Hallo Community, ich möchte ein zitterndes Voltmeter dämpfen. Ich dachte an einen parallel geschalteten Kondensator, aber da scheinen selbst 1000µF nicht zu helfen. Hat jemand einen Tip für mich?
Tiefpass - einen Widerstand vor dem Voltmeter und dann den Kondensator parallel. 10 kOhm sollten reichen. Ist der Eingangswiderstand des Voltmeters groß genug im Vergleich zu den 19k?
cm2227 schrieb: > Ich dachte an einen parallel geschalteten Kondensator, aber da scheinen > selbst 1000µF nicht zu helfen. Hat jemand einen Tip für mich? Vermutlich streßt du dabei deinen Kondensator auch noch mit Lade-/Entladeströmen im Ampere-Bereich.
Gleichstrom oder Wechselstrom? Dreheisen oder Drehspule? Wie hoch ist die Spannung? Kommst du an das Innenleben des Voltmeters heran? Bitte verwirre uns nicht mit Details, wenn du Hilfe brauchst.
Oh danke Leute, ihr seid sehr hilfsbereit. Natürlich verwirre ich euch gerne mit weiteren Details. Es handelt sich um ein einfaches Gleichstrom-Drehspulinstrument. Ich kann das Gehäuse öffnen, allerdings ist es ein Einbauinstrument und ich kann die Schaltung beliebig erweitern. Es hat einen Innenwiderstand von 16Ohm (kein Witz) und einen Anzeigebereich von 100mV. Ich benutze es mit einem 680Ohm Vorwiderstand, um 0..5V eines PWM-Ausgangs meines µCs anzuzeigen. Klingt komisch, aber ich zeige damit einen errechneten Wert analog an, so dass Werte von 0-100% als 0-100mV angezeigt werden. Ich fände es optisch ansprechend, wenn die Nadel weniger tanzen würde bei einer Änderung des PWM-Ausgangs sondern sich eher gemächlich in die neue Position begibt ohne Überschwingen. Während der PWM-Ausgang konstant bleibt, bewegt sich die Nadel nicht. Einen Tiefpass für den PWM brauche ich schon mal nicht. Danke für eure Tips!!!
cm2227 schrieb: > Ich dachte an einen parallel geschalteten Kondensator, aber da scheinen > selbst 1000µF nicht zu helfen. Das kommt drauf an, wozu du ihn parallel schaltest - direkt zu deinem Instrument mit seinen 16Ω erhälst du mit 1000µF eine Zeitkonstante von 16ms. Wenn dir das zu kurz ist, wirst du entweder Widerstand, Kondensator oder beide vergrößern müssen, bzw. eine andere Schaltung zum Filtern verwenden müssen. Wenn du deinen 680Ω Vorwiderstand in zwei mal ca. 340Ω aufteilst, ergibt sich als zeitbestimmender Widerstand immerhin schon eine zehn mal so große Zeitkonstante. Für eine ruhige Anzeige wird das immer noch arg kurz sein. http://de.wikipedia.org/wiki/RC-Glied Vermutlich weniger aufwändig wird es sein, einen OP als Spannungsfolger zu schalten und das Signal am hochohmigen Eingang zu filtern.
Direkt Dämpfen könnte man das Intrument ggf. mit einem Elko direkt parallel zur Spule. Vermutlich muss das auch ein großer Elko (die 1000 µF sind da noch relativ wenig bei 16 Ohm der Spule) sein - wenn man hat könnte man 100000 µF oder so probieren. Es ist aber nicht klar ob die Dämpfung so überhaupt ausreicht - gerade bei einem eher wenig empfindlichen Messwerk mit schwachem Magentfeld kann es sein das eine rein passive Dämpfung nicht ausreicht. Ein Test of die Dämpfung ausreicht, wäre es die Spule niederohmig mit Spannung anzusteuern (etwa OP als Impedanzwandler). Allerdings hat man damit ggf. Drift durch die Erwärmung der Spule - das ist also eher nur ein Test. Ein mögliche Lösung wäre ggf. wenn der µF gleich bei der Anregung eine digitale Filterung druchführt, und die PWM Werte so erreichet das die Resonanzfrequenz des Anzeigeinstruments ausgespart wird.
