Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Probleme beim Gleichrichten


von The_Beginner (Gast)


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Ich bekomme ein Wechselspannungssignal, dass ich mit nem AD-Wandler 
messen möchte. Da der ADC den Flatterstrom nicht messen kann, sondern 
nur einen ruhigen Gleichstrom, so wollte ich eine Diode 
daziwschenschalten. Egal, ob jetzt einfache Diode oder 
Brückengleichrichter, wie ich die Wechselspannung in die entstehende 
Gleichspannung umrechne, dass weis ich, aber ich habe nach dem 
Gleichrichten nur Mist rausbekommen.

Der Effektivwert der Wechselspannung kommt von nem Stromwandler und 
bewegt sich zwischen 0-10mV. Damit das Signal etwas stärker wird, habe 
ich einen Signalverstärker dazwischengeschaltet, das Signal wird 11fach 
verstärkt. Messe ich mit den Multimetern die Wechselspannungsseite, so 
sehe ich einen Unterschied bei der Spannung abhängig davon, wie hoch der 
Strom im Stromwandler fliesst.

Schicke ich im folgenden das Signal durch den Brückengleichrichter, dann 
messe ich am anderen Ende nur Mist. Manchmal messe ich da 2 Volt (wobei 
ich mich frage, wie die zwei Volt entstehen bei einer Wechselspannung im 
Milivoltbereich), manchmal bleibt die Spannung konstant, schalte ich 
einen Kondensator dazu, so erhöht sich die Spannung manchmal noch etwas, 
also alles irgendwie seltsam.

Zuerst hab ich dierekt an dem Stromsensor die Spannung gleichgerichtet, 
dass hat aber auch nicht funktioniert - ich hatte zunächst gedacht, dass 
das Signal nicht stark genug ist.

Aber dann habe ich es verstärkt durch einen Verstärker

http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Ss_opamp1.png

das klappt auch, mein Signal ist halt mit konstantem Ofset verstärkt, 
aber dann wolte ich es eben durch den Brückengleichrichter schicken, um 
es zu messen.

Was macht denn das Multimeter? Dass schickt doch die Spannung auch durch 
nen Brückengleichrichter und zeigt mir dann den entsprechenden Wert an, 
was die Gleichspannung in Wechselspannung umgerechnet bedeutet.

von Hannes L. (hannes)


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Wie wäre es mit einem "aktiven Gleichrichter" (mit OPV) und 
anschließendem RC-Glied?

...

von The_Beginner (Gast)


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Hmm, gibts das als fertiges Bauteil einen "aktiven Gleichrichter" ?

von Harald Wilhelms (Gast)


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The_Beginner schrieb:

> Was macht denn das Multimeter? Dass schickt doch die Spannung auch durch
> nen Brückengleichrichter und zeigt mir dann den entsprechenden Wert an,
> was die Gleichspannung in Wechselspannung umgerechnet bedeutet.

Nein, da nimmt man z.B. folgendes IC:
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/48053/AD/AD536.html
Gruss
Harald

von Jens G. (jensig)


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Normale Gleichrichter/Dioden haben leider den Nachteil, daß an ihnen die 
Flußspannung Uf abfällt. Ist die Eingangsspannung niedriger als diese 
Uf, dann kommt am Ausgang (fast) nichts raus. Für Meßaufgaben bei 
kleinen Spannungen sind also solche einfachen Ansätze nicht nutzbar. 
Deswegen wurde der aktive Gleichrichter erfunden, der das Problem mit 
der Uf praktisch beseitigt.

von ulrich (Gast)


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Die aktiven Gleichrichter kann man relativ einfach mit 2 OPs und 2 
Dioden aufbauen.  Passende Schaltungen (es gibt 2 oder 3 ähnlich gute, 
und ein paar schlechtere) findet man in den üblichen Sammlungen oder 
einigen Datenblättern.

Bei Netzfrequenz kann ein µC auch das AC Signal abtasten und den RMS 
Wert in Software bestimmen.

von The_Beginner (Gast)


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Hmm, vielen Dank für den Tipp und den Link mit diesem neuen Bauteil.

Aber warum funktioniert das mit dem (Brücken)-Gleichrichter nicht? 
Verträgt der Gleichrichter keine (flotten) Spannungsänderungen oder 
wirken etwaige Kondensatoren vielleicht zu verzögernd durch den längeren 
Entladevorgang, so dass dann ein Spannungswechsel auch nicht angezeigt 
wird?

von Matthias L. (Gast)


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>Nein, da nimmt man z.B. folgendes IC:
>http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/4805...

TrueRMS?

Das haben nur die Messgeräte, wo auch "TrueRMS" draufsteht.

Alle anderen machen folgendes:

Es wird der Gleichrichtwert der Spannung gemessen, und das 1,11-fach (*) 
dieses Wertes als Effektivwert dem Benutzer ausgepriesen.

(Das Ganze ist solange korrekt, solange das Eingangssignal sinusförmit 
ist. Sonst hat der angezeigte Wert nichts mit Effektiv/TrueRMS zutun!)


