Hallo liebe Leute, ich habe einen Drucksensor erstanden und möchte diesen nun an einen Analogeingang von meinem Atmega anschließen, um damit den Luftdruck zu messen. Jedoch hat dieser bei 200kPa (Maximum) nur 40mV. Wie kann ich diese 0-40mV auf 0-5V verstärken? Mit einem OAmp, wenn ja welchem? Vielen Dank im voraus
Da es sich um eine Brückenschaltung handelt, liegt bei einer Einganggspannung von 10V an dem einen Zweig beispielsweise 4,98V an und an dem anderen 5,02V. Das ergibt eine Brückenspannung von 40mV, die Du mit einem sogenannten Instrumentenverstärker konditionieren kannst. Da gibt es fertige Lösungen von Texas Instruments und Analog Devices, wo Du nur noch Abblockkondensatoren und einen Widerstand zum Einstellen des Verstärkungsfaktors brauchst. Unbedingt auf den Common Mode Range der Eingangsspannung achten und das Datenblatt genau lesen! Instrumentenverstärker sind im Prinzip eine Schaltung aus drei "normalen" OPs, die man auch "intern" übersteuern kann - da ist eine sorgfältige Schaltungsauslegung Pflicht. Soweit die Theorie. Sorry, ich will Dir ja nicht den Mut nehmen, aber... Der Luftdruck auf Meeresspiegel liegt nach Standardatmosphäre bei 1013,25hPa. Je höher Du liegst, desto geringer ist logischerweise der Luftdruck an Deinem Standort. Bei Luftdruckangaben wird normalerweise deshalb immer auf den Meeresspiegel zurückgerechnet, um vergleichbare Angaben zu haben. Wie stark schwankt der Druck, bezogen auf NN, in unseren mitteleuropäischen Breiten nun aber? Ich würde mal schätzen, weniger als 1000hPa und mehr als 1040hPa wirst Du äußerst selten erleben. Dein Sensor liefert eine Brückenspannung von 40mV bei 200kPa und 0mV bei 0kPa, richtig? D.h., die Differenzausgangsspannung Deines Sensors wird beim Messen des Luftdrucks irgendwo zwischen 20,0mV und 20,8mV liegen. Und in diesem Bereich liegt Dein gesamter Meßbereich! Das auf den Eingangsbereich eines (ziemlich rauschenden) 10bit-A/D-Wandler zu mappen, ist ein ziemlich gewagtes Unterfangen. Wenn Du meine persönliche Meinung hören willst, vergiß es! Luftdruckmessung ist non-trivial und ich habe mich damit eingehend beschäftigt. Da wäre mindestens ein externer A/D-Wandler, ein besserer Sensor (Bereich außerdem eher 100kPa) und eine sorgfältig ausgelegt Signalkonditionierung erforderlich. Gründe: Die Brückenspannung ist ratiometrisch zur Versorgungsspannung, d.h. rauschen von da schlägt auf das Meßsignal durch. Mögliche Abhilfe: Über Filter entkoppeln, Referenzspannung für A/D-Wandler aus der Versorgungsspannung der Brücke ableiten. Der Offset des Sensors alleine kann um 4mV schwanken! Vergleich das mal mit Deinem Meßbereich! Skalierung und Offset sind zudem stark temperaturabhängig (trotz interner Kompensation) - +/-2% von 200kPa = +/- 40 hPa! Die Linearität des Sensors ist zu gering - kurz, da wäre ein Riesenaufwand nötig, um das vernünftig zu kalibrieren und zu kompensieren. Es gibt jedoch auch eine einfache Lösung, die ich Dir nahelegen möchte: Fertige, digitale Drucksensoren. Zum Beispiel der MS5534 von Intersema (siehe Google). Der ist ab Werk kalibriert, für ca. 30 Euro zu haben und hat, wenn ich mich richtig erinnere, ein SPI-Interface, das sich ganz leicht an einen AVR anschließen lässt. Falls Du nicht auf mich hören willst, können wir natürlich auch eine Luftdruckmeßschaltung hier entwickeln, aber mal eben schnell und einfach mit einem Opamp ist das nicht gemacht!
Nachtrag: Der Luftdruck wird in jeder Wetterstation und (zwangsläufig) auf jedem Flughafen ziemlich genau gemessen. An diese Daten kommt man über das Internet ziemlich leicht - über die Wetterseiten. Auch das Stichwort "METAR" kannst Du die Luftdruckwerte der Flughäfen finden - der Druck ist die vierstellige Zahl hinter dem "Q" am Ende des Codes.
Hmm ich muss mich wohl geschlagen geben, aber da hast du wohl recht, das hab ich überhaupt nicht bedacht, dass ich ja nur wenige Prozente vom Messbereich betrachte und das mit dem Absolutdruck wohl ne Idee für den Korb war, aber ich will den Sensor benutzen, dann mess ich eben etwas anderes damit. Um den tatsächlichen Luftdruck geht es aber eigendlich garnicht. Ich möchte einfach den Sensor benutzen und eben bei 0kPa 0V und bei 200kPa 5V haben.
Metar kannte ich auch noch nicht, ziemlich spannend. Danke für den Tipp das find ich gut
"Um den tatsächlichen Luftdruck geht es aber eigendlich garnicht. Ich möchte einfach den Sensor benutzen und eben bei 0kPa 0V und bei 200kPa 5V haben." Das wiederum bekommen wir hin. Aber jetzt ist erstmal Ende der Nachtschicht hier.
Klingt gut das wär wunderbar, ich hab nämlich momentan keinen schimmer wie genau ich das machen muss, aber wer ist schon dieser "google" der weiß bestimmt einiges. Danke wenigstens hab ich jetzt ne Idee wie es geht. Gute Nacht
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