Signal verarbeiten (Spannungsanstieg soll digitales an bewirken)

Im Unterforum Microcontroller - Beschreibung: Hardware - Software - Ideen - Projekte

Elektronik Forum Nicht eingeloggt       Einloggen       Registrieren




[Registrieren]      --     [FAQ]      --     [ Einen Link auf Ihrer Homepage zum Forum]      --     [ Themen kostenlos per RSS in ihre Homepage einbauen]      --     [Einloggen]

Suchen


Serverzeit: 15 6 2024  00:47:59      TV   VCR Aufnahme   TFT   CRT-Monitor   Netzteile   LED-FAQ   Osziloskop-Schirmbilder            


Elektronik- und Elektroforum Forum Index   >>   Microcontroller        Microcontroller : Hardware - Software - Ideen - Projekte

Gehe zu Seite ( 1 | 2 Nächste Seite )      


Autor
Signal verarbeiten (Spannungsanstieg soll digitales an bewirken)

    







BID = 966849

psman

Gerade angekommen


Beiträge: 9
 

  


Hallo liebe Leute,

als Mensch mit einem "gefährlichen Halbwissen" in Sachen Elektronik bin ich auf der Suche nach einer Lösung für ein Problem auf dieses Forum gestoßen und hoffe, dass ich einerseits den richtigen Unterbereich gewählt, und andererseits nicht etwaige bereits vorhandene Antworten übersehen habe.

Ich bekomme aus meiner vorgelagerten Schaltung im Idealfall folgendes Signal:

Also einen sehr abrupten Anstieg und danach ein etwa exponentieller Abfall (Entladung eines Kondensators).

Meine ursprüngliche Idee für die nachfolgende Schaltung war es, dieses Signal an einen Mosfet (zB FDD6612A) zu schicken, um diesen als Schwellendiskriminator zu nutzen (schaltet ab einer gewissen Spannung durch, sperrt unter dieser Spannung) - so wollte ich eine zu einem Rechtecksignal kommen. Dieses Signal sollte zwischen 3,5 und 5 Volt haben und direkt von einem Mikrokontroller weiterverarbeitet werden.

Nun habe ich aber das Problem, dass meine Signale teils recht unwillkürlich eintrudeln, und dass sie sich teils massiv überlagern:


Würde ich dieses Signal an einen Mosfet schicken, so käme wenn ich die Funktionsweise richtig verstehe und eine Spannungsschwelle von 1 Volt (für diesen Graphen) annehme ein "breiteres" Rechtecksignal heraus. Der Mikrocontroller könnte nur ein einziges Signal erkennen.
Ich würde die beiden Peaks aber gerne getrennt verarbeiten, bräuchte also ein Signal beim ersten Spannungsanstieg und dann ein weiteres Signal beim nächsten Spannungsanstieg (der weitere Verlauf der Kurve und die Dämpfung ist unerheblich für mich).
Gibt es eine für diesen Zweck geeignete Schaltung oder ein brauchbares Bauteil?

Zu den Leistungsdaten: Reines Messsignal - es ist also keinerlei nennenswerte Leitungsübertragung nötig. Die einzelnen Peaks haben eine Breite von etwa 0,2 ms und kommen in unregelmäßigen Abständen.

Vielen Dank für eure Unterstützung!
Christoph

BID = 966850

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12676
Wohnort: Cottbus

 

  


Zitat :
Dieses Signal sollte zwischen 3,5 und 5 Volt haben und direkt von einem Mikrokontroller weiterverarbeitet werden.
Du weißt aber schon, dass der µC mit 3,5V (am digitalen Eingang) nichts anfangen kann...


Zitat :
danach ein etwa exponentieller Abfall (Entladung eines Kondensators)
Wenn sich da ein Kondensator entlädt, heißt die Gleichung .
Diese Gleichung unterscheidet sich von 1/t doch ziemlich erheblich


Zitat :
Ich würde die beiden Peaks
Welche Spitze meist du bei der Funktion 1/x


Zitat :
Gibt es eine für diesen Zweck geeignete Schaltung oder ein brauchbares Bauteil?
Komparator (OPV)



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 966851

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17433

Warum lässt du das nicht den µC selber erledigen? Dafür haben die ja auch Analog-Digitalwandler meist schon integriert.

