Moin zusammen, ich möchte mit einem Raspberry Pi ein Sinussignal von 50 bis 250 Hz ausgeben. Dazu würde ich als erstes zum RPi einen DA Wandler nehmen Vielleicht dieser hier ?!: https://www.rasppishop.de/Raspberry-Pi-AD-DA-Wandler-Board-HAT-Erweiterung Anschließend soll mein nun analoges Signal verstärkt werden mittels eines Verstärkers. Der Verstärker sollte im Bereich -200 bis 200V arbeiten können. Vielleicht dieser hier ?!: https://www.apexanalog.com/products/pa90.html Zum Schluss sollen damit die DuraAct Flächenwandler P-876.A15 angeregt werden (https://www.piceramic.de/de/produkte/piezokeramische-aktoren/flaechenwandler/p-876-duraact-flaechenwandler-101790/). Meine Frage ist, bekommt man diese Bauteile mit einander sinnvoll in Einklang, sodass am Ende die Piezos richtig funktionieren ? Insagesamt sollen 6 Piezos angesteuert werden. Vielen Dank schonmal im Voraus für Eure Hilfe !!!
50-200 Hz sieht recht wenig aus. Im Datenblatt steht auch nix zur Frequenz, da wuerde ich nochmal pruefen, die Plaettchen sehen sehr duenn aus. Normalerweise je duenner desto hoeher die Frequenz. Normallerweise ginge es so wie Du sagst prinzipiell. Einfacher waere allerdings einen digitalen Pulser direkt mit dem pi anzusteuern. Gibt es von Maxim oder ST. Die feuern allerdings mit Rechteck. Wozu braucht es denn einen Sinus?
Tj S. schrieb: > Vielleicht dieser hier ?!: > https://www.apexanalog.com/products/pa90.html Sollte funktionieren. Zumindest ist der Apex zur Ansteuerung von Piezos vorgesehen. Aber Deine Piezos haben 8 bis 150 nF. Die Apex OPV sind ja nicht gerade billig. Ich würde Apex einfach mal dazu anschreiben. Vielleicht kann man Dir auch ein Spice - Modell zur Verfügung stellen. Wenn dies unverschlüsselt ist kannst Du dann auch mit LTspice simulieren. mfg Klaus
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@Mark W. Moin, erstmal vielen Dank für deine Antwort ! Die Vorgabe war das es ein Sinussignal sein wird, daher kann ich dir leider nicht mehr dazu sagen. Was mich einwenig stutzig macht ist, bzw. was ich nicht recht verstehe, der DuraAct Flächenwandler hat eine Kapazität von 45nF +- 20% aber der Operationsverstärker gibt nur pF her ?!
Tj S. schrieb: > @Mark W. > Moin, erstmal vielen Dank für deine Antwort ! > Die Vorgabe war das es ein Sinussignal sein wird, daher kann ich dir > leider nicht mehr dazu sagen. > Was mich einwenig stutzig macht ist, bzw. was ich nicht recht verstehe, > der DuraAct Flächenwandler hat eine Kapazität von 45nF +- 20% aber der > Operationsverstärker gibt nur pF her ?! Du brauchst eine Stromquelle.
da steht nur ein Minimalwert von 470 pF für die Kapazitive Last. Nur der Kompensationskondensator liegt in pF-Bereichen. Aber von Piezo Tieftönern habe ich noch nichts gehört, die werden eher als Hochtöner benutzt oder als Ultraschallgeber.
Sorry wenn ich jetzt so Doof nach hacke, aber wie meinst du das ? Eine Stromversorgung bekommen die Teile, aber das alleine reicht aus, dass die Verstärker dann die nF liefern können ?, weil in den Diagramm aus dem Datenblatt sind immer nur pF Werte angegeben im Verhältnis zur Frequenz
@Christoph db1uq K. Ah jaaaaa, oh man wer lesen kann ist klar im Vorteil :D also wenn er mindestens 470 pF hat und kein maximal Wert angegeben ist, sollte er mit den 45nF +-20% locker zurecht kommen ja ?
Tj S. schrieb: > Sorry wenn ich jetzt so Doof nach hacke, aber wie meinst du das ? Eine > Stromversorgung bekommen die Teile, aber das alleine reicht aus, dass > die Verstärker dann die nF liefern können ?, weil in den Diagramm aus > dem Datenblatt sind immer nur pF Werte angegeben im Verhältnis zur > Frequenz Kapazitaeten verhalten sich wie Kurzschluesse im Einschaltmoment. Daemmerts? Bei einer Wechselspannung gibt es davon einige, je nach Frequenz.
