Hallo, Vorab: Ich hab auch schon gesucht und bin teilweise fündig geworden ! Trotzdem stellen sich mir aber noch einige Fragen. Ich habe vor, einen Anschlagssensor mit Piezos zu realisieren, wobei ich aber auch gleichzeitig den Anschlagsdruck bestimmen will. Nun ist es ja so, dass so ein Piezokristall bei Verformung eine Ladungsdifferenz an seinen 2 Ausgängen bereitstellt. Eine Ladungsdifferenz ist ja nichts anderes als eine Spannung. Diese Spannung kann aber teilweise schon ein paar kV betragen. Also mit Spannung direkt in den A/D Wandler von einem AVR ist nicht ;) Der Anschlagsdruck ist ja proportional zur freigesetzten Ladung (das hab ich schon gefunden: http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/162171/Piezo+als+Kraftmesser.gif) Hier wird doch lediglich die Ladung über einen Widerstand geschickt, wobei der Integrator die Dauer des Stroms bestimmt oder? So ganz versteh ich das noch nicht. Ich möchte nur einen Anschlagsdrucksensor realisieren. Unbekannt ist mir die Ladungsmenge die so ein Piezokristall freisetzt. Die einzige Angabe die ich habe wäre die Kapazität des Piezos (18000pF). Die Anschlagsdruck soll von einem 0-5V ADC eingelesen werden können. Alternativ ginge auch eine Integration im microcontroller. Mir fehlt nur die Idee dazu, die Ladung zu messen und zu verwerten ! Bitte um Hilfe :-) Hier noch ein paar Seiten, über die ich beim Suchen gestolpert bin, die mir aber nicht sonderlich weiterhelfen: http://www.makingthings.com/teleo/cookbook/piezosensor.htm (Piezo direkt an einen A/D Wandler?!; Keine Anschlagsdruckbestimmung!) http://de.wikipedia.org/wiki/Piezoelektrizit%C3%A4t http://piezo.com/tech3faq.html
Vielleicht könntest Du diese Ladung über eine Diode in einen etwas größeren Kondensator übertragen. Dort könntest Du die Spannung in Ruhe messen und auf die Gesamtladungsmenge zurückrechnen. Danach dann den Kondensator entladen für die nächste Messung... Vor Überspanung (im Fall zu heftiger Anschläge) würde eine Z-Diode am Eingang des ADCs schützen. Nur eine Idee... Johannes
In der oben genannten Schaltung bildet der OP einen Kurzschluss über den Piezo (Virtueller Nullpunkt am invertierenden Eingang). Das heisst alle Ladung, die im Piezo entsteht, fliesst als Stom durch den Kondensator in der Gegenkopplung und lädt diesen auf. Am Ende eines Anschlags hat man also am Ausgang eine Spannung, die proportional zur erzeugten Ladung ist. Der Widerstand in der Gegenkopplung entlädt den Kondensator langsam (10Gigaohm ist sehr sehr viel), man wird also am Ausgang einen Spannungsimpuls beobachten, dessen Spitzenwert proportional zum Anschlagdruck ist. Eine andere Frage ist der Proportionalitätsfaktor. Dieser hängt von den Eigenschaften des Piezos und der Größe des Kondensators ab. Hier hilft wohl ein bisschen experimentieren. Welche Kräfte willst Du eigentlich messen? Was für ein Piezo? Uwe
Als Sensor wollte ich evtl. 712930 bei Conrad nehmen (nur als Beispiel!). Sollte ja möglichst billig sein. Oder gibts vielleicht sogar Piezos die auf Sensorik ausgelegt sind und nicht mehr als 2 kosten? Das wär vielleicht sogar besser! @Uwe: Cool. Damit wäre die Schaltung schonmal erklärt. Nur: wenn Ladung aus dem Piezo kommt, gelangt diese ja in den Kondensator an der Gegenkopplung. Was aber, wenn der Piezo mal eben 1kV erzeugt? Interessant wäre: Welche Spannung erzeugt so ein Schallwandler ? Nun will ich aber keinen statischen Druck messen, sondern einen Impulsdruck. Also wenn ich auf den Piezo-Sensor schlage(!) dann soll die Ladung gemessen werden die dann freigeworden ist ! Es soll möglich sein 10 Schläge pro Sekunde auf einen Piezo machen zu können. ist es evtl möglich einfach einen Spannungsteiler zu machen wenn die Spannung am Ausgang des Piezos zu hoch ist? Denn je größer die Ladung, desto größer das Spannungspotential oder? Ich such also eine Möglichkeit, mit einem Microcontroller (o.ä.) eine Schlagstärke auf einen Piezo zu messen ! Hat das noch nie einer probiert?
Achja, ist denn ein 10GOhm Widerstand nötig? Täts nich auch ein 10MOhm? Warum soll dieser denn das entladen des Kondensators begrenzen? Nur für den Falle, dass ich die Schaltung mal ausprobiere. Ich würd lieber zu einer anderen Lösung tendieren, denn für die Anschlagskraft brauche ich ja keinen Integrator.
Hm, hat das denn echt noch keiner gemacht? Die Infos im Netz sind ziemlich dürftig bzw versteckt !
Piezo Tutorial Applications Theory: http://www.physikinstrumente.de/products/section4/Piezo_Tutorial.htm ... vielleicht hilfts weiter
Hallo, du kannst auch Piezos stapeln(in Reihe schalten) um mehr Spannung rauszuholen, falls da so wenig rauskommt. So wirds z.b. bei den ganz neuen Dieseleinspritzventilen gemacht da sind so 100 Piezos aufeinander um den nötigen Hub zu erreichen.
Hallo, ne aber die Kontakte sind ja so angeordnet das es gehen sollte. Oder sind da 2 Drähte zur seite rausgeführt? Diese könnte man dann auch in Reiche schalten.
Hi Simon, ich wuerde abraten 'buzzer-like' Piezokeramik zu benutzen. Nicht weil die zu billig ist, sondern die ist von Membrannen-Typ (an Rande zugeklebbt). In diese Geometrie du bekomst eine Spannung.. aaber keine Garantie ueber Proportinalitets (Spannung=f(druck)).. Anders gesagt, der Wert von Piezokoffizient bleibt vollig unbekannt fuer Buzzers. Du brauchts wirklich eine frei-stehende Sheibe (Platte) von Piezokeramikherstelers (PI, Marco-Keramik, Stellco, usw); und die sind wirklich teuer (ca. 30-50 Eur/St-je nach Hersteller)..
Danke für eure Antworten. Ich habe mir noch ein paar Infos von dem Midi-projekt von www.ispf.de geholt und dann einfach mal frei raus ausprobiert. Ich habe mir 10 Buzzer bei Ebay geholt und muss sagen, das ganze funktioniert besser als ich es mir gedacht habe. Das projekt bei www.ispf.de ist also zu empfehlen.
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