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Thema: Operationsverstärker, Grundlagen...

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Willa
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    Operationsverstärker, Grundlagen...

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    Hallo!
    Ich baue grad einen Tricopter und meine Elektronik scheint einigermaßen zu funktionieren. Allerdings kriege ich nur 1 Gyro zum laufen, die anderen 2 sind identisch beschaltet, geben aber Signale aus die teilweise außerhalb des ADC-Wandler Bereichs liegen und deswegen nicht richtig verwertbar sind.
    Mein Aufbau:
    Am Murata ENC-03R Outputpin liegt eine Spannung von ca. 1.3V an. Die Amplitude des Signals (wenn man den Sensor dreht) ist vielleicht 0.5V.
    Am Eingang meines ADC Wandlers (ATmega32) soll eine Spannung zwischen 0 und 5 V ankommen. Es darf auch 4-6 V sein, der Pegel muss eben nur zwischen diesen Grenzen liegen.
    Das Signal wird um den Faktor 6 verstärkt (R1=15k, R2=90k).
    Also, am OP kommt als V_in 0.8V-1.8V an, V_out soll maximal 0-5V sein.

    Meine Frage: Was muss ich tun damit das passiert...? Wenn ich das so anschließe wie im Bespiel unten (Grafik), dann liegt doch wohl an v_out eine Spannung zwischen 4.8 und 10.8V an...? Ich muss also quasi die Mittelstellung verschieben, wie schaffe ich das?

    Wenn mir jemand helfen könnte wäre das fein!
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken op_150.jpg  
    Viele Grüße, William
    -> http://william.thielicke.org/

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von robocat
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    versuch es mit einem differenzverstärker:
    http://www.elektronik-kompendium.de/...lt/0210153.htm
    damit kannst du um einen faktor verstärken und gleichzeitig einen offset subtrahieren (bei dir die 4,8V). diesen offset musst du mit einem spannungsteiler (oder sonstwie) bereitstellen.

    gruesse

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Nur für eine Pegelverschiebung und Verstärkung, brauchtman keinen kompletten Differenzverstärker. Es reicht bei der Schaltung wie im ersten Bild, R1 nicht nach Masse, sondern an eine passende Spannung zu legen. Man kann auch einen extra Widerstand vom invertierenden Eingang des OPs nach +5 V legen, um so die Hilfsspannung zu erzeugen.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Spannung-Spannung Wandler bzw ein Nicht Invertierender Verstärker wie der obige sollten doch ihren Dienst tun... Wobei die Ausgangsspannung durch die Rückkopplung rein durch die Rückkoppelwiderstände R1 und R2 bestimmt wird! (k-Faktor). Einfach mal googlen, ansonsten such ich dir morgen die Richtigen sachen raus und schreib was kurzes

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    also ich habe bei mir einen Differenzverstärker genommen ... guckst du mal hier :
    www.dyyyh.de/quadro/DC40.pdf

    bei den gyros ist das Problem, dass die nicht optimal sind, das heist der Nullpunkt leigt teilweise so verschoben, dass du mit ner Verstärkung von 6 schon am Anschlag bist.
    meine projekte: robotik.dyyyh

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Jenachdem wie hoch der Nullpunkt liegt könnte man das doch mit einer Diode/Transistor kompensieren oder? Dann hätte ich bis zu einem Schwellenwrt eine klar definierte Null und darüber Steuert mein OP

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Willa
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    Hi!
    Danke erstmal für eure Antworten! Ich habe mittlerweile ein paar Sachen probiert (u.a. die Schaltung von Goran), aber da nichts so richtig funktioniert und jedes Gyro anderen Blödsinn macht, habe ich so langsam das Gefühl das entweder Gyro's oder OpAmp kaputt sind. Aber ich werde weiter probieren und berichten!
    Viele Grüße, William
    -> http://william.thielicke.org/

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    mess doch einfach mal den gyro aussgang und dreh es ein wenig dabei, dann siehst du ja obs kaputt is..
    meine projekte: robotik.dyyyh

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo Willa,

    Gyros und OpAmps ... welch Zufall, ich arbeite mich auch grade in diese Thematik ein und fand meine ersten Schritte letzte Woche auch wenig befriedigend.
    Ich habe zunächst den Fehler gemacht, mit einem OpAmp zu experimentieren, der mindestens +/- 5V braucht um richtig zu funktionieren. Die Ergebnisse waren dementsprechend für die Tonne ^^

    Dann habe ich mit einem ICL7612 gearbeitet, war begeistert und habe dann festgestellt, das es den nur im Singlepack gibt und ich den nirgendwo als SMD finde *grumpf*.

    Ich habe jetzt ein Modul mit 3 Gyros für meinen Bot mit einem LM324, der in SMD 4 OpAmps in einem Gehäuse vereint und mit einer einfachen 5V-Versorgung zufrieden ist. Es mag sicherlich bessere Typen geben, aber irgendwo muss man ja mal anfangen

    Um mir die Schaltung richtig auszulegen habe ich direkt am Gyro die maximalen Spannungsdifferenzen gemessen, die bei aufkommenden Rotationen zu messen sind. Daraus habe ich mir die gewünschte Verstärkung des OpAmps berechnet (und sicherheitshalber ein wenig nach unten korrigiert, da die OpAmps am Ausgang nicht bis zur Versorgungsspannung gehen).
    Zu Testzwecken habe ich dann den Spannungsteiler zum Einstellen des Offsets mit einem Poti realisiert und siehe da - selbst ein Digi-Depp wie ich bekommt langsam Grund unter den Füßen im Lande Analogien

    Gruß MeckPommER

    P.S.: Dieses Gyro-Modul ist durch die Piezos das teuerste Modul an meinem ganzen Bot. Damit das auch der Laie bei einer Vorführung zu schätzen weiss, konnte ich es mir nicht verkneifen, auf diesem Modul noch 3 Reihen a 7 LEDs anzubringen, um die Messwerte bzw. errechneten Lagewinkel optisch darzustellen.
    Ganz nebenbei ist so eine reichlich vollgestopfte Platine von 3,8 * 9cm entstanden - die einfach schick leuchtet, selbst meine Frau sagte "UI"
    Die LEDs sind aber nicht nur just 4 fun, sondern mir enorm hilfreich als Feedbackmöglichkeit bei der Programmierung.
    Mein Hexapod im Detail auf www.vreal.de

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Willa
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    Hallo Meckpommer!
    Ich habe grad gesehen dass es den LM324 auch als DIL-14 gibt, daher käme der auch für mich in Frage. Könntest du mir evtl. deinen "personal OpAmp Schaltkreis" zeigen? Das mit dem Poti ist keine schlechte idee um das gleich richtig anzugehen.... 7 Leds hatte ich auch an meinem einzigen funktionierenden Gyro dran, das sieht schick aus und ist beeindruckend wie schnell die Signale verarbeitet werden...!
    Viele Grüße, William
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