Hey Hallo, Ich habe mir eine pH Elektrode bestellt, um dort mit ein bisschen zu experimentieren. Ich habe mir erstmal eine günstige bestellt, da ich nicht direkt eine teure von JBL oder so kaufen wollte und sie im ersten Anlauf direkt zu zerstören. Klar kann man von einer ph-Elektrode die 12 Euro kostet nicht allzu viel erwarten, jedoch um testen reicht die erstmal. Später möchte ich dann eine Elektrode die auch vor Aquarien vorgesehen ist in mein Aquarium hängen. Relativ schnell habe ich herausgefunden das die Elektrode circa 59mV/ph Wert liefert. Das messen mit dem Multimeter scheint aber nicht möglich zu sein. Wahrscheinlich ist die Elektrode sehr hochohmig. Und so ganz tolerant scheinen mir diese Elektroden auch nicht, man darf sie nicht belasten vom Strom her. Nachdem ich ein bisschen im Internet gesucht habe ich ein Thread von hier gefunden wo es schon mal darum geht. Als OpAmp habe ich den MCP602 genommen, da er laut Datenblatt ein Eingangsstrom von 1pA aufweist, und die Elektrode daran nicht zerstört werden sollte. Konfiguriert ist er als nicht invertierender Verstärker mit einer Verstärkung von 2. Und einer Offset Spannung von 2,5 Volt am invertierten Eingang. Meine Frage daher. Kann ich den Elektroden BNC- Anschluss nicht einfach auf Masse legen, da ja eigentlich durch die Offset Spannung am OpAmp automatisch immer um 2,5V am Ausgang schwankt? Ein Bild von der Schaltung habe ich angehängt. Kalibriert habe ich die Elektrode so. Habe die Elektrode in eine Bufferlösung mit ein ph Wert von 7 gestellt, ungefähr 5-6 Minuten gewartet bis sich der Messwert auf mein Multimeter stabilisiert hat, und dann am dem Poti gedreht bis mein Multimeter 2,5V anzeigt. Danach dann in eine Lösung mit ein pH Wert von 4 und gewartet wechseln Wert das ergibt: Hier die Werte: pH 7: 2,502 V pH 4: 2,982 V Dann müssten ja je pH Wert 0,16 Volt an Spannung sich verändern. Dann müsste theoretisch ein pH Wert von 10 die Spannung 2,022 Volt aufweisen. Das Breadboard verfälscht mit Sicherheit auch noch ein bisschen die Daten. Kann man diese Schaltung so aufbauen oder gibt es da was besseres? Lg
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Felix N. schrieb: > Dann müssten ja je pH Wert 0,16 Volt an Spannung sich verändern. 160mV/pH --> Da ist etwas faul. Du schreibst ja selbst: 59mV/pH
wolleg schrieb: > 160mV/pH --> Da ist etwas faul. Du schreibst ja selbst: 59mV/pH Nö, das stimmt sogar ganz gut. Felix hat einen nichtinvertierenden Verstärker gebaut: https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset Wenn ich richtig gerechnet habe, sollte die Verstärkung etwa 3 sein.
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Felix N. schrieb: > Kann ich den Elektroden BNC- Anschluss nicht einfach > auf Masse legen, da ja eigentlich durch die Offset Spannung am OpAmp > automatisch immer um 2,5V am Ausgang schwankt? Nein, deine Schaltung kann ja keine negativen Spannungen verarbeiten. Es ist aber auch nicht optimal, 2,5 V an die Elektrode zu legen, da diese ja mit dem galvanischen Bad oder was immer du messen willst elektrisch verbunden ist, das kann Risiken und Nebenwirkungen haben. Ich würde es vorziehen, einen Opamp bipolar zu versorgen, notfalls die negative Versorgung lokal erzeugen - es wird ja nur ein sehr geringer Strom benötigt. Georg
Matthias S. schrieb: > Wenn ich richtig gerechnet habe, sollte die Verstärkung etwa 3 sein. Dann ziehe ich meine "Beschwerde" zurück.
wolleg schrieb: > 160mV/pH --> Da ist etwas faul. Du schreibst ja selbst: 59mV/pH Nein, die pH Elektrode erzeugt eine Spannung von 59mV/pH Wert. Bei ein pH Wert von 7 sind es 0 Volt. Wenn es Richtung pH 0 Wert geht wird die Spannung um jeden pH Wert 59mV größer. In Richtung pH 14 um 59mV kleiner. So habe ich das verstanden. Also müsste die Elektrode bei einen pH Wert von 0: 413 mV ausgeben und bei einem pH Wert von 14 -413mV ausgeben. Da ich aber keine negativen Spannungen messen kann mit meinen µC. Habe ich diese Verstärkerschaltung gebaut die die mV verstärkt und mit ein Offset um 2,5 V arbeitet. So das ein pH Wert von 0 mit Offset circa 3 Volt sind und pH Wert von 14 circa 1,5 Volt sind. Matthias S. schrieb: > sollte die Verstärkung etwa 3 sein. Kommt hin. Ich habe mir den Link mal angeschaut und dort steht Offsetspannung: Uo = Uv * R2 / R1+R2 Uo = Offsetspannung Uv = Versorgungsspannung an R1? Also 5V oder ist der Spannungsabfall gemeint? Uo = 5V * 10K / 10K+10K = 2,5 Volt Auf der Ausgangsspannung findet man ja die Offsetspannung wieder. Also wenn mir mein OpAmp bei ein pH 4 eine Spannung von 2.982 Volt gibt und ich davon meine 2,5 Volt Offsetspannung subtrahiere bleiben noch 0,482 Volt übrig. Bei einer Verstärkung von 3 müsste die Sonde also ein Spannung von 160 mV erzeugen. Das heißt bei pH 4 erzeugt die Sonde 160mV Laut Datenblatt hat die Sonde 59mV/ph Wert, wenn man also jetzt 59mV*3(von ph7 auf ph4) kommen dort 177mV raus. Also müsste das in etwa passen oder habe ich mich jetzt irgendwo vertan? Lg karadur schrieb: > Dein Schaltplan stimmt sicher nicht. Was denn nicht? Kannst du das etwas genau sagen? georg schrieb: > galvanischen Bad Du meinst das der Strom durch die Erde oder PE abfließt? Aber doch eigentlich nicht wenn man mit einer Batterie arbeitet. georg schrieb: > einen Opamp bipolar zu versorgen Also mit +/-5V
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Wenn das ein nicht invertierender Verstärker sein soll, müssen die beiden Eingänge vertauscht werden. Arno
Felix N. schrieb: > Nein, die pH Elektrode erzeugt eine Spannung von 59mV/pH Wert. Bei ein > pH Wert von 7 sind es 0 Volt. Wenn es Richtung pH 0 Wert geht wird die > Spannung um jeden pH Wert 59mV größer. In Richtung pH 14 um 59mV > kleiner. So habe ich das verstanden. Die ganze Sache mit pH-Wert und Messung ist wesentlich umfangreicher. Im Prinzip werden Potentialdifferenzen gemessen, wobei es hier eine Elektrode gibt, deren Potential pH-abhängig ist, während bei der anderen Elektrode das Potential konstant ist. Wenn Du tiefer einsteigen möchtest, dann such mal nach Normalwasserstoffelektrode und Glaselektrode.
Arno H. schrieb: > Wenn das ein nicht invertierender Verstärker sein soll, müssen die > beiden Eingänge vertauscht werden. Ups, mein Fehler. Ja du hast voll kommen recht. Auf dem Schaltplan ist ein invertierender Verstärker dargestellt. In Wirklichkeit ist es aber ein nicht Inventierter Verstärker. wolleg schrieb: > wesentlich umfangreicher glaube ich dir. Aber ist das nicht eigentlich "fast" jedes Thema? wolleg schrieb: > Potentialdifferenzen gemessen Ja, hatte ich mal vor langer Zeit im Chemie Unterricht. Hat glaubig irgendwas mit Wasserstoffatomen zutun. Ich habe jetzt mal ein paar Testmessung durch geführt, und bin ein bisschen überrast das die Werte so nah ran gekommen sind, leider habe ich kein richtiges PH-Meter um die Werte genau abzugleichen. Also ich habe die als erstes wieder kalibriert mit pH7 dann auf 2,495 Volt eingestellt. Danach in pH4. Kalibrierwerte: pH7: 2,495V pH4: 3,025V Das von einander abgezogen ergibt -0,53 Volt. Da dort zwischen ja 3 PH Werte liegen habe ich das durch 3 geteilt. Dort kommt dann 0,176666 also 177mV je pH Wert raus. Der Sensor ist für eine Messung mindestens 5 Minuten in der Lösung geblieben genau so wie bei der Zitrone und dem Natron Dann habe ich die Elektrode in Zitronensäure gehalten, dort zeigte mir der Sensor 3,297 V an. Ich habe dann den PH Wert wie folgt dort raus errechnet: 2,495V(pH 7 Grundwert) - 3,297V(Zitronensäure) = -0,802V -0,802V(Differenz von der Quelle zum Nullpunkt(ph7)) / 0,177V/ph = -4,53 7ph - 4,53 = 2,47 pH. Also müsste die Zitrone wenn meine Rechnung stimmt ein pH Wert von 2,5 haben. Kann dieses nicht überprüfen. Laut Google hat Zitronensäure ungefähr ein Wert von 2,5 pH. Würde sagen stimmt also. Ich habe das ganze auch nochmal mit Kaiser Natron gemacht. Viele Natron in Wasser gemischt. Dort hat mein Sensor 2,225V aus: 2,495V - 2,225V = 0,27V 0,27V / 0,177V = 1,52 7pH + 1,52 = 8,5 pH Laut Internet hat Kaiser Natron in Wasser aufgelöst ein Wert von circa. 8,2 ph Die Elektrode gibt ja eine positive Spannung aus wenn es unter pH7 geht und eine negative Spannung aus wen es über pH7 geht. Daher sollte es recht leicht sein dieses zu rechnen Lg
Felix N. schrieb: > Also ich habe die als erstes wieder kalibriert mit pH7 dann auf 2,495 > Volt eingestellt. Danach in pH4. Wo hast du denn die Lösungen mit bekanntem pH-Wert her? Wasser kannst du für pH 7 nicht nehmen, weil das schon durch kleinste Spuren von Verunreinigungen (CO2 aus der Luft) nicht mehr neutral ist. Such lieber mal nach der Zusammnesetzung von Pufferlösungen und fertige dir welche an. Damit kannst du dann die Meßkette kalibrieren. Die Spannung pro pH ist auch von der Temperatur abhängig!