Mit 680 Ohm Vorwiderstand und 1000µF parallel hat du ja einen Tiefpass mit einer Zeitkonstante von 0,68 Sekunden. Sollte 2 Sekunden bis Vollausschlag brauchen? Hast du den Kondensator nur zum Messgerät parallel ober auch über den Vorwiderstand?
Kein Name schrieb: > Mit 680 Ohm Vorwiderstand und 1000µF parallel hat du ja einen Tiefpass > mit einer Zeitkonstante von 0,68 Sekunden. Wenn der C parallel zu 680Ω + Instrument liegt, hängt er direkt an der (niederohmigen) Quelle. -> nix mit 0.68s
Solche Drehspulinstrumente habe oft keine interne Dämpfung (da wäre die Spule auf einen Alu-Rahmen gewickelt) sondern müssen durch einen externen niedrigen Widerstand bedämpft werden. Das machte man oft für Instrumente, die mit Thermoelementen oder andren niedrigen externen Lasten zusammen arbeiten sollten. Versuchs mal mit einem 16-Ohm-Widerstand parallel zum Instrument, um die Dämpfung zu erhöhen. Dadurch entsteht zwar ein "200µA-Instrument" aber das dürfte für die genannte Signalquelle kein Problem sein. Übrigens: Die Angabe 16 Ohm, 100 µA hat nicht verwirrt, sondern den Lösungsweg klar gemacht.
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Peter R. schrieb: > Dadurch entsteht zwar ein "200µA-Instrument" ??? Bei 100mV und Ri=16Ω || 16Ω komme ich, sofern das Ohmsche Gesetz hier gilt, auf 12.5mA
Mit Verlaub... 160Ohm/Volt ist für ein Voltmeter völlig indiskutabel. Das ist ein vergewaltigtes mA-Meter. Mit einem vernünftigen Messwerk geht es deutlich besser.
mike schrieb: > ??? > > Bei 100mV und Ri=16Ω || 16Ω komme ich, sofern das Ohmsche Gesetz hier > gilt, auf 12.5mA Ja, da hatte ich 100µA im Kopf, schließlich hat man beim Schreiben oft den diesbezüglichen Beitrag in dem Moment nicht vor den Augen. (deswegen hab ich im folgenden Satz ja auch von 200µA geschrieben). Mit den 16 Ohm, 100mV ist es halt ein 6,25 mA-Instrument. Solche Instrumente waren durchaus üblich, denn je geringer die Empfindlichkeit eines Drehspulinstrumentes ist, desto geringer ist der Reibungsfehler. Geräte mit Klasse 0,5% oder Klasse 0,2% haben die Spannung oft sogar mit 10 oder 20 mA gemessen. Dann muss man zur maximalen "externen" Dämpfung den gleichen Widerstand wie Ri parallel schalten. Dann gäbs halt bei 12,5 mA Gesamtstromaufnahme den Vollausschlag. Man kann ja probieren, ob mit einem Widerstand von z.B. 50Ohm parallel zum System die Dämpfung ausreicht. Jedenfalls lässt sich ein Drehspulinstrument durch einen niedrigen äußeren Widerstand zusätzlich bedämpfen. Bei dem PWM-Ausgang eines µKontrollers wirds halt wegen des Innenwiderstands schon etwas knapp zugehen bei 12,5 mA. Aber vielleicht kann man zwei oder mehr pins parallel schalten.
