0-10V Signal invertieren

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Autor
0-10V Signal invertieren

    







BID = 551590

onkel-stefan

Gelegenheitsposter



Beiträge: 66
 

  


Hallo! Erstmal kurz was ich bisher gemacht habe:

Eine Led Anzeige mit LM 3914 die mit 0-10V arbeitet und bei dieser die Ausgänge mit Transistoren invertiert.
So dass bei 10V keine LED leuchtet und bei 0V alle.

Dies braucht aber viel Platz und ist kompliziert, deshalb dachte ich wäre es einfacher das 0-10V Signal zu invertieren, als Beispiel, so dass wenn 10 V ankommen, 0V rausgehen und umgekehrt...

Ich hoffe ihr wisst wie ich das meine.
Nur wie ist das möglich? Vll solltet ihr wissen dass ich nur Hobbybastler bin.
Vielleicht habt ihr ja eine Idee, Danke und Gruß Stefan

BID = 551591

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)

 

  

Eine weitere Spannungsquelle mit 10V in Reihe dagegenschalten und dann noch die Polung des Eingangs vertauschen.

_________________
"Das Gerät habe ich vor soundsoviel Jahren bei Ihnen gekauft! Immer ist es gegangen, immer. Aber seit gestern früh geht es plötzlich nicht mehr. Sagen Sie mal, DA STIMMT DOCH WAS NICHT???"

BID = 551613

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

...und wenn das nicht geht, invertiert man das Signal mit einem Operationsverstärker.

Bevor wir da aber ans Eingemachte gehen, solltest du schreiben, welche Versorgung du zur Verfügung hast und wie stark das Eingangssignal belastet werden darf.

BID = 551642

onkel-stefan

Gelegenheitsposter



Beiträge: 66

Danke für die schnellen Antworten!

Also das Signal stammt aus einem optischen Abstandssensor.
Der hat einen 4-20mA Ausgang. Den Strom lass ich durch einen 500Ohm Messwiderstand fließen und bekomme so eine 2-10V Spannung, damit das ganze vll auch mit einem anderen Sensor funktioniert, habe ich an 0-10V gedacht.

Wie stark ich das Signal jetzt direkt belasten darf weiß ich nicht, die Versorgung kann ich aufbauen wie ich will.

Wenn das mit der 10V Quelle in Reihe dagegen geschaltet funktioniert, wäre es eine tolle einfache Lösung.

Trotzdem würde mich das mit dem OP intressieren, falls du das vll noch ein bisschen näher erklären könntest?

Gruß Stefan

BID = 551665

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Wenn das mit der 10V Quelle in Reihe dagegen geschaltet funktioniert, wäre es eine tolle einfache Lösung.
Da du, was ich nicht erwartete, eine so aufwändige massefreie Signalquelle hast, funktioniert das vermutlich tatsächlich.


Zitat :
Wie stark ich das Signal jetzt direkt belasten darf weiß ich nicht,
Doch, das Signal hat einen Innenwiderstand von 500Ohm, nämlich deinem Messwiderstand. Geringere Werte mit weniger Spannungshub kannst du natürlich auch realisieren.


Zitat :
Trotzdem würde mich das mit dem OP intressieren, falls du das vll noch ein bisschen näher erklären könntest?
Mit zwei Widerständen am -Eingang kann man einen OpAmp als invertierenden Verstärker beschalten.
Die (negative) Verstärkung -V ist nur durch das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt und kann nahezu beliebige Werte annehmen.
Mit einer zusätzlichen Spannung am +Eingang (evtl. auch über einen Widerstand am -Eingang) kann man eine Nullpunktsverschiebung durchführen. Die Verstärkung vom +Eingang her ist dann V+1 .

Die Fragen nach der Versorgung hat den Hintergrund, dass am Ausgang des Verstärkers natürlich nicht mehr herauskommen kann, als was man hineinsteckt, und ob man diese evtl. schon als Referenzspannung für die Nullpunktsverschiebung verwenden kann.




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Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 551724

onkel-stefan

Gelegenheitsposter



Beiträge: 66

Also bis jetzt hab ich zur Versorgung ein kleines Netzteil mit dem 7810 gebaut, also habe 10V.

Das heißt, ich würde den OP so beschalten, dass der Nullpunkt -10V ist?
Dann kommt ein Signal von zb 1V an, wird zu -1V, mit einer Verstärkung von 1, dann habe ich zwischen -10V und -1V gemessen 9V?
Ich nehme also -10V als Masse?

Hab ich das richtig verstanden? Habe noch nie etwas mit OPs gebaut, dehalb entschuldigt, falls ich da nicht ganz mitkomme.