nachtmix schrieb: > Wo hast du denn die Lösungen mit bekanntem pH-Wert her? Ich habe mir auch ein JBL Pro Flora Kalibrierset für pH-Sensoren bestellt. Dort sind enthalten: 1x Bufferlösung pH4(25°C), 50ml 1x Bufferlösung pH7(25°C), 50ml 1x Entionisiertes Wasser, 50ml 1x Aufbewahrungslösung, 50ml nachtmix schrieb: > Die Spannung pro pH ist auch von der Temperatur abhängig! Leider, ich weiß. Ein Temperatursensor dran zu klaschen ist nicht das Problem. Das Problem ist das das ich nicht weiß wie sich die Kurve ändert bei zu/abnehmender Temperatur. Das ganze soll ja am Ende von ein µC verarbeitet werden. Im Moment geht es mir nur um den Test dieser Sonde. Scheinbar funktioniert sie aber ganz gut mit der Schaltung. Kann aber auch nicht messen wie viel Strom durch die Sonde fließt, da bei meinem Multimeter bei 0,01µA Schluss ist. Also muss der Strom kleiner als 10nA sein? Eigentlich kann ja nur der OpAmp Eingang die Sonde belasten. Laut Datenblatt des MCP602I/P ist der Input Bias Current bei 25°C 1pA. georg schrieb: > Ich würde es > vorziehen, einen Opamp bipolar zu versorgen, notfalls die negative > Versorgung lokal erzeugen - es wird ja nur ein sehr geringer Strom > benötigt. Das musst du mir nochmal erklären. Wenn ich den OpAmp mit +5V und -5V versorgen würde. Könnte ich die Sonde Masse auf 0V legen. Dann würde aber auch der negative Bereich mit verstärkt werden. Und wie soll das dann weiter gehen? Mit ein zweiten OpAmp der dann wieder nur SingelSupply hat mit Offset? Also das theortisch der erste OpAmp eine Verstärkung so hat das er bei pH 0 2 Volt ausgibt und bei pH 14 -2 Volt. Mit eingestellten Offset von 2,5 würde da dann maximal bei pH 0 4,5 Volt rauskommen und bei pH 14 0,5 Volt? Dann muss wohl wieder die gute alte NE555 Ladungspumpe her. Lg
Lade dir mal aus dem Netz das "CRC Handbook of Chemistry and Physics 2005" herunter. In Papierform ist das ein dicker Wälzer mit Tabellen über Eigenschaften von allen möglichen und unmöglichen Stoffen. Ab Seite 1266 steht einiges über die Theorie und Praxis von pH-Wert Messungen sowie die Zusammensetzung von Pufferlösungen mit sehr genau bekannten pH-Werten. Felix N. schrieb: > ann aber auch nicht > messen wie viel Strom durch die Sonde fließt, da bei meinem Multimeter > bei 0,01µA Schluss ist. Also muss der Strom kleiner als 10nA sein? Viel kleiner! Da sollte überhaupt kein Strom fliessen. Wenn dein Opamp 1pA oder weniger garantiert hat, geht das in Ordnung, aber es geht besser: Vor etlichen Jahren brachte National Semiconductor (jetzt Texas Instruments) eine Serie von Operationsverstärkern mit Eingangströmen in der Gegend von 2 fA heraus. Wegen der Schwierigkeiten solche Ströme zu messen ( ca. 300 Elektronen pro Sekunde) wird das zwar nicht garantiert, aber es ist gemessen worden. Schau dir mal die Datenblätter und Applikationsberichte zu LMC660 und Konsorten an! Dann erkennst du auch, das du die hochohmigen Anschlüse von von Meßkette und Opamp nicht mit einer schmuddeligen Platine in Verbindung bringen solltest. Freiluftverdahtung, allenfalls Lötstützpunkte mut PTFE-Isolaion sind da angesagt.
nachtmix schrieb: > Lade dir mal aus dem Netz das "CRC Handbook of Chemistry and Physics > 2005" herunter. Werde ich die Tage machen, habe im Moment kein DSL da irgend jemand die Leitung durchgeschnitten hat und wir im Moment eine Reserveleistung ADSL2+ mit 128kBit Down und 32 kBit Up haben statt VDSL100. Und ich im Moment nur begrenzt mit mein 4GB LTE Datenvolumen machen kann. nachtmix schrieb: > Viel kleiner! > Da sollte überhaupt kein Strom fliessen Ja das habe ich auch gelesen. nachtmix schrieb: > garantiert ähhmm, woher weiß ich den das er es mir garantiert? Im Datenblatt steht: Input Current and Impedance: Input Bias Current: Ib Typ 1 pA Industrial Temperature: IB Typ 20pA max 60pA(Ta=85) Extended Temperature: IB Typ 450pA max 5000pA(Ta=125) Input Offset Current: Ios +/-1pA Common Moode Onput Impedance: Zcm 10^13 Ohm 6pF Zdiff: 10^13 Ohm 3pF Ich würde daher da mehrere Temperatur Beispiele angeben sind das es sich bei dem ersten um Raumtemperatur(Ta=25) handelt. nachtmix schrieb: > 2 fA f noch nie gehört. kommt das unter pico? Lg
f steht für femto. Das kommt nach pico. Hast und einen Link von der ph Elektrode? Ich hatte mir schonmal eine aus der Bucht bestellt. Doch die hatte nicht funktioniert.
Wenn man es nicht übertreiben will für eine Dauermessung mit hohen Anforderungen sollte der 1 pA typ. Bias für den OP noch ein Problem sein. Weniger wäre besser, muss aber nicht unbedingt. Auch der Aufbau kann Leckströme in ähnlicher Größe verursachen. Der Plan ganz oben hat noch einen Fehler: die Eingänge des OPs sind vertauscht.
Femto schrieb: > f steht für femto. Das kommt nach pico. Okay. Bei mir war bei pico immer Schluss :D Femto schrieb: > Hast und einen Link von der ph Elektrode? Ich hatte mir schonmal eine > aus der Bucht bestellt. Doch die hatte nicht funktioniert. Klar. Ich habe diese bei Amazon bestellt für 12 Euro. Die Qualität ist mit Sicherheit nicht mit einer zu vergleichen die 80 Euro oder mehr kostet. Auch um die Lebensdauer dieser Elektrode lässt sich mit Sicherheit auch streiten. Nur ich habe diese erstmal genommen, damit falls ich Sie kaputt mache(Passiert mir gerne mal das ich was kaputt mache z.b IC's) https://www.amazon.de/gp/product/B06XWVW34Q/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1 Und ob die Elektrode wirklich eine Genauigkeit von 0,01 hat glaubig ich auch er weniger. Lurchi schrieb: > Der Plan ganz oben hat noch einen Fehler: die Eingänge des OPs sind > vertauscht. Das ist korrekt, da habe ich beim Schaltplan erstellen ein Fehler gemacht. In meiner Schaltung vor mir sind die Eingänge richtige Beschaltet. Würde dann nämlich bald diese Schaltung auf ein Lochraster Platine löten, eventuell das Poti gegen ein Digitales Poti austauschen, so könnte man eine Automatische Kalibrierung erstellen. Lg
Felix N. schrieb: > Ich habe mir eine pH Elektrode bestellt, um dort mit ein bisschen zu > experimentieren. > Relativ schnell habe ich herausgefunden das die Elektrode circa 59mV/ph > Wert liefert. Das messen mit dem Multimeter scheint aber nicht möglich > zu sein. Wahrscheinlich ist die Elektrode sehr hochohmig. Ja, aber ein 7106-Chip, so wie er in vielen Multimetern verbaut ist, ist auch ziemlich hochohmig. Niederohmig (typ. 10MOhm) wird das Multimeter erst durch den Eingangsspannungsteiler. Man könnte bei einem Billigmultimeter diesen entfernen und die Elektrode direkt an den Chipeingängen anschliessen. Man sollte die Pins am besten freifräsen, um keinen Fehler durch die Platine zu bekommen. Dann muss man nur noch den Spannungs- teiler an der Referenz so verändern, das man pro ph-Wert "100" angezeigt bekommt. Hilfreich für die Schaltungsveränderungen dürfte das Datenblatt des 7106 sein.
Harald W. schrieb: > Man könnte bei einem Billigmultimeter diesen entfernen und > die Elektrode direkt an den Chipeingängen anschliessen. Dass würde ich nicht machen. Dafür sind die Eingangsimpedanzen dieser DVM-Chips zu niedrig. Der Innenwiderstand solcher Einstabmeßketten liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 500..1000 MOhm. Zwar bedeutet der im DB genannte (imho aber fragliche) Eingangsstrom von 1pA nur einen zusätzlichen Spannungsfehler von 0,5..1mV entsprechend 0,01pH mit unbekanntem Vorzeichen, der leider stark temperaturabhängig ist und mit fallender Temperatur steigt. Wenn du nun aber so ein 7106 DVM da anschliesst, verursacht der 10nF Eingangskondensator des IC eine Zeitkonstante von 10s. Die Anzeige schleicht also auf den Endwert zu Felix N. schrieb: > Werde ich die Tage machen, habe im Moment kein DSL Das "Handbook" als pdf hat etwa 32,5 Mbyte. Felix N. schrieb: > woher weiß ich den das er es mir garantiert? Im Datenblatt steht: > Input Current and Impedance: > Input Bias Current: Ib Typ 1 pA 1pA bei Zimmertemperatur ist für den MCP601 leider nur ein typischer Wert. Der LMC660 ist in dieser Hinsicht um den Faktor 500 besser. Garantierte (und viel größere) Werte gibt es beim MCP601 nur für deutlich höhere Temperaturen, beim LMC660C werden max. 2pA bei 25°C garantiert. Für die praktische Anwendung kann man sich aber schon ganz gut an den im Datenblatt genannten typischen Werten orientieren. Dass die garantierten Werte so viel höher liegen, liegt an der in der Produktion verwendeten Prüftechnik. Wie gesagt ist es nicht einfach solch geringe Ströme zu messen. Man macht das, indem man an den Eingang einen Kondensator anschliesst und schaut, wie schnell sich dessen Spannung ändert. Be so geringen Strömen geschieht das aber sehr langsam und das erfordert eine lange Prüfzeit. Bei 1pA an 1nF ändert sich die Spannung nur um 1mV/s. Kannst ja mal überlegen, wie lange das Testen eines Wafers mit vielleicht 5000 Dies dann dauert. Das steht natürlich im Gegensatz zur Forderung des Kunden, dass das IC nix kosten darf. Also wählt man eine kurze Prüfzeit, z.B. 0,1s, mit der man dann aber nur relativ hohe Ströme nachweisen kann. V erstärker, die dieses Ziel von 1..2pA reissen, werden so als Schrott erkannt, der Rest ist wahrscheinlich sehr viel besser.
Felix N. schrieb: > Und ob die Elektrode wirklich eine Genauigkeit von 0,01 hat glaubig ich > auch er weniger. Eine Genauigkeit von 0,01 sollte man gleich vergessen. Schon die Kalibrierung mit Pufferlösungen auf 0,1 ist recht sportlich, besonders für jemanden, der nicht tiefer in die physikalisch chemischen Zusammenhänge eingedrungen ist.
Oh, cool. Gibt es so preiswerte Sonden eigentlich auch zur Leitfähigkeitsmessung? Sorry, dass ich das Thema jetzt mal so kapere...
