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Thema: Photodiode am AD Wanlder. Wie Transistor verwenden?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Photodiode am AD Wanlder. Wie Transistor verwenden?

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    Hallo Zusammen

    Ich habe folgendes Problem. Ich möchte eine Lichtsensor an einen AD-Wandler hängen.
    Auf der Schaltung stehen mir nur 5V zur Verfügung.
    Der Lichtsensor liefert mir eine Spannung von ca. 0.5V-4V.
    Der AD-Wandler wandelt eine Spannung von 0V-5V.

    Ich möchte nun den Lichtsensor an den AD Wandler hängen und natürlich möglichst so, dass das ganze "Spektrum" des AD Wandlers ausgeschöpft wird.

    Leider habe ich von FET Transistoren zu wenig Ahnung, um eine derartige Schaltung zu konstruieren. Das erste Ziel wäre diese 4V vom Lichtsensor auf 5V anzuheben. Die 0.5V unten müssen nicht unbedingt abgeschnitten werden.

    Vielen Dank für eure Hilfe!
    Grüsse cumi

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    Du kannst auch die Referenzspannung des AD-Wandlers auf 4V legen,
    dann ist die Teilung von 0 - 4V in der gesamten Auflösung des ADC.

    Die 0,5V kannste z.B. durch in Reihe Schalten ner Diode auf gegen 0
    senken.
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Du kannst aber auch einen Operationsverstärker nehmen und die Verstärkung sowie den Offset mit jeweils einem Poti einstellen. Siehe Schaltung 'Nicht-Invertierer mit asymmetrischer Spannungsversorgung' am Ende dieser Seite: http://www.domnick-elektronik.de/elekovg.htm. Am Besten mit einem RailToRail-Opamp, damit die volle Versorgungsspannung genutzt werden kann. R3 und R4 als Poti mit ca. 22 kOhm und Rgk ebenfalls als Poti mit ca. 22 kOhm auslegen.
    MfG Karl-Heinz
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Vielen Dank für eure Antworten.
    @Vitis: Wie und was für eine Diode muss ich verwenden?
    @Kalledom: Ich habe gesehen, dass es bei Reichelt ziemlich viele OpAmp giebt. Welchem muss ich genau verwenden?

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zum Beispiel TLC271 DIP8 mit 1 CMOS Rail2Rail OpAmp oder TLC272 DIP8 mit 2 OpAmps oder TLC274 DIP16 mit 4 OpAmps.
    MfG Karl-Heinz
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  6. #6
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    Vielen Dank kalledom für dein rasche Antwort. Ich werde mir einmal einen solchen bestellen. Kosten ja nicht viel...

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo Zusammen

    So, jetzt habe ich drei TLC272CP.
    Nun werde ich aber aus dem Datenblatt nicht ganz schlau.
    Also oben wurde ja mal einen Link zu einem Schema (siehe Anhang) gegeben.

    Ich weiss jetzt jedoch nicht welcher Widerstand für was gut ist, bzw. wo ich welches Poti einbauen muss um das ganze regelbar zu machen.

    Also ich möchte folgendes erreichen:
    Ich habe eine Eingangsspannung von 0-x Volt. Das x möchte ich hierbei über ein Poti von 1-5Volt regeln können.
    Die Eingansspannung von 0-x Volt soll nun (möglichst linear) auf 0-5V (am Output) "abgebildet" werden.
    Wenn x=5 dann sollte ich am Ausgang genau das gleiche wie am eingang haben, bei x=2 sollte ich bei einer Eingangsspannung von 1Volt, 2.5 Volt am Ausgang haben.

    Was würde passieren, wenn ich eine Eingangsspannung höhrer (max 12V) als x am Einagng anhänge? Schön wäre, wenn dies dann einfach 5V am Ausgang geben würde, egal, wieviel zu hoch sie ist.

    Vielen Dank für eure Hilfe!
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken ovg_aninv.gif  

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    bei meiner Version reicht ne einfach Si-Diode ... 1N4001 z.B.
    dann nen Spannungsteiler aus Widerstand und ZD5.1, wobei
    über der Zenerdiode der AD liegt und schon haste Deine
    Spannungsbegrenzung noch oben auf 5V.
    Ehrlich, die µC haben so vielfältige Beschaltungsmöglichkeiten
    wie Gain und differentielle Eingänge, eingangsseitig ne OP-Schaltung
    ist mal abgesehen vom Impedanzwandler bei mir fast noch
    nicht vorgekommen. es sei denn, die Messgröße wär extrem klein
    gewesen.
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,
    Rgk ist die GegenKopplung, mit der die Verstärkung festgelegt wird. Bei 10k gegen 2x10k parallel = 5k ergibt sich eine Verstärkung von 2.
    Wenn Du einen Widerstand von 4,7k und ein Trimmpoti von 5k als GegenKopplung einsetzt, kannst Du die Verstärkung von 1...2 einstellen.
    R3 und R4 bilden einen Spannungsteiler, der 1/2 Ub an den nicht-invertierenden Eingang legt, so daß die Schaltung mit asymmetrischer Spannungsversorgung funktioniert. Wenn Du auch hier einen 'Teil' als Poti einsetzt, kannst Du die 0,5V 'nach unten versetzen'.
    Bei 12V solltest Du eine Spannungsteilung per Widerstände vornehmen.
    MfG Karl-Heinz
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  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    @vitis: bei Deiner Version berücksichtigst Du aber auch mit keinem Stück, ob der Fragesteller irgendeinen Anspruch an Genauigkeit hat. Das hat er zwar nicht explizit gesagt, aber den Leuten ist ja alles zuzutrauen
    OP-Schaltung ist schon gut, und mit der Beschreibung von kalledom und ein bisschen Verstehen sollte das auch klappen.

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