Nach viel Lesen im Forum und Google habe ich endlich meine "Zählerfernauslesung" für 2-Wege-Stromzähler und klassischen Ferrariszähler fertiggestellt. Die Daten werden an einem Raspberry Pi (3,3V) weiterverarbeitet. An einer Stelle habe ich allerdings noch ein Problem. Der obenstehende Teil der Schaltung dient dazu die grüne Signal-LED des 2-Wege-Zählers auszulesen. Die Schaltung soll einen TIA mit nachfolgendem Komparator darstellen. Zum "debuggen" der Funktionsfähigkeit findet sich als letzte Stufe ein LM358 als Treiber für die Status LED. Bei der Photodiode handelt es sich um eine SHF203, angeschlossen über ca. 1m zweiadriges Kabel (keine Schirmung). Da die grüne LED für die SHF203 schwer zu sehen ist habe ich 10M für den TIA verwendet. Alle OPVs sind Single-Supply. Die TS912 mit 0..3,3V, der LM358 ist mit 0..5V als Diodentreiber beschaltet weil ich angenommen hatte dass die LED ca. 3,4V zum durchschalten benötigt. Nach Inbetriebnahme musste ich leider feststellen, dass es mir nicht gelingt den Arbeitpunkt sauber einzustellen- entweder ist die Kontroll-LED permanent aus (je nach Einstellung des Komparators) oder sie schaltet analog Eingangssignal zwischen den zuständen "an" und "glimmen". Leider komme ich der Ursache nicht auf die Spur, da das Phänomen sofort verschwindet wenn ich auch nur mit der Masse des Spannungsmessers auf die Masse der Schaltung komme. Meine Fragen: 1) Wie kann ich dem Fehler auf die Spur kommen- muss evtl. die Beschaltung des TIA geändert werden um sie stabiler (gegen Schwingungen?) zu machen? 2) Ist es möglich, auf den LM358 als LED-Treiber zu verzichten und stattdessen die LED gegen +3,3V direkt in den Ausgang der TS912 zu hängen? Wie würde dies die Signalpegel des 912er beeinflussen ("hochziehen" des Low-Pegels oder absenken des High-Pegels)? Vielen Dank für Eure konstruktive Kritik!
Angehängte Dateien:
-
Foto.JPG
63 KB
@ Andreas G. (andig2) >Der obenstehende Teil der Schaltung dient dazu die grüne Signal-LED des >2-Wege-Zählers auszulesen. Die Schaltung soll einen TIA mit >nachfolgendem Komparator darstellen. Dort fehlt eine Hysterese, siehe Schmitt-Trigger. > Zum "debuggen" der >Funktionsfähigkeit findet sich als letzte Stufe ein LM358 als Treiber >für die Status LED. Kann man sich sparen, der TS912 schafft das auch. >1) Wie kann ich dem Fehler auf die Spur kommen- muss evtl. die >Beschaltung des TIA geändert werden um sie stabiler (gegen >Schwingungen?) zu machen? Es fehlt ein kleiner Kondensator von einigen pF parallel zu 10M Widerstand, um den TIA vom schwingen abzuhalten. >2) Ist es möglich, auf den LM358 als LED-Treiber zu verzichten und >stattdessen die LED gegen +3,3V direkt in den Ausgang der TS912 zu >hängen? Ja. > Wie würde dies die Signalpegel des 912er beeinflussen >("hochziehen" des Low-Pegels oder absenken des High-Pegels)? Unwesentlich. Für deine Test-LED reicht eine Low Current LED mit 1mA.
Falk Brunner schrieb: >>Der obenstehende Teil der Schaltung dient dazu die grüne Signal-LED des >>2-Wege-Zählers auszulesen. Die Schaltung soll einen TIA mit >>nachfolgendem Komparator darstellen. > > Dort fehlt eine Hysterese, siehe Schmitt-Trigger. Kann ich das dadurch realisieren, dass ich den Komparator um einen Widerstand im Rückkopplungszweig ergänze? Wenn ja- muss ich die +/- Eingänge des Komparators ggü. meiner Schaltung dann umdrehen oder darf die Rückkopplung auch auf den - Zweig erfolgen? Ich würde die LED gerne weiter gegen + laufen lassen um den OPV nicht zu überfordern.
