hi, ich habe mir für mein Bachelorarbeit für die FH einen Mikrocontroller programmiert, welcher Druckschläge mit einer Frequenz bis 10kHz erfassen kann und automatisch diese Werte an Agilent schickt, oder (und) sie auf eine SD-Karte speichert. Dies funktioniert auch ziemlich gut. Allerdings studiere ich eigentlich Versorgungstechnik und habe mir die komplette Microcontrollerprogrammierung und elektrischen Vorgänge selber beigebracht. Mein eigentliches Projekt war eigentlich nur der mechanische Bau des Druckschlagsimulationsstandes :) (Darum wurde das Projekt nun auch zur Bachelorarbeit) Deshalb hätte ich noch ein paar Fragen. 1. Bei der AD-Wandlung wird ja die gemessene Spannung immer mit meiner Referenzspannung verglichen. Bis jetzt habe ich einen Messumformer welcher, welcher eine Ausgangsspannung von 0,2 - 2,2 Volt ausgibt und mein Mikrocontroller hat eine AD-Wandler mit VRef 3,3V (12bit). Da ich deshalb nicht den kompletten Wertebereich bis 3,3V ausnutzen kann bräuchte ich dafür einen Operationsversärker. Welcher ist für eine Frequenz bis 10kHz zu empfehlen und wo finde ich einen eventuellen Schaltplan? An der Referenzspannung kann ich leider nichts ändern, da der Prozessor auf einem Evulationsboard sitzt und VRef dort nicht geändert werden kann 2. Später sollen auch eventuell Druckmessumformer mit einer Ausgangsspannung 0-10V verwendet werden. Dazu bräuchte ich ja dann einen Spannungsteiler. Kann ich dies einfach mit 2 Widerständen machen und die Spannung parallel zum 2. Widerstand abgreifen? 3. Es gibt ja auch Druckmessumformer, welche eine Ausgangsspannung von 4-20mA liefern. Da würde es ja auch reichen einen geigneten Shunt zu benutzen und die abfallende Spannung parallel dazu abzugreifen. Berechnen kann ich diesen selbst. 4. So und nun zur einer Verständnisfrage: wie Messe ich überhaupt mit einem Mikrocontroller paralell zu einem Widerstand die Spannung, da an diesem abfällt? Nehmen wir mal an, ich hätte 2 gleich große Widerstände in Reihe geschalten, dann müssten ja an beiden die gleiche Spannung abfallen. Lege ich nun den Eingang des AD-Wandlers zwischen die beide Widerstände, dann müsste ich die halbe Versorgungspannung der Widerstände Messen können?! Habe ich allerdings 3 Widerstände in Reihe und ich will den 2. Widerstand der Reieh messen, bräuchte ich dann nicht 2 AD Wandler? Den einen müsste ich vor dem 2. Widerstand anschließen und den anderen nach dem 2. Widerstand. Die Differenz der beiden Messungen müsste doch dann den Spannungsabfall am 2. Wiederstand ergeben. Oder wie macht dies ein normales Voltmeter? 5. Ich würde gerne noch einen Überspannungsschutz für den Messeingang des AD-Wandlers einbauen. Gibt es überhaupt einen, welcher mir zur keine Messverfälschung beiträgt? Und wenn ja, welcher. Und bitte bei den Antworten beachten, dass ich nichts in diese Richtung studiere. Ich habe aber schon sehr sehr viel im Internet und Büchern gelesen. Danke schon mal für hilfreiche Antworten Gruß Uli
