Volt-/Amperemeter, konzeptionelles Problem

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Autor
Volt-/Amperemeter, konzeptionelles Problem
Suche nach: volt (15004) amperemeter (689)

    







BID = 824009

Elektromatiker

Gelegenheitsposter



Beiträge: 77
Wohnort: Stuttgart
 

  


Hi,

bastle seit nunmehr fast zwei Jahren immer mal wieder an meinem Eigenbaulabornetzgerät und bin mittlerweile an den Spannungs-/Stromanzeigen angelangt. Mein Voltmeter auf PIC Basis misst seit heute auf Zehntel genau meinem DMM entsprechend, das soll mir genügen.

Nun wie beschreib ich mein Problem am besten ...
In dem Netzgerät gibt es zwei Stromkreise, den Last- (30V) und den Steuerkreis(+-5V). GND des Steuerkreises liegt auf dem positiven Potential des Lastkreises.

Wenn ich nun GND des Lastkreises mit dem GND meines Voltmeterprototypen verbinde, kann ich über einen Spannungsteiler das positive Potential des Lastkreises messen.
Nun will ich auch noch den Strom messen. Für die CC Regelung gibt es an der Endstufe emitterseitig einen Spannungsabgriff. Hier ist vorgesehen ein Panelmeter anzuzapfen, daher will auch ich hier meinen Strom messen. Das Problem ist, das Referenzpotenzial hier ist GND des Steuerkreises. Würde ich dies nun gleichermaßen an GND meines Voltmeters hängen, hätte ich am Voltmeter den Lastkreis kurzgeschlossen.

Kurzum: Gibt es eine Möglichkeit beides zu messen ohne das Amperemeter komplett separat vom Voltmeter zu bauen? Möchte beides mit zwei ADC Eingängen am gleichen Controller messen.

Mfg.

BID = 824017

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12713
Wohnort: Cottbus

 

  


Zitat :
GND des Steuerkreises liegt auf dem positiven Potential des Lastkreises.
30V / 10A Labornetzteil von ELV?

Wenn ich das richtig sehe, kannst du die Strommessung analog zur Spannungsmessung durchführen. Laut Schaltplan haben ja beide das gleiche Bezugspotential.



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

BID = 824022

Ltof

Inventar



Beiträge: 9323
Wohnort: Hommingberg

Um die zu messenden Signale auf den richtigen Pegel zu heben, benutzt man geeignete OP-Schaltungen.

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 824024

Murray

Inventar



Beiträge: 4791

Warum nimmst du nicht GND des Steuerkreises als Referenzpotenzial und misst sozusagen die negative Spannung?

Wie wird überhaupt dein Voltmeter versorgt?

"Für die CC Regelung gibt es an der Endstufe emitterseitig einen Spannungsabgriff. " - na toll, wir wissen ja auch wie das Gerät aufgebaut ist.
Schaltbild wäre sehr hilfreich



BID = 824061

Elektromatiker

Gelegenheitsposter



Beiträge: 77
Wohnort: Stuttgart

@Offroad GTI:
Ja genau das. Allerdings denke ich nicht, dass beide das gleiche Bezugspotential haben, bzw. würde ich wenn ich als Bezug das positive Potential des Lastkreises nehme die Spannung ja negativ messen (und das macht mein ADC so spontan nicht mit) ?

@Murray:
Habe keinen Schaltplan gepostet, da es mir nur um dieses Konzept mit den verschiedenen Referenzpotentialen ging Aber bitte, hier nochmal im Anhang.
Das Voltmeter ist Teil des visuellen Frontends und hat eine komplett eigene Stromversorgung mit eigenem Trafo.

Mfg.

BID = 824070

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12713
Wohnort: Cottbus


Zitat :
hat eine komplett eigene Stromversorgung mit eigenem Trafo.
Dann spielt es doch keine Rolle, dass GND in diesem Fall auf der positiven Ausgangsspannung des Netzteils liegt.


