuche nervig, 
wenns nicht klappt.
Der Jitter des AtMega mit Arduino-Bootloader könnte nen Strich durch die 
Rechnung machen...

Ich such mal nach weiteren Alternativen. Irgendwas, das analog 
verdrahtet wird, reicht ja vollkommen aus für diese Anwendung - aber ich 
brauch halt die Amplitudenstabilität am Ausgang (zumindest bis mir hier 
ne bessere Lösung einfällt).

von Micha W. (azubi2017)


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Micha W. schrieb:

> Ist das n Schätzwert oder gibts da ne Formel für?
> Aber mir ist noch immer nicht klar, ob dann beide Abgriffe auf der
> Sekundärseite 4A benötigen, also
> a) 2x9VAC, 2x 4A
> oder
> b) 2x9VAC, 2x 2A

Kann mir hierzu vielleicht jemand einen passenden Suchbegriff nennen? In 
meinem Umfeld gibt es leider keine Erfahrungswerte diesbezüglich :(

von Andrew T. (marsufant)


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Micha W. schrieb:
> Micha W. schrieb:
>
>> Ist das n Schätzwert oder gibts da ne Formel für?
>> Aber mir ist noch immer nicht klar, ob dann beide Abgriffe auf der
>> Sekundärseite 4A benötigen, also
>> a) 2x9VAC, 2x 4A
>> oder
>> b) 2x9VAC, 2x 2A
>
> Kann mir hierzu vielleicht jemand einen passenden Suchbegriff nennen? In
> meinem Umfeld gibt es leider keine Erfahrungswerte diesbezüglich :(

https://www.kupferinstitut.de/fileadmin/user_upload/kupferinstitut.de/de/Documents/Shop/Verlag/Downloads/Anwendung/Elektrotechnik/s193.pdf

Tabelle II

Formfaktor Trafostrom Sekundär. Grob: Faktor 1,6


Die Annahmen, Vorraussetzungen, Begründungen: Im dortigen Volltext.

von Micha W. (azubi2017)


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Danke für den Link, das les ich mir heute Abend mal in Ruhe durch (hier 
im Betrieb ist es momentan einfach zu laut).

von Peter M. (r2d3)


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Micha W. schrieb:
> Du sagst, bei 2,5A benötige ich 4A vom Trafo. Wie kommst du auf diesen
> Wert?

Die Trafoleistung, besser die maximale Verlustleistung ist für einen 
ohmschen Verbraucher spezifiziert.
Bei Einsatz von Gleichrichter und Kondensatoren wird der Trafo nur einen 
Bruchteil der Zeit mit hohem Strom belastet. Ganz grob - im Detail hängt 
es auch von der Kondensatorkapazität hinterm Gleichrichter ab - läuft 
der Trafo in Intervallen weniger als die halbe Zeit bei doppeltem Strom 
als bei permanenter Dauerbelastung.

Nur wenn die Ausgangsspannung des Trafos hinter dem Gleichrichter größer 
ist als die Restspannung des Pufferkondensators, kann der Kondensator 
wieder aufgeladen werden. Das verursacht die abgebildeten Nadelimpulse, 
wo der Strom in die Höhe schnellt.

An der Sekundärwicklung fällt dann die Leistung P=(2*I)^2*R=4*I^2*R ob.
Bei <=50% Einschaltdauer kommt es zu einer durchschnittlichen Belastung 
von
50% * 0 Watt + 50% * 4*I^2*R = 2*I^2*R.

Der Trafo liefert dann 200% der Nennlast beziehungsweise 100% Überlast 
und überhitzt. Das kannst Du mit einer Simulation in LTSpice gut 
nachstellen.

http://www.meg-glaser.biz/biz/geo/txt/dcdc.html

> Ist das n Schätzwert oder gibts da ne Formel für?

Schätzwert. Eine Formel kenne ich nicht. Ich habe mal so einen Faktor 
von 1,8 ermittelt.

> Aber mir ist noch immer nicht klar, ob dann beide Abgriffe auf der
> Sekundärseite 4A benötigen, also
> a) 2x9VAC, 2x 4A
> oder
> b) 2x9VAC, 2x 2A

Deine Ansteuerelektronik braucht symmetrische Versorgung oder die Diode 
am OP-Ausgang, hier ist der Leistungsbedarf klein.