Bei mir kommt ebend noch die Frage auf: Wie viele von den OPV benötige ich um 6 Piezos anzusteuern? Kann ich jeweils 2 Piezos oder mehr an einen OPV hängen oder funktioniert das nicht?
Tj S. schrieb: > Bei mir kommt ebend noch die Frage auf: > Wie viele von den OPV benötige ich um 6 Piezos anzusteuern? > Kann ich jeweils 2 Piezos oder mehr an einen OPV hängen oder > funktioniert das nicht? Was soll das Ding eigentlich machen? Auf dem Tisch mit 250 Hz rumschwingen? Besorge Dir erstmal einige Samples zum Testen und hange sie an ein Funktionsgenerator.
@Mark W. Ja, jetzt macht es langsam klick ;D Der erste Kaffee fängt langsam an zu wirken und bringt mich vorwärts :D Vielen Dank für eure Geduld
@Mark W. Ja genau die sollen ein wenig vor sich hin Schwingen und somit das Fließverhalten von Harzen verbessern.
Tj S. schrieb: > @Mark W. > Ja genau die sollen ein wenig vor sich hin Schwingen und somit das > Fließverhalten von Harzen verbessern. Ok, das ist wenigstens ne Anwendung. Ich kenne die spezifischen Sensoren nicht, ich habe nur Erfahrung mit Piezokeramischen Sensoren, also keine Flexiblen. Bei Flexiblen kenne ich nur PVDF-Sensoren. Und alles nur im MHz Bereich. Wie gesagt bekomme mal die Resonanzfrequenz heraus. Meiner Meinung nach muessen die bei 250 Hz wesentlich dicker sein. Du kannst zwar auch außerhalb arbeiten, aber dann wird der Wirkungsgrad schlechter.
@Mark W. Die DuraAct Flächenwandler sind Keramische Piezos. Ich habe ebend nochmal nach gehakt und die Piezo sollen wohl in dem Bereich von 50-250 Hz ohne Probleme ihren Zweck erfüllen. Wie ist deine Einschätzung zu meiner anderen Frage, ob man an den APEX PA90 mehrere Piezos anschließt ? Sollte das funktionieren ? Lieben Dank für deine Hilfe !
Tj S. schrieb: > @Mark W. > Die DuraAct Flächenwandler sind Keramische Piezos. > Ich habe ebend nochmal nach gehakt und die Piezo sollen wohl in dem > Bereich von 50-250 Hz ohne Probleme ihren Zweck erfüllen. > Wie ist deine Einschätzung zu meiner anderen Frage, ob man an den APEX > PA90 mehrere Piezos anschließt ? Sollte das funktionieren ? > Lieben Dank für deine Hilfe ! Habe mir die Apex nicht angesehen, aber warum nicht, solange sie die Leistung treiben koennen? Was ist, wenn ein oder mehrere Piezos ausfallen?
@Mark W. Da schaue ich mir dann die Datenblätter wohl nochmal genauer an. Sollten Piezos ausfallen, wird wohl im schlimmsten Fall das Harz nicht so gut verteilt wie ursprünglich geplant. Aber gegen einen Ausfall soll erstmal nichts zusätzlich abgesichert werden.
Tj S. schrieb: > @Mark W. > Da schaue ich mir dann die Datenblätter wohl nochmal genauer an. > Sollten Piezos ausfallen, wird wohl im schlimmsten Fall das Harz nicht > so gut verteilt wie ursprünglich geplant. Aber gegen einen Ausfall soll > erstmal nichts zusätzlich abgesichert werden. Piezos bekommt man eigentlich nicht kaputt, aber es kann sich ja mal ein Kontakt loesen oder so....
