Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Linear-Hallsensor Ausgang Pegelanpassung


von efly (Gast)


Lesenswert?

Ich habe folgendes Problem:

Ich habe einen Linear-Hallsensor (Drehwinkelsensor )mit einem  einer 
Ausgangsspannung von 0,400V – 1,7V .

Ich brauche aber für die auswertende Elektronikschaltung dahinter einen 
Spannungsbereich von 0,3 V-2,25 V.

Wie kann ich den Spannungsbereich am besten, schnell und 
temperaturstabil anpassen?

Kennt jemand  ein IC Modul für sowas ?
Es sollte klein und kompakt sein, da ich wenig Platz im Gehäuse habe.

: Verschoben durch Moderator
von lambda (Gast)


Lesenswert?

Zwei Operationsverstärker für Multiplikation mit 1,5 und Subtraktion von 
0,3V.

von efly (Gast)


Lesenswert?

Ich habe gerade gesehen, dass ich ins falsche Forum gerutscht bin, 
sorry.





lambda schrieb:
> Zwei Operationsverstärker für Multiplikation mit 1,5 und Subtraktion von
> 0,3V.

Gibt es sowas auch als IC?
 Ich brauche es ziemlich kompakt und klein.

2 OP's plus die entsprechenden Widerstände das gibt
ein unschönes instabiles Gefummel wenn ich es freischwebend mache.
Für eine extra Platine reicht der Platz nicht bzw. ich habe keine 
Möglichkeit diese zu erstellen

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

efly schrieb:
> 2 OP's plus die entsprechenden Widerstände das gibt
> ein unschönes instabiles Gefummel wenn ich es freischwebend mache.

2 OPs gibt es in einem IC-Gehäuse.

Man fragt sich natürlich, warum es unbedingt zwei sein sollen.
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

von efly (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> 2 OPs gibt es in einem IC-Gehäuse.


Hast du ein Beispiel für einen IC , den ich ohne zusätzliche Widerstände 
verwenden könnte ?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

efly schrieb:
> Ich habe einen Linear-Hallsensor (Drehwinkelsensor )mit einem  einer
> Ausgangsspannung von 0,400V – 1,7V .
> Ich brauche aber für die auswertende Elektronikschaltung dahinter einen
> Spannungsbereich von 0,3 V-2,25 V.
Warum? Kannst du die auswertende Schaltung nicht einfach so 
konfigurieren, dass die Sensorspannung da ausreicht?

> Ich habe einen Linear-Hallsensor (Drehwinkelsensor )mit einem  einer
> Ausgangsspannung von 0,400V – 1,7V .
> Ich brauche aber für die auswertende Elektronikschaltung dahinter einen
> Spannungsbereich von 0,3 V-2,25 V.
Gib dem Sensorhersteller Geld, dass er die Ausgangsspanung des Sensors 
deinen Wünschen anpasst.

efly schrieb:
> Hast du ein Beispiel für einen IC , den ich ohne zusätzliche Widerstände
> verwenden könnte ?
Den "Voltage Level Translator 0,4V-1,7V to 0,3V-2,25V" VLT040170030225 
gibts noch nicht. Da musst du dir ein ASIC machen lassen. Ein "wasch mir 
den Pelz, aber mach mich nicht nass!" funktioniert halt nicht.

efly schrieb:
> Wie kann ich den Spannungsbereich am besten, schnell und
> temperaturstabil anpassen?
"Am Besten" und "Schnell" liegen erfahrungsgemäß diametral auf dem 
Anforderungskreis.
Welche Versorgungsspanung hast du dafür zur Verfügung?

> Es sollte klein und kompakt sein, da ich wenig Platz im Gehäuse habe.
Gibts da auch Zahlen dazu?

: Bearbeitet durch Moderator
von efly (Gast)


Lesenswert?

Lothar M. schrieb:
> Warum? Kannst du die auswertende Schaltung nicht einfach so
> konfigurieren, dass die Sensorspannung da ausreicht?

Die Schaltung ist gegeben (RC-Funke).


Lothar M. schrieb:
> Gib dem Sensorhersteller Geld, dass er die Ausgangsspanung des Sensors
> deinen Wünschen anpasst.

Das würde sich nicht lohnen.