Der "Stromeingang" für Deinen Ausgangstransistor braucht eine 
leistungsfähige Versorgung, quasi "hochstromfähig" bei geringer 
Spannung.
Dafür erscheinen mir der oben benannte Trafo viel zu viel Spannung zu 
liefern.

Wenn Du keine Dauertests fährst, sondern nur kurz kalibrierst, reichen 
2x2A oder 1x4A, bei Dauerbelastung eher so 1x4,5A.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Das Dokument hier tauchte gerade im EEVBLOG auf. Es sind die geforderten 
Kalibrierpunkte für das Fluke 175 aufgelistet:

https://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/17x_____cieng0600.pdf

Nur die Stromquelle beim Diodentest scheint nicht geprüft zu werden.

von Peter M. (r2d3)


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Nachtrag Stromimpulse zum Trafoverhalten

von TL431-Fan (Gast)


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Keine Temperaturdrift gibts gar nicht. Aber es gibt Drift kleiner als 
xx. Und das xx kann sehr klein sein, je nachdem welchen Aufwand man 
treibt.

Die einfachste Variante wird sein, eine auf eine Referenz bezogene 
Stromquelle zu bauen.

Immer beliebt:
Figure 39:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf
Auch gut als LED-Treiber. Das ist billig und viel präziser als 
kommerzielle LED-Treiber.

Mit dem TL431 allein sind 0,5% erreichbar, aber solche Referenzen gibts 
in vielen Varianten. Für Multimeterkalibrierung könnte es trotzdem 
fallweise eng werden.

Aber es gibt ja noch solche Schaltungen:
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN-968.pdf
VIN kommt dann aus einer Präzisionsreferenz.

Das kann man sich beliebig genau hinbiegen. Spannungsreferenzen gibts in 
quasi beliebig genau, OPVs gibts mit beliebig wenig Offset. Das ist eine 
Frage des Aufwands, den man treiben will.
Sei dir nur klar darüber, dass man 0,1% oder besser nicht auf Lochraster 
aufbauen können wird ;-)

von "Texas Instruments" (Gast)


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Peter M. schrieb:
> http://www.meg-glaser.biz/biz/geo/txt/dcdc.html

Auf der Original-Seite geht auch der javascript-Taschenrechner,
kann bei kleineren Nachprüf-Versuchen (Lerneffekt) nützlich sein.

http://www.geo.meg-glaser.at/txt/dcdc.html

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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TL431-Fan schrieb im Beitrag #5570163:
> Sei dir nur klar darüber, dass man 0,1% oder besser nicht auf Lochraster
> aufbauen können wird

Das geht durchaus

von Andrew T. (marsufant)


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TL431-Fan schrieb im Beitrag #5570163:
> Sei dir nur klar darüber, dass man 0,1% oder besser nicht auf Lochraster
> aufbauen können wird ;-)

Dann habe ich wohl das falsche Lochraster, denn das funktioniert hier 
schon seit Jahrzehnten auf LoRa. Auch bequem im Bereich 0,005% :-)

Es geht damit also durchaus, sofern man ein paar grundsätzliche 
Aufbauten richtig macht.

von Micha W. (azubi2017)


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Sodala, schon länger nicht mehr weiter gekommen. Vorgestern hab ich 
endlich mal wieder Bauteile für meine Versuche bekommen. Auch der 
schmucke Ad9833 ist dabei. Allerdings hab ich ihn trotz schönem 
Code-Beispiel noch nicht zum funktionieren überredet. Und wie ich grade 
festgestellt habe, scheint das daran zu liegen, dass ich übersehen habe 
ihm einen Quarz zu spendieren :facepalm:

Ich werd heute abend hoffentlich dran denken mal n paar Quarze von zu 
Hause einzupacken.
Überall wird von 25MHz im Zusammenhang mit dem AD9833 geschrieben, aber 
wenn ich das Datenblatt richtig interpretiere, müsste ich auch 
problemlos n 16MHz-Quarz nehmen können (ich wieß nicht, ob ich nen 
25MHz-Quarz zu Hause habe, aber 16er hab ich ganz bestimmt).

