Forum

» » Ohne wird es wohl nicht funktionieren. Du brauchst aber nicht zwingend
» » einen Rail to Rail. Aus deinen 5 V lässt sich einfach +/- 12 oder +/- 5
» » oder auch +/- 15 machen
» Cool, aber braucht das dann nicht wesentlich mehr Strom? Ich denke da an
» Batteriebetrieb (wobei der Sensor dann nicht permanent laufen wird).
»
» » Hier ein Beispiel
» »
» https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-tma-1-w-12-v-40-ma-sil-7-tma-0512d-p120447.html?&trstct=pol_7&nbc=1
» » Die Ausgangsspannung ist galv. getrennt vom Eingang. Du kannst also
» » theoretisch jeden der 3 Ausgänge mit deiner 5V Masse verbinden.
» Praktisch
» » musst du natürlich den Mittelleiter der +/- 12V mit -5V verbinden.
» Da hab ich zu wenig Ahnung, darum frag ich einfach mal. Ich habe 0V (= GND)
» und +5V von einer Batterie (oder Netzteil) und verbinde +Vin mit 5V, -Vin
» mit GND und Common mit GND und das klappt dann? Für den ADC im µC brauche
» ich halt einen gemeinsamen GND.
»
» Edit: 0V und GND gleichgesetzt
Genau so

» » » Wie schaut die "Figure 2" für deine Diode aus?
» »
» » Quelle: https://www.vishay.com/docs/81521/bpw34.pdf Seite 3

» Wenns ein Luxmeter werden soll, dann ist die spektrale Empfindlichkeit ein
» Thema.
Ok, der BPW34 ist schon etwas rot- bis infrarot-lastig. Eigentlich will ich die Lichtstärke vom Sonnenlicht messen, ich muss also nicht unbedingt das Lichtempfinden des menschlichen Auges modellieren. Für die ersten Versuche muss es jetzt mal der BPW34 tun, was anderes habe ich nicht da (außer einer Hand voll LDR deren Typ ich nicht kenne und eine 5V Solarzelle auch ohne Datenblatt). Aber das Thema Spektrum Notiere ich mir mal.

» Betreibst Du
» die Diode im Kurzschluß, so ist U konstant "0", und Du hast die maximal
» mögliche Linearität, ohne Dich um einen Arbeitspunkt kümmern zu müssen.
» Allerdings mußt Du den Kurzschluß für diese Betriebsart sozusagen
» elektronisch über einen Transimpedanzverstärker (engl. (Google) TIA-Trans
» Impedance Amplifier) oder -Konverter erzeugen. Der zusätzliche Aufwand ist
» eigentlich gering, nur bedarf es evtl. einer +/- Versorgung der OPs.
Soweit kann ich dir folgen.

» Das
» geht natürlich auch durch halbieren der vorhandenen Ub, indem man Ub/2 dann
» als 0V/gnd "deklariert".
Aber für den µC wären Ub/2 trotzdem Ub/2 und nicht 0V/GND, der misst ja gegen GND der gemeinsamen Versorgung?

» Am Ausgang der Schaltung wird das wieder durch
» analoge Subtraktion von Ub/2 rückgängig gemacht - wobei das ein µC besser
» kann.
Jetzt hast du mich komplett abgehängt.

» Der µC kann sicher an einem anderen Pin ein Rechtecksignal ausgeben, das
» dann mit Kondensator, Diode und Diode, Kondensator zu einer symetrischen
» höheren Spannung gleichgerichtet werden kann, um den Analogteil zu
» versorgen.
Stichword Villard-Schaltung? Ja das sollte kein Problem sein.

Wie messe ich das dann mit dem µC? Die OPV-Schaltung liefert auf GND bezogen u.U. fast die volle Versorgungsspannung (z.B. etwas über 11V bei 12V Ub), der µC verträgt aber nur 5V gegenüber dem gemeinsamen GND. Wenn ich das dann mit einem Spannungsteiler wieder auf einen Bereich von 0V..5V bringe verliere ich ja einiges an Messauflösung.

Und wenn ich stattdessen -5V erzeuge und den OPV mit +5V/-5V versorge? dann brauche ich keinen virtuellen GND. Nur sollte der OPV dann auch nur bis 0V runter gehen, sonst nimmt mir das der µC krumm.

Edit: Hmm... der OPV steuert bei virtuellem GND und absoluter Dunkelheit auf 0V, also würde er bei negativer Versorgungsspannung wohl auch nicht auf 0V sonder auf -xV ausschlagen.

Edit2: -0,32V siehe anderen Post.

Ich hab dann doch mal etwas probiert und den OPV mit +12V und -12V versorgt.



