Vibration mit Piezoelement messen. Verstärkung?

[Dire T. (dire)]

Ich habe zur Vibrationsmessung ein Piezoelement an einen Arduino gehängt 
und die Daten auf SD Karte gespeichert. Ich würde aber gerne feinere 
Vibrationen aufzeichnen. Genügt es dafür das Signal vom Piezo zu 
verstärken, oder brauche ich dafür einen anderen Sensor?

Falls verstärkung, ich habe einen BC546 A Transistor und ein paar 
wiederstände. (Und neuerdings auch ein Multimeter)

Grüße

[Sascha (Gast)]

Damit kann man einen Class-A Verstärker aufbauen.

Multimeter ist für Arbeitspunkteinstellung sehr gut.

Ohne die Eigenschaften des Piezoelementes zu kennen:

Class A Verstärker: NPN in Emitterschaltung mit Basisstromeinspeisung 
und Spannungsgegenkopplung. Arbeitspunkt um die 10mA Kollektorstrom.

Spannung vom Piezo über Koppelkondensator an die Basis einspeisen und am 
Kollektor über Koppelkondensator verstärktes Signal rausziehen.

Der ADC vom AVR hat übrigens einen Modus wo der ADC einen 10x Gain 
Verstärker davorgesetzt hat, guck mal ins Datenblatt.

[Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)]

Wie sieht denn dein Piezo-Element aus?

Normalerweise erzeugen sie rel. hohe Spannungen, die manchmal beinahe zu 
groß sind für hochohmige (!) ADC-Eingänge. Montiere mal eine kleine 
Masse an dein Piezo-Element, etwa so wie in diesem Bild:

http://www.watterott.com/de/Piezo-Vibrationssensor-klein-horizontal

[Klaus (Gast)]

Er hat keine Kondensatoren, nur Widerstände und ein BC546.

[Dire T. (dire)]

Ja, einen 0,5mF Kondensator hätte ich auch. Brauche ich die auch bei DC? 
Class A verstärkung kenn ich noch nicht. Emitterschaltung so wie hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/schalt/02043021.gif
sollte ich können. Aber wo kommt das Piezo hin? Ich hätte es in dem Fall 
als R2 eingesetzt. Macht das Sinn?

Gewicht montieren ist auch eine gute Idee.

[Sascha (Gast)]

Bei Ue kommt dein Piezo hin, bei Ua holst du dein Signal raus.

50.000µF? 10-100µF tuns auch.

[Dire T. (dire)]

Es sind natürlich nur 0,5µF. Yes und zwei mal 10µF aus meinem 
Geschirrspüler.
Ich rechne mir die schaltug mal durch und frag dann nochmal ob es 
stimmt. :-)
Danke einstweilen!
Grüße

[oszi40 (Gast)]

Dire T. schrieb:
> Genügt es dafür das Signal vom Piezo zu
> verstärken, oder brauche ich dafür einen anderen Sensor?

Wir kennen Deinen Sensor nicht. Aber mit ein Piezo-Feuerzeug kann auch 
hunderte Volt erzeugen, die ein µC nicht vertragen könnte. Daher ist ein 
"Opfertransistor davor" durchaus zu überlegen. Allerdings würde ich 
evtl. eine hochohmige Kollektorschaltung wählen, um den hochohmigen 
Piezo nicht zu sehr zu belasten.

[Sascha (Gast)]

Bei einer Kollektorschaltung ist die Stromverstärkung etwa 1, wenn der 
TE sehr kleine Vibrationen messen will, muss die ggf. über 1 liegen.

Emitterschaltung bekommt man mit nem Eingangswiderstand auch hochohmig.

[oszi40 (Gast)]

Sascha schrieb:
> Stromverstärkung etwa 1

Daß bei der Kollektorschaltung die Spannungsverstärkung=1 ist, war 
bekannt. Aber wenn die hochohmige Quelle unter niederohmiger Last (10k) 
zusammenbricht, wird die nutzbare Spannung auch nicht viel größer.

[Sascha (Gast)]

Deswegen kann man die Emitterschaltung nutzen und durch die hohe 
Spannungsverstärkung ist es möglich, den Basiswiderstand stark zu 
vergrößern was den Eingangswiderstand der Schaltung stark erhöht.