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Thema: Sensor mit +-10V Ausgang an 5V ADC Eingang ?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Slowly
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    Sensor mit +-10V Ausgang an 5V ADC Eingang ?

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    Hallo Gemeinde,
    in den nächsten Tagen möchte ich einen Prüfstand bauen,
    um BLDC Motoren und Propeller Kombinationen auszuwerten.
    Dafür habe ich einen Zug/Drucksensor, der +-10V ausgibt.
    Hat jemand eventuell eine Schaltung parat, mit dem ich das mit einem
    5V ADC zB. eines Arduinos auswerten kann? Eine OP Schaltung wäre
    in der Kürze nicht schlecht. Sonst würde auch ein externer ADC mit I2C
    eine Lösung. Im Netz finde ich gerade nichts was ideal ist.

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Code:
                                      GND
                                      ===
                                       |
                                      .-.
                                    2R| |
                                      | |
                       R              '-'  2(Ku-1)R
                      ___              |   ___
                  +--|___|----+        +--|___|---+
                  |           |        |  VCC     |
                  |  VCC      |        |   +      |
              R   |   +       |        | |\|      |
             ___  | |\|       |        +-|-\    D |
       >----|___|-+-|-\    D  |          |  >-->|-+--->
                    |  >-+->|-+----------|+/
                  +-|+/  |               |/|
                  | |/|  |    VCC vom      -
                 .-.  -  |     +  µC      VCC
                 | | VCC |     |
             R/2 | |    .-.   .-.
                 '-'    | |   | |
                  |    R| |   | |R
                 ===    '-'   '-'
                 GND     |     |
                         |     +----->"-"
                         |     |
                      D  |   |/
                    +->|-+---| T
                    |        |>
                   ===         |
                   GND        ===
                              GND
    
             Ku=Spannungsverstärkung des Gleichrichters, R=10k
    
    (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
    Weil die kleinste Verstärkung des Messgleichrichters nur Ku = 1 seien kann, muss am Eingang noch Widerstandsteiler 2 : 1 sein.
    Geändert von PICture (31.12.2014 um 13:26 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Slowly
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    Vielen Dank PICture,
    ich hatte nur die Hoffnung das ich nicht gaaaanz so viel löten müsste.
    Eventuell gibt es ein fertiges Breakoutboard?
    Auf die Schnelle habe ich sonst ein LT6350 gefunden.

    Edit: wenn ich die Schaltung verstanden habe, wird der negative Analogwert auch nach oben geklappt ? Mit dem "-" Signal erkennt man ob der Wert positiv oder negativ ist ?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Zitat Zitat von Slowly Beitrag anzeigen
    Eventuell gibt es ein fertiges Breakoutboard?
    Das weiß ich nicht, aber wegen vorhandener interner Verbindung der beiden OPVs, eignet sich der LT6350 für o.g Messgleichrichter leider nicht._.

    Zitat Zitat von Slowly Beitrag anzeigen
    Edit: wenn ich die Schaltung verstanden habe, wird der negative Analogwert auch nach oben geklappt ? Mit dem "-" Signal erkennt man ob der Wert positiv oder negativ ist ?
    Ja, du hast die Schaltung richtig verstanden.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von BMS
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    Hallo,
    also das ist ein Kinderspiel für einen Subtrahiererverstärker/Differenzverstärker mit Operationsverstärker
    Grundlagen hier: http://www.elektronik-kompendium.de/...lt/0210153.htm

    Weil heute Silvester ist, habe ich das mal dimensioniert, simuliert und angehängt.
    -10V werden zu 0V umgerechnet
    +10V werden zu 5V umgerechnet
    Der Operationsverstärker wird hier auch mit +10V und -10V betrieben.
    Allerdings belastet die Schaltung auch die Signalquelle. Entweder muss diese sehr niederohmig sein oder die Widerstände in dieser Schaltung werden sehr hochohmig gewählt.
    Bis im neuen Jahr,
    Bernhard
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken 10_5.PNG  
    "Im Leben geht es nicht darum, gute Karten zu haben, sondern auch mit einem schlechten Blatt gut zu spielen." R.L. Stevenson

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,
    Zitat Zitat von Slowly Beitrag anzeigen
    Dafür habe ich einen Zug/Drucksensor, der +-10V ausgibt.
    Hat jemand eventuell eine Schaltung parat, mit dem ich das mit einem
    5V ADC zB. eines Arduinos auswerten kann?
    Da genügen 3 Widerstände, wenn du an eine Referenzspannung kommst, hier habe ich mal 5V für Vref abgenommen.

    Mit Dem Spannungsteiler R2/R3 du die +/-10V auf +/-2.5V.
    Mit R1/R3 bildest du einen Spannungsteiler, welcher 2.5V einstellt

    Code:
             +5V
                |
               +++
               | | R1
               | |
               +++
            R2  |
         +---+  |
    In --+   +--+---- ADC
         +---+  |
                |
               +++
               | | R3
               | |
               +++
                |
               GND
    Noch einfacher geht's, wenn du eine Vref mit 2.5V hast
    Code:
            R2  
         +---+  
    In --+   +--+---- ADC
         +---+  |
                |
               +++
               | | R3
               | |
               +++
                |
               2.5V

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Slowly
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    Vielen Dank nochmal.
    Morgen baue ich das erst mal mit den Widerständen als Spannungsteiler auf, da mir "noch" keine
    negative Spannung für die OPs zur Verfügung steht.
    Dann ist auch die Mechanik dran. Mal schauen wie das Ganze zu bauen ist das einem bei
    den Tests die ganze Werkstatt nicht um die Ohren fliegt.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Slowly
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    So wie es aussieht wird kein Motor getestet, der mehr als 5Kg erzeugt, also alles im grünen Bereich.
    Falls es jemanden interessiert wie das Teil aussieht:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	05012015785.jpg
Hits:	20
Größe:	60,8 KB
ID:	29589Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	05012015786.jpg
Hits:	20
Größe:	44,3 KB
ID:	29590

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Slowly
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    Es läuft.
    Ich habe erstmal den Widerstandsteiler von Peter(Too) genommen. DANKE !
    Eine OP Schaltung für die Drucksensorauswertung aus einer Verbindung einer
    Gleichrichter und Spannungsbegrenzung würde die Messwerte auf jeden Fall
    verbessern.
    Hier das Video eines Tests von meinem Bastlerkollegen:
    https://www.youtube.com/watch?v=l1gN-5VM5k8
    Der Geräuschpegel ist allerdings in wirklichkeit etwas höher.

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