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Hallo zusammen,

es wäre schön, wenn mir jemand weiterhelfen könnte:

Ich habe auf der einen Seite meinen modularen Synthesizer, der symmetrisch mit +/- 12 V versorgt wird. Alle Steuer- oder Audio-Spannungen können theoretisch in diesem Spannungsbereich liegen. Auf der anderen Seite habe ich meinen Arduino, den ich mit digitalen Signalen ansteuern will, also 0 V oder 5 V. Kann ich einen Komparator LM393 mit unipolar 5 V Versorgungsspannung betreiben und an den Eingängen trotzdem Spannungen im Bereich +/- 12 V vergleichen? Ich würde mich sehr über eine Antwort freuen und bin gespannt, ob das geht.

Liebe Grüße

Andreas

Nein, das geht nicht. Siehe Datenblatt: bei 5V single supply darf die Common Mode Eingangsspannung zwischen 0V und 3-3,5V liegen.

» Kann ich einen Komparator LM393 mit unipolar 5 V
» Versorgungsspannung betreiben und an den Eingängen trotzdem Spannungen im
» Bereich +/- 12 V vergleichen? Ich würde mich sehr über eine Antwort
» freuen und bin gespannt, ob das geht.

Zitat aus dem Datenblatt:

"Input Differential Voltage (Note 9)
All V in ? GND or V? Supply (if used)
...
9. The comparator will exhibit proper output state if one of the inputs becomes greater than VCC, the other input must remain within the common mode range. The low input state must not be less than ?0.3 V of ground or minus supply."

Mit anderen Worten: Nein.

--
Es ist unter der Würde eines Technikers, die Gebrauchsanweisung zu lesen!

Hallo Andreas,

betreibe doch den LM393 mit +/-12V und vergleiche die Spannungen.
Am Ausgang erscheinen dann +12V oder -12V.
Die begrenzt Du mit einem Vorwiderstand und Z-Diode mit 4,7V.
Legst Du das eine Ende der Z-Diode an Masse, kann die Spannung
nicht positiver als 4,7V und nicht negativer als 0,7V werden.
Machen die -0,7V Probleme, dann leg die "Masse" künstlich um 0,7V
hoch (Vorwiderstand + 1N4001 von +Ub nach Masse und den Knotenpunkt
als neue Masse für die Z-Diode nehmen). Dann geht es von 0V bis +5,4V.
Evtl. musst Du eine kleinere Z-Spannung nehmen (4,3V oder 3,9V)

Mikee

» Hallo zusammen,
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» es wäre schön, wenn mir jemand weiterhelfen könnte:
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» Ich habe auf der einen Seite meinen modularen Synthesizer, der symmetrisch
» mit +/- 12 V versorgt wird. Alle Steuer- oder Audio-Spannungen können
» theoretisch in diesem Spannungsbereich liegen. Auf der anderen Seite habe
» ich meinen Arduino, den ich mit digitalen Signalen ansteuern will, also 0 V
» oder 5 V. Kann ich einen Komparator LM393 mit unipolar 5 V
» Versorgungsspannung betreiben und an den Eingängen trotzdem Spannungen im
» Bereich +/- 12 V vergleichen? Ich würde mich sehr über eine Antwort
» freuen und bin gespannt, ob das geht.

Aus der Beschreibung ergibt sich jetzt nicht genau, was damit erreicht werden soll. Wenn es aber nur um den prozentualen oder pegelmäßigen
Vergleich von Spannungen geht, wo die realen +/-12 V nicht erforderlich sind, oder darum, einen Kipp-Punkt zu generieren, könnte der 393 (oder vielleicht
ein regulärer OPV) möglicherweise über Spannungsteiler an den Eingängen angesteuert werden, damit er nicht in die Übersättigung gerät. Denkbar wäre
auch die Verwendung in einem Seitenzweig, so dass im Hauptzweig die volle Spannung erhalten bliebe. Dazu müsste man aber mehr wissen. Ohne einiges
an Tüftelei wird es kaum gehen.

Ahhhhh, ich danke Euch vielmals. Hatte schon befürchtet, dass es nicht so einfach geht, wie ich mir das vorgestellt habe.

Die Lösung mit dem Spannungsteiler kommt mir einfacher vor und wäre theoretisch sicher ausreichend, wenn ich nur positive Eingangssignale hätte (typischerweise GATEs oder iwelche Trigger). Da in modularen Synthesizersystemen allerdings (fast) ohne Rücksicht auf Elektrik gestöpselt und gepatcht werden darf, sind negative Spannungen (LFOs etc.) nie auszuschließen. Bei Anwendungen denke ich zum Beispiel an das eigentliche GATE (binär, Taste gedrückt ja/nein) , das von Hersteller zu Hersteller pegelmäßig variieren kann. Oder ein LFO, mit dem ich gewissermaßen einen Takt in den Arduino "einspiele". Was der Arduino dann draus macht? Da sind die Möglichkeiten grenzenlos. Momentan geht's mir um einen digitalen Zufallsgenerator. Gottseidank habe ich die Programmiererei und die ggf. nötige Mathematik dahinter besser im Griff als das Interfacing.