Ist der Aufbau vom Prinzip her richtig oder reines Glück dass da bis jetzt plausible Messwerte rauskommen?

Bei absoluter Dunkelheit geht der Ausgang auf -0,32V Laut Datenblatt vom ATMega328P ist die erlaubte Spannung (bezogen auf GND) -0,5V und Vcc + 0,5V. Wenn ich also sicher stellen kann, dass der OPV nie unter die -0,5V kommt (am besten mit etwas Sicherheit) könnte das so klappen.
Kann ich den Ausgang irgendwie auf 0V begrenzen? Habs mal mit einer 1N4148 versucht, aber das hat nicht funktioniert.

Edit: Die +12V/-12V waren nur zum testen, hab kein Netzteil welches -5V liefert. Für den µC müsste das dann mit +/-5V realisiert werden und mit einem OPV der auch mit der geringeren Spannung arbeitet.

» Ich hab dann doch mal etwas probiert und den OPV mit +12V und -12V
» versorgt.
»
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» Ist der Aufbau vom Prinzip her richtig oder reines Glück dass da bis jetzt
» plausible Messwerte rauskommen?
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» Bei absoluter Dunkelheit geht der Ausgang auf -0,32V Laut Datenblatt vom
» ATMega328P ist die erlaubte Spannung (bezogen auf GND) -0,5V und Vcc +
» 0,5V. Wenn ich also sicher stellen kann, dass der OPV nie unter die -0,5V
» kommt (am besten mit etwas Sicherheit) könnte das so klappen.
» Kann ich den Ausgang irgendwie auf 0V begrenzen? Habs mal mit einer 1N4148
» versucht, aber das hat nicht funktioniert.

Der Eingang des µC ist gegen pos. und neg. Spannungen mit Dioden geschützt. Um die Schutzwirkung zu erhalten, muss allerdings der Strom begrenzt sein. Ein Widerstand vor dem Eingang reicht.

Die Schaltung ist schon o.k.
Die mögliche Ausgangsspannung kann +/- 11 V betragen.
Die Helligkeit und die Größe des Widerstandes Rf bestimmt die Ausgangsspannung.
Darum solltest du die Ausgangsspannung mit einem Spannungsteiler auf kleiner 0,5 V reduzieren.
Den Spannungsteiler habe ich in das Schaltbild eingezeichnet.
Die Polarität am Ausgang ist davon abhängig, wie die BPW 34 gepolt wird.
Den Kondensator C12 kannst du weglassen.

Vorschlag: den OP asymetrisch versorgen. Den GND mit einer Diode anheben und dann in Reihe zum OP-Ausgang eine Diode in Reihe schalten.

Gruß Ralf

» Ich hab dann doch mal etwas probiert und den OPV mit +12V und -12V
» versorgt.
»
»
»
» Ist der Aufbau vom Prinzip her richtig oder reines Glück dass da bis jetzt
» plausible Messwerte rauskommen?
»
» Bei absoluter Dunkelheit geht der Ausgang auf -0,32V Laut Datenblatt vom
» ATMega328P ist die erlaubte Spannung (bezogen auf GND) -0,5V und Vcc +
» 0,5V. Wenn ich also sicher stellen kann, dass der OPV nie unter die -0,5V
» kommt (am besten mit etwas Sicherheit) könnte das so klappen.
» Kann ich den Ausgang irgendwie auf 0V begrenzen? Habs mal mit einer 1N4148
» versucht, aber das hat nicht funktioniert.
»
» Edit: Die +12V/-12V waren nur zum testen, hab kein Netzteil welches -5V
» liefert. Für den µC müsste das dann mit +/-5V realisiert werden und mit
» einem OPV der auch mit der geringeren Spannung arbeitet.

Hallo nochmal
»
» » Am Ausgang der Schaltung wird das wieder durch
» » analoge Subtraktion von Ub/2 rückgängig gemacht - wobei das ein µC
» besser
» » kann.
» Jetzt hast du mich komplett abgehängt.

ok, dann versuche ich es mal anders zu erklären:
Du hast nur eine +Versorgung, sagen wir 12V. Daraus werden auch die 5V oder 3,3V für den µC erzeugt, also gemeinsamer gnd.
Jetzt erzeugst Du z.B. mit einem OP und Spannungsteiler eine weitere Spannung: 6V. Die machst Du jetzt zum Bezugspotenzial für die OPVs, sozusagen "Signal Ground". D. h. die OPVs haben nicht ausgesteuert 6V am Ausgang, sie sehen eine Versorgung von +/- 6V.
Die Ausgangsspannung des letzten OPVs wird vom µC ausgewertet, wahrscheinlich über einen Spannungsteiler - aber den lassen wir hier mal aus. Der µC muß jetzt nur von Ausgangssignal des OPVs 6V abziehen, und das Ergebnis wäre identisch mit einer "normalen" +/- 6V Versorgung. Also wenn der der ADC des µC 6V ausgibt, dann zieht der µC 6V davon ab und rechnet mit 0V Nutzsignal weiter. Das kann man natürlich analog vor dem ADC machen, wäre mit aber zu aufwändig.
Grüße
Hartwig