Felix N. schrieb: > Das Problem ist das das ich nicht weiß wie sich die Kurve > ändert bei zu/abnehmender Temperatur Die Temperaturabhängigkeit des Nernst-Faktors (googeln!!) ist bekannt*, handelsübliche pH-Messgeräte kompensieren abhängig von der Temperatur nur diese theoretische Abhängigkeit. Die reale Kurve kann zwar davon abweichen, aber das zu kalibrieren lohnt sich nicht, die Abweichungen von der Theorie sind gering. * 54,20 mV/pH bei 0 °C und 74,04 mV/pH bei 100 °C Georg
Felix N. schrieb: > Kann ich den Elektroden BNC- Anschluss nicht einfach auf Masse legen Nein. Dazu müsste auch +In deines OpAmps an Masse und dann kann er nur pH Werte über 7 verarbeiten. Felix N. schrieb: > mit einer Verstärkung von 2 Wohl eher 3. Felix N. schrieb: > Später möchte ich dann eine Elektrode die auch vor Aquarien vorgesehen > ist in mein Aquarium hängen. Diese Billigelektroden sind nicht für Dauermessung gedacht, sie gehen schnell kaputt. Also spülen und in 3MKCL lagern, und gelegentlich neu kalibrieren. Das kann man mit Pumpen automatisieren. Felix N. schrieb: > Kann man diese Schaltung so aufbauen Na ja, die 470pF müssten Teflon oder Glimmer sein, und die Frage wäre, mit welcher Referenzspannung du misst: 5V ? Dann wird der Fehler rauskompensiert. 2.5V ? Dann gibt es Messfehler durch die schwankende 5V Versorgung. Wozu sind die 1.5k da ? Warum 0 der pH Sonde nicht an den 10k:10k Spannungsteiler und die zweite Erzeugung einer 0 gleich weglassen, kommt sowieso nie dasselbe raus. Warum die angeblichen 2.5V des Spannungsteilers nicht mit einem zweiten A/D Kanal mitmessen ? Dann weisst du genau, welche Spannung bei pH7 rauskommen muss und sparst dir die Kalibrierung. So richtig gegen ESD geschützt sind deine Anschlüsse nicht, lege in jede pH Leitung 100k in Reihe.
Der Kondensator am Eingang muss wenig Leckstrom haben. Bei Glimmer hätte ich da ein paar bedenken - die sind nicht alle gut. Polystyren (PS, Sytroflex) Kondensatoren sollte auch gehen.
wolleg schrieb: > Eine Genauigkeit von 0,01 sollte man gleich vergessen. Hab ich mir irgendwie schon gedacht ^^ georg schrieb: > Nernst-Faktors Hey, cool danke. Bin im Moment nur noch am Überlegen wo ist das dann einberechne. Meine Idee ist: Ich habe ja die Differenz Spannung zwischen Nullpunkt(pH7) und dem anderen Messpunkt der anderen Lösung(pH4). Wenn ich die Differenz durch 3 teile, dann bekomme Ich die Verstärke Spannung vom OpAmp. Da mein OpAmp eine Verstärkung von 3 hat kann ich dieses wieder durch drei teilen und komme dann auf die Spannung pro pH Wert die mir die Sonde "roh" liefern würde. Also bei pH7: 2,495 v pH4: 3,025 v Diff pH7 zu pH4: -530mV Diff geteilt durch 3: -0,176666777 = -177mV pro pH Wert(verstärkt) 177mV pro pH(verstärkt) wieder durch 3: -58,8888...9 = -59mV/pH(gerundet) Dann habe ich nun ja den Wert die mir die Sonde liefert. Dann könnte man den Temperatursensor auslesen. Prüfen welche Temperatur man hat zb. 35°C entspricht ja 61mV/pH von der Sonde. Und das ganze dann wieder mal 3= 61mV*3=183mV pro pH(Verstärkt). Damit könnte man ja dann den pH Wert bestimmen, bei einer Temperatur von 35°C MaWin schrieb: > Dazu müsste auch +In deines OpAmps an Masse und dann kann er nur pH > Werte über 7 verarbeiten. Also müsste ich ein OpAmp mit Dual Supply(z.b +5V / -5V) versorgen dann sollte es in beide Richtungen gehen. Müsste dann aber ein zweiten dahinter schalten mit Offset um das wieder positiv zu bekommen. Schadet es der Sonde auf Dauer, wenn ich das BNC Groundpotenzial auf +2,5 Volt anhebe? MaWin schrieb: > Diese Billigelektroden sind nicht für Dauermessung gedacht, sie gehen > schnell kaputt. > Also spülen und in 3MKCL lagern, und gelegentlich neu kalibrieren Habe ich mir schon gedacht. Deswegen will ich mir ja eine etwas bessere Elektrode(wahrscheinlich von JBL) kaufen, die auch für Aquarien vorgesehen ist. Die Auslesen ist ja eigentlich die gleiche. 3MKCL hört sich so an als würde man das in der Apotheke bekommen :). Was heißt den gelegentlich neu kalibrieren? Also in welchen Abständen. Ich würde ja sagen so 1x im Monat. MaWin schrieb: > 470pF müssten Teflon oder Glimmer Lurchi schrieb: > Polystyren (PS, > Sytroflex) Kondensatoren sollte auch gehen. Hab dort ein Keramikkondensator verbaut. Geht der auch? MaWin schrieb: > Referenzspannung du misst: 5V In welchen Bezug? Am Mikrocontroller habe ich ein DC/DC Converter angeschlossen um die Spannung auf 5V eingestellt, und diesen auf den AREF Eingang gelegt so sollte ich keine Probleme mit schwankender Spannung bekommen. Überlege aber vielleicht an AREF 3,3V anzulegen und Offset Spannung niedriger zulegen. MaWin schrieb: > Wozu sind die 1.5k da ? Die bilden mit dem Poti ein Variablen Spannungsteiler somit ich die Sonde bei pH7 auf 2,5 Volt kalibrieren kann. MaWin schrieb: > Warum 0 der pH Sonde nicht an den 10k:10k Spannungsteiler und die zweite > Erzeugung einer 0 gleich weglassen, kommt sowieso nie dasselbe raus. > Warum die angeblichen 2.5V des Spannungsteilers nicht mit einem zweiten > A/D Kanal mitmessen ? Dann weisst du genau, welche Spannung bei pH7 > rauskommen muss und sparst dir die Kalibrierung. Das habe ich nicht verstanden. Okay, ich kann die Spannung ohne Probleme mit messen. Ich gehe mal davon aus das du mit "0" die Masse der Sonde meinst? Aber wie soll ich mir die Kalibrierung sparen??? Ich muss doch die Sonde in eine Bufferlösungen halten um die Differenz zwischen zwei bekannten pH Wert zu kennen, oder nicht? MaWin schrieb: > So richtig gegen ESD geschützt sind deine Anschlüsse nicht, lege in jede > pH Leitung 100k in Reihe. Habe ich auch schon öfters gelesen, das zum Schutz der Sonde in Reihe Widerstände sollen. Ich finde hauptsächlich 100k und 1M Ohm. Was ist besser? Lg
Felix N. schrieb: > Hab dort ein Keramikkondensator verbaut. Geht der auch? Eher nicht (kommt auf den Typ an). > Am Mikrocontroller habe ich ein DC/DC Converter > angeschlossen um die Spannung auf 5V eingestellt, und diesen auf den > AREF Eingang gelegt so sollte ich keine Probleme mit schwankender > Spannung bekommen. > Überlege aber vielleicht an AREF 3,3V anzulegen und Offset Spannung > niedriger zulegen. Da würde ich eher ein Referenzelement nehmen.
Harald W. schrieb: > Eher nicht (kommt auf den Typ an). Einfacher Scheibenkeramik Kondensator. Harald W. schrieb: > Da würde ich eher ein Referenzelement nehmen. Wie zb. den TL431? Hab mit den Dingern noch nie zu vor gearbeitet. Also der DC/DC Regler ist nur am AREF Eingang angelegt. Die eigentlich Spannung bekommt der µC von einem LM7805 Lg
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Felix N. schrieb: > georg schrieb: >> Nernst-Faktors > > Hey, cool danke. Die Gleichung steht natürlich auch im Handbook. Ich weiß sie auch auswendig, aber das nützt dir ja nichts ;-) Da du die gemessenen Spannungen ja sowieso mit einem µC in pH umrechnen willst, brauchst du nur ein Thermometer und vorab mittels Messungen von Pufferlösungen die Steilheit der Meßkette sowie ihren elektrischen Nullpunkt zu bestimmen. Der Rest ist ein bischen Algebra, die der µC leicht erledigt. Die Verwendung von Glasthermometern oder NTC ist möglich, aber nicht mehr ganz zeitgemäß. Es gibt genug Chips z.B. auf Mainboards, die die Temperatur hinreichend genau als fertigen Digitalwert an einer I²C oder 1-Wire Schnittstelle zur Verfügung stellen. Felix N. schrieb: > Schadet es der Sonde auf Dauer, wenn ich das BNC Groundpotenzial auf > +2,5 Volt anhebe? Solange du dafür sorgst, dass weder durch die Glaselektrode noch durch die Referenzelektrode Strom fliesst, ist das Potential gleichgültig. Evtl. muß man aber auf Kabelkapazitäten und Streukapazitäten, Y-Kondensatoren u.dgl. achten. Felix N. schrieb: > Also müsste ich ein OpAmp mit Dual Supply(z.b +5V / -5V) versorgen dann > sollte es in beide Richtungen gehen Mit einem Billig-Opamp, reicht eine 9V-Batterie. Du verbindest -In mit Out und legst +In an die Mitte eines Spannungsteilers aus zwei 100k Widerständen. Am Ausgang des Opamp kannst du dir dann niederohmig deine virtuelle Masse mit halber Batteriespannung abholen. Wenn du den µC mit mäßiger Taktfrequenz laufen lässt (Die Messungen brauchen sowieso Zeit), kannst du ie weigen mA, die er dann braucht, auch aus der +4,5V Spannung holen. Felix N. schrieb: > Ich finde hauptsächlich 100k und 1M Ohm. Was ist > besser? 1M. Normalerweise fliesst da ja fast kein Strom, sodaß der Spannungsabfall auch an 1M vernachlässigbar ist, aber im Fehlerfall wird der dann fliessende Strom durch 1M besser begrenzt. Das betrifft übrigens nicht nur die Elektroden, sondern aucn den Verstärkereingang. Ich würde übrigens für den Verstärker nicht gerade die allersimpelste Schaltung wählen. Besser opferst du noch ein paar Opamps (im LM660 sind sowieso 4 davon drin) und baust sie zu einem Instrumentenverstärker zusammen. Wegen der Symmetrie bzw. des CMRR solltest du nur darauf achten, dass paarige Widerstände sehr genau gleich sind. Evtl aus einigen 1%-igen nochmals mittels Ohmmeter paaren. Dann kannst du auch den elektrischen Nullpunkt auf einen gewählten Wert verschieben und trotzdem noch Verstärkung realisieren. Im Aquarium wirst du ja wohl niemals pH=0 oder pH=14 messen wollen.