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

BID = 824124

Murray

Inventar



Beiträge: 4791

Also die Meßgeräte sind da doch schon eingezeichnet und haben einseitig das gleiche Potential. Wo ist da noch das Problem wenn dein Meßgerät eh "in der Luft hängt".

Dann legst du halt den "Plus-Anschluß" vom Meßgerät auf die "+" vom Leistungsteil und den "Minus-Anschluß" schaltest du mit entsprechender Anpassung an die anderen Anschlüsse.

BID = 824136

Elektromatiker

Gelegenheitsposter



Beiträge: 77
Wohnort: Stuttgart

Das Problem ist, dass die Polarität nicht einheitlich ist, und darum geht es gerade noch im Wesentlichen. Setze ich das positive Potential, das du als einseitig gleich bezeichnest, als Referenz, so messe ich die Strommessspannung positiv (0 - 0.5V) und die Ausgangsspannung negativ (0 - -30V).
Die beiden Spannungsteiler aus dem Schaltplan sind übrigens nicht eingebaut, ich messe hier direkt.

Skizze: Habe jetzt mal ein wenig mit OPs rumgebastelt und außer dass die ganze Geschichte jetzt schön rauscht ist es eigentlich ganz okay. Braucht noch etwas Kalibrierung.
Denkt ihr das kann man so verantworten? Ich finde nicht wirklich Maximalspannungen für die Eingangspins vom LM2902.. nur max. differential voltage 32V - und er hat sich bis jetzt auch noch nicht beschwert.
Und ist das eigentlich normal, dass ich die Ausgänge des LM2902 nicht über 3,75V bekomme? Es wäre besser wenn ich meine Referenz von 4,096V besser ausnuzen könnte, aber ginge so auch.
Mit dem LM358 funktionierts so übrigens gar nicht.

Mfg.

BID = 824137

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

Wenn du den OP nur mit +5V speist wundert mich gar nichts.

_________________

BID = 824141

Elektromatiker

Gelegenheitsposter



Beiträge: 77
Wohnort: Stuttgart

Und das bezieht sich jetzt worauf?
Beide sollen gehen mit 3V bis 32V single supply. Sei doch bitte etwas ausführlicher.

Mfg.

BID = 824143

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

Wie soll der invertierende Verstärker mit einer Eingangspannung kleiner als sein GND arbeiten können?

Er soll zwar am Ausgang ein pos. Signal ausgeben, aber dennoch funktioniert das so nicht.

Und nur in der Theorie können OPamp bis an die Versorgungsspannungen arbeiten, praktisch können das nur wenig und die sind verhältnismäßig teuer.
Lösung: speise ihn mit mehr als 5V, dann kommt sein Ausgang auch an deine Referenzspannung heran (z.B. 10V).
Diese Spannungen lassen sich z.B. mit einer Ladungspumpe erzeugen (NE555).


Ob 1M zu groß wäre die nächste Frage.

_________________


[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am  6 Apr 2012 21:40 ]

BID = 824146

Elektromatiker

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Beiträge: 77
Wohnort: Stuttgart

Danke, damit kann ich etwas anfangen.

Wie der invertierende Verstärker das kann weiß ich nicht - mir fehlt ganz offensichtlich die praktische Erfahrung mit OPamps. Ich dachte mir er invertiert, also macht er mir aus einem negativen Eingang nen positiven Ausgang, soweit supi.
Und das funktioniert ja eigentlich auch wunderbar - erst mal jedenfalls. Man kann es kalibrieren, dass es recht genau läuft.

