Hallo zusammen, vielleicht vorab die Information das meine aktive Zeit als Elektroniker ein paar Jahrzehnte zurück liegt :-) bitte nicht den Kopf abreisen :-) Ich hätte einige Fragen hinsichtlich eines Operationsverstärker in der Funktion als DC-Verstärker bzw. nichtinvertierenden Verstärkers. D.h. konkret, einen Hall Sensor mit VOUT -2.0V - +2.0V auf den Arduino-Bereich 0 – 5.0V per Operationsverstärker anzupassen, auch um die vollständige 10-bit Auflösung des analog- Eingangs ausnutzen zu können. Die abgehangene Schaltung hab ich mir nun ausgesucht. Als OP dient ein MC1458. Jedoch erhalte ich nicht die gewünschte Spannung am Vout. Hmm - um weitere Hinweise wäre ich sehr dankbar!!! VG
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Beko M. schrieb: > Einen Hall Sensor mit VOUT -2.0V - +2.0V auf den > Arduino-Bereich 0 – 5.0V anzupassen, https://www.mikrocontroller.net/articles/Spannungsteiler#Spannungsteiler_mit_Offset.2C_passiv
Du brauchst eine Verstärkung von 1,25. -2 bis 2 V =4V dazu einen Offset von 2V. => 0-4V Deine Widerstände sollten Faktor 10 größer sein
Beko M. schrieb: > Die abgehangene Schaltung hab ich mir nun ausgesucht. > Als OP dient ein MC1458. Dir ist aber schon klar, daß dieser Op dazu eine Spannungsversorgung von -5V und +10V braucht. Siehe: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/mc1458.pdf Seite 4, Feld Vom Suche nach Rail to Rail Op.
karadur schrieb: > Deine Widerstände sollten Faktor 10 größer sein als der RA der Quelle um die Quellenspannung nicht zu verfälschen.
Der Andere schrieb: > von -5V und +10V braucht. Das sollte mindestens -5V und +10V heissen. Mit +-12 oder +-15V funktioniert er natürlich auch.
Haralds Vorschlag ist elegant, kann allerdings nicht den gesamten Bereich von 0-5V des ADC ausnutzen, da es rein passiv ist und dein Sensor nur 4V Swing hat. Wenn 0-4V am ADC reichen, dann musst du also nur den Ausgang des Sensors um 2V nach plus ziehen. Es fehlt die Information, mit wieviel Speisespannung du den OPV versorgen willst, denn bei z.B. 5V Versorgung ist ein MC1458 ungeeignet, bis 5V auszugeben. Du benötigst du einen nichtinvertierenden Verstärker mit Offseteinstellung, um den negativen Bereich des Sensors in den positiven zu ziehen.
Joachim B. schrieb: > karadur schrieb: >> Deine Widerstände sollten Faktor 10 größer sein > > als der RA der Quelle um die Quellenspannung nicht zu verfälschen. Das nächste Problem dieses Ops: Da er bipolar ist hat er einen nicht zu vernachlässigenden Input Bias Current von bis zu einem halben µA.
Der Andere schrieb: > Joachim B. schrieb: >> karadur schrieb: >>> Deine Widerstände sollten Faktor 10 größer sein >> >> als der RA der Quelle um die Quellenspannung nicht zu verfälschen. > > Das nächste Problem dieses Ops: > Da er bipolar ist hat er einen nicht zu vernachlässigenden Input Bias > Current von bis zu einem halben µA. kann ausgeglichen werden,gibt es R2R mit J-FET Eingang?
Matthias S. schrieb: > Haralds Vorschlag ist elegant, kann allerdings nicht den gesamten > Bereich von 0-5V des ADC ausnutzen, da es rein passiv ist und dein > Sensor nur 4V Swing hat. Die 20% Auflösungsverlust kann man leicht verschmerzen, da die Genauigkeit des AD-Wandlers sowieso deutlich schlechter ist. Und vermutlich wird auch der Sensor nicht auf 0,1% genau sein.
Joachim B. schrieb: > kann ausgeglichen werden,gibt es R2R mit J-FET Eingang? Kann, aber das muss man in der Schaltung berücksichtigen. Der 1458 ist das absolute Gegenteil von R2R. Es gibt zumindest modere R2R Ops mit deutlich geringeren Input Bias Strömen. Z.B. als Messverstärker vor A/D Wandler: OPA192 Harald W. schrieb: > Die 20% Auflösungsverlust kann man leicht verschmerzen Sehe ich genauso, zumal man sichmit dem Verstärker zusätzlich Fehler einbaut.
Boah - Prima! Vielen Dank für die schnellen und zahlreichen Antworten. Bin dabei noch das eine oder andere fürs Verständnis zu recherchieren. Rail to Rail ist mir nun auch soweit klar. Für die Versorgung des OPV stehen mir die 5 Volt vom Ardunino zur Verfügung. Vout vom Hall-Sensor ist ja -2V bis +2V bei einem Messbereich von -25A bis 25A. Nun kann ich aber ausschließen, das negative Ströme gemessen werden -daher die Annahme das ich nur 0-2V Vout vom Sensor bekomme. Hab mir jetzt den OPV LMC6462 rausgesucht. Wenn ich das richtig verstehe, beträgt die Versorgungsspannung laut Datenblatt von/bis "Supply Voltage (V+ − V−); max 16V" oder? Nochmal Danke für die Mühe.