@ Andreas G. (andig2) >> Dort fehlt eine Hysterese, siehe Schmitt-Trigger. >Kann ich das dadurch realisieren, dass ich den Komparator um einen >Widerstand im Rückkopplungszweig ergänze? Ja. >Wenn ja- muss ich die +/- Eingänge des Komparators ggü. meiner Schaltung >dann umdrehen oder darf die Rückkopplung auch auf den - Zweig erfolgen? Es gibt invertierende und nichtinvertierende Schaltung, findet man überall. >Ich würde die LED gerne weiter gegen + laufen lassen um den OPV nicht zu >überfordern. Das ist dem OPV egal, der kann das in beide Richtungen.
> Nach Inbetriebnahme musste ich leider feststellen, dass es mir nicht gelingt den Arbeitpunkt sauber einzustellen- entweder ist die Kontroll-LED permanent aus (je nach Einstellung des Komparators) oder sie schaltet analog Eingangssignal zwischen den zuständen "an" und "glimmen". Zumindest die Ursache scheint mittlerweile klar. Da der LM358 als LED-Treiber gegen 5V arbeitet scheinen die 2V Differenz zum High-Signal des TS912 schon auszureichen um die LED glimmen zu lassen. > Leider komme ich der Ursache nicht auf die Spur, da das Phänomen sofort verschwindet wenn ich auch nur mit der Masse des Spannungsmessers auf die Masse der Schaltung komme. Hier ist mir auch weiterhin unklar woran das liegt. Die Schaltung insgesamt scheint sehr anfällig ggü. (kapazitiven?) Belastungen. wer wo was schrieb: > Schaue mal hier > http://www.zabex.de/site/gaswasserstrom.html Den Link kannte ich schon und habe von dort die Idee mit IR-Diode und Befestigung adaptiert. Bleibe jetzt abweichend aber erstmal bei Fotodiode und OPV statt Fototransistor. Falk Brunner schrieb: > @ Andreas G. (andig2) > >>> Dort fehlt eine Hysterese, siehe Schmitt-Trigger. > >>Kann ich das dadurch realisieren, dass ich den Komparator um einen >>Widerstand im Rückkopplungszweig ergänze? > > Ja. > >>Wenn ja- muss ich die +/- Eingänge des Komparators ggü. meiner Schaltung >>dann umdrehen oder darf die Rückkopplung auch auf den - Zweig erfolgen? > > Es gibt invertierende und nichtinvertierende Schaltung, findet man > überall. Bin fündig geworden- vielen Dank (hoffe der Link ist ok): http://www.elektroniktutor.de/an_verst/kompar.html. >>Ich würde die LED gerne weiter gegen + laufen lassen um den OPV nicht zu >>überfordern. > > Das ist dem OPV egal, der kann das in beide Richtungen. Zumindest der LM358 kann deutlich mehr Strom sourcen als treiben, aber es reicht wohl beides für eine kleine LED.