Lothar M. schrieb:
> Den "Voltage Level Translator 0,4V-1,7V to 0,3V-2,25V" VLT040170030225
> gibts noch nicht. Da musst du dir ein ASIC machen lassen. Ein "wasch mir
> den Pelz, aber mach mich nicht nass!" funktioniert halt nicht.

Das wollte ich jetzt nicht lesen :-(
Ich habe gehofft, dass es da was gibt.


Lothar M. schrieb:
> Gibts da auch Zahlen dazu?

Genau ausgemessen habe ich es noch nicht, aber ein IC konnte ich gut 
unterbringen.

Lothar M. schrieb:
> Am Besten" und "Schnell" liegen erfahrungsgemäß diametral auf dem
> Anforderungskreis.
> Welche Versorgungsspanung hast du dafür zur Verfügung?

5V

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

efly schrieb:
> Hast du ein Beispiel für einen IC , den ich ohne zusätzliche Widerstände
> verwenden könnte ?

Nein. Du wirst keine Analogschaltung finden, die auf deine 
Bereichswünsche angepasst ist.

Was hast du gegen Widerstände?
Ich vermute jetzt mal, dass du bei freischwebendem Aufbau von DIL/DIP 
Bauform sprichst. In Bauform 0805 oder 0603 passen da Widerstände 
wunderbar zwischen die Anschlüsse. ICs gibt's allerdings auch deutlich 
kleiner.

von sid (Gast)


Lesenswert?

kannst Du nicht einen anderen Hallsensor nutzen?
SS495 zB hat ne Spannbreite von etwa 0.5-4.5V bei 5V Eingang
und 640 Gauss

und falls es ein vorgefertigtes Modul ist,
ggf lässt sich der Magnet selbst gegen einen stärkeren tauschen.

gibt ja mittlerweile die winzigsten Magneten mit erstaunlichsten Werten.

Ansonsten wird's ggf tatsäcjlich eng mit den Optionen wenn der OpAmp 
raus ist bei Dir.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

efly schrieb:
> Kennt jemand  ein IC Modul für sowas ?

Was bitte soll ein IC Modul sein ?

Es gibt IC, wie TS912 in SO8 Gehäuse, wohl klein genug.

Unnd es gibt Module, z.B. 
https://www.pollin.de/p/platine-universal-operationsverstaerker-390078

Die sind dann nicht mehr klein, aber von dir genau auf deinen 
gewünschten Anwendungszweck bestückbar.

Und wenn dir das zu gross ist: Es ist nur deine mechanische Fähigkeit, 
es kleiner zu bekommen, mit ein wenig Eigenleistung: Genau passende 
Platine machen und notfalls mit einem SOT23-5 Operationsverstärker 
bestücken.

lambda schrieb:
> Zwei Operationsverstärker

Es reicht natürlich einer, wenn man sich ETWAS mit Grundlagen der 
Analogelektronik auskennt.

http://www.stegem.de/Elektronik rechnet sogar die Bauteilwerte aus.

von Werner H. (werner45)


Lesenswert?

Wozu eine Anpassung?
Der Sensor schwebt doch gut im Auswertebereich. Kleinere und größere 
Spannung treten doch nicht auf.

von efly (Gast)


Lesenswert?

Werner H. schrieb:
> Wozu eine Anpassung?
> Der Sensor schwebt doch gut im Auswertebereich. Kleinere und größere
> Spannung treten doch nicht auf.


Es reicht eben nicht sonst würde ich mir ja keine Gedanken darüber 
machen.

von efly (Gast)


Lesenswert?

sid schrieb:
> und falls es ein vorgefertigtes Modul ist,
> ggf lässt sich der Magnet selbst gegen einen stärkeren tauschen.

Das Modul ( Gimbal)  wollte ich eigentlich so unberührt lassen und es 
nicht vermurksen

von sid (Gast)


Lesenswert?

efly schrieb:
> Das Modul ( Gimbal)  wollte ich eigentlich so unberührt lassen und es
> nicht vermurksen

verstehe
gehe ich recht in der Annahme dass Du das in einen 10bit AD jagst?
Dann könntest Du stattdessen den REF auf sagen wir 2V setzt
damit bist Du bei 1.7V doch schon ganz gut,
und hast bestimmt 600 werte zwischen 0.4 und 1.7
(bei 360° sind das mindestens 0.6° Auflösung [665 werte? 0.54°])
kannst auch versuchen auf 1.85V zu kommen
dann kämst Du (wenn ich mich nicht verrechnet hab)
auf 720 Werte zwischen 0.4 und 1.7 also exakt 0.5° Auflösung.