(*) 1,11 = PI/2SQRT(2)


@The_Beginner (Gast)

Vielleicht machst du mal ne Skizze über deine Schaltung und zeigts, WAS 
du vorhast und nicht wie du es (was auch immer) erreichen willst...

von The_Beginner (Gast)


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ui, jetzt habt ihr mir grade das erklärt, warum die Dioden nicht 
funktionieren, während ich meine Frage formuliert habe, ich danke Euch 
:-)

von The_Beginner (Gast)


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Matthias Lipinsky schrieb:
> @The_Beginner (Gast)
>
>
>
> Vielleicht machst du mal ne Skizze über deine Schaltung und zeigts, WAS
>
> du vorhast und nicht wie du es (was auch immer) erreichen willst...

Ich habe einen Stromsensor und will den Strom messen können. Also muss 
ich die aequivalente Spannung messen, die mir der Stromsensor liefert. 
Da das Ergebnis aber sehr winzig ist - im Milivoltbereich - muss ich ja 
dass irgendiw messen können. Und da ein ADC nur Gleichspannungen misst, 
dachte ich erstmal, dass ich es einfach gleichrichte, aber dass klappt 
halt nicht.

von Matthias L. (Gast)


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Welcher Strommesser? Welche Ausgangsspannung hat er? Datenblatt?

Welcher ADC? ...

von Harald Wilhelms (Gast)


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The_Beginner schrieb:

> Ich habe einen Stromsensor und will den Strom messen können. Also muss
> ich die aequivalente Spannung messen, die mir der Stromsensor liefert.
> Da das Ergebnis aber sehr winzig ist - im Milivoltbereich - muss ich ja
> dass irgendiw messen können. Und da ein ADC nur Gleichspannungen misst,
> dachte ich erstmal, dass ich es einfach gleichrichte, aber dass klappt
> halt nicht.

Beim Gleichrichten brauchst Du immer eine gewisse Mindestspannung.
Sonst funktioniert das nicht. Du musst also entweder vorher die
Wechselspannung verstärken, oder eine Spezialschaltung wie den
bereits beschriebenen aktiven Gleichrichter nehmen (Oder das
von mir beschriebene IC, obwohl das möglicherweise Overkill ist).
Gruss
Harald

von Eddy (Gast)


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Also ich habe ein ähnliches Problem
Ich habe einen ACS756 Stromsensor.
Dieser soll den Strom von einem Wechselspannungs Verbraucher messen 
(Steckdose)
Der ACS756 liefert eine analoge Ausgangsspannung zwischen Ub/2 also der 
halben Versorgungsspannung(falls kein Strom gemessen wird) und Ub 
(Versorgungsspannung) falls ein maximaler Strom gemessen wird.
Der Sensor soll an 5V oder idealer weise an 3,3V betrieben werden.
Gehen wir mal von 5V Versorgungsspannung aus.
Dies bedeutet am Ausgangspin liegen 2,5V an wenn kein Strom fließt.

Nochmal zur Erklärung:(Iv)Verbraucher (Ua)Ausgangspin des ACS756

                       Iv =   0A  Ua = 2,5V
                       Iv > +50A  Ua =   5V
                       Iv > -50A  Ua =   0V

Da mein zu messender Strom aber von einem AC Anschluss (Steckdose) 
stammt gibt der analoge Ausgangspin des ACS756 natürlich auch ein 
Sinussignal aus das dem Strom des Wechselspannungsverbrauchers folgt.
Die Amplitudenhöhe dieses Sinussignals gibt dann also an wieviel Strom 
durch den Sensor fließt.
(Das Sinussignal schwankt um 2,5V (Mittelwert) und die Amplitude reicht 
bei ca. 50A bis 5V bzw. 0V)

Ich möchte mit einem ADC pin vom AtMega diesen Strom messen der durch 
den ACS756 fließt.
Dies wollte ich realisieren indem ich einen aktiven OP Vollwellen 
Gleichrichter einsetze den ich zb. auf dieser Seite gefunden habe.
http://www.loetstelle.net/grundlagen/operationsverstaerker/opamp_5.php


Mein Ziel ist es nach der Gleichrichtung einen Gleichspannungsausgang zu 
haben bei dem bei 0A auch 0V anliegen und bei ca. 30A die maximalen 3,3V 
des ADC's.
Diese Umwandlung sollte möglichst genau bzw. linear sein damit auch ein 
vernünftiger Rückschluss auf den am Verbraucher fließenden Strom gezogen 
werden kann.

4 OP's pro Sensor sind realisierbar und es sollen alle 3 Phasen gemessen 
werden.

Ich habe schon mehrere OP Schaltungen aufgebaut jedoch führte noch keine 
zum Erfolg.

Ein Rail-to-Rail OP kann verwendet werden aber die ganze Schaltung soll 
möglichst ohne nagative Spannungsversorgung auskommen.

von Eddy (Gast)


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