Felix N. schrieb: > Hab dort ein Keramikkondensator verbaut. Geht der auch? Nein. Felix N. schrieb: > Die bilden mit dem Poti ein Variablen Spannungsteiler somit ich die > Sonde bei pH7 auf 2,5 Volt kalibrieren kann Das geht mit dem 10k Trimmpoti alleine, aber es ist unnötig;
1 | +5V ---------------------|Aref |
2 | | | |
3 | 10k | |
4 | | | |
5 | +-----------------------|A0 |
6 | | | |
7 | +--(pH)--100k--|+\ | |
8 | | | >--+--|A1 |
9 | +---100k---+---|-/ | | |
10 | | | | | uC |
11 | 10k +--200k---+ | |
12 | | +-- |
13 | GND |
Die 2.5V werden zwar durch den OpAmp gezogen, aber mitgemessen und samit kompensiert. Man muss pH7 nicht kalibrieren. Und pG4 macht man in Software, dazu misst man die schwankenden realen 5V mit den stabilen internen (1.1V) genauer aus.
nachtmix schrieb: > Es gibt genug Chips z.B. auf Mainboards, die die Temperatur hinreichend > genau als fertigen Digitalwert an einer I²C oder 1-Wire Schnittstelle > zur Verfügung stellen. Ich hatte vor den DS18B20 1 Wire Digital Sensor zu verwenden. nachtmix schrieb: > Mit einem Billig-Opamp, reicht eine 9V-Batterie. > Du verbindest -In mit Out und legst +In an die Mitte eines > Spannungsteilers aus zwei 100k Widerständen. > Am Ausgang des Opamp kannst du dir dann niederohmig deine virtuelle > Masse mit halber Batteriespannung abholen. Also erzeugt dann der OpAmp die negative Spannung am Ende? nachtmix schrieb: > 1M. ok. nachtmix schrieb: > Ich würde übrigens für den Verstärker nicht gerade die allersimpelste > Schaltung wählen. Besser opferst du noch ein paar Opamps (im LM660 sind > sowieso 4 davon drin) und baust sie zu einem Instrumentenverstärker > zusammen. Also mit ein Instrumentenverstärker habe ich noch nie gebaut/gearbeitet. Ich habe mir gerade den hier mal angeschaut. https://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Instrument.png Für mich scheint das so zu sein das danach noch ein Differenzverstärker geschaltet ist. Und ich habe absolut keine Ahnung wie ich die Eingänge beschalten soll bzw. die Widerstände wähle, da muss ich nochmal schauen. Ich würde für Ue1 sagen das ich dort meine BNC+ anlege und auf Ue2 mein BNC- mit dem angehobenen 2,5 Volt Potenzial. Muss ich diesen Verstärker dann auch symmetrisch betrieben also mit +/- Spannung? //EDIT: Ich habe gerade gesehen das es auch fertige IC's die intern als Instrumentverstärker schon fertig beschaltet sind. Sollte man diese lieber nehmen, oder ist in diesen Fall selbst zusammenschalten auch noch in Ordnung? nachtmix schrieb: > im LM660 sind > sowieso 4 davon drin Muss bald eh nochmal was bei reichelt bestellen dann fliegen davon ein paar in den Warenkorb. Muss man diese Schaltung eigentlich abschirmen? Oder ist das nicht nötig? nachtmix schrieb: > Im Aquarium wirst du ja wohl niemals pH=0 oder pH=14 messen wollen. Nein, die "normale" pH Wert liegt zwischen 7-8 je nach Fisch. Von daher habe ich an pH6 bis pH 9 gedacht. MaWin schrieb: > Nein. Dann werde ich mal schauen ob ich Telfon finde. Lg
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Einen Instrumentenverstärker braucht man nicht. Die einfache Schaltung mit einem OP reicht vollkommen aus: die Hilfsspannung ist weitgehend konstant und den "Nullpunkt" muss man sowieso abgleichen. Die Schaltung und auch die Leitung zur Sonde sollte man schon abschirmen. Einige Teile sind recht hochohmig und können kapazitiv Störungen einfangen. Deutlicher ADC Strom über die Elektroden ist auch nicht gut. Die 3 M KCL Lösung dient zum aufbewahren der Sonde, nicht als PH7 Referenz-punkt. Als Abgleichpunkt sollte es schon eine Pufferlösung sein, weil die weniger empfindlich auf Verunreinigungen reagiert. Durch den Nernst Faktor ist die Ausgangsspannung in guter Näherung proportional zur Temperatur (in K). Für die 1. Näherung sollte das ausreichen um eine veränderliche Temperatur zu berücksichtigen. Wenn man es analog korrigieren will könnte so etwas wie ein PT1000 funktionieren: da ist der Widerstand etwa proportional zur absoluten Temperatur.
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nachtmix schrieb: > und baust sie zu einem Instrumentenverstärker > zusammen. So ich habe nun mal Testweise diese Art von Verstärker mit zwei TL072 aufgebaut. Und habe diesen mit +12V und -12V versorgt aus meinem umgebauten PC-PSU. Die Schaltung funktioniert scheinbar nur mit einer Dual Supply. Macht auch irgendwie sinn. Wenn Ue2 an 0V liegt kommt bei Ua2 immer eine negative Spannung raus wenn Ue1 positiv ist. Also die Hilfsspannung bekomme ich mit einer Ladungspumpe später. Wenn ich jetzt an Ue1=1V anlege und Ue2=0V ist und ich für R_gain=10K und für R1=10K wähle ist die Verstärkung 3. Bekomme also 1V Differenz zwischen Ue1 und Ue2 raus. Verstärkt 3V. Wenn ich dann noch den eigentlichen Differenzverstärker(3er OpAmp) hinterher schalte. Man er mir die Differenz aber wieder negativ!! Eig. auch richtig weil 0 Volt(Ue2) - 1 Volt(Ue1) ist halt -1 Volt. Nur ich kann diese Spannung nicht in mein ADC weitergeben. Ich habe mich mal umgeschaut und gesehen das gängige IC's(zb. INA116) ein Pin haben der sich "REF" nennt. Und ist verbunden mit dem Potenzial am 3en OpAmp. Normalerweise habe ich diesen Pin auf Ground. Wenn ich aber dort 2,5 Volt anlege müsste er doch als "Offset" dienen, und die Differenzspannung von abziehen. Also zb. 2,5V als Offset und Idle Ausgang des Verstärkers, jetzt kommt -1V Differenz also müsste mir der OpAmp doch eigentlich 1,5 Volt nun ausgeben oder nicht? Ich habe mal ein Schaltplan davon erstellt wie ich das aufgebaut habe linkes so wie ich es oben beschrieben habe und rechtes nur der dritte OpAmp mit einer Offset Anpassung wie beim Nicht Inv. Verstärker von vorher von mir. Lg
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Heyho Leute, Ich habe mich heute ein bisschen mit dem Instrumentenverstärker beschäftigt. Und weiß nun auch wie dieser Funktioniert. Habe im Moment alles auf ein Steckbrett aufgebaut(Ich weiß ist nicht so gut wegen Kapazität und Induktivität aber zum testen gut genug). Habe viel mit den Widerständen und der Ladungspumpe rum experimentiert. Nun habe ich einen fertigen Schaltplan erstellt so wie ich es glaube das man es mit der pH-Sonde umsetzten kann. Die Ladungspumpe mit dem NE555(kein CMOS!) erzeugt ungefähr -3,5 bis 4 Volt bei +5 Volt Betriebsspannung ohne Last. Unter Last bricht die Spannung auf circa -2 Volt zusammen der OpAmp braucht circa. 5-6mA auf der negativen Leitung. Bin noch am überlegen den 555 direkt mit +12 Volt zu speisen. Dann würde ich ungefähr -10 Volt bekommen und unter Last circa. -7 Volt. Bin mir aber noch nicht sicher. Im Schaltplan ist zwar ein LMC660 eingezeichnet. Jedoch benutzt ich im Moment den TL074 da das der einzige OpAmp ist den ich mit Dual Supply versorgen kann. Sobald mein LMC660 hier eintrifft wird der eingebaut. Ich habe vor den Impedanzwandler nochmal ein 1M Ohm Widerstand geschaltet. Und in der BNC+ Leitung hängt noch ein 470pF Styroflex Kondensator. Habe dem eigentlichen Differenzverstärker ein Offset von Vcc/2 also 2,5 Volt geben. So habe ich dann wenn beide Eingänge bei 0 Volt sind genau 2,5 Volt am Ausgang. Geht nun die Sonde unter pH7 also die Spannung wird positiver so wird die Verstärke(V=3) Spannung vom Offset abgezogen. Geht über pH7 wird sie hinzuaddiert. So kann ich das Signal an den ADC Eingang weiter geben. Wo ich mir noch nicht ganz sicher bin ist wo jetzt wirklich der Styroflex Kondensator und das GND beim zweiten Impedanzwandler(BNC-) hin muss. Vor oder nach dem 1M Ohm Widerstand? Jetzt muss ich nur noch schauen wie ich den ADC Eingang gegen die Negative Spannung schütze. Da der OpAmp wenn der erste Eingang schwebt die maximale Negative Spannung ausgibt. So würde ich die Schaltung dann auflöten. Habe sie im Moment noch nicht mit der pH-Sonde getestet. Da der TL074 ein Bias Current von 10-20nA hat und ich denke das dadurch die Elektrode zerstört werden kann sehr schnell, daher habe ich es bis jetzt nur mit Testspannung getestet, also Zweiter Eingang auf GND Erster an +500mV für ein pH Wert 0(Ist extra ein bisschen größer, kleinere Spannung sind auch schwer mit mein Labornetzteil einzustellen) und mit ein Spannungsteiler habe ich die negative -12 Volt Spannung in -300mV und -1V geteilt um auch denn pH 7-14 Bereich zu testen. Das funktioniert auch alles bekomme dann Spannungen am Ausgang von 300mV bis 3,8V(je nach Verstärkung) Lg
Hallo Felix! Da hast Du aber schon viel Aufwand investiert, um ein pH-Meter zu konstruieren. Solche Geräte wurden und werden von vielen Firmen professionell gefertigt und auch günstig bei ebay angeboten. Warum orientierst Du Dich nicht an deren bewährten Konzepten, die eine Glaselektrode garantiert nicht schädigen? Gruß - Werner