uli schrieb: > automatisch diese Werte an Agilent schickt Per Email, oder wie? > 1. Bei der AD-Wandlung wird ja die gemessene Spannung immer mit meiner > Referenzspannung verglichen. Gut erkannt, aber nichts gelernt: > Bis jetzt habe ich einen Messumformer > welcher, welcher eine Ausgangsspannung von 0,2 - 2,2 Volt ausgibt und > mein Mikrocontroller hat eine AD-Wandler mit VRef 3,3V (12bit). Da ich > deshalb nicht den kompletten Wertebereich bis 3,3V ausnutzen kann Wie wäre es also, wenn du deine Referenzspannung einfach auf 2,2V einstellst? > 2. Später sollen auch eventuell Druckmessumformer mit einer > Ausgangsspannung 0-10V verwendet werden. Dazu bräuchte ich ja dann einen > Spannungsteiler. Kann ich dies einfach mit 2 Widerständen machen und die > Spannung parallel zum 2. Widerstand abgreifen? Das ist üblich. > 3. Es gibt ja auch Druckmessumformer, welche eine Ausgangsspannung von > 4-20mA liefern. Da würde es ja auch reichen einen geigneten Shunt zu > benutzen und die abfallende Spannung parallel dazu abzugreifen. > Berechnen kann ich diesen selbst. Ja, das wird so gemacht. > 4. So und nun zur einer Verständnisfrage: wie Messe ich überhaupt mit > einem Mikrocontroller paralell zu einem Widerstand die Spannung, da an > diesem abfällt? Du beziehst ein Ende des Widerstands mit der interessanten Spannung auf die Masse, auf die sich der uC auch bezieht. Sonst hilft schon mal ein Blick ins Datenblatt... > Lege ich nun den Eingang des AD-Wandlers zwischen die beide Widerstände, > dann müsste ich die halbe Versorgungspannung der Widerstände Messen > können?! Ja. Der AD-Wandler hat aber immer 2 Anschlüsse. Der 2. ist üblicherweise die Masse. > 5. Ich würde gerne noch einen Überspannungsschutz für den Messeingang > des AD-Wandlers einbauen. Gibt es überhaupt einen, welcher mir zur > keine Messverfälschung beiträgt? Und wenn ja, welcher. Dazu musst du den Eingang genau kennen und den Begriff "Überspannung" mit Werten unterlegen. Wenn du z.B. 10kV meinst, dann wirds teuer...
>> 3. Es gibt ja auch Druckmessumformer, welche eine Ausgangsspannung von >> 4-20mA liefern. Da würde es ja auch reichen einen geigneten Shunt zu >> benutzen und die abfallende Spannung parallel dazu abzugreifen. >> Berechnen kann ich diesen selbst. >Ja, das wird so gemacht. Die Einheit für Spannung ist V. Gruß Jonas
Jonas Biensack schrieb: >>> 3. Es gibt ja auch Druckmessumformer, welche eine Ausgangsspannung von >>> 4-20mA liefern. Da würde es ja auch reichen einen geigneten Shunt zu >>> benutzen und die abfallende Spannung parallel dazu abzugreifen. >>> Berechnen kann ich diesen selbst. >>Ja, das wird so gemacht. > > Die Einheit für Spannung ist V. > Gruß Jonas Vielleicht meint er ja die Stromspannung (gerne genommen um Spannung in Strom umzurechnen. Anfänger scheitern da öfter: Was sind 5 Volt in Ampere?), dann passts ja wieder ;-)
>>> 3. Es gibt ja auch Druckmessumformer, welche eine Ausgangsspannung von >>> 4-20mA liefern. Da würde es ja auch reichen einen geigneten Shunt zu >>> benutzen und die abfallende Spannung parallel dazu abzugreifen. >>> Berechnen kann ich diesen selbst. >>Ja, das wird so gemacht. > > Die Einheit für Spannung ist V. > Gruß Jonas Ich habe natürlich den Strom, also wirklich mA gemeint. Diese Druckmessumformer lassen bei einem bestimmten Druck einen konstanten Strom (also wie eine Konstandstromquelle) fließen. Diese haben den Vorteil, dass man bei längeren Kabeln etc. den ohmschen Widerstand der Kabel nicht berücksichtigen muss. Habe leider im Eifer des Gefechts den Begriff Spannung fälschlicher Weise benutzt.... >> automatisch diese Werte an Agilent schickt >Per Email, oder wie? Natürlich per Gedankenübertragung....