LG Andreas

»Da in modularen
» Synthesizersystemen allerdings (fast) ohne Rücksicht auf Elektrik
» gestöpselt und gepatcht werden darf, sind negative Spannungen (LFOs etc.)
» nie auszuschließen.

Im Grunde bedeutet das ja, dass hier zwei Welten zusammenkommen - bipolor (Synthy) an monopolar (Arduino). Das hieße zu überlegen, was mit den
möglichen negativen Anteilen generell geschehen soll, denn egal welche Lösung man wählt - das Problem wird immer irgendwie herumgeistern,
weil sich die negativen Anteile ja nicht wegdiskutieren lassen.
Ich weiss nicht, ob sowas denkbar ist, von Arduino und sowas habe ich kaum Ahnung, aber vielleicht könnte man positive und negative
Anteile einfach getrennt, aber zeitlich gleichlaufend verarbeiten.

»

Danke. Das muss ich nochmal in aller Ruhe durchrechnen.

Genau: "Zwei Welten, die hier aufeinander stoßen". Und es ist ein Problemkreis, der immer wieder wichtig sein wird. Man kann dabei ja auch an Schmitt-Trigger, Fensterkomparatoren o. ä. denken. Ich wollte auch mal schauen, ob es eine Lösung mit nur einem Chip gibt, habe aber noch nichts gefunden.

» Nein, das geht nicht. Siehe Datenblatt: bei 5V single supply darf die
» Common Mode Eingangsspannung zwischen 0V und 3-3,5V liegen.
Brauchst doch die Arduino Masse nur auf die -12V legen, dann hast du Spannung 0-24V und brauchst dann nur einen Spannungsteiler um die Spannung auf 3,5V zu begrenzen

» nochmal in aller Ruhe durchrechnen.
Ja, mach mal, ist eine gute Übung

Das wäre die sauberste Lösung. Aber 5V sind ja vorhanden. Da würde ich einen Transistor (npn, C über R an +5V, E an gnd ) , der mit den +/-12V über 1 oder 2 Anpassungswiderstände an der Basis angesteuert wird, zur Pegelanpassung nehmen. So bleibt die Systemmasse sauber erhalten. Wir wissen ja nicht, welche anderen Verbindungen der Arduino noch hat.

» Genau: "Zwei Welten, die hier aufeinander stoßen". Und es ist ein
» Problemkreis, der immer wieder wichtig sein wird. Man kann dabei ja auch an
» Schmitt-Trigger, Fensterkomparatoren o. ä. denken. Ich wollte auch mal
» schauen, ob es eine Lösung mit nur einem Chip gibt, habe aber noch nichts
» gefunden.
Ich hab mir jetzt die Innenschaltung vom lm 393 nicht angesehen. Aber ich kann mir gut vorstellen, dass es Komparatoren gibt, deren Analogteil mit +/-12V betrieben werden kann und der Ausgang z.B. open drain auf Masse liegt.

» » nochmal in aller Ruhe durchrechnen.
» Ja, mach mal, ist eine gute Übung

Da hast Du recht. Ich war tatsächlich ein wenig eingerostet. Hab das Schaltbild erst ein wenig umgestellt.
Ich bekomme nur mit TR:

V2=+12 V liefert an A/D 2,88 V
V2=-12 V liefert an A/D 0,059 V

Das passt hervorragend zum Simulationsergebnis von xy.

LG und schönen Abend noch.

Guten Morgen zusammen, hier im Mümlingtal regnet es endlich mal recht ergiebig ...

Mir isses ein bisschen peinlich, dass ich Euch so auf Trab gehalten habe, aber wie oben schon erwähnt - bin ein bisschen eingerostet.

Da die Komparatoren (zumindest der LM393 und seine Verwandten) einen Open-Collector-Ausgang haben, lädt das ja förmlich ein zum Anschliessen einer LED (ja, natürlich mit Vorwiderstand). Und einen Schritt weiter gedacht: Ich hänge da einen Optokoppler dran. Dann hab ich Analog- und Digitalseite der Schaltung komplett getrennt. Sollte eingangsseitig mal ein "Spannungsunfall" auftreten, zerschieße ich mir nicht auch noch den Mikrocontoller.

Ich denke, das ist eine einfache und praktikable Lösung? Was meint Ihr?

LG und guten Start ins Wochenende.

Andreas