Hallo, ich baue derzeit u. a. an einem µC-gesteuerten Abstandsmessgerät. Dafür habe ich nun einen (vielleicht) passenden Abstandssensor gefunden. In dem mich interessierenden Bereich liefert der eine Spannung von 1,7 bis 2,4 V (Zahlenbeispiel, aber die Größenordnung passt schon). Dieses Intervall möchte ich natürlich wg. möglichst hoher Auflösung auf 0 bis 5 V "aufblasen" (5 V als Referenzspannung). Wie mache ich das? Kann mir jemand Basteltipps zum Nachbauen oder vielleicht sogar ein fertiges Modul empfehlen? Vielen Dank schon mal wieder für Eure Tipps Markuso
Hallo Markuso, Du willst wohl den Spannungsbereich linear und nichtinvertiert auf 0...5V bringen. Aus 1,7V soll 0V und aus 2,4V soll 5V werden. Ohne Rechnung geht es, indem man mit einem Operationsvertärker einen nichtinvertierenden Verstärker aufbaut, dessen Verstärkung mittels Spindeltrimmer 47KOhm fein einstellbar machst und dessen Bezugspunkt Du mittels zweitem Spindeltrimmer 2,2kOhm auf eine Spannung zwischen 1,7 und 2,4 Volt einstellen kannst. Mittels einstellbarer Spannungsquelle und wiederholtem Verstellen der Trimmer kannst Du Dich an die richtige Kombination aus Verstärkung und Spannung am Bezugspunkt herantasten. Dabei die Ausgangsspannung messen. Eine korrekte Rechnung würde Dir zwar die Bauteilwerte liefern, aber Du müßtest den Verstärkungsfaktor und den Spannungsteiler für den Bezugspunkt aus Festwiderständen aufbauen, die nicht genau die Werte treffen. Also kannst Du es auch gleich mit Spindeltrimmpotis aufbauen und die Einstellung durch Probieren finden. Aber ganz ohne Multimeter, 20 Minuten Geduld und einigermaßen konstanter Betriebsspannung geht's nicht. Der Operationsvertärker braucht dann eine symmetrische Betriebsspannung von mindestens +/- 7 Volt, die Du in der Schaltung irgendwo herbekommen mußt. Typ: 741, TL081, LM324, Wald und Wiese... Einen fertigen Abstandsmesser mittels Ultraschall gibt's hier: www.interq.or.jp/japan/se-inoue/e_pic6_6.htm Grundlagen der Analogtechnik und zu Operationsverstärkern hier: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm Gruß Chris
Hallo Chris, auch wenn ich noch viele Fragen habe, erstmal besten Dank für deine Antwort. Den Operationsverstärker kann ich vielleicht mithilfe der Anleitung tatsächlich selbst beschalten. Aber wo bekomme ich das negative Potential her? Im Moment habe ich nur +5V. +7 Volt auf gemeinsamer Masse ginge ja auch noch. Aber -7V??? Oder fehlt mir nur die Vorstellungskraft, aber eigentlich muss ich doch irgendwo ein Spannungspotential von 14 Volt erzeugen, oder? Oh Mann, sind meine E-Technik-Stunden lange her... Gruß Markuso
Nachtrag: Wofür brauche ich überhaupt eine negative Spannung? Sonst ist in meinem Aufbau auch alles positiv..? In der oberen Skizze auf http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm sieht auch alles nach positiven Spannungen aus.