Hallo zusammen, das hat alles soweit geklappt - nochmal Danke für die Unterstützung. Funktioniert ganz gut! Nun hab ich einen weiteren Wandlertyp mit folgenden Kenndaten: Messbereich von 0A-20A - bei einem Vout 2.5V - 4.5V. Jedoch bei einem AnalogInput von 0-5V. Ich hab jetzt schon eine zeitlang rumgerechnet und recherchiert, leider noch keine Lösung wie ich die Spannung nun mit einem OP anpassen kann. Vielleicht hat ja jemand einen Ansatz. Danke!
Beko M. schrieb: > Ich hab jetzt schon eine zeitlang rumgerechnet und recherchiert, leider > noch keine Lösung wie ich die Spannung nun mit einem OP anpassen kann. > Vielleicht hat ja jemand einen Ansatz. Die dritte Version/Gleichung dürfte dein Problem abdecken. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm
Danke für die zügige Rückmeldung. Jedoch verstehe ich das nicht ganz. Die zweite zur Verfügung stehende Spannung am Eingang wäre statisch und nicht veränderbar, der Verstärker wurde linear funktionieren. Zum einen muss ich ja die 2.5 auf OV runterziehen, zum anderen die OV auf die 5.0V hochziehen können. Das bedeutet: 2.5V - 4.5V auf 0V -5V umwandeln. Jetzt hab ich die Idee zwei OP hintereinander zu schalten. 2.5V - 4.5V auf 0V -2V, und dann weiter auf 0V -5V zu verstärken. Ist das praktikabel? Ich hoffe das Problem ist verständlich erklärt.
Um deinen Bereich V_out = [2.5V .. 4.5V] auf den Bereich des ADC A_in = [0V .. 5V] abzubilden, brauchst du die Gleichung
1 | A_in = 2.5 * V_out - 6.25 |
Diese Gleichung musst du durch geeignete Wahl der Widerstände (Stichwort Koeffizientenvergleich) mit der allgemeinen Subtrahiererschaltung realisieren. Da brauchst du keinen zweiten OP.
Wolfgang schrieb: > A_in = 2.5 * V_out - 6.25 Hier muss es natürlich korrekterweise heißen
1 | A_in = 2.5 * V_out - 6.25V |
U_e2 ist dein V_out, U_e1 ist eine konstante Referenzspannung, die du irgendwie wählen kannst. Dann legst du z.B. R1=10kΩ fest und rechnest dir R2 aus, also
1 | R2 = R1 * 6.25V / U_ref |
Entsprechend legst du z.B. R4 fest und rechnest R3 aus, so das als "Widerstandvorfaktor" vor U_e2 der Wert 2.5 raus kommt.
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Als Opamp kannst du irgendeinen Rail-to-Rail-Typ nehmen, der ausreichend schnell ist. Mit dem von dir genannten LMC6462 liegt die Grenzfrequenz der Schaltung bei 20 kHz, mit dem LTC6085 in der Simulation bei 600 kHz.
So - erstmal großes Dankeschön für Eure Mühe und Support!!! Ich war leider einige Tage krankheitsbedingt außer Gefecht. Ich setzt mich gleich mal dran. Beste Grüße.
Hm, hab die Schaltung mit dem mir gerade zur Verfügung stehenden LMC6462 aufgebaut. Nun verhält sich die Schaltung nicht plausibel. Bis zu einem Vin = 3.7 V mess ich einen Vout von 0.0V Und so gehts dann weiter: Vin= 3.8V entspricht Vout 0.3V Vin= 3.9V entspricht Vout 0.3V Vin= 4.0V entspricht Vout 2.0V Vin= 4.2V entspricht Vout 4.8V Vin= 4.5V entspricht Vout 4.8V Komm jetzt leide nicht weiter. Übersehe ich etwas?
Bekomani schrieb: > Hm, hab die Schaltung mit dem mir gerade zur Verfügung stehenden LMC6462 > aufgebaut. Welche Schaltung? Die aus meinem Beitrag vom 26.2.? Wenn ja, hast du die gleichen Widerstandwerte genommen? Die Verstärkung scheint bei dir viel zu hoch zu sein. Kann es sein, dass du statt R2=30kΩ versehentlich 300kΩ genommen hast?
Sorry - die Schaltung vom 26.02. war tatsächlich gemeint. Du hast Recht gehabt - es war der blöde Widerstand.... ich bin anscheinend noch im Fieber Delirium. Vielen Dank für den Support!
Beitrag #5377152 wurde vom Autor gelöscht.
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Hallo zusammen, ich nochmal :-) Nochmal vielen dank für den Support! Jedoch hab ich inzwischen mit einem blöden Phonemen zu kämpfen. Im Ruhezustand bei Vin 2.5V hab ich am OP Vout eine Soannung von 0,2V -0,5V. Muss ich damit leben oder besteht die Möglichkeit den Wert soweit runter zusetzten? Danke !
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