Oder hab ich mich jetzt in die falsche richtung verrannt?

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

efly schrieb:
> Die Schaltung ist gegeben (RC-Funke)

Du weißt aber schon, dass bei der Bastelei die Betriebserlaubnis der 
"Funke" erlöschen kann!? Und sorry, wenn ich nichts zu deinem 
Modulwunsch sagen kann...
Rainer

von efly (Gast)


Lesenswert?

sid schrieb:
> gehe ich recht in der Annahme dass Du das in einen 10bit AD jagst?

Ehrlich gesagt weiß ich das nicht was Graupner da verbaut hat.

Original liegt hier ein Spannungssignal von 0,3 V-2,25 V von einem Poti 
kommend an.
Dieses Poti wollte ich durch einen Hallsensor (Gimbal mit Hall 
Drehwinkelsensor) ersetzen.
Mit dem Spannungsbereich von 0,400V – 1,7V kann die Graupner Funke aber 
nichts anfangen, d.h.
ich kann die Gimbals nicht kalibrieren.

Deshalb möchte ich den Spannungbereich anpassen.

Mir stellt sich die Frage, ob ich hier auch auf Potentialtrennung achten 
muss.
Kann ich das Gimbal-Signal direkt verwenden auch wenn der OPV an 
derselben Masse wie der Hallsensor hängt?

von efly (Gast)


Lesenswert?

Rainer V. schrieb:
> Du weißt aber schon, dass bei der Bastelei die Betriebserlaubnis der
> "Funke" erlöschen kann!? Und sorry, wenn ich nichts zu deinem
> Modulwunsch sagen kann...
> Rainer

Das sehe ich nicht so, da das Funkmodul und die Antenne nicht verändert 
werden.

von sid (Gast)


Lesenswert?

efly schrieb:
> sid schrieb:
>> gehe ich recht in der Annahme dass Du das in einen 10bit AD jagst?
>
> Ehrlich gesagt weiß ich das nicht was Graupner da verbaut hat.
>

Aha.. könntest Du mal n Foto vom FB Innenleben machen und Modell nennen?
Und idealerweise das Modell des Gimbals mindestens des verwendeten 
Sensors

Um Widerstände wirst Du nicht drumrumkommen
wenn Du die Weltherrschaft...ne moment...
wenn Du das Signal verändern willst.
aber das gibt's ja auch alles in klein zum Glück ;)

von efly (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

sid schrieb:
> Aha.. könntest Du mal n Foto vom FB Innenleben machen und Modell nennen?
> Und idealerweise das Modell des Gimbals mindestens des verwendeten
> Sensors

Bilder kann ich zurzeit keine machen, da ich nicht zu Hause bin.
Erst am Wochenende wieder. Es ist aber eine Graupner MX-16 hott.

Und dieses Gimbal habe ich.



https://www.hobbyrc.co.uk/jumper-t16-hall-sensor-gimbals

Der Hallsensor hat keine Typenbezeichnung.

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

efly schrieb:
> Das sehe ich nicht so, da das Funkmodul und die Antenne nicht verändert
> werden.

Will nicht Schulmeistern, aber das ist falsch! Die Betriebserlaubnis 
bezieht sich auf das komplette Gerät, so wie es vom Hersteller 
deklariert wurde! Aber da du ja keine Flugmodelle durch die 
Weltgeschichte jagst, würde ich das auch nicht so eng sehen... Trotzdem 
sollte man im Hinterkopf behalten, dass eine erloschene 
Betriebserlaubnis im Schadensfall (was auch immer) zu unangenehmen 
Problemen führen kann.
Gruß Rainer

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

efly schrieb:
> Original liegt hier ein Spannungssignal von 0,3 V-2,25 V von einem Poti
> kommend an.
> Dieses Poti wollte ich durch einen Hallsensor (Gimbal mit Hall
> Drehwinkelsensor) ersetzen.
> Mit dem Spannungsbereich von 0,400V – 1,7V kann die Graupner Funke aber
> nichts anfangen, d.h.
> ich kann die Gimbals nicht kalibrieren

Ich befürchte, du bist völlig auf dem Holzweg.