Also sagst du das geht so nicht? Ich habe halt nur meine +5V und die sind zwecks "Showbeleuchtung" (extra große Anzeigen + Textdisplay etc.) auch ganz gut belastbar ausgelegt.
Wenn ich mir da jetzt noch ein -5V Potenzial dazubasteln würde, wieviel Strom bräuchte man denn da für den OPamp? Würde da wirklich das reichen, was man mit einer kleinen Ladungspumpe ohne symmetrischen Trafo erzeugen kann?
Daraus folgend müsste ich ja auch die Spannung dann vorteilen, dass sie den Bereich der -5V nicht unterschreitet. Wie ist den das mit Temperaturdrift und dergleichen von Widerständen in der Praxis? Würde das Extrateilen ins Gewicht fallen? Denn je mehr ich da hinbaue desto ungenauer kann das ganze ja werden.. Meine Anforderung an Genauigkeit ist wie bereits genannt 0.1V

Der 1M Widerstand ist ein Relikt aus dem Test ohne OPamp. Ein Teiler aus 1M und 150k hat mir die Spannung auf ca. 3.9V geteilt bei maximaler Einstellung und war einigermaßen hochohmig.

Noch iene Frage zwecks Eingangswiderstand: Macht der Spannungsfolger im Stromteil eigentlich Sinn dahingehend oder kommt das aufs gleiche raus, wenn ich direkt den nichtinv. Verstärker anschließe?

Mfg.

BID = 824152

Offroad GTI

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Beiträge: 12713
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Denn je mehr ich da hinbaue desto ungenauer kann das ganze ja werden.. Meine Anforderung an Genauigkeit ist wie bereits genannt 0.1V
100mV ist jetzt ja nicht furchtbar genau. Da sollten normale 1% Metallschichtwiderstände genügen. Du kannst ja auch noch ein Poti (als Reihenschaltung, wobei das Poti in bspw. 1/10RFestwiderstand, oder noch weniger, beträgt) für den (Fein)Abgleich integrieren.


Zitat :
Macht der Spannungsfolger im Stromteil eigentlich Sinn
Nein, der erzeugt dir nur eine Offsetspannung.


Zitat :
"Showbeleuchtung" (extra große Anzeigen
Und dafür genügen dir 5V?
Wie groß sind die Anzeigen denn, und um welchen Typ handelt es sich?




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

BID = 824183

Elektromatiker

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Beiträge: 77
Wohnort: Stuttgart

Hmm ich habe ein wenig gebastelt, u.A. eine -5V Versorgung für den OPamp eingerichtet, aber bin gerade verwirrt. Erst einen Spannungsteiler von 1M/150k für 0..-30V auf 0..-3.9V und dann einen invertierenden Verstärker funktioniert nicht. Da kommen mir bei Verstärkung 1 Werte um 200mV raus.

Wie genau ist das denn aufzubauen? Einfach einen invertierenden Verstärker mit Verstärkung <1 geht ja nicht, weil ich dann schon wieder negativere Spannungen als -5V dabei habe ...

Und mal grundsätzlich: Wäre eine unsymmetrische Versorgung eigentlich problematisch? Also +8V und -5V z.B.

@Offroad GTI
Die Formulierung klang etwas überzogen, tut mir Leid. Ich habe 3-4A für die 5V angesetzt, ist noch nicht fertig. Die Anzeigen werden sein 6 mal 47mm Siebensegment zu je 250mA bei Vollausleuchtung. Flussspannung beträgt 2,5V daher sollten die 5 reichen

Mfg.

BID = 824188

Oertgen

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Zitat :
Elektromatiker hat am  6 Apr 2012 21:53 geschrieben :



Wenn ich mir da jetzt noch ein -5V Potenzial dazubasteln würde, wieviel Strom bräuchte man denn da für den OPamp? Würde da wirklich das reichen, was man mit einer kleinen Ladungspumpe ohne symmetrischen Trafo erzeugen kann?


Warum so umständlich? Ich sehe im Schaltbild, dass es doch schon eine -5V-Spannung gibt, nämlich am Ausgang des 7905. Und wäre es nicht einfacher, das negative Vorzeichen bei Spannungsmessung auf dem Panelmeter einfach wegzulassen bzw. es auszublenden?


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