Werner H. schrieb: > Da hast Du aber schon viel Aufwand investiert, um ein pH-Meter zu > konstruieren. Ich weiß, wen ich daran kein Interesse hätte bzw. mir das kein Spaß machen würde, würde ich es auch nicht tun. Und es fertig kaufen. Werner H. schrieb: > Solche Geräte wurden und werden von vielen Firmen professionell > gefertigt und auch günstig bei ebay angeboten. Warum orientierst Du Dich > nicht an deren bewährten Konzepten, die eine Glaselektrode garantiert > nicht schädigen? Klar gibt es diese Teil fertig. Nur ich wollte nicht 10 Gerätschaften her rumstehen haben deswegen habe ich das ganze zusammengefügt wie zb. schon die Temperaturregelung und Temperaturüberwachung, Tag und Nacht Rhythmus mit Sonnen auf und Abgang mit Hilfe von Dimmen einer LED Lampe die dafür vorgesehen ist mit einen MOSFET. Und nun halt noch ein bisschen Messtechnik für die Wasserwerte. Schließlich haben diese Firmen ja auch sowas in der Art verbaut. Und zudem sollte mal was kaputt gehen weiß ich wie das ganze zusammenhängt. Da ich davon ein Schaltplan besitze was ich da zusammen gebastelt habe. Und kann defekte Teil(z.b IC) austauschen da die meisten Bauteil gesockelt sind bei mir Lg
...mit "orientieren" meinte ich, daß Du Dir mal die Eingangsschaltung professioneller pH-Meter in einem Schaltplan ansehen oder die Eingangsstufe rauszeichnen sollst. Den Rest kannst Du machen, wie Du willst. Glaselektroden benötigen einen Eingangswiderstand von 10^14 Ohm, deshalb werden auch oft Chopperverstärker verwendet. Bei den einschlägigen Analog-IC-Herstellern kannst Du in den AppNotes u.a. was finden, jedenfalls habe ich dort schon mal was gesehen. Gruß - Werner
Werner H. schrieb: > ...mit "orientieren" meinte ich, daß Du Dir mal die Eingangsschaltung > professioneller pH-Meter in einem Schaltplan ansehen oder die > Eingangsstufe rauszeichnen sollst. Den Rest kannst Du machen, wie Du > willst. Aso sorry dann hatte ich das falsch verstanden. Nur leider bekommt man keine Schaltpläne dazu. Zu solchen professionellen Produkten zu mindestens nicht. Werner H. schrieb: > Glaselektroden benötigen einen Eingangswiderstand von 10^14 Ohm Schon heftig dieser Widerstand. Also den IC den ich verwenden will ist der LMC660 kommt ziemlich nah ran Widerstand sowie Eingangsstrom Input Bias: typ 0,002pA max 2pA Mit dem Eingangswiderstand steht es nicht so genau dort steht nur >1 TeraOhm also größer als 10^12. Sollte ausreichen. Habe gerade meine Schaltung auf dem Breadbroad getestet mit der Sonde. Naja funktionieren tut es nur die Test Umstände sind nicht die besten man muss nur mit der Hand in die nähe des BNC Steckers kommen und die Spannung ändert sich komplett. Da muss wohl eine Abschirmung später her. Zudem habe ich den Styroflex Kondensator nicht der muss erst noch mitbestellt werden. Den ich noch gefunden hatte hat ein Kurzschluss. Werde heute oder morgen alle nötigen Teile bei Reichelt bestellen und die Schaltung dann auflöten(Falls noch jemand ne Idee hat was man besser machen kann sofern es was gibt zum verbessern gerne mitteilen :)). Wenn ich Sie fertig habe werde ich sie hier nochmal posten Lg
nachtmix schrieb: > Der Innenwiderstand solcher Einstabmeßketten liegt gewöhnlich in der > Größenordnung von 500..1000 MOhm. Ich dachte immer, dass sich auch Glaselektroden weiter entwickelt haben. Vor ca. 50 Jahren gab es schon Glaselektrode mit einem Innenwiderstand von 50 -200MOhm
Felix N. schrieb: > man muss nur mit der Hand in die nähe des BNC Steckers kommen und die > Spannung ändert sich komplett. Das ist bei pH normal. Auch mit Abschirmung bleibt etwas Empfindlichkeit übrig.
wolleg schrieb: >> Der Innenwiderstand solcher Einstabmeßketten liegt gewöhnlich in der >> Größenordnung von 500..1000 MOhm. > > Ich dachte immer, dass sich auch Glaselektroden weiter entwickelt haben. > Vor ca. 50 Jahren gab es schon Glaselektrode mit einem Innenwiderstand > von 50 -200MOhm Wozu? Im Gegensatz zu damals ist es heutzutage überhaupt kein Problem, Verstärker mit solch hochohmigen Eingangs- widerständen zu bauen. Allerdings ist ein solches Projekt nicht unbedingt für Anfänger mit Steckbrett geeignet.
Der Aufwand für die extra negative Spannung ist eigentlich nicht nötig. Es gibt genügend OPs die mit 5 V Versorgung klar kommen und die Ladungspumpe verursacht leicht Störungen. Die einfache Versio von weiter oben mit 1 OPs ist ausreichend.
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Hallo nochmal, Ich habe heute meine Schaltung zusammengebaut mit dem LMC660. Die Schaltung funktioniert sehr gut. Wenn man den BNC Eingang kurzschließt, bekommt man am Ausgang sehr genau 2,499 V. Das Problem ist jedoch wenn nix angeschlossen ist, am BNC Eingang schwankt die Ausgangsspannung zwischen -4,5 und +3,7 Volt. Dadurch kann ich die Schaltung nicht am ADC Eingang meines ATMega328P anschließen, da ich nicht weiß was passiert wenn er eine negative Spannung abkriegt, laut Datenblatt darf dort keine Anliegen. Und ich im Moment keine Ahnung habe, wie ich den Eingang gegen die negative Spannung schützten soll. Habt ihr da eine Idee wie man das machen kann? Die Berechnung(Aus Spannung in pH Wert) ist die gleiche wie bei der anderen Schaltung, außer das ich die mV/pH Steilheit per Hand nach korrigiert habe. In dem ich die Differenz zwischen den Bufferlösung(pH7 und pH4) durch 3 geteilt habe für die Verstärke mV/pH dann nochmal durch 3(ph7-ph4=3). Der Wert der dort raus kommt ist dann ja eigentlich die mV/pH Wert die mir die Elektrode liefert. Dann habe ich einfach in der Tabelle geschaut bei welche Temperatur(Die wir haben) und habe dieses dann mal drei gerechnet um wieder auf die Verstärke mV/pH Wert zuhaben. Damit habe ich dann den eigentlich pH-Wert ausgerechnet bei der aktuellen Temperatur. Lg
Felix N. schrieb: > Und ich im Moment keine Ahnung habe, wie ich den Eingang gegen die > negative Spannung schützten soll. Habt ihr da eine Idee wie man das > machen kann? Bei 10^14 Ohm geht das nicht so einfach, jedenfalls hast du dafür nicht die Mittel. Du kannst aber den Ausgang auf positive Spannungen begrenzen, um den ADC-Eingang zu schützen. Georg
georg schrieb: > Bei 10^14 Ohm geht das nicht so einfach, jedenfalls hast du dafür nicht > die Mittel. Du kannst aber den Ausgang auf positive Spannungen > begrenzen, um den ADC-Eingang zu schützen. Guten Morgen. Was mir noch in den Sinn gekommen ist eine einfache Diode parallel zum ADC zuschalten, und zwar in Sperrrichtung zeigend zum ADC Eingang. Dann müsste doch nur maximal die Durchlassspannung im negativen Bereich kommen also -0,6V oder -0,7V. Im Datenblatt des µC habe ich was gelesen das es interne Dioden gibt die nach GND und Vcc geschaltet sind und restliche Spannung ableiten bis zu einem Strom von maximal 1mA. Deswegen ist der 10K noch dort drin um bei maximal 5V den Strom auf 0,5mA zu begrenzen. Bzw. -0,5mA. Man könnte zusätzlich noch eine 5V1 Z-Diode dort Anti-Parallel zur 1N4148 schalten dann müssten Spannung über 5,1V abgeleitet werden wenn ich mich richtig erinnere. georg schrieb: > Bei 10^14 Ohm Ist das nicht der Eingangswiderstand? Ein OpAmp hat doch im Ideal Fall am Ausgang ein Widerstand von 0 Ohm, oder nicht?
1 | R1 ___ |
2 | ADC--+------|___|---o Messschaltung OpAmp Out |
3 | |K 10K |
4 | _|_ |
5 | /_\1N4148 |
6 | | |
7 | |A |
8 | GND--+--------------o Messschaltung GND |
Lg
Felix N. schrieb: > Und ich im Moment keine Ahnung habe, wie ich den Eingang gegen die > negative Spannung schützten soll. Habt ihr da eine Idee wie man das > machen kann? Picoamperediode PAD5 oder FET-Diode nutzen.
Andrew T. schrieb: > FET-Diode nutzen. Moin, meinst du das ich dann einfach das Gate des FET nicht beschaltete, und den FET wie oben in der kleinen Zeichnung anschließe also Drain des FETS an die Anode und wo die Kathode der 1N4148 ist das Source des FET hin? R1__ ADC------+-----|__|--- | 10K | |-----+ Drain G| _|_ A| |<-+ /_\ T| | | E| |--+--+ Source | GND------+ Lg
Felix N. schrieb: > Ein OpAmp hat doch im Ideal Fall > am Ausgang ein Widerstand von 0 Ohm, oder nicht? Ideal gibt es nicht, ist aber auch egal, man kann bzw. muss ja einen externen Widerstand dazuschalten. Du bist mit den 10 kOhm und der Diode schon auf dem richtigen Weg, die Frage ist nur, was ist der Eingangswiderstand deines ADC und welchen Fehler erzeugt der 10 kOhm-Widerstand. Die meisten ADCs sind ja hochohmig, so dass das keine Rolle spielt, aber wir kennen deinen ADC ja nicht. Im Zweifelsfall hilft das Lesen von Datenblättern. Für die Diode würde ich Schottky nehmen, damit die Begrenzung auf -0,4V erfolgt. Auf Experimente am Eingang würde ich mich nicht einlassen, vermutlich kannst du überhaupt nicht messen, ob die Schutzschaltung tatsächlich so wenig Strom aufnimmt wie für eine Glaselektrode erforderlich. Oder hast du zufällig ein Picoamperemeter? Georg
Eine Diode gegen GND ist schon im ADC drin. Wenn überhaupt müsste eine externe Diode schon eine Schottky-diode sein, damit sie früher anfängt zu leiten. Als Schutz gegen eine Zerstörung des µC über den ADC Eingang reicht ein Serienwiderstand, allerdings kann es mit Strom über die µC internen "Dioden" zu Fehlfunktionen, etwa bei benachbarten ADC Kanälen kommen. Ein etwas besserer Schutz wäre eine Begrenzung in 2 Stufen: einmal vor dem Widerstand auch grob 0.7 V und dann noch einmal eine Schottkydiode am µC. Der einfachste Schutz wäre es den OP auch nur mit 5 V wie den µC zu versorgen. Es gibt genügend CMOS OPs, die auch mit 5 V auskommen, bzw. gar nicht viel mehr vertragen. Am Eingang reicht als Schutz in der Regel ein Serienwiderstand (z.B. 1 M) und dann OP interne Diode und ggf. ein kleiner Kondensator (z.B. 10-100 pF PS) nach Massen.