Ein Poti muss keine Spannung liefern, es ist ein veränderlicher 
Widerstand.
Und ja nach Schaltung kann es völlig unterschiedlich ausgewertet werden, 
z.B. in Impulsen.
Dann stimmen deine gemessenen Gleichspannungen sowieso nicht mit dem 
originalen Spannungsverlauf überein.

Nur wenn das Poti zwischen plus und Masse geschaltet ist und der 
Schleifer in die Auswerteschaltung geht, kann man versuchen ein passende 
emulierte Spannung an den alten Schleiferkontakt zu legen.
Aber es gibt auch 100 Auswerteschaltungen, die mit einer Spannung nichts 
anfangen können.

Also erstmal rausfinden, wie das Poti ausgewertet wird, Schaltplan 
abzeichnen, Spannungsverläufe an den Potianschlüssen (an allen) mit dem 
Oszilloskop messen.

Dann weiterdenken

von efly (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
>
> Dann weiterdenken

das habe ich schon ausprobiert mit einem externen Hall Sensor. das hat 
grundsätzlich funktioniert und ich konnte auch kalibrieren nur bekam ich 
Probleme mit der Temperaturstabilität. das heißt bei dem temperaturdelta 
von ca 20 Grad musste ich  immer nach kalibrieren . deswegen habe ich 
mir ein fertiges Hall Gimbal gekauft. sorry für die Rechtschreibung die 
ich diktiere gerade mit dem Handy

von efly (Gast)


Lesenswert?

Rainer V. schrieb:
> Will nicht Schulmeistern, aber das ist falsch! Die Betriebserlaubnis
> bezieht sich auf das komplette Gerät, so wie es vom Herstelle

 die Diskussion hatten wir hier schon mal



Beitrag "RC-Fernsteuerung Zulassung"


Gruß

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

efly schrieb:
> die Diskussion hatten wir hier schon mal

Ok, danke für den Link! Trotzdem bin ich der Meinung, dass in dem 
genannten Fall der Punkt das austauschbare Sendemodul ist. Aber ich will 
nicht nerven...bin schon lange nicht mehr im RC-Geschäft...
Gruß Rainer

von Bernhard S. (b_spitzer)


Lesenswert?

Auch wenn es nicht ganz in die Analog-Gruppe passt...
Ein kleiner Controller mit integriertem AD-Wandler misst das Signal und 
berechnet ein passendes PWM-Signal für den Ausgang. Ohne geänderte 
Referenzspannung bleiben von den 10Bit eines ATTiny noch 8 1/2 Bits 
übrig, reicht für die Anwendung wahrscheinlich aus.
Benötigte Komponenten: 1x SO-8 (oder DIL8) Mikrocontroller, 1 
Kondensator an der Versorgungsspannung, 1 Kondensator + 1 Widerstand zum 
Filtern der PWM.

von efly (Gast)


Lesenswert?

Bernhard S. schrieb:
> Kondensator an der Versorgungsspannung, 1 Kondensator + 1 Widerstand zum
> Filtern der PWM.


Ein ganz anderer Ansatz und könnte auch funktionieren.
Aber ich vermute bis ich die passende Spannung habe ist das eine 
zeitaufwändige Trial and Error Herangehensweise.

Hast du schon mal so was in der Praxis gemacht ?

von Bernhard S. (b_spitzer)


Lesenswert?

mit dem ATTiny nicht, aber mit diversen anderen Controllern.
Zunächst die erwarteten Messwerte (für URef=5V und 10 Bit ADC, sonst 
anpassen) bestimmen:
   SensorMin = 0,4V/Uref*1024 = 82
   SensorMax = 1,7V/Uref*1024 = 348
Dann die PWM-Werte (hier für 10-Bit PWM, sonst anpassen)
   PWMMin = 0,3V/5V*1024 = 61
   PWMMax = 2,25V/5V`*1024 = 461

In Arduino würde es etwa so aussehen:
1
int SensorPin = xx, PMWPin = yy;
2
unsinged int Digitalwert, PWMWert;
3
setup() {
4
   PinMode(PMWPin, OUTPUT);
5
}
6
7
loop() {
8
   Digitalwert = analogRead(SensorPin);
9
   PWMWert = map(Digitalwert, SensorMin, SensorMax, PWMMin, PWMMax);
10
   analogWrite(PWMPin, PWMWert);
11
12
   delay(10ms); // anpassen je nach gewünschte Änderungsgeschwindigkeit
13
}
Digitale Signalverarbeitung als 3-Zeiler...