_________________
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 966853

psman

Gerade angekommen


Beiträge: 9

Hallo ihr Beiden,

zunächst vielen Dank für eure unglaublich rasche Rückmeldung!

Gerne möchte ich eure Anmerkungen der Reihenfolge nach beantworten:

Warum 3,5-5 Volt: Ich habe in einem "schlauen" Buch gelesen, dass der Mikrocontroller die verfügbare Spannung ungefähr in 3 Drittel teilt: Unteres Drittel = 0, mittleres Drittel undefiniert, oberes Drittel = 1. Da ich den Port auf keinen Fall überbelasten wollte, wollte ich nicht unbedingt zu nahe an die 5 Volt gehen.

Exponentieller Abfall - ok, meine Schuld. Man merkt, dass das viele Urlaub-Abbauen seine Spuren hinterlassen hat

Ich habe mir heute von einem Freund ein mobiles Oszi ausgeborgt - um genau zu sein schaut die Spannungskurve dem angefügten Bild "Bildschirmfoto-2013-01-25..." ähnlich.

@der mit den kurzen Armen: Das hatte ich auch schon überlegt - hat aber für meine Anwendungen einige Nachteile: Die weitere Signalauswertung wird mehr oder weniger aufwendig, da möchte ich nicht zu viel Zeit für die AC-DC-Wandlung verbrauchen. Außerdem bräuchte ich einen recht massiven Spannungsteiler um bei jedem Peak "garantiert" unter 5V zu bleiben.

Beim Thema Komparator bin ich leider an der Beschreibung gescheitert, da ich davon ausgegangen war dass ich hier 2 Signale miteinander vergleiche. Ich habe aber nur ein Signal?
Aus diesem Grund war ich auf das Schwellwertverfahren gekommen. Hier fürchte ich allerdings, dass ich bei kleinem Schwellwert doppelte Peaks nicht unterscheiden kann. Bei zu großem Schwellwert sehe ich kleinere Peaks nicht. Deshalb ist diese einfachere Lösung wohl leider ungeeignet.

Habt ihr vielleicht einen guten Tipp, wo ich mich sinnvoll (Wikipedia habe ich schon genutzt ) zum Thema Komparator einlesen kann oder ob jemand schon mal dieses Problem hatte und eine Lösung gefunden hat?



BID = 966854

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17433

Zum Überspannungsschutz gibt es Supressordioden . Die begrenzen die Spannung sicher auf den gewählten Wert! Vom Prinzip her sind das "Z-Dioden"
Der AD Wandler macht aus deiner analogen Spannung eine Reihe Zahlen die du weiter verarbeitest. Der Komparator vergleicht die Eingangsspannung mit einer Referenzspannung und diese kannst du dem Komparator extern zur Verfügung stellen.

_________________
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 966856

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12676
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Da ich den Port auf keinen Fall überbelasten wollte, wollte ich nicht unbedingt zu nahe an die 5 Volt gehen.
Diesen Unfug wirst du sicher in keinem Buch gelesen haben. Wenn du den µC mit 5V versorgst, erwartet er auch 5V (oder eben 0V) als Eingangssignal. Überlastet wird er erst, wenn du die 5V überschreitest.


Zitat :
um genau zu sein schaut die Spannungskurve dem angefügten Bild "Bildschirmfoto-2013-01-25..." ähnlich.
Wie zu erwarten, wenn ein Kondensator über einen Widerstand entladen wird.


Zitat :
Thema Komparator bin ich leider an der Beschreibung gescheitert, da ich davon ausgegangen war dass ich hier 2 Signale miteinander vergleiche.
Na sicher zwei Signale. Ein Referenzsignal und das Signal aus deiner Schaltung, welches du ja gegen eine Referenz vergleichen möchtest.


Zitat :
dass ich bei kleinem Schwellwert doppelte Peaks
Mir ist immer noch nicht klar, welche doppelten Peaks du meinst



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am  4 Aug 2015 20:18 ]

BID = 966861

psman

Gerade angekommen


Beiträge: 9

Hello again!