Gruß Stefan




BID = 551731

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Wenn du nur 10V Speisespannung (mit +/-5% Toleranz übrigens) hast, kannst du nicht erwarten, dass aus dem Verstärker 10V rauskommen - ein bischen Verlust ist immer. Rechne mal mit 2V, die fehlen werden. Es gibt zwar Opamps bei denen der Verlust nur ein paar mV beträgt, aber auch dass nützt dir nichts, wenn der Spannungsregler nur 9,5V liefert ...

Entweder erhöhst du also die Speisespannung, oder du bringst dem LM3914 bei, mit weniger Spannung für Vollaussteuerung auszukommen. 5..7V wäre ein guter Wert.

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BID = 551831

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2488

Mir fällt dazu ein invertierender Differenzverstärker ein.
Die Idee habe ich mal in LTSpice gegossen, also erfahrungsfreie Theorie.
Siehe Anhänge.
Bei einem Rail to Rail Input-OPV kann die negative Speisespannung auch wegfallen, für den Knotenpunkt R7, R9, R10 böte sich der Ref-Ausgang des LM3914 an. Widerstandswerte sind der Realität anzupassen, R2 eventuell als Trimmer.

Onra




BID = 553335

onkel-stefan

Gelegenheitsposter



Beiträge: 66

Hallo, Danke für die Antworten! Hat ein bisschen gedauert, bis ich mich damit befassen konnte.

Habe mit LT Spice ein bisschen gespielt und die unten angehängte Schaltung kam dabei heraus. Laut den Schaubildern funktioniert sie auch.
Bin mir nur noch nicht sicher ob ich sie auch verstanden habe..

Bilden R1 und R3 den Spannungsteiler, der die Nullpunktverschiebung bestimmt? Dann verschiebe ich damit den Nullpunkt auf -10V?

Und warum muss ich den OP an +12 und -12V anschließen und nicht an +12V und Masse?

Mir fehlen da wohl noch einige Grundlagen, aber ich versuche das ganze so gut es geht zu verstehen..

Danke auch für den Schaltplan des Differenzverstärkers, nur den versteh ich gar nicht mehr.

Würd mich noch über ein paar Antworten oder Erklärungen freuen,

Danke Gruß Stefan



BID = 553418

unlock

Schriftsteller

Beiträge: 901
Wohnort: Mosbach

Hi,
So könnte man die Ausgänge auch invertieren,R ist so zu berechnen das die Led Betriebsstrom bekommt,((Ub-Uled)/Iled)sobald ein Ausgang anspricht,zieht er ihn auf Masse und die Led geht aus.




_________________
One Flash and you're Ash !

BID = 554186

onkel-stefan

Gelegenheitsposter



Beiträge: 66

Danke! Ich merke grad die Lösungen für mein Problem werden immer einfacher:-)
Kann mir trotzdem vll noch jemand sagen ob ich das mit der Nullpunktverschiebung beim invertierenden Verstärker richtig verstanden habe?
Oder den anderen Schaltplan des Differenzverstärkers noch ein bisschen erläutern auf was es ankommt?
Würde mich freuen,
Danke und Gruß!

BID = 554211

unlock

Schriftsteller

Beiträge: 901
Wohnort: Mosbach

An Onkel-stefan:
Operationsverstärker (oder Differenzverstärker) bedeutet,er führt eine Rechenoperation zwischen + und - Eingang aus.

Je nach Beschaltung des Koppelwiderstands (bei dir R2) auf E+ oder E- und jeweils den Gegenanschluss auf 0,dann wird das Signal "quasi" addiert oder subtrahiert(nicht-invertiert,invertiert)

Zitat :

...ob ich das mit der Nullpunktverschiebung beim invertierenden Verstärker richtig verstanden habe?

Der Nullpunkt steht bei deiner Schaltung an E+ an.Die Grundbeschaltung ist R1 und R2 und bestimmt die invertierte Verstärkung

Zitat :

Und warum muss ich den OP an +12 und -12V anschließen...

Damit du eine (-) Spannung am ausgang bekommst,ansonsten brauchst du Elkos,und das geht nur bei Wechselspannung.
Schau dir mal das Datenblatt an.
Link: http://www.datasheetcatalog.net/de/.....shtml

Zitat :

Oder den anderen Schaltplan des Differenzverstärkers...

An alle:
Ich glaube die Bezeichnung"Differenzverstärker"stimmt,bin mir aber grad nicht sicher...
R2 erzeugt eine Differenzspannung die dann verstärkt wird,aber berichtigt mich wenn ich falsch liege...

P.s.:der LM 3914 hat 11 Oamps Link: http://www.datasheetcatalog.net/de/.....shtml

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