: Bearbeitet durch User
von Bernhard S. (b_spitzer)


Lesenswert?

geht auch (weniger übersichtlich) in einer Zeile...
1
   analogWrite(PWMPin, map(analogRead(SensorPin), SensorMin, SensorMax, PWMMin, PWMMax));
Spart aber keine Zeit, also lieber übersichtlicher schreiben ;-)

: Bearbeitet durch User
von efly (Gast)


Lesenswert?

Bernhard S. schrieb:
> In Arduino würde es etwa so aussehen:


Ja danke für den Tipp.
Ich habe leider noch keinen Arduino und das wäre alles zu groß für 
meinen
Anwendungsfall.

Die RC-Funke hat nicht so viel Platz :-(

von Bernhard S. (b_spitzer)


Lesenswert?

Man kann ein Programm aus Arduino auch auf einen "nackten" Controller 
flashen. SO8 wird etwas fummelig mit der Kontaktierung, hier wäre DIL8 
geeignet.

von efly (Gast)


Lesenswert?

Bernhard S. schrieb:
> Man kann ein Programm aus Arduino auch auf einen "nackten" Controller
> flashen. SO8 wird etwas fummelig mit der Kontaktierung, hier wäre DIL8
> geeignet.


ok dazu müsste ich mich dann erst mal mit Arduino Welt intensiver 
beschäftigen. Ich habe damit noch nicht rumgespielt.

von Bernhard S. (b_spitzer)


Lesenswert?

Ein Arduino Nano oder Arduino Pro Mini ist nur wenige cm² groß, kostet 
als China-Clone teilweise unter 2€ und wird direkt über USB 
programmiert. Einstiegskosten mit Zubehör (Steckbrett, paar Widerstände, 
Taster, LEDs) unter 5€. Der Rest ist deine Fantasie.

von efly (Gast)


Lesenswert?

Bernhard S. schrieb:
> Der Rest ist deine Fantasie.

Ja das Thema Arduino ist allgemein sehr interessant von meinem aktuellen 
Problem mal ganz abgesehen. Ich werde mir so oder so mal einen China 
Clone bestellen.

Zunächst werde ich's aber mal den OPV versuchen, da ich hier schon 
entsprechende Bauteile habe.


Was mir noch nicht ganz klar ist, ob ich hier auf eine Potentialtrennung 
achten muss?
Also Hallgeber und OPV dürfen nicht an der gleichen Masse hängen???

Spielt das bei einem Hall-Element in dem Schaltkreise integriert sind, 
in denen eine Signalverstärkung und Temperaturkompensation sowie eine 
Empfindlichkeitskorrektur erfolgen eine Rolle ?

von Bernhard S. (b_spitzer)


Lesenswert?

efly schrieb:
> Also Hallgeber und OPV dürfen nicht an der gleichen Masse hängen???

Falsch, sie MÜSSEN an einer gemeinsamen Masse hängen (wenn Vcc- des OPv 
an Masse liegt). Der vorgeschlagene TS912 ist ein Single-Supply 
Rail-to-Rail OPv, da kannst du Vcc- auf Masse legen und hast nur eine 
Versorgungsspannung.

Aber nun noch zur Berechnung... Zeichne Dir mal ein Diagramm Ua über Ue.
Du hast 2 Punkte Ua/Ue mit 0,4/0,3V und 2,25/1,8V
Berechne jetzt y = m*x - b und du bekommst eine Steigung von 1,32 
(=Verstärkung). Der Offset b ist hier gerade mal 4mV und sollte 
vernachlässigbar sein. Du brauchst also nur einen einfachen 
nichtinvertierenden Verstärker mit einer Verstärkung von 1,32! Das ist 
geradezu trivial.

von efly (Gast)


Lesenswert?

Bernhard S. schrieb:
> Falsch, sie MÜSSEN an einer gemeinsamen Masse hängen (wenn Vcc- des OPv
> an Masse liegt). Der vorgeschlagene TS912 ist ein Single-Supply
> Rail-to-Rail OPv, da kannst du Vcc- auf Masse legen und hast nur eine
> Versorgungsspannung.

Mich hat halt diese Diskussion hier
Beitrag "Hallsignal verstärken"

zum Nachdenken über die Potentialtrennung gebracht.

Danke für Deine hilfsbereiten Antworten. So macht ein Forum Spaß !

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.