georg schrieb: > as ist der > Eingangswiderstand deines ADC und welchen Fehler erzeugt der 10 > kOhm-Widerstand. Die meisten ADCs sind ja hochohmig, so dass das keine > Rolle spielt, aber wir kennen deinen ADC ja nicht. Im Zweifelsfall hilft > das Lesen von Datenblättern. Hi, der ADC ist der des ATMega328P. Ich habe mal kurz im Datenblatt geschaut dort steht drin Rain = Typ: 100 M Ohm. Ich würde an der Stelle sagen das der 10K Widerstand ein vernachlässigen Fehler erzeugt. georg schrieb: > Für die Diode würde ich Schottky nehmen, damit die Begrenzung auf -0,4V > erfolgt. okay. Habe da aber nur "dicke" Dioden also SR550 und 1N5819. georg schrieb: > Auf Experimente am Eingang würde ich mich nicht einlassen, vermutlich > kannst du überhaupt nicht messen, ob die Schutzschaltung tatsächlich so > wenig Strom aufnimmt wie für eine Glaselektrode erforderlich. Oder hast > du zufällig ein Picoamperemeter? Nein habe ich nicht. Es geht ja hier auch nicht mehr um die Glaselektrode sondern um den Ausgang des Operationsverstärkers(LMC660) und den Eingang des Mikrocontrollers. Oder vertausche ich das was? Lurchi schrieb: > Ein etwas besserer Schutz wäre eine Begrenzung in 2 Stufen: einmal vor > dem Widerstand auch grob 0.7 V und dann noch einmal eine Schottkydiode > am µC. Also Doppelt. Eine Diode vor dem und eine hintern dem Widerstand? Also so:
1 | |
2 | R1 10K |
3 | __ |
4 | ADC----+-----------+---|__|-+-------LMC660 Ausgang |
5 | _|_ _|_ _|_ |
6 | /_\1N4148 _ _C1 /_\ 1N5819 |
7 | | | 100pF | |
8 | GND----+-----------+--------+------- GND |
Lg
Der doppelte Schutz passt im Prinzip - allerdings müsste man die Dioden Tauschen. Die Diode am OP begrenzt die Spannung und damit den Strom den die 2. Diode ableiten muss. Bei der 1N5819 reicht auch 1 Diode. Die 100 pF am Eingang des ADCs haben schon einen negativen Einfluss. Ein kleiner Kondensator verursacht Probleme mit der S&H Schaltung am Eingang des ADC - den Bereich von etwa 10 pF - 10 nF gilt es zu vermeiden, weil die S&H Stufe langsamer macht und nicht ausreicht um den Strompeak zu puffern. Da könnte ggf. die Kapazität einer zu großen Schottkydiode ein Problem sein. Wenn überhaupt sollten es mehr als 20 nF sein, als ein Antialiasing Filter. Das ist dann genug als Puffer, um den S&H Kondensator ohne merklichen Fehler zu laden.
Lurchi schrieb: > Bei der 1N5819 reicht auch 1 Diode. Hallo nochmal. Okay Also ich habe mir eine pH-Elektrode von einem Freund besorgt da bei ihm das Steuermodul der pH-Elektrode defekt war und er sein Aquarium dem nächst weggeben will, habe ich die Elektrode günstig von ihm gekauft. Die Elektrode selbst ist von Dennerle und 2,5 Monate alt. Ich habe die Elektrode nun an meinen System ausprobiert. Und irgendwie ist das alles ein bisschen komisch. Als erstes habe ich die Elektrode kalibriert. Dafür habe ich mir gestern ein Software Programm für den ATMega328P geschrieben. Alle Ein und Ausgaben erfolgen über die Serielle Schnittstelle des µC. Nun nachdem ich die Elektrode in pH7 und pH4 Bufferlösung kalibriert hatte, habe ich eine kleine Wasserprobe aus mein Aquarium entnommen(20ml) und dort meine ph-Elektrode rein gehalten. Nach kurzer Zeit kam dort ein pH Wert von 7,4 raus. Ein Tröpfentest hat nachgewiesen das dieser Wert stimmt. Nun im Moment betreibe ich es noch über 12V von mein Labornetzteil. Nachdem ich die Halterung im Aquarium befestigt habe und die Elektrode dort reingehängt habe ich gesehen das der Strom von 30mA auf 50mA gestiegen ist. Als erstes dachte ich das die 20mA durch die Elektrode fließen. Habe sie dort abklemmt. Und mein Multimeter mit in die BNC+ Schiene gehängt. Und konnte keinen Strom messen. Wenn man den LMC660 entfernt und dann die Elektrode anschließt steigt der Strom nicht an. Also scheint der OpAmp mehr Strom zu gebrauchen. Zudem ist der Messwert komplett verfälscht. In der 20ml Wasserprobe hatte ich ein Wert von 7,4. Im Aquarium habe ich aber laut der Sonde ein Wert von 6,0 pH was viel zu niedrig wäre und auch nicht passt das es ja das gleiche Wasser ist. Ich habe alles sich im Aquarium befand und ein Netzstecker besitzt getrennt. Dieses brachte aber auch keine Verbesserung. Ich kann mir diese nicht erklären? Bin mir nicht sicher ob dort eventuell Strom über die Elektrode ins Aquarium geht und von dort irgendwie wieder raus geht? Hat einer von euch ne Ahnung was das sein könnte? //EDIT: Sorry versehentlich mit E-Mail Adresse meines Kumpel mich angemeldet. War mit dieser noch bei Google Angemeldet bei Google weil ich für ihn Einstellungen vorgenommen hatte. Lg
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Felix N. schrieb: > Das Problem ist jedoch wenn nix angeschlossen ist, am BNC Eingang > schwankt die Ausgangsspannung zwischen -4,5 und +3,7 Volt. > > Dadurch kann ich die Schaltung nicht am ADC Eingang meines ATMega328P > anschließen, da ich nicht weiß was passiert wenn er eine negative > Spannung abkriegt, laut Datenblatt darf dort keine Anliegen. Zwischen LMC660 Ausgang und ATmega328 Analogeingang kommt ein 10k Widerstand und alles ist gut. Er begrenzt den Strom bei negativer OpAmp-Ausgangsspannung auf ungefährliche Werte für die Schutzdioden des ATmega die illegale Spannungen abhalten und verschlechtert die Messgenauigkeit nicht. Der ganze zusätzliche hier vorgeschlagene Kram ist überflüssig.
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Jan N. schrieb: > Ich kann mir diese nicht erklären? Vermutlich schwingt die Schaltung wenn die Sonde durch Eintauchen ins Aquarium eine höhere Kapazität bekommt. An statt sich nun mit der Stabilität eines Differenzverstärkers rumzuplagen, der sowieso immer mit einem Anschluss an exakt 0V auf Masse liegt und daher keine Differenz zu verstärken hat, sollte man die Schaltung gleich abrüsten auf die übliche 1 OpAmp nichtinvertierende Verstärkung mit Offset. Schon hat man nur noch 1 Gegenkopplung zu durch einen Kondensator vom OpAmp Ausgang zu negativen Eingang zu stabilisieren statt 3.
Michael B. schrieb: > Analogeingang kommt ein 10k > Widerstand und alles ist gut. Er begrenzt den Strom bei negativer > OpAmp-Ausgangsspannung auf ungefährliche Werte für die Schutzdioden des > ATmega die illegale Spannungen abhalten und verschlechtert die > Messgenauigkeit nicht. Ah okay. In der Theorie würde das gehen da bei -5V zb. +5V und 10K maximal ein Strom von -/+0,5mA fließen würden. Positiv sowie negativ je nach Spannung. Nur ich kann im Datenblatt nix finden was für Dioden genau verbaut sind und wie viel Sie wirklich aushalten. > gesehen das der Strom von 30mA auf 50mA > gestiegen ist. Nochmal zu oben. Was ich nun feststellen konnte war wo ich das System testweise auf 9V Batterie und LCD Display umgebaut habe das ich keine Stromveränderung mehr messen konnte wenn die Elektrode angeschlossen ist. Mit Batterie wird das Messergebnis auch nicht mehr verfälscht. Und die Elektrode liefert Werte die ich mit dem pH-Tröpfchen Test auch nachweisen kann. Es kommt wohl scheinbar so ein Stromkreis zum stehen: Labornetzteil -> Messschaltung -> pH Elektrode -> Aquarium Wasser -> Aquarium Filter -> Durch das Stromnetz zurück zum Netzteil. Das würde auf Dauer teuer werden mit den ganzen Batterien.... Sind die alten "Analogen Wanzen" die 12V AC ausgeben isoliert vom Netz durch den Trafo ja eigentlich schon oder? Dann könnte man diese "Wanze" nehmen gleichrichten, glätten und nutzten oder? Dann sollte eig. kein Strom mehr über die Pumpe fließen. Lg
Felix N. schrieb: > Nur ich kann im Datenblatt nix finden was für Dioden > genau verbaut sind Was denkst du, ist auf einem Chip, eine 1N4148 in DO35 ? > und wie viel Sie wirklich aushalten Steht klar drin: Table 32.1. Absolute Maximum Ratings DC Current per I/O Pin 40.0mA
Felix N. schrieb: > Ich habe heute meine Schaltung zusammengebaut mit dem LMC660. Aber falsch. Das extrem hochohmige Input-Bein des Opamp steckt man nicht in die Fassung, sondern biegt es hoch, denn es hat auf der schmutzigen Platine nichts zu suchen. Ebenso sollte der Mittelkontakt der BNC-Buchse die Platine nicht berühren. Dann kannst du die beiden Pole auf dem Luftweg über den Schutzwiderstand miteinander verbinden. Nur unter Beachtung solcher Vorsichtsmaßnahmen kommt man in den Genuss des extrem niedrigen Eingangangstroms des LMC660.
nachtmix schrieb: > Aber falsch HI. hmm ok. nachtmix schrieb: > Das extrem hochohmige Input-Bein des Opamp steckt man nicht in die > Fassung, sondern biegt es hoch, denn es hat auf der schmutzigen Platine > nichts zu suchen. > Ebenso sollte der Mittelkontakt der BNC-Buchse die Platine nicht > berühren. nachtmix schrieb: > Dann kannst du die beiden Pole auf dem Luftweg über den Schutzwiderstand > miteinander verbinden. Also wir nehmen man an das ich den Mittelkontakt des BNC mit dem 1 Megaohm Widerstand direkt mit dem Input Pin des LMC660C verbindet(Über die Luft). Der 470pF Styroflex Kondensator kommt dort dann auch noch mit dran und geht nach Ground? Der Außenkontakt des BNC Anschluss kann aber auf der Platine bleiben oder? nachtmix schrieb: > Genuss > des extrem niedrigen Eingangangstroms des LMC660. OK. Wusste ich nicht das man Over Air Verdrahtung anwenden muss. Michael B. schrieb: > Was denkst du, ist auf einem Chip, eine 1N4148 in DO35 ? Nee, ist glaubig zu groß :) Michael B. schrieb: > DC Current per I/O Pin 40.0mA Ist das nicht der maximal Ausgangsstrom? Dachte ich zumindestens immer. Lg
TO, tue Dir bitte einen Gefallen und ersetze den R5 durch eine Drahtbrücke. Begründung: Auf diese Weise liegt die Abschirmung der Sonde auf Masse, womit in das System deutlichst weniger Gleichtaktstörungen eingekoppelt werden. Im Moment dürfte sich Dein Aufbau „komisch“ verhalten, wenn Du den BNC-Stecker (und damit die Abschirmung) berührst. Auch ohne Berührungen dürfte der Messwert nicht sonderlich stabil sein, weil zwar ein Differenzverstärker vorhanden ist, aber der Eingangsbereich nicht symmetrisch ausgeführt ist (Fehlen des dem C7 entsprechenden Kondensators im Minus-Zweig) Empfehlenswerter ist aber wie gesagt Kurzschluss von R5. Damit wird auch erkennbar, dass der Differenzverstärker eigentlich komplett überflüssig ist, wurde ja oben bereits öfters angedeutet, muss aber auch nicht sofort umgesetzt werden. In der aktuellen Schaltung dient der Differenzverstärker lediglich dazu, die Störungen zu kompensieren, die ohne die symmetrische Anordnung gar nicht vorhanden wären...