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Georg G. schrieb: > Mit Verlaub... 160Ohm/Volt ist für ein Voltmeter völlig > indiskutabel. > Das ist ein vergewaltigtes mA-Meter. Mit einem vernünftigen Messwerk > geht es deutlich besser. Wo willst Du heutzutage ein nach Deinen Vorstellungen "vernünftiges" Drehspulinstrument herbekommen? Da muss man schon mit dem auskommen, was gerade vom Himmel gefallen ist. Zum Beispiel ist die 100-Teile-Skale das Einzige, was man wunschgemäß hat, das andre muss man hinbiegen.
Sofern man nicht direkt misst, sondern eine Verstärkung davor haben kann, ist ein Strom von 6 oder 12 mA kein so großes Problem. Auch für so etwas wie die Spannungsanzeige beim Labornetzteil würde mich 12 mA nicht stören.
Peter R. schrieb: > Solche > Instrumente waren durchaus üblich, denn je geringer die Empfindlichkeit > eines Drehspulinstrumentes ist, desto geringer ist der Reibungsfehler. Gegen die Reibung kann man dem Signal auch einfach eine kleine Wechselspannung überlagern (Dither). Da zittert der Zeiger zwar minimal, aber er bleibt nicht irgendwo hängen ;-)
Ich finde ja den Vorschlag von Mike gut. Vorwiderstand durch 2x340R ersetzen, und 1000uF an den Punkt zwischen diesen beiden Widerständen zu GND sollte die Nadel selbst bei nur 1000 Hz PWM nicht mehr als 0.5% zittern lassen. Wie hoch ist denn die Frequenz deiner PWM überhaupt? Kannst du die beeinflussen? Wenn ja, drehe sie so hoch wie möglich.
cm2227 schrieb: > Ich fände es optisch ansprechend, > wenn die Nadel weniger tanzen würde bei einer Änderung des PWM-Ausgangs > sondern sich eher gemächlich in die neue Position begibt ohne > Überschwingen. > Während der PWM-Ausgang konstant bleibt, bewegt sich die Nadel nicht. Dann gib deinen errechneten Wert doch langsam aus. Nimm deine Rampe (wie auch immer du die haben willst) und rechne die halt über die PWM drüber (im Interrupt der PWM kann man z.B. schön machen, dauert ja nicht lange).
Für das reduzieren der Schwingungen gibt es 2 Methoden, die auch zusammen wirken können bzw. sogar müssen: 1. die Anregung der Resonanz reduzieren, etwa durch einen Filter (Software oder den Kondensator zwischen 2 Widerstände). Mit einfach nur einem Tiefpass ist das ggf. gar nicht so einfach und wird ggf. sehr Träge. Da wäre die Filterung in Software eine gute Lösung - die niedrige Frequenz kommt dem sehr entgegen. Der 2. Weg ist es die Mechanische Resonanz selber zu Dämpfen: das geht über die Niderohmige Ansteuerung (z.B. mit Widerstand Parallel oder einem in diesem Fall sehr großen Elko prallel zur Spule). Da wirkt dann die in der Spule induzierte Spannung und der daraus folgende Strom dämpfend.
Ich bin begeistert von den vielen Antworten. Wahrscheinlich werde ich erstmal versuchen, eine Rampe für den Software-Wert zu machen. Außerdem könnte ich bei der nächsten Bestellung für 1,60 einen 0,1F oder gleich 1F Goldcap kaufen. Der sollte das dann regeln, oder?
Die Software reduziert halt nur die Anregung, gibt aber keine echte Dämpfung. Für echte Dämpfung ist eine Widerstand parallel zu Spule die einfachste Lösung - das müssen keine 16 Ohm sein, auch 47 Ohm können schon was bringen.
cm2227 schrieb: > ... oder gleich 1F Goldcap kaufen. Der sollte das dann regeln, oder? Bekämpfe lieber die Ursache für die Zappelei, statt hinterher mit brachialen Methoden dran rum zu doktern. Bei Goldcaps mußt du aufpassen, dass der ESR niedrig genug ist. Einer mit z.B. 300Ω ESR bringt dir überhaupt nichts. (-> Supercap)
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