Hi, den Lm358 kannste symetrisch ansteuern. Da es aber kein Rail to Rail Op ist solltest du die VCC auf 6 V dann legen .... Mfg Dirk
Hi! Wenn du auf die ersten und letzten 100mV verzichten kannst geht der LM358 auch nur mit +5V. Bei +7V gehen nur die untersten 100mV verloren. Brauchst du den vollen Bereich kommst du um eine neg.Hilfsspannung nicht herum. Ganz wichtig: die virtuelle Masse schön stabiel halten. MFG Uwe
Hallo, die letzten 100 mV sind mir egal ;) und mit 5 V Vcc wäre mir sehr recht. Wenn ich das richtig verstehe, brauche ich im Prinzip nur die beiden Trimmer und den OP? Sorry wg. meiner dummen Fragen, aber ich fange gerade erst an mit dem Thema. Besten Dank sagt Markuso
Hallo, @Markuso Wofür brauche ich überhaupt eine negative Spannung? Sonst ist in meinem Aufbau auch alles positiv..? Ja, also für den Bereich um den Mikrocontroller stimmt das schon. Aber jeder normale OPV (Operationsvertärker) benötigt eben außer einer positiven Betriebsspannung noch eine negative Betriebsspannung. In den Datenblättern der OPV sind die Stellgrenzen des Ausganges angegeben. Der Ausgang kann bei einer Betriebsspannung von beispielsweise +/-15 Volt nur bis maximal 13...13,8 Volt in positiver Richtung annehmen und in negativer Richtung bis -13...-13.8 Volt. Also, wenn Du in Deinem Fall Null Volt am Ausgang sehen willst, muß die negative Betriebsspannung weniger als null Volt sein, also mindestens -2 Volt. Das ist aber schon knapp. Das gleiche gilt am anderen Ende, wo Du 5 Volt sehen willst. Da brauchst Du auch mindestens 2 Volt mehr, also 7 Volt oder mehr. Die Tipps von Uwe und Dirk sind Spezialfälle, mit denen Du Abstriche Deines Bereiches machen mußt. Wo kriegst Du nun die -7 Volt her? Aus der Schaltung nicht, sondern aus dem Netzteil, das Du dazu baust oder aus einer zusätzlichen Batterie oder einem Labornetzgerät mit symmetrischer Ausgangsspannung. In den Schaltbildern von der Internetseite und auch sonst in Büchern ist gewöhnlich die Betriebsspannung nicht eingezeichnet. Deshalb sieht's überall so positiv aus. Man geht davon aus, daß derjenige, der das aufbaut, geeignete größere Spannungen als die verlangte Ausgangsspannung anschließt. Das ist so banal, daß es weggelassen wird. Ich möchte Dir empfehlen mal zehn OPVs Dir zuzulegen und die invertierende und nichtinvertierende Schaltung mittels Voltmeter ausgiebig zu untersuchen. Dann wird Dir eher klar, wie sich ein OPV in der Wirklichkeit verhält. Außerdem per Internet in die Datenblätter schauen. Sind halt immer in englisch. Übrigens: An den Ausgängen des Mikrocontrollers sind es bei High auch nicht ganz 5 Volt und bei Low auch nicht ganz Null Volt, falls zumindest eine kleine Belastung dran hängt. Ist also auch ein bisschen analog der µC. Du siehst das schon Richtig: Am OPV selbst liegen dann über den Betriebsspannungsanschlüssen 14 Volt an. Da aber die Masse bei symmetrischer Betriebsspannung genau in der Mitte liegt, sind es +/-7Volt. Was für einen Abstandssensor verwendest Du da eigentlich? Gruß
>Was für einen Abstandssensor verwendest Du da eigentlich? Ich hab mir gedacht, ich nehme den hier: http://personal.telefonica.terra.es/web/x-robotics/downloads/datasheets/gp2d12.pdf Naja, und ansonsten werde ich mir mal ne Hand voll OP´s besorgen. Und ein bisschen negative Spannung. Ciao, Markuso
geht glaub ich auch einfacher: mittels spannungsteiler eine spannung von 1,4V machen; diese dann auf den A/D Ground Pin legen. wieder mittels spannungsteiler eine spannung von 2,4V erzeugen, denn dann auf A/D U ref legen. fertig ist ein a/d wandler der genau auf deine bedürfnisse hin misst.
Hallo, @Elektron Die einfachsten Lösungen sind meistens die besten. @markuso Kannst Du Bezugsquellen für kleine Stückzahlen und Privatpersonen zu diesem Sensor nennen? Preis? Gruß
Hi, die negative Spannung kannste mit einem Max202/232 erzeugen .... aber nicht zu stark belasten. In deinem Fall um die Spannung danach nur zumessen muesste es gehen. Mfg Dirk
Hi! >geht glaub ich auch einfacher: >mittels spannungsteiler eine spannung von 1,4V machen; diese dann auf >den A/D Ground Pin legen. Das geht leider nicht bei allen MC's. Bei den Standard AVR bin ich mir sicher das es nicht zulässig ist, bei den Mega's und Tiny's müsste ich nachschauen. MFG Uwe
Funktionsgleich, aber mit größerer Reichweite (20 - 150 cm) gibt es inzwischen auch noch den SHARP GP2Y0A02YK. Ja, der hat tatsächlich so eine gut zu merkende Bezeichnung. ;-) Gruß, Frank
@Chris: >Kannst Du Bezugsquellen für kleine Stückzahlen und Privatpersonen zu diesem Sensor nennen? Preis? Hier gibts den Sensor. http://www.roboter-teile.de/Shop/pd448287116.htm?categoryId=0 Was mein "Problem" angeht, wundert mich, dass man das immer wieder aus einzelnen Bauteilen zusammenbauen muss. Das ist doch an sich ein Standard-Problem, dafür müsste es doch auch eine Standard-Lösung geben. Naja, aber für die meisten (außer mir) ist mein Problem wohl kein Problem... ;) Gruß Markuso
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