Felix N. schrieb: > Michael B. schrieb: >> DC Current per I/O Pin 40.0mA > > Ist das nicht der maximal Ausgangsstrom? Nein, so viel fliesst nicht freiwillig aus einem Pin. Die Diagramme Figure 33-22. I/O Pin Output Voltage vs. Sink Current (VCC = 5V) hören nicht ohne Grund bei 20mA auf. Dazu muss man schon von aussen Strom hineinschicken, durch Spannungen die unter GND oder über VCC liegen.
Eddy C. schrieb: > TO, tue Dir bitte einen Gefallen und ersetze den R5 durch eine > Drahtbrücke. Eddy C. schrieb: > Empfehlenswerter ist aber wie gesagt Kurzschluss von R5. Eddy C. schrieb: > Aufbau „komisch“ verhalten Guten Morgen, Ich werde den 1Megaohm Widerstand gegen eine Drahtbrücke auswechseln. Ja mit dem komisch verhalten hast du recht wenn man die Abschirmung berührt oder den BNC Stecker schwankt der Wert sehr stark. Eddy C. schrieb: > aber der > Eingangsbereich nicht symmetrisch ausgeführt ist (Fehlen des dem C7 > entsprechenden Kondensators im Minus-Zweig) Macht es dort überhaupt ein Sinn ein Kondensator einzubauen. Den der Minus Zweig(Es ist doch die BNC- Leitung gemeint oder?) liegt ja auf GND. Wo soll ich den Styroflex Kondensator gegenschalten? Wenn ich doch den Widerstand R5 entferne und ein Kondensator hinzufüge ist das doch immer noch unsymmetrisch weil der Widerstand nun ne Drahtbrücke ist oder? Michael B. schrieb: > Nein, so viel fliesst nicht freiwillig aus einem Pin. Die Diagramme > Figure 33-22. I/O Pin Output Voltage vs. Sink Current (VCC = 5V) hören > nicht ohne Grund bei 20mA auf. > > Dazu muss man schon von aussen Strom hineinschicken, durch Spannungen > die unter GND oder über VCC liegen. Stimmt diesen Wert hatte ich auch im Kopf. Ja gut dann sollte das ja eigentlich kein Problem sein und ein 10K Widerstand genügt. Maximal werden dort dann geh nur 0,5 bis -0,8mA fließen. Lg
Felix N. schrieb: > Macht es dort überhaupt ein Sinn ein Kondensator einzubauen. Ja. Er wirkt als Tiefpass und täte Brummeinstreuungen unterdrücken - wenn die Grenzfrequenz niedriger wäre. Momentan liegst Du bei 338 Hz, womit vielleicht ein paar Hochfrequenzstörungen unterdrückt werden. Wenn der Messwert stabil ist, konzentriere dich auf andere Dinge. > Den der Minus Zweig(Es ist doch die BNC- Leitung gemeint oder?) Ja. > liegt ja auf GND. Wo soll ich den Styroflex Kondensator gegenschalten? Das passt so wie es ist, also gegen Masse. > Wenn ich doch den Widerstand R5 entferne und ein Kondensator hinzufüge > ist das doch immer noch unsymmetrisch weil der Widerstand nun ne > Drahtbrücke ist oder? Der Witz ist: Du willst weder Symmetrie, noch Instrumentenverstärker, noch Differenzverstärker. Das Signal der pH-Elektrode ist asymmetrisch und auf Masse bezogen. Es ist einfach eine niedrige Gleichspannung, die verstärkt werden will. Da Du später sowieso alles entweder in Software oder Hardware abgleichen wirst, brauchst Du keinen geringen Offset. Und über die Verstärkung hast Du selbst Kontrolle durch die Bauteildimensionierung. Hohe Gleichtaktunterdrückung ist auch keine gefragt, weil sich die zu messende Spannung angenehmerweise auf Masse bezieht. Da kann man also noch vereinfachen. Für den Moment täte ich die Schaltung lassen, wie sie ist (mit R5 = 0Ohm) und mich auf's Messen und Abgleichen konzentrieren. Es sei denn, Du willst da noch mehr Energie hineinstecken...
Eddy C. schrieb: > Wenn > der Messwert stabil ist, konzentriere dich auf andere Dinge. Eddy C. schrieb: > Für den Moment täte ich die Schaltung lassen, wie sie ist (mit R5 = > 0Ohm) und mich auf's Messen und Abgleichen konzentrieren. Es sei denn, > Du willst da noch mehr Energie hineinstecken... Hallo nochmal! Ja im Moment mit R5 gebrückt läuft die Schaltung wirklich sehr gut. Wenn man die Abschirmung abfasst bzw. den BNC Anschluss ist kaum etwas davon zu merken. Auch der Strom schwankt nicht mehr durch die Gegend. Die Schaltung liefert mir sehr stabil Werte, es sind nur Schwankungen im 1mV Bereich zu erkennen. Und dann auch 1-2 mV. Genaue Werte sind es auch bei 2.576 Volt die mir die Schaltung liefert sind es bei meinen Kalibrierungswerten mit dieser Elektrode genau ein pH Wert von 7.6. Ein Tröpfchen Test hat nachgewiesen das der pH Wert bei 7.5 bis 7.7 liegt. Also sehr gut. Das einzige was ich wahrscheinlich noch machen werde an dieser Schaltung ist ein weiteren 470pF Styroflex Kondensator in die BNC- Schiene zu packen. Eddy C. schrieb: > Das passt so wie es ist, also gegen Masse. Ah okay. Interessant dachte immer wenn ich ein Kondensator gegen GND schalte nutze ich dieses um Schwingen zu glätten bzw um Versorgungsspannung zu stabilisieren. Aber ein Kondensator der auf beiden Seiten im Prinzip gegen GND geschaltet ist, ist für mich auch neu. Eddy C. schrieb: > Du willst da noch mehr Energie hineinstecken... Das einzige was mich jetzt wirklich noch interessiert ist dieses hier: nachtmix schrieb: > Das extrem hochohmige Input-Bein des Opamp steckt man nicht in die > Fassung, sondern biegt es hoch, denn es hat auf der schmutzigen Platine > nichts zu suchen. > Ebenso sollte der Mittelkontakt der BNC-Buchse die Platine nicht > berühren. > > Dann kannst du die beiden Pole auf dem Luftweg über den Schutzwiderstand > miteinander verbinden. Denn im Moment habe ich den BNC Innenleiter auf der Platine mit dem Kondensator aufgelötet. Und nix in der Luft verdraht. Ist dieses nun erforderlich, um auf diesen niedrigen Eingangsstrom zukommen?? Lg
Wenn Du die Eigenschaften des LMC660 nicht nennenswert verschlechtern willst, stimme ich der Luftverdrahtung zu. Aber: Der Styroflex-Kondensator ist vermutlich deutlich niederohmiger, z.B. 100GOhm, was bei pH 7 roundabout 4pA Strom ergibt ... 2fA macht der OpAmp. Die Isolation des BNC-Kabels lassen wir mal ganz außer acht. Las die Schaltung, wie sie ist. Die Leiterplatte von Flussmittelresten befreien könnte schlau sein.
Eddy C. schrieb: > Wenn Du die Eigenschaften des LMC660 nicht nennenswert verschlechtern > willst, stimme ich der Luftverdrahtung zu. Ok. Eddy C. schrieb: > Die Isolation des BNC-Kabels lassen wir mal ganz außer acht. Tun wir das mal. Eddy C. schrieb: > Der Styroflex-Kondensator ist vermutlich deutlich niederohmiger, z.B. > 100GOhm, was bei pH 7 roundabout 4pA Strom ergibt ... 2fA macht der > OpAmp. Ja gut. Ich habe noch nie eine Angabe gefunden mit wie viel Strom man so eine Elektrode nun wirklich belasten darf. Kann mir vorstellen das es nicht viel sein darf. Im pA Bereich ist man ja schon ganz weit unten, und es fließt ja so gut wie "kein" Strom mehr. Wenn jetzt 1-2 mA durch die Elektrode fließen würde wäre das schon heftiger. Laut dem Beilegeblatt der Elektrode hat diese eine Lebensdauer von 12 bis 18 Monaten, zudem kommt zum guten noch dazu das wir Relativ hartes Wasser mit 17°DH haben und das die Lebensdauer verlängern soll. Mal sehen wie lange sie wirklich hält. Mit mein Multimeter soll ich ja bis zu 100nA Strom messen können, falls dieses wirklich so sein sollte ist der Strom der im Innenleiter des BNC Steckers fließt unter 100nA. Eddy C. schrieb: > Die Leiterplatte von Flussmittelresten befreien könnte schlau sein. Ich reinige meine Platine immer nach dem Löten / nachlöten, mit ein bisschen Desinfektionsmittel mit Alkohol und einer Zahnbürste(Die war natürlich vorher nicht benutzt worden :)) Das einzige womit ich mich jetzt noch beschäftigen muss ist der verdammt ADC des ATMega328P. Trotz Externer Referenzspannung mit exakt 5.00V weicht der gemessene Wert immer 50-80mV vom realen Wert ab. Eventuell schwingt auch der Ausgang des OpAmp das muss ich mir nochmal anschauen. Lg
Schalte probeweise einen Tiefpass von 1k/100n zwischen OpAmp und ADC. Mag sein, dass die S/H-Schaltung des ADC so schnell ist, dass der OpAmp den kapazitiven Lastpuls nicht so schnell ausregeln kann. Der 100n puffert die Spannung, der 1k verhindert Schwingen.