Hallo,
es führen viele Wege nach Rom...und wenn man die Landschaft mag, genießt man auch die Umwege.
Du willst möglichst einfach einen Photosensor mit µC auswerten, also mit nur einer Versorgungsspannung auskommen. Klar, man kann die +/- Spannung auf viele Art erzeugen - wenn man sie denn überhaupt braucht.
Ein "alter" OPV für single Supply ist der LM358.
Hier mal dessen Datenblatt von NS als Link:
pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/nationalsemiconductor/DS007787.PDF
Auf Seite 12 wird gezeigt, wie man eine Photodiode damit betreibt - und es gibt eine Reihe weiterer Vorschläge zum single-supply Betrieb. Natürlich geht auch die Google - Suche nach "LM358 Photodiode" - nur dann gibt es einigen Mist auszusortieren.
Grüße
Hartwig

Hallo

» Der µC muß jetzt nur von Ausgangssignal des OPVs 6V abziehen, und das
» Ergebnis wäre identisch mit einer "normalen" +/- 6V Versorgung. Also wenn
» der der ADC des µC 6V ausgibt, dann zieht der µC 6V davon ab und rechnet
» mit 0V Nutzsignal weiter.
Jetzt hab ich es verstanden. Danke!

» Die Schaltung ist schon o.k.
Danke, dann bin ich ja doch noch lernfähig

» Darum solltest du die Ausgangsspannung mit einem Spannungsteiler auf
» kleiner 0,5 V reduzieren.
Dann habe ich aber nur noch einen etwas besseren Schwellenwertschalter, oder? Der ADC von meinem µC (ATMega328P) hat 10 Bit und hat dann bei 0v bis 5V eine Auflösung von 0,0049V. Wenn ich jetzt die +/-11V auf +/-0,5V herunter teile kann der µC ja nur noch zwischen 0V und 0,5V messen. Wenn ich das grad richtig verstehe geht dann da einiges an Auflösung verloren. Wäre jetzt erstmal kein Problem, ich bin ja noch am experimentieren, aber habe ich das soweit richtig verstanden?

» Den Spannungsteiler habe ich in das Schaltbild eingezeichnet.
Danke

» Die Polarität am Ausgang ist davon abhängig, wie die BPW 34 gepolt wird.
Das hab ich beim Experimentieren auch festgestellt, war mir nur nicht sicher ob das so passt oder ob ich da noch wo einen Bug verdrahtet habe

» Der Eingang des µC ist gegen pos. und neg. Spannungen mit Dioden geschützt.
» Um die Schutzwirkung zu erhalten, muss allerdings der Strom begrenzt sein.
» Ein Widerstand vor dem Eingang reicht.
Danke. Ich hab da blos immer Angst, dass ich mir einen Pin ausbrenne. Hab da noch einen recht teuren Arduino Due und einen Raspberry PI in der Bastelkiste wo jemand (nicht ich!) ein paar Pins gegrillt hat.

Wie kann ich den geeigneten Widerstandswert abschätzen/ausrechnen? So spontan hätte ich jetzt mal mit 100k angefangen und dann ggf. über 10k und 4k7 bis 1k runter probiert.

» Vorschlag: den OP asymetrisch versorgen. Den GND mit einer Diode anheben
» und dann in Reihe zum OP-Ausgang eine Diode in Reihe schalten.
Hab das grad mal etwas recherchiert. Das mit dem GND via Diode anheben ist mir im Moment noch etwas zu hoch. Ich bin ja schon froh, dass ich das mit den Potentialen mittlerweile so halbwegs verstanden habe, hoffe ich wenigstens

» » Vorschlag: den OP asymetrisch versorgen. Den GND mit einer Diode anheben
» » und dann in Reihe zum OP-Ausgang eine Diode in Reihe schalten.
» Hab das grad mal etwas recherchiert. Das mit dem GND via Diode anheben ist
» mir im Moment noch etwas zu hoch. Ich bin ja schon froh, dass ich das mit
» den Potentialen mittlerweile so halbwegs verstanden habe, hoffe ich
» wenigstens

Da die Durchlassspannung einer Diode sehr stark temperaturabhängig ist, würde ich solche Ideen erst einmal mit großer Skepsis betrachten.