Ich finds schade, dass AD das nicht so schön im Datenblatt erläutert wie 
andere Hersteller. Die hätten das ruhig als "typical 
application"-Zeichnung einbauen können :D

Ich bin grade auf der Suche, wie ich den Quarz einbinden kann. Ich weiß 
aus AtMega-Projekten, dass ich da einfach den Quarz mit 
22pF-Kondensatoren an die beiden XTal-Anschlüsse klemmen muss.
In diesem Fall hab ich aber nur einen Eingang, an dme ich meine 25MHz 
anlegen möchte.
Auf der Suche nach Testschaltungen für Quarze hab ich zwar einige 
Schaltpläne gefunden, aber mir ist noch nicht ganz klar, wie son Quarz 
eigentlich zum Schwingen angeregt wird.

Hier nochmal das Datenblatt vom 9833:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1200000-1299999/001248190-da-01-en-IC_WAVEFORM_GENER_AD9833BRMZ_MSOP_10_ADI.pdf

Zum Testen des Bausteins habe ich mich an diesem Beispiel hier 
orientiert und den Code auf mein Display angepasst:
http://www.vwlowen.co.uk/arduino/AD9833-waveform-generator/AD9833-waveform-generator.htm

von Micha W. (azubi2017)


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Sodala, jetzt bin ich etwas schlauer hinsichtlich Quarzen.
Es wird ein 24MHz-Quarz-Schwingkreis von EuroQuarz aus der XO53-Serie
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B400/XO53.pdf
Ich hab leider nur Quarze und keine Quarz-Schwingkreise zu Hause, also 
heißts mal wieder auf ne Bestellung warten.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Notfalls erstmal ein Funktionsgenerator nehmen. Wenn der die 24MHz nicht 
im Rechteck schafft, dann noch ein Schmitttriger dazu.

von Micha W. (azubi2017)


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Die Generatoren auf der Arbeit packen 20MHz - Rigol DG1022. Zu Hause hab 
ich zwar nen DG1022z, aber den will ich nicht mitschleppen.
Der Quarz kommt ja auch in den nächsten Tagen ;)

von Micha W. (azubi2017)


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Philipp C. schrieb:
> Micha W. schrieb:
>> Ich hab jetzt noch den AD9833 gefunden, der scheint okay zu sein als
>> Sinusgenerator:
>
> Sieht auf den ersten Blick ganz nett aus. Aber unterschätze den Aufwand
> nicht so etwas ans Laufen zu bringen. Du brauchst dafür dann ja noch
> einen Mikrocontroller der programmiert werden will usw.

Schwupps, läuft. Das schwierigste war der Verwaltungsaufwand das hier im 
Haus zu bestellen und die Zeit zu finden, mich in Ruhe damit befassne zu 
können ;)
Sinus, Dreieck und Viereck gehen. Montag programmier ich mal zum 
rumspielen ne Frequenzveränderung per Rotaryencoder. Hab bisher wenig 
mit Interrupts gemacht. Außerdem will ich ejtzt die Anzeige aufm Display 
etwas aufhübschen...das läuft noch nicht so geschmeidig. Aber jetzt 
gehts erstmal gut gelaunt ins Wochenende!

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Das klingt doch super! Sehr schön finde ich auch, dass mal jemand nach 
langer Zeit berichtet ob es nun geklappt hat :)

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Micha W.,

das ist doch eine gute Nachricht! Wenn Du mal Gelegenheit und Lust hast, 
könntest Du ja mal beschreiben, was Du final konkret umgesetzt hast.

Gruß
Peter

von Rainer V. (a_zip)


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Hallo Micha,

super, dass du einen (Teil)erfolg gemeldet hast! Ich würde mich freuen, 
wenn du weitermachst und dich auch weiter hier meldest.
Gruß Rainer

von Micha W. (azubi2017)


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Das ist der Plan... ich hab so viel online gelernt, da isses nur fair, 
wenn ich das mit anderen teile ;)

von Micha W. (azubi2017)


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So, weiter gehts endlich. Hatte zwischendurch Zwischenprüfung, 
Kurzurlaub und es gab viel im Betrieb zu tun.


