Erschütterungssensor (Piezo): Signalverstärkung/Signal µC tauglich machen

[scus (Gast)]

Hallo allerseits,
ich möchte mit Hilfe eines Piezoelements einen Klopfsensor (für einen 
Tisch) bauen. Im großen und ganzen habe ich mich an den Schaltplan auf 
http://hotchk155.blogspot.de/2011/10/musical-ping-pong-tables-and.html 
gehalten (leicht modifiziert im Anhang; Piezoelement ganz links an SJ1; 
J1-* zum "Masterboard").

Ich habe die Schaltung test weise aufgebaut (an 5V) und sie 
funktioniert, wobei die Einstellung mittels Potentiometer etwas fummelig 
ist. Ich möchte später mehrere dieser Sensoren an einen Attiny hängen (3 
oder evtl. auch 5), um mittels Triangulation Positionen bestimmen zu 
können, bzw. andere tolle Berechnungen durchzuführen.

Nun meine Fragen:

1) Ich möchte den Attiny mit 3,3V betreiben um direkt mittels serieller 
Schnittstelle zum Raspberry PI gehen zu können. Den Sensor muss ich aber 
mit (mindestens) 5V betreiben, wenn ich die Datenblätter richtig gelesen 
habe. Wie bekomme ich die Spannung des Signals, die dann ja auch 
entsprechend hoch ist) am elegantesten zu 3,3V um den Attiny nicht zu 
brutzeln?

2) Ist es richtig, dass der Sensor präziser "sensiert", wenn ich ihn mit 
12V betreibe, oder war das nur mein subjektiver Eindruck? Habe keine 
ausführlichen Tests gemacht...

3) Falls die vorherige Frage mit "Ja" beantwortet wird: Gibt es einen IC 
o.ä., mit dem ich aus 5V (die der Raspberry PI auch liefert) die 12V 
generieren kann (die Stromstärke ist ja relativ gering...)? Nach welchem 
Stichwort muss ich suchen?

Viele Grüße
scus

[Patrick (Gast)]

Okay, dann versuche ich mal zu helfen:

- Der NE555 dient lediglich als Monoflop und wäre ja der einzige 
Baustein, der die 5V erforderlich macht (der LM358 "kann" auch an 3V). 
Grundsätzlich kann der NE555 entfallen und der Ausgang des Komparators 
direkt an den µC; dann muss die "Entprellung" eben softwareseitig 
passieren.

- Falls Du bei 5V bleiben willst: Da der Eingang des µC keine große Last 
darstellt, reicht hier ein einfacher Spannungsteiler [Ausgang NE555] --> 
R1 --> [Abgriff zum µC] --> R2 --> GND. R1 und R2 entsprechend 
dimensionieren, z. B. R2 10k, R1 4k7.

- Da der Piezo nicht vorgespannt ist, sondern lediglich dessen 
(unbelastete) Ausgangsspannung mit einem (einstellbaren und 
referenzlosen, d. h. versorgungsspannungsabhängigen) Spannungspegel 
verglichen wird, ist das Schaltverhalten (eine an die veränderte 
Betriebsspannung angepasste Schaltschwelle vorausgesetzt), ist die 
Schaltung theoretisch unabhängig von der Versorgungsspannung.

[Patrick (Gast)]

Nachtrag: Obwohl ich das Entprellen via Software als nicht kritisch 
ansehen würde (wenn man einen flankengetriggerten Interrupt benutzt und 
von Interrupts im max. 10-kHz-Bereich ausgehen würde, was mit ein paar 
Optimierungen gut beherrschbar sein sollte), kannst Du ja den zweiten 
Komparator des LM358 verwenden, um ein RC-Glied zur Glättung 
nachzuschalten (quasi ein Nachbau des NE555).

[scus (Gast)]

Hallo Patrick,
vielen Dank für deine Antwort! Es ist schon verlockend, den NE555 zu 
sparen...

Hast du eventuell einen Link o.ä. in dem die mögliche Glättung mittels 
RC-Glied/Op-Amp beschrieben ist?

Viele Grüße
scus