Hallo!
Ich messe mit einem ADW die Spannung eines Fototransistors, welcher eine
sehr hohe Impedanz aufweißt ( ~10MOhm ). Wenn ich die Spannung mit dem
Multimeter messe komme ich immer auf 1.7V, der Controller misst aber
tatsächlich 3.0V. Kann es sein dass die Impedanz des Fototransistors so
belastet, dass der Controller mit seinem integrierten ADC nicht mehr
richtig misst? Müsste ich dann hier einen Impedanzwandler vorschalten,
oder gibt es auch platztechnisch kleinere Möglichkeiten?
Hier meine Schaltung:
3.3V
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|
-
| | 10MOhm
-
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------- ADC
|
|
| Fototransistor
|
|
---
GND
Danke, mfg Mathias
Hast Du den Fototransistor, insofern es einer ist, mal umgepolt? Normal sollten die im durchgesteuerten Zustand nicht viel mehr als 1V über sich abfallen lassen, bei einem Strom von 10mA. Was das Multimeter angeht, wird Dir dies durch seinen relativ niedrigen Innenwiderstand die Messung stark verfälschen. Dein Controller wird (bei passender Referenzspannung) schon korrekt messen.
Die meisten DVMs haben 10MOhm Eingangswiderstand. Bei Dunkelheit ist der Phototransitor SEHR hochohmig wesentlich grösser als 10 MOhm. Durch deine Messung erzeugst du einen wunderbaren Spannungsteilervon ca. 1:2, macht bei 3.3V ca. 1.65V. Das Ohmsche Gesetz funktioniert ;-) Der Eingang vom AVR hat locker 100MOhm und mehr, da klappts wieder. Die Schaltung ist arg hochohmig, warum willst du das? Sollte 1 MOhm nicht auch reichen? MFg Falk
Hängt auch vom controller ab ... im AVR Datenblatt steht, dass die Quelle möglichst keinen höheren Innenwiderstand als 10kOhm haben sollte.
Der Portpin ist trotzem sehr hochohmig. Allein für die Genauigkeit ist eine niedrige Quellimpedanz nötig, was bei langsam ändernden Signalen sehr schön durch einen Keramikkondensator 100nF "simuliert" werden kann, der für den Moment des Sampelns des ADCs die nötige Energie liefert.
Hallo! Danke für die ganzen Antworten! Ich verwende einen LPC936, da steht genauso wie im AVR Datenblatt dass der Quelleninnenwiderstand nicht größer als 10k Ohm sein sollte... 10MOhm als Vorwiderstand habe ich gewählt, damit der Arbeitspunkt der zu messenden Spannung in der Mitte der Versorgungsspannung ist (schwankt je nach Helligkeit zwischen 1.3 und 1.8V )... Habe ich das dann richtig verstanden, dass ich eventuell mit dem Multimeter und nicht mit dem Controller falsch messe? Und müsste es auch mit größeren Quellleninnenwiderständen unter Verlust der Genauigkeit funktionieren? Danke, Mathias
Aja beim Fototransistor handelt es sich um den SFH3010Z von Osram. Datenblatt im Anhang!
So ich habe jetzt testhalber das Multimeter (FLUKE 187) überprüft, welches laut Datenblatt einen Innenwiderstand von 10MOhm hat. Demnach ist die korekte Messung der Spannung unmöglich... Als Gegenprobe habe ich 2x10MOhm in Serie gehängt und 10V angelegt! => Zwischen den beiden Widerständen konnte ich statt den tatsächlichen 5V nur ~3.3V messen! Jetzt probier ich mal mit angehängtem Multimeter die Spannung über den ADC messen zu lassen! Wenn der ADC die Messung nicht belastet müsste er ja das selbe wie das Multimeter anzeigen, oder? Mfg, Mathias
@Mathias Ja, du misst falsch, 10MOhm Innenwiderstand im DVM sind hier deulich zu wenig. Und damit sit deine Annahme, dass bei 10MOhm Kollektorwiderstand der Arbeitspunkt schön mittig ist hinüber. Theoretisch könntest du deinen Arbeitspunkt so bestimmen, indem du die gewünschte mittlere Lichtleistung (Helligkeit) auf den Phototransistor scheinen lässt und dementsprechend verschiedene Widerstände ausprobierst (Messung mit AVR, nicht DVM). Praktisch wird das eher schwierig ohne Messgerät (Belichtungsmesser), denn das menschliche Auge verschätzt sich schon mal ganz fix um den Faktor 10 und höher wenn es um die objektive Bewertung von Helligkeit geht. MfG Falk
So habe jetzt ne für mich zufriedenstellende Lösung gefunden! Ich habe einfach einen 10M Ohm Widerstand parallel zum Fototransistor gehängt. Somit habe ich wieder die Spannung in der Mitte. Und die Genauigkeit reicht mir auch aus... Vielen Dank an alle, mfg Mathias
Ich will ja jetzt nicht rumunken, aber ich bin mir 99,9% sicher, daß Du den Fototransistor verpolt hast. Laut Datenblatt ist Vcesat 140mV, also wenn der genug Licht bekommt, sollte er selbst bei einem Lastwiderstand von nur 10kOhm den Pegel fast bis auf Masse ziehen können. Und er kann 15mA Kollektorstrom verarbeiten. Also irgendetwas läuft bei Dir schief. Die Gehäusemarkierung sollte Richtung + (Kollektor), nicht wahr?
Ansonsten vielleicht einfach mal einen kleinen Kondensator parallel zum Fotowiderstand machen. Der ADC zieht im Moment des Messens u. U. kurz einen kleinen Stromimpuls (deswegen auch die 10 kOhm Quellenwiderstand) der dann bei den hohen Widerständen die Messung verfälscht. Mit dem Kondensator kannst Du das abfangen. Gruss Axel
@ Travelrec: Wenn ich ihn verpolt hätte dann würde er ja auch nicht funktionieren oder? Jetzt ist es so, dass er bei Tageslicht bzw. bei starker Beleuchtung auf Masse zieht und im Dunkeln sind es dann etwa 1.7V! Mfg, Mathias
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