Ich versorge den Arduino Nano per USB-Leitung mit Spannung.
Ausgabe am Display und Verstellen der Frequenz ist alles kein Problem.
Auch steuert der Arduino über nen Transistor nen Lüfter an und mein 
Sinus wird problemlos erzeugt.

Wenn ich jetzt den LM675 mit ca. 6V symmetrich versorge, sehe ich, dass 
der OP übersteuert - logo, ist ja auch auf mindestens +/-8V ausgelegt.

Drehe ich nun die Spannung am Doppellabornetzteil hoch, so dass ich auf 
+/-8V komme, bekommt mein Arduino nen Herzstillstand.

Ich hab den Grundaufbau meines Arduino-Killers mal skizziert.

GND (zwischen meinen beidenen Labornetzteilhälften) ist mit AGND und 
DGND des AD9833, sowie mit dem GND des Arduinos verbunden.

Ein Lehrer an meiner Schule hat bereits vorgeschlagen, dass ich 
Optokoppler zwischen Arduino und AD9833 nutzen soll, um die 
SPI-Verbindung auszuschließen.
Wie/Wo könnte ich den Fehler sonst noch eingrenzen und ausmerzen?

Ich habe keine Verbindung am Labornetzteil zu PE - könnte hier ein Drift 
auftreten, der meine Platine zum Arduino-Killer macht?

: Bearbeitet durch User
von Karl K. (karl2go)


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Der BUT11 ist falschrum eingezeichnet.

von ArnoR (Gast)


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Der invertierende Eingang des OPV muss an das oberer Ende von R3

von Micha W. (azubi2017)


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Oh, stimmt, beides falsch eingezeichnet. Der Abgriff erfolgt natürlich 
VOR dem R3. Und der BUT11 sollte ein BUZ11 sein (da hab ich wohl beim 
Platzieren nicht ganz aufgepasst).
Im Anhang nochmal die korrigierte Version der Schaltung ;)

von Micha W. (azubi2017)


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Puh, ich hatte endlich etwas Zeit und hab meinen Fehler gefunden.
In der Theorie ist ja alles schön und gut, was ich hier skizziert 
hatte...aber in der Praxis habe ich meine Rückkopplung nach dem OP-Amp 
zum invertierten Eingang falsch verlötet.

Ich hatte die Rückkopplung nach dem Shunt/Last, statt davor. Daher hat 
auch mein Versuch das Quellsignal per Spannungsteiler abzudämpfen um 
einen geringeren Strom zu erzeugen nicht funktioniert.
Außerdem war mein Rückführungswiderstand (den ich hier nicht 
eingezeichnet hatte) defekt.

Mensch bin ich froh den Fehler endlich gefunden zu haben. Jetzt wird 
korrigiert und weiter getestet.

von Micha W. (azubi2017)


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Und ich hatte mich geirrt. War doch kein Fehler, den ich gefunden hatte. 
Hab mich beim Finden vertan :D

Ich versuch nun mal das High Current Source-Beispiel aus dem Datenblatt 
des LM675 (Seite 10) nachzubauen.
Soweit ich es verstandne habe, handelt es sich hierbei um eine Howland 
Current Source - die sehr anfällig hinsichtlich der Toleranzen ode 
rinduktivem Verhalten der Bauteile sein soll.
Aber ich hoffe, dass der Hersteller da ne stabile Schaltung für meinen 
Zweck vorgegeben hat.

Was sollte ich beachten bei den Bauteilen?
-4R/10W-Widerstand nicht induktiv (lieber Dickchicht im TO220-Gehäuse?)
-Bauteile mit angebenen Toleranzen exakt so wählen
-Anschluss über BNC (damit ich besser mit Oszi/Geno dran komme)

von Micha W. (azubi2017)


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Zum einfacheren Verständnis hab ich den Schaltplan mal aus dem 
Datenblatt abgezeichnet und annotiert.
Ich shcätze, dass ich noch den RV1 am Eingang hinter meine BNC-Buchse 
legen muss, um die zu hohe Spannung abzudämpfen.

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