Eddy C. schrieb: > Schalte probeweise einen Tiefpass von 1k/100n zwischen OpAmp und ADC. > Mag sein, dass die S/H-Schaltung des ADC so schnell ist, dass der OpAmp > den kapazitiven Lastpuls nicht so schnell ausregeln kann. Der 100n > puffert die Spannung, der 1k verhindert Schwingen. Werde ich auf jeden Fall auch noch ausprobieren. Ich habe im Moment zum Testen ein TL431 als Referenz beschaltet der gibt mir konstant 2,518 Volt aus. Diese speise ich nun am AREF Pin ein mit 100nF nach GND. Habe jetzt zum ein Spannungsteiler mit zwei 10K Widerstanden aufgebaut so das die Spannung in der Mitte aufgeteilt wird. Habe die Widerstände ausgemessen vorher und in den Code übernommen. Bei einer Referenzspannung von 2,518 Volt habe ich ja bei 10 Bit Auflösung 2,46mV/Step. 13 mV Differenz ist ja so schon mal ganz nicht schlecht. Aber die fehlenden 13 mV einfach dazu zurechnen im Code weiß nicht ob das so gut ist. Habe zum testen ein Poti an den Spannungsteiler angeschlossen, wenn ich am Poti 2,445 Volt einstelle gibt mir der ADC umgerechnet in Spannung 2,431V aus. 13 mV Unterschied. Im der Software mache ich 20 Messungen in 100ms und bilde daraus dann den Mittelwert. Lg
Eddy C. schrieb: > er Styroflex-Kondensator ist vermutlich deutlich niederohmiger, z.B. > 100GOhm, was bei pH 7 roundabout 4pA Strom ergibt ... 2fA macht der > OpAmp. Due verwechselst einen Isolator mit einem Widerstand. So schlecht ist der Kondensator allenfalls, wenn du ihn vorher durch den Mülleimer gezogen hast. 470pF || 100GΩ ergibt eine Zeitkonstante von 47s. Ordentliche Folienkondensatoren haben Zeitkonstanten im Bereich von Stunden, also etwa 100 Mal besser. Man kann so geringe Ströme kaum direkt messen, aber man kann ihre Wirkung auf die Spannungsänderung eines Kondensators beobachten. Übrigens sind die preiswerten MKP-Kondensatoren hinsichtlich der dielektrischen Nachwirkungen besser als PS. Aber alle Isolatoren müssen sehr, sehr sauber sein! Fingerabdrücke, vermeiden bzw. reinigen, denn da ist Salz drin, das Feuchtigkeit aus der Luft anzieht. Dehalb auch den Kontakt des Meßsignals mit der Platine vermeiden.
nachtmix, Für meine Abschätzung der 100 GOhm hatte ich einen Blick in ein Datenblatt riskiert, wo diese Angabe so zu finden war, allerding >100 GOhm. Einen Kondenstor einfach mal liegen lassen wäre tatsächlich ein interessanter Versuch. Alleine schon das Verhalten des pH-Verstärkers bei offenem Eingang brächte aufschlussreiche Erkenntnisse über die Qualität der Anordnung, zumal dieser Versuch mit einem einfachen Multimeter am Ausgang des OpAmp durchführbar ist.
Eddy C. schrieb: > Alleine schon das Verhalten des pH-Verstärkers bei offenem Eingang > brächte aufschlussreiche Erkenntnisse über die Qualität der Anordnung, > zumal dieser Versuch mit einem einfachen Multimeter am Ausgang des OpAmp > durchführbar ist. Hallo, Ich weiß dieser Beitrag ist schon etwas länger, möchte ihn aber nochmal aufgreifen da ich ein paar Veränderung an meine Verstärker nun vornehme. Wenn der Ausgang offen liegt dann steigt die Spannung auf 4,10 Volt an und bleibt dort stehen. Eddy C. schrieb: > Wenn Du die Eigenschaften des LMC660 nicht nennenswert verschlechtern > willst, stimme ich der Luftverdrahtung zu. Das ist ein Punkt den ich auf jeden Fall ändern will, denn ich weiß es nicht woran es genau liegt aber meine Elektrode die ich seit 5 Monaten an dem Verstärker betrieben habe lässt sich nun nicht mehr Kalibrieren bzw. die Asymmetrie der Elektrode ist zu hoch. Ob die Elektrode nun wirklich durch mein Verstärker kaputt gegangen ist kann ich nicht sagen. Es gab aber da wo ich Sie her habe mehrere negative Kritik das sie nicht so lange halten soll. Eine neu Platine wollte ich nicht löten. Sondern eigentlich nur den Weg vom BNC Innenleiter zum OpAmp Eingang ablöten. Und dann mit beschichten Kupferlack draht eine Luftverdrahtung machen, also direkt hinter der BNC Buchse den Schutzwiderstand anlöten dann das OpAmp Bein hochbiegen und den Schutzwiderstand dort auch wieder dran löten und den Kondensator hinter dem Widerstand anlöten gegen GND. Eddy C. schrieb: > Schalte probeweise einen Tiefpass von 1k/100n Ja das hat auch erfolg gebracht. Der OpAmp schwingt nun nicht mehr. Aber ich aber nun habe ist ein nerviges 50Hz Brummen auf dem Ausgang. Ich habe mir nun nochmal mein Schaltplan angesehen(den letzten von hier) und vermisse selber irgendwie die Abblockkondensatoren am OpAmp. Bin mir nur aber nicht sicher ob ich dort 1 Abblockkondensator oder 3 verbauen soll. Also nur zwischen den -Vcc und +Vcc oder zwischen -Vcc und GND, +Vcc und GND und einmal zwischen -Vcc und +Vcc. Als Kapazität dachte ich an 100nF/220nF. nachtmix schrieb: > Ordentliche Folienkondensatoren haben Zeitkonstanten im Bereich von > Stunden, also etwa 100 Mal besser. Also würde ein Austausch des Styroflex Kondensators in dem BNC+ Zwerg gegen ein Folienkondensator(MKP) sinn machen. Problem: Ich finde keine MKP2/4 Kondensatoren mit Kapazität im pF Bereich bei reichelt, nur FKP2. mfg
Hallo Felix, eine Schaltung für ne PH-Elektrode zu kreieren ist nicht ganz trickly. Die Elektrode muß direkt auf den OpAmp - Pin. Dieser Pin darf nicht in der Platine, oder noch schlimmer im Sockel sein. Pin aufbiegen und Short-Way. Wenn die Elektrode falsch gelagert, oder trocken geliefert wurde, ist diese Schrott. 08/15 Elektroden sind zudem nicht für Dauerbetrieb ausgelegt. Ich kenne Ingold, bzw Mettler. Diese sind zwar andere Liga, aber funktionieren. Habe nicht den ganzen Tread gelesen, aber wenn der Kondensator vorne noch drin ist, dann ist das auch ein Fehler.
Thomas schrieb: > Wenn die Elektrode falsch gelagert, oder trocken geliefert wurde Wurde Sie nicht sie wurde mit einer Schutzkappe gefüllt mit KCI 3mol/l geliefert. Sie war bis jetzt im Einsatz. Thomas schrieb: > 08/15 Elektroden sind zudem nicht für Dauerbetrieb > ausgelegt. Ja ich weiß. Das ist eine Gel-Elektrode die für den Dauerbetrieb im Aquarium vorgesehen ist. Haltbarkeit circa. 12 bis 18 Monate. Je nach Wasserhärte länger oder kürzer. Thomas schrieb: > Habe nicht den ganzen Tread gelesen, aber wenn der Kondensator vorne > noch drin ist, dann ist das auch ein Fehler. Ich bin mir jetzt nicht ganz sicher welchen Kondensator du meinst. Aber ich gehe davon aus das du den Kondensator hinter dem Schutzwiderstand meinst. Der Kondensator bildet ja mit dem Widerstand ein R-C Tiefpass der alles über 338Hz rausfiltert. Ist der Problematisch weil sich der Kondensator über die Sonde auflädt? Thomas schrieb: > Pin aufbiegen und > Short-Way. Wird geändert. Mfg
Felix N. schrieb: > Ja ich weiß. Das ist eine Gel-Elektrode die für den Dauerbetrieb im > Aquarium vorgesehen ist. Haltbarkeit circa. 12 bis 18 Monate. Je nach > Wasserhärte länger oder kürzer. Klingt stark danach, als ob man mit Pumlen nur eine stichprobenmässige pH-Wert-Messung machen sollte. Dann immer abspülen und in 3M-KCl halten. Meine nur gelegentlich genutzte Elektrode ist schon über 20 Jahre alt, und ein mal trockengefallen, tut immer noch..
Bezogen auf den Beitrag:
> 18.08.2018 00:0
Ist der weiße, transparente Kondi der, der an der PH Elektrode durch die
Platine hängt?
Angehängte Dateien:
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ph_amp.png
11 KB
Thomas schrieb: > Ist der weiße, transparente Kondi der, der an der PH Elektrode durch die > Platine hängt? Ich habe den Kondensator den ich vermute den du meinst mal eingekreist. Falls du diesen meinst, Ja er befindet sich noch immer in der Platine Achso der 1M Ohm Widerstand(R5) in der Ground Schiene(BNC-) befindet sich dort nicht mehr drin dort ist eine Drahtbrücke. mfg
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Ja, den meinte ich! der muß raus. Und dann den Pin der BNC-Buchse direkt zum Eingang des OpAmp's. Dieser sollte eigentlich 'nur' den Eingangswiderstand erhöhen, so dass die Elektrode - nicht - belastet wird. Dadurch würde der Messfehler entstehen. Also V=1. Was dann nach dem Op-Amp kommt würde ich weniger kritisch einschätzen, muß aber auch passen! Ub + und - wenn vorhanden auch unmittelbar an den OP's stützenmit 100nF oder Tantal's.
Thomas schrieb: > Ja, den meinte ich! Ok. Thomas schrieb: > der muß raus Ich denke mal das er raus soll weil, er die Elektrode beim Aufladen belastet? Aber okay. Wenn ich diesen Entferne dann habe ich ja nur den 1M Ohm Widerstand dazwischen der den Strom begrenzt, so das der Eingangswiderstand noch weiter erhöht wird. Aber fange ich mir dann nicht auch noch wieder Störungen auf die Messleitung ein oder ist das ehr unkritisch? Ich meine den Verstärker habe ich in ein Kasten gebaut und versucht mit Alufolie abzuschmieren wie gut das mir gelungen ist kann ich nicht genau sagen aber was ich sagen kann der Messwert am OpAmp Ausgang ist so gut wie Stabil. Den Handy Test hat er auf jeden Fall überstanden. Thomas schrieb: > Ub + und - wenn vorhanden auch unmittelbar an den > OP's stützenmit 100nF oder Tantal's. Also 100nF(Folienkondensator) direkt an die Beinchen des OPAmps löten wäre glaubig am einfachsten. Thomas schrieb: > Also V=1 Mein Verstärker hat aber eine Verstärkung von 3. R_gain(R6)=10K und R7, R8 sind ja auch 10K. Mfg
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