Supressordioden habe ich gerade gegoogelt - Zenerdioden kannte ich bereits, aber die Supressoren kann ich definitiv brauchen!
Die Referenzspannung (bis zu 5V) für einen Komparator kann ich schön mittels PWM zur Verfügung stellen, ein Komparator klingt also fürs Erste nach einer guten Idee.

@Offroad GTI: Tut mir leid dich enttäuschen zu müssen! Mangels ausreichendem Wissen will ich keineswegs mit dir diskutieren, aber ich versuche redlich mich in das Thema einzulesen (und nicht nur hilfreiche Herrschaften in Foren zu quälen), und im Buch AVR-Mikrocontroller-Kochbuch auf S 27 aus dem Franzis-Verlag steht zu diesem Thema eine recht verständliche Beschreibung, die Abbildung dazu habe ich für euch als "Pegel.jpg" hochgeladen. Wenn ich eure beiden Posts zusammenfüge, dann kann ich also zB mit folgender Diode meinen Kontroller effektiv schützen: https://www.conrad.at/de/tvs-diode-......html

Mein Problem habe ich nun etwas ausführlicher in "Peaks.jpg" dokumentiert:
Angenommen in einem gewissen Zeitraum werden von meiner Schaltung 4 Peaks abgegeben, dann kann ich mit der Komparator-Methode zB die rote Spannung als Referenzspannung nutzen. In diesem Fall wir mein Mikrocontroller nur ein einziges Signal sehen.
Angenommen ich nehme die violette Referenzspannung, dann verschwimmen die ersten beiden Peaks, 3 und 4 werden hingegen schön einzeln abgebildet. Erhöhe ich die Referenzspannung auf die türkise Ebene, dann kann ich zwar die ersten 3 Peaks unterscheiden, übersehe allerdings den etwas kleineren vierten Peak.
Aus diesem Grund würde ich eine Variante bevorzugen, die mir einen signifikanten Spannungsanstieg anzeigt.

Vielleicht fällt euch ja doch noch eine andere Möglichkeit als der AD-Wandler ein? Ich erwarte nämlich im schlimmsten Fall etwa 50000 Pulse pro Sekunde, und gerade in solchen Fällen ist die Wahrscheinlichkeit einer Überlappung sehr groß. Da geht mir ziemlich sicher bei der Auswertung im Mikrocontroller die Luft aus?!

Vielen Dank!




BID = 966865

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17433

Zeichne dir doch mal die resultierende Spannung der Peaks auf Und deine Referenzspannung solltest du besser mit einem Referenzelement gewinnen! ZB TL431 PWM ist da fehl am Platz! Wenn du dir die resultierende Spannung mal anschaust und da einen AD-Wandler verwendest geht das wesentlich leichter auszuwerten! Und was spricht dagegen einen µC nur zur Auswertung zu verwenden. Der liefert dir dann zur Weiterverarbeitung das Signal Spannung steigt , fällt und steigt wieder.
Edit : ich hab mal schwarz die Resultierende Eingezeichnet und Rot das Ergebnis mit einem Komparator. Du siehst deutlich das ein AD-Wandler auch die ersten 2 Peaks auflöst beim Komparatur siehst du da nichts. Du hast nur einen breiteren Peak!






_________________
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am  4 Aug 2015 21:46 ]

BID = 966868

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12676
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Die Referenzspannung (bis zu 5V) für einen Komparator kann ich schön mittels PWM zur Verfügung stellen, ein Komparator klingt also fürs Erste nach einer guten Idee.
PWM kann erst mal nur 0V und 5V. Mit einem RC-Filter kannst du den Mittelwert für den Komparator bilden, nur verlangsamt der auch alles. Wenn du den Wert aber nur einmal einstellen und dann für längere Zeit beibehalten willst, kannst du das so machen.


Zitat :
Angenommen ich nehme die violette Referenzspannung, dann verschwimmen die ersten beiden Peaks, 3 und 4 werden hingegen schön einzeln abgebildet. Erhöhe ich die Referenzspannung auf die türkise Ebene, dann kann ich zwar die ersten 3 Peaks unterscheiden, übersehe allerdings den etwas kleineren vierten Peak.
Aus diesem Grund würde ich eine Variante bevorzugen, die mir einen signifikanten Spannungsanstieg anzeigt
Ah, ok. Jetzt ist klar, was du meinst. Macht es leider nicht gerade einfacher.
In diesem Fall wird es mit einem Komparator schwierig, da hast du recht.