@ Andreas G. (andig2) >Den Link kannte ich schon und habe von dort die Idee mit IR-Diode und >Befestigung adaptiert. Bleibe jetzt abweichend aber erstmal bei >Fotodiode und OPV statt Fototransistor. Kann man machen, ist aber bei der Anwendung bei sehr niedrigen Frequenzen nicht sonderlich sinnvoll. Ein Phototransistor mit dem passenen Arbeitswiederstand reicht, es braucht keinen OPV. Aber warum einfach, wenn es auch kompliziert geht. >Zumindest der LM358 kann deutlich mehr Strom sourcen als treiben, Ist das nicht das same? ;-)
Andreas G. schrieb: > Bei der Photodiode handelt es sich um eine SHF203, angeschlossen über > ca. 1m zweiadriges Kabel (keine Schirmung). Das ist etwas ungünstig. Bei 10 MOhm Messwiderstand reichen für 1V Ausschlag am Ausgang 0.1 Mikroampere. Mit 1m ungeschirmten Kabel fängst du dir sowas aber schnell ein. Was sagt denn das Oszi dazu ;)
Hallo Zusammen, ich muss das Thema leider nochmal aufmachen und hoffe auf Eure Hilfe. > Falk Brunner schrieb: >> @ Andreas G. (andig2) >> >>>> Dort fehlt eine Hysterese, siehe Schmitt-Trigger. >> >>>Kann ich das dadurch realisieren, dass ich den Komparator um einen >>>Widerstand im Rückkopplungszweig ergänze? >> >> Ja. >> >>>Wenn ja- muss ich die +/- Eingänge des Komparators ggü. meiner Schaltung >>>dann umdrehen oder darf die Rückkopplung auch auf den - Zweig erfolgen? >> >> Es gibt invertierende und nichtinvertierende Schaltung, findet man >> überall. > > Bin fündig geworden- vielen Dank (hoffe der Link ist ok): > http://www.elektroniktutor.de/an_verst/kompar.html. Ist realisiert. Die beiden TS912 der zweiten Stufe haben jetzt jeweils 1k im Eingang und 10k als Rückkopplung- sollte bei 3,3V also für ~0,3V Hysterese reichen. Außerdem habe ich beide TS912 der 1. Stufe um 10p Parallelkapazität im Rückkopplungszweig gegen Schwingungen ergänzt. >>>Ich würde die LED gerne weiter gegen + laufen lassen um den OPV nicht zu >>>überfordern. >> >> Das ist dem OPV egal, der kann das in beide Richtungen. > > Zumindest der LM358 kann deutlich mehr Strom sourcen als treiben, aber > es reicht wohl beides für eine kleine LED. Aus diese Änderung ist gemacht- statt des LM358 als LED-Treiber hängt jetzt je eine LED im Ausgang des TS912 gegen 3,3V. Und damit sind wir bei meinem Problem: jetzt gelingt es nämlich nicht mehr, ein messbares Low-Signal zu erzeugen. Ausgangsseitig komme ich nicht unter ca. 0,65V was anscheinend nicht reicht. Leider habe ich beide Schaltungsänderungen in einem Durchgang gemacht so dass ich die Ursache nicht identifizieren kann- LEDs gegen + im Ausgang oder die Rückkopplung zwecks Hysterese. Habt Ihr einen Tipp wie ich ohne das Ding nochmal vollständig umzubauen wieder an die 0V für Low rankomme?
Theo schrieb: > http://wiki.volkszaehler.org/hardware/controllers/ir-schreib-lesekopf Danke- aber das ist völlig am Thema vorbei :/
Falk Brunner schrieb: > @ Andreas G. (andig2) > >> Zum "debuggen" der >>Funktionsfähigkeit findet sich als letzte Stufe ein LM358 als Treiber >>für die Status LED. > > Kann man sich sparen, der TS912 schafft das auch. Habe den Fehler mit einem kleinen Testaufbau analysiert: sobald die LED am Ausgang des 912 hängt schafft dieser es nicht mehr, an die 0V heranzukommen- der Verzicht auf die 358er hat also meinem Aufbau erstmal nicht gut getan. Was müsste also passieren damit der TS912 sowohl die LED treiben könnte als auch gegen 0V Pegel kommen?
Andreas G. schrieb: > Was müsste also passieren damit der TS912 sowohl die LED treiben könnte > als auch gegen 0V Pegel kommen? Den LED-Strom verringern. Oder nen Transistor dranhängen.
Timm Thaler schrieb: > Andreas G. schrieb: >> Was müsste also passieren damit der TS912 sowohl die LED treiben könnte >> als auch gegen 0V Pegel kommen? > > Den LED-Strom verringern. Oder nen Transistor dranhängen. Lässt sich aus dem TS912 Datenblatt erkennen, wie bei ich runter müsste um in Richtung 0,4V zu kommen? Falls die "Low level output voltage vs. low level output current" Kennlinie dafür zuständig wäre müssten das unter 5mA sein?
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.