Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe bei MPX4155A Ansteuerung


von mas (Gast)


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Hallo Leute!
Ich möchte gern den Luftdruck mit Hilfe eines MPX4115A messen. Dazu habe 
ich die Schaltung im Anhang gefunden und aufgebaut.

Leider besitze ich noch nicht so viel Erfahrung mit 
Operationsverstärkern und wollte daher fragen, ob mir jemand die 
Funktion der Schaltung erklären kann. Brauche ich den 
Operationsverstärker überhaupt?

Die Anschlüsse P_Off1 und P_Off2 sind an normale Pins eines ATmega 
angeschlossen, auf denen ich derzeit jedoch noch nichts ausgebe. Der 
Luftdruck-Ausgang führt an ein ADC-Pin des Mikrocontrollers. Allerdings 
messe ich schon mit dem Multimeter an dem Luftdruck-Ausgang nur 0,04 V. 
Mache ich noch etwas grundlegend falsch?

Schonmal Danke für eure Antworten!

von mas (Gast)


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Sorry, ich meine natürlich den MPX4115A.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Die Schaltung vom Mikrokopter. Wenn du zu dem Luftdrucksensor einfach 
mal bisschen in dem Forum vom Mikrokopter suchst, bekommst du alles 
bestens erklärt. Die beiden Anschlüsse an den Atmega sind leicht 
erklärt. Einen braucht der Holger gar nicht, damit hatte er eine Arte 
grob und Fein Einstellung vor, was dann aber nicht nötig war. Der eine 
Pin des Atmegas ist ein PWM-Ausgang, damit wird ein Offset für den OPV 
erzeugt. Wozu das gut ist kannst du alles beim Mikrokopter im Forum 
lesen, gibts mehrere Threads dort dazu, auch echt einfach erklärt, ich 
habs auch geschnallt, das soll was heißen.

Ich denke, du hast ein ganz einfaches Problem, du denkst, Elektronik ist 
wie Lego, ich baue eine Schaltung auf und dann muss sie das machen, was 
die Leute im Netz sagen. Versuch die Schaltung zu verstehen, also 
beginne mit den Grundlagen der OPV's, das wird dir hier niemand 
erklären, weil gibts genug Infos hier und auch anderswo. Tiefpass ist 
dann noch so ein Stichwort, was du auch zum verstehen der Schaltung 
benötigst. Und lies das Datenblatt des Sensors und versuche zu 
verstehen, was der überhaupt macht, wenn sich der Druck ändert und ob 
die Spannung, die du misst überhaupt stimmen kann.

Und du kannst diese Schaltung einfach mal bei LT Spice simulieren, so 
habe ich es gemacht. Dort kannst du dann auch einfach mal an 
irgendwelchen Bauteilwerten spielen und wirst merken, was sich wie 
verändert. So kannst du die Schaltung schließlich auch noch besser an 
deine eigenen Gegebenheiten anpassen.


MfG Dennis

von mas (Gast)


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Danke für deine Antwort! Ich hatte leider nicht eher Zeit um mich wieder 
zu melden.
Ich habe mich noch etwas im Mikrocopter Forum belesen und jetzt die 
Schaltung mit PSPICE simuliert (siehe Anhang). Die Ausgangsspannung des 
OPV bleibt jedoch aus irgendeinem Grund auf +5V.
An Poff1 und Poff2 gebe ich momentan eine Rechteckspannung mit 1Hz aus, 
um über den nachgeschalteten Tiefpass die Offsetspannung für den OPV zu 
erzeugen. Später soll ja an diesen eine PWM ausgegeben werden. Momentan 
möchte ich jedoch erst einmal überhaupt etwas sinnvolles am OPV-Ausgang 
messen.
Der MPX4115A selbst gibt mir 3,8V aus.
Kann mir jemand sagen was ich noch falsch mache? Bin für jede Hilfe 
dankbar!

von Pete K. (pete77)


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Hast Du schon das Datenblatt des MPX4155A gelesen? Da steht alles drin, 
was Du wissen musst (Figure 3 und Seite 5).
Und vergiss den OPV.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Der opv ist sozusagen wie eine Lupe. Du hast ein Messgerät, welches dir 
die ausgangsspannung des sensors anzeigt. Nur kannst du dort nur grob 
ablesen. So wäre es, wenn du den Ausgang des sensors direkt mit dem adc 
des atmega messen würdest. Um eine höhere Auflösung zu bekommen, lässt 
du den opv einen geringen ausschnitt zwischen 0 und 5V verstärken. also 
während der Sensor zwischen 3,20V und 3,25V seinen Ausgang ändert, 
verändert der opv seinen Ausgang zwischen 0 und 5V. nur kann man da nur 
leider einen ganz kleinen ausschnitt ansehen. deswegen kann man den 
Bereich, der verstärkt werden soll, verschieben, dem opv einen offset 
verpassen. das macht man mit der pwm und nachgeschalteten tiefpass. nur 
mit 1hz wirst du da nicht weit kommen, der Ausgang des tiefpass sollte 
eine halbwegs glatte ausgangsspannung bringen, soweit musst du die 
Frequenz erhöhen.

mfg Dennis

von mas (Gast)


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Das Datenblatt des MPX4115A habe ich mir angesehen. Mein Problem liegt 
eher bei dem OPV. Ich habe auch verstanden das dieser benötigt wird um 
die zu messende Spannung des Sensors so zu verstärken, dass der gesamte 
Messbereich des ADC ausgeschöpft wird. Allerdings bekomme ich am Ausgang 
des OPVs einfach nicht die gewünschte Spannung.

@ Dennis: Ich habe die Frequenz des Tiefpasses jetzt auf 10 kHz erhöht. 
Der Ausgang des Tiefpasses liefert dann auch eine relativ glatte 
Ausgangsspannung von ca. 2,7V. Nur der OPV Ausgang bleibt auf konstanten 
5V.

Ich habe mal die komplette Simulation angehängt.

von mas (Gast)


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Kann mir denn wirklich keiner sagen was ich bei der Simulation noch 
falsch mache? Ich rätsel schon seit Stunden und komme einfach nicht 
weiter. Es wäre wirklich nett wenn mir jemand weiterhelfen könnte.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Verändere doch einfach mal das puls pause Verhältnis. also den pwm wert. 
damit veranderst du den ausschnitt, den der opv verstärkt.

mfg Dennis

von schrammler (Gast)


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Das habe ich schon getan. Leider ändert das nichts an meiner 
OPV-Ausgangsspannung.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Du musst natürlich ein bisschen suchen. Du kannst im spice auch einfach 
mal die pwm und den tiefpass weglassen und einfach mal eine sich 
verändernde Spannung anlegen. Einfach mal von 0 bis 5V abfahren, an 
einem punkt siehst du dann, wie sich die ausgangsspanung ändert.

Mfg Dennis

von Pete K. (pete77)


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mas schrieb:
> Ich habe auch verstanden das dieser benötigt wird um
> die zu messende Spannung des Sensors so zu verstärken, dass der gesamte
> Messbereich des ADC ausgeschöpft wird.

Der Wertebereich laut figure 4 des DB liegt zwischen 0 und 5V. Du 
benötigst keinen OPV.

Für andere Spannungen als 5V ist der MPX4115A nicht spezifiziert. Also 
nicht an 3V3 oder 3V8 betreiben.

von Pete K. (pete77)


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Für 3V Versorgungsspannung (z.B. über Z-Diode) ist die MP3H6115A Serie 
verfügbar.

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