Zitat :
Ich erwarte nämlich im schlimmsten Fall etwa 50000 Pulse pro Sekunde
Dann bleibt bald nur ein schneller AD-Wandler.



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 966870

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Vielleicht fällt euch ja doch noch eine andere Möglichkeit als der AD-Wandler ein?
Möglich.
Wenn du mal rausliessest, was die ganze Geschichte soll.

BID = 966872

psman

Gerade angekommen


Beiträge: 9


Zitat :
Wenn du mal rausliessest, was die ganze Geschichte soll.

Das ist zur Abwechslung einfach: Ich beschäftige mich recht intensiv mit Strahlenschutz, für bestimmte Anwendungen ist es aber schwierige geeignete Geräte zu finden. Außerdem zeigt sich, dass die Grundgeräte teils recht bald defekt sind, die Sonden selbst aber noch ohne Weiteres noch funktionieren würden.
Im vorliegenden Fall habe ich ein Geiger-Müller-Zählrohr mit guter Energieabhängigkeit und sehr großem Volumen und damit guter Effizienz und Statistik. Vom Hersteller weiß ich die entsprechenden Kathoden- und Anoden-Widerstände, wo ich das Signal abgreifen soll, und wie ich die einzelnen Zählereignisse hochrechnen muss. Nun stehe ich vor dem Problem, dass ich - des Verständnis für zukünftige Projekte wegen - keine vorgefertigte Elektronik verwenden möchte.[/quote]

BID = 966895

hajos118

Schreibmaschine



Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein

anderer Ansatz:
Wenn du über einen Hochpass nur die ansteigenden Flanken detektieren könntest wäre das Problem trivial.
Also Hochpass -> Verstärker -> Zähler.
Wie schnell ist der Anstieg? (V/µsec)

_________________
Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!

BID = 966897

psman

Gerade angekommen


Beiträge: 9

Hallo!

In der gestrigen Konfiguration war der Anstieg etwa 3,6V/µs. Flachere Anstiege wären überhaupt kein Problem, steilere Anstiege würden vermutlich schwierig werden..
Würde denn dieser Anstieg reichen?

Liebe Grüße,
Christoph

BID = 966899

hajos118

Schreibmaschine



Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein

Das ist abhängig vom verwendeten OP.
Vielleicht hilft eine Schaltung wie auf diese Seite um das Signal aufzubereiten.


_________________
Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!

BID = 966959

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
ein Geiger-Müller-Zählrohr mit guter Energieabhängigkeit
Also betreibst du es im Proportionalbereich oder gar als Ionisationskammer?
Dann wirst du mit einem Ladungsverstärker erstmal gehörig verstärken müssen, bevor der Impuls so hoch ist, dass du den ADC darauf ansetzen kannst.
Wenn du die Röhre im Plateau betreibst, bekommst du zwar gewaltige Impulse von ein paar Volt, hast aber keinerlei Energieauflösung mehr.

Zeig also bitte mal deinen Schaltplan, und was du damit zu tun gedenkst.



      Nächste Seite
Gehe zu Seite ( 1 | 2 Nächste Seite )
Zurück zur Seite 0 im Unterforum          Vorheriges Thema Nächstes Thema 


Zum Ersatzteileshop


Bezeichnungen von Produkten, Abbildungen und Logos , die in diesem Forum oder im Shop verwendet werden, sind Eigentum des entsprechenden Herstellers oder Besitzers. Diese dienen lediglich zur Identifikation!
Impressum       Datenschutz       Copyright © Baldur Brock Fernsehtechnik und Versand Ersatzteile in Heilbronn Deutschland       

gerechnet auf die letzten 30 Tage haben wir 15 Beiträge im Durchschnitt pro Tag       heute wurden bisher 2 Beiträge verfasst
© x sparkkelsputz        Besucher : 181468757   Heute : 106    Gestern : 7377    Online : 713        15.6.2024    0:47
1 Besucher in den letzten 60 Sekunden        alle 60.00 Sekunden ein neuer Besucher ---- logout ----viewtopic ---- logout ----
xcvb ycvb
0.0903170108795