*Kopfschüttel* Nein natürlich nicht. Ich lasse die Werte erstmal in ein Array in den Arbeitsspeicher schreiben und nach der Messung sende ich die Werte samt der dazugehörigen Zeit und noch einer weiteren Information mittels UART an Agielnt VEE. Dies funktioniert auch und gehörte eigentlich auch nicht zu meiner Fragestellung. >> Bis jetzt habe ich einen Messumformer >>welcher, welcher eine Ausgangsspannung von 0,2 - 2,2 Volt ausgibt und >>mein Mikrocontroller hat eine AD-Wandler mit VRef 3,3V (12bit). Da ich >>deshalb nicht den kompletten Wertebereich bis 3,3V ausnutzen kann >Wie wäre es also, wenn du deine Referenzspannung einfach auf 2,2V >einstellst? Naja, wie soll ich das machen? Ich habe im angehängten Bild den Stromlaufplan, des Evulationsboard. Und das steht im Datenblatt.. 13.3.4.1 Voltage Reference The ADC uses internal signals VREFP and VREFN as references to produce a conversion value from the selected analog input. VREFP is connected to VDDA and VREFN is connected to GNDA. Somit kann ich auch nicht VREFN anderweitig verwenden... Deshalb ist meine Vergleichsspannung immer 3,3V und VREFN immer Ground (Also in dem Fall 0V). Es handelt sich im übrigen um folgendes board: http://www.ti.com/tool/EK-LM4F120XL Oder habe ich es immer noch nicht verstanden *selber mal am Kopf kratzen* So und nochmals zum Messen mit dem ADC selbst. Ich habe im 2. angehängten Bild kurz was zusammengeschludert. Wenn man das ganze so verschalten würde, dann müsste doch der Differenzwert von beiden ADC's den Spannungsabfall vom Widerstand R8 entsprechen und der Wert des ADC2 den Spannungabfall an R7 und der Wert des ADC1 den Spannungsabfall an beiden Widerständen zusammen. Ist das so richtig. Ich habe das Bild versucht auf das wesentliche versucht zu reduzieren..
Welche Auflösung brauchst du denn? Bei 12bit und 3.3V hast du eine Auflösung von weniger als 1mV, reicht das nicht für die Messung?
reicht eigentlich vollkommen, da ich 12 bit habe :) Bei der Messung kommt es nicht auf 100% Genauigkeit an sondern eher auf Geschwindigkeit und den Druckverlauf (Wellenbewegung durch Reflexionen). Mir geht es ja nur darum ob ich alles richtig verstanden habe. Ach so und einen Spannungsteiler brauche ich auf jeden Fall, für andere Druckmessumformer die eine größere Ausgangsspannung als 3,3 Volt haben. Der Operationsverstärker würde ich nur realisieren, wenn ich noch Zeit übrig habe (glaube ich aber nicht). Den Überspannungsschutz würde ich gerne dafür haben, dass eine falsch angeschlossener Druckmessumformer mir nicht meinen Mikrocontroller zerschießt. Gruß Uli
oh je, viele Kommas vergessen. Nach Schreibfehlern schaue ich am besten nicht mehr... (sollte doch mal ins Bett)
Wenn es dir reicht, würde ich den OP auch bei genügend Zeit weglassen, eine Fehlerquelle weniger.
uli schrieb: > VREFP is connected to VDDA and VREFN is connected to GNDA. Tja, das ist blöd... uli schrieb: > Wenn man das ganze so verschalten würde, dann müsste doch der > Differenzwert von beiden ADC's den Spannungsabfall vom Widerstand R8 > entsprechen und der Wert des ADC2 den Spannungabfall an R7 und der Wert > des ADC1 den Spannungsabfall an beiden Widerständen zusammen. Ist das so > richtig. Ich habe das Bild versucht auf das wesentliche versucht zu > reduzieren.. Ja, das wird so sein. Aber du wirst bei diesen Widerstandsverhältinissen von den 12 Bits gute 3 Bits einbüßen (3,3V Messbereich vs. 0,59V Udiff)...
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