Tj S. schrieb: > Ah jaaaaa, oh man wer lesen kann ist klar im Vorteil :D > also wenn er mindestens 470 pF hat und kein maximal Wert angegeben ist, > sollte er mit den 45nF +-20% locker zurecht kommen ja ? Nein: das interpretierst du falsch. Die Angabe im Datenblatt bedeutet: bei den Testbedingung (Verstärkung A_V=+1) garantiert dir der Hersteller, dass der OPV mindestens eine Lastkapazität von 470pF stabil treiben kann ohne zu schwingen. Bei höheren Lastkapazitäten kann er mit etwas Glück auch noch stabil laufen, aber garantiert ist das nicht. 47nF (oder Vielfache davon) ist weit außerhalb dessen, wofür der Apex typischerweise eingesetzt wird. Der soll normalerweise Piezos mit kleinere Kapazität treiben, dabei aber wesentlich höhere Frequenzen als 250Hz schaffen. Was die Lage für dich günstiger macht: du betreibst den Verstärker nicht mit einer Verstärkung von +1 (das ist bezüglich Stabilität der kritischste Fall). Sondern du betreibst ihn mit einer Verstärkung von ca. 100. Damit wird auch die Schwingneigung ca. um einen Faktor 100 geringer. Trotzdem sind die 45nF deines Piezos sehr viel größer als das, wofür der Apex eigentlich gedacht ist. Ich würde daher auf jeden Fall weitere Sicherheitsmaßnahmen vorsehen, damit er nicht beim ersten Einschalten losschwingt und abraucht. möglich wären: - du kannst die Kompensationspins des Apex nutzen. Die machen den Verstärker langsamer (aber für 250Hz immer noch schnell genug). Gleichzeitig machen sie ihn unempfindlicher gegen Schwingneigung. - du kannst die Last ändern, damit sie nicht mehr rein kapazitiv ist. Bei 250Hz entspricht der 47nF-Piezo einem kapazitiven Blindwiderstand von 1/(2*pi*250*47n)=13kOhm. Wenn du ihm z.B. einen 2kOhm Widerstand in Reihe schaltest, fällt bei 250Hz (fast) die gesamte Spannung am Piezo ab, du verlierst praktisch keine kaum Treiberleistung. Bei höheren Frequenzen (bei denen der Verstärker potentiell schwingen würde) dominiert dann aber der 2kOhm Widerstand, so dass weniger Schwingneigung entsteht. Grade wenn mehre Piezos parallel am Apex betreiben willst, würde ich jedem Piezo einen solchen 2kOhm Widerstand in Reihe schalten. Oder auch etwas mehr als 2kOhm, wenn du mit einer geringfügigen Reduzierung der Treiberleistung leben kannst und den Apex bei vielen parallelen Piezos thermisch etwas entlasten willst.
Tj S. schrieb: > Vielleicht dieser hier Apex nimmt man gerne bei so hohen Spannungen. Sind aber auch unrealistisch teuer. 250Hz bedeutet einen bestimmten Umladestrom über die Kapazität des Aktors. Den muss der Treiber über die 200V schaffen. 45nF sind bei 250Hz 15kOhm an 140Vrms also 10mA also 1 Watt Verlust die der OpAmp loswerden muss. Pro Piezo. Rechne also aus wie viele du parallel anschliessen kannst. Mark W. schrieb: > Piezos bekommt man eigentlich nicht kaputt Sie sind sofort kaputt wenn man über ihre Polarisationsspannung geht. Tj S. schrieb: > Was mich einwenig stutzig macht ist, bzw. was ich nicht recht verstehe, > der DuraAct Flächenwandler hat eine Kapazität von 45nF +- 20% aber der > Operationsverstärker gibt nur pF her ?! Das betrifft das Stabilitätskriterium des OpAmps, den kann man auch für grössere Kapazitäten kompensieren bzw. die Kapazität per Widerstand entkoppeln.
Tj S. schrieb: > Die Vorgabe war das es ein Sinussignal sein wird, daher kann ich dir > leider nicht mehr dazu sagen. Vielleicht hat der/die Vorgebende den Sinus gewählt aus Unwissen gewählt? Weil aus der Steckdose ja auch ein Sinus kommt und damit ganz einfach ist? Für die Anwendung zur Verbesserung des Fließverhaltens wäre m.E. eine Rechteckansteuerung variabler Freuqenz vollkommen zielführend. Bevor ich hier mühsam die perfekte Sinusansteuerung austüfteln würde, würde ich nochmal beim "Vorgebenden" nachfragen. Denn Zeit ist Geld! Außer es handelt sich um ein akademisches Projekt. Dann ist die Vorgabe natürlich in Stein gemeisselt.
Riesen Dank an euch alle für den Super Input !! Ihr habt mir echt sehr weiter geholfen, ich werde mich erstmal ran setzen und die ganzen neuen Infos im Bezug auf mein Vorhaben auswerten. Vielen vielen Dank !!!!
MaWin schrieb: > Mark W. schrieb: >> Piezos bekommt man eigentlich nicht kaputt > > Sie sind sofort kaputt wenn man über ihre Polarisationsspannung geht. > Ja, das muss man aber schon mit Absicht machen. Die meissten Transducer, mit denen ich zu tun habe koennen bis 400 V und mehr. Ich betreibe sie aber nie ueber +-100V, voellig ausreichend.
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