Hey Leute,
Ich möchte eine Gleichstrom Vorspannung einem Wechselstrom Signal hinzufügen, um es mit dem Arduino auslesen zu können.
ich habe dabei folgendes Bild gefunden: 
(Quelle: How to add dc bias to ac signal? - Science and Measurement - Arduino Forum)
Die beiden Widerstände dienen ja als Spannungsteiler, warum aber ist da ein Kondensator drin und wie berechne ich die Farad die ich für ihn benötige, um mein Projekt zu verwirklichen?
Ich möchte übrigens ein Audio Signal mit dieser Vorspannung zu Gleichstrom "umwandeln", sodass ich - wie gesagt - das Signal, das nun immer positiv ist, mit dem Arduino auslesen kann.
Danke an Alle im vorraus!
Mit der Schaltung kannst du keine Wechselspannung in Gleichspannung wandeln.
Das geht nur mit einem Gleichrichter.
Bei der Schaltung wird die Wechselspannung der Gleichspannung überlagert.
Und richtig Auslese kannst du die Spannung nur, wenn die Wechselspannung auch in den Spitzen groß genug wird.
Und bitte, vermische nicht immer Spannung und Strom. Da solltest du dich unbedingt mal schlau lesen, wann man was schreibt.
Okay haben sie eine Idee wie ich das lösen könnte? Trotzdem bin ich verwundert da es ein Mann schaffte mit einer ähnlichen Schaltung es umzusetzen. (How do I bias an AC signal for sampling? - Electrical Engineering Stack Exchange)
Ginge das so nicht? Ich meine, wenn man das Signal in den positiven Bereich bringt wäre das ja dann Gleichstrom oder nicht?
Erneutes Danke an alle Antwortenden 
Hi,
beschreibe doch mal, was Du mit dem Eingangssignal eigentlich machen willst!
Mit der oben dargestellten Schaltung verschiebst Du das über den Kondensator eingekoppelte Signal um einen Offset, der hier bei 2,5Volt liegt. Dein Nullpunkt ist also bei rawADC 512 (0-1023), zum Beispiel dann, wenn kein Signal anliegt.
Gruß André
Welcher Mann....ich sehe nur technische Bilder ?
Du musst die anstehende Wechselspannung, nicht Strom, du vertauscht das ständig, zuvor verstärken, damit der Arduino auch eine echte Differenz erkennen kann.
Und auf deinem Bild sind es immerhin einige Volt unterschied, nicht mV wie in deinem Projekt.
Und NEIN, wenn du WECHSELSPANNUNG auf eine GLEICHPANNUNG aufbringst, ist es immer noch eine Wechselspannung, die auf einer Gleichspannung aufliegt.
Du willst mit der Schaltung ein Audiosignal in den Arduino bringen. Das ist einfach.
Da kannst du diese Schaltung nehmen, die größe des Kondensators passt da schon, ist nicht so wichtig.
Die Schaltung überlagert die Wechselspannung des Audiosignals mit Gleichspannung, bei der Schaltung ist das nicht so wichtig.
Das Einlesen geht so:
int i;
i = analogRead(INPUT);
i -= 512; //DC Offset entfernen
//Werte von -512 bis +512
//optional gleichrichten:
i = abs(i);
//Werte von 0 bis +512
Allerdings wird da noch ein Verstärker (OP) nötig sein um den Bereich auszunutzen
Wie andere schon schrieben, geht es um Spannung (Volt), nicht Strom (Ampère). Wenn man nicht so im Thema steckt, kann man das leicht verwechseln.
thefreezers915:
... warum aber ist da ein Kondensator drin ...
Der dient dazu, einen evtl. vorhandenen Gleichspannungsanteil aus dem Signal zu filtern (ein Kondensator sperrt Gleichspannung, lässt Wechselspannung aber durch).
Der Kondensator ist bei Dir - soweit ich das bislang verstanden habe - nicht nötig, IMO kannst Du den einfach weglassen. Wenn Du das Analogsignal variieren kannst (Lautstärkeregler), kannst Du's einfach ausprobieren - Lautstärke langsam aufdrehen und gucken, was für Werte der Analogeingang liefert.
Gruß
Gregor
Vielen dank für die Antworten ^^ Ich dachte immer Es gäbe kein Unterschied zwischen Gleich Strom und Gleichspannung, das wurde mir früher von meinem Bruder so eingeredet :_D Aber dann ist es ja am Namen selbst erklärend worin der Unterschied liegt. Das Signal ist zwar Wechselspannung, AAABER es kann ja nun von meinem Arduino ausgelesen werden, da es nun ausschließlich positiv ist, richtig? Ich muss also nur einen Knoten zwischen der gewünschten Vorspannung und dem Signal schaffen....
Verständnisfrage: Brauch ich in dem Vorspannungsschaltkreis einen Verbraucher oder dient der "Spannungs-erhöhungs-Prozess" als Verbraucher?
Ich hätte so oder so Widerstände drin die als Verbraucher dienen, wie gesagt, nur eine Verständnisfrage...
Ist es möglich so einen Knoten mit einem Breadboard zu schaffen?
thefreezers915:
Verständnisfrage: Brauch ich in dem Vorspannungsschaltkreis einen Verbraucher oder dient der "Spannungs-erhöhungs-Prozess" als Verbraucher?
Nein, den Verbraucher benötigst Du nicht. Der Analogeingang des Arduinos „verbraucht“ durch die Messung zwar ein winziges Stückchen Energie, aber das ist ein winziges Fitzelchen. Gaaaaaaaaanz wenig.
Gruß
Gregor
gregorss:
Der Kondensator ist bei Dir - soweit ich das bislang verstanden habe - nicht nötig, IMO kannst Du den einfach weglassen. Wenn Du das Analogsignal variieren kannst (Lautstärkeregler), kannst Du's einfach ausprobieren - Lautstärke langsam aufdrehen und gucken, was für Werte der Analogeingang liefert.
Doch, ist er!
Ich versuchs mal zu erklären:
Der Kondensator macht eine Potentialtrennung, in kombination mit den beiden Widerständen fügt die Schaltung einem Wechselspannungssignal eine Gleichspannung hinzu.
Also 0V rein -> 2,5V raus (VCC/2 wegen Spannungsteiler)
1V rein -> 3,5V raus
-1V rein -> 1,5V raus
Man muss dann diese 2,5V abziehen, dann kann man mit der ursprünglichen Wechselspannung weiterrechnen.
Ohne den Kondensator würde eine Wechselspannung am ADC anliegen, welche auch ins negative geht. Ob der ADC das lange mitmacht ist dann eine andere Sache.
thefreezers915:
....
Ich dachte immer Es gäbe kein Unterschied zwischen Gleich Strom und Gleichspannung,....
Kurze und einfache Erklärung:
Wenn du eine Spannung ohne Verbraucher hast, fließt normal noch kein Strom. Erst mit einem angeschlossenen Verbraucher, fließt der Strom. Das gilt weitestgehend auch für Wechselspannung bzw. Wechselstrom.
Nochmals, lies dich mal im Internet schlau darüber.
Ich muss also nur einen Knoten zwischen der gewünschten Vorspannung und dem Signal schaffen....
Was verstehst du unter "Knoten" ?
Unter Knoten verstehe ich die (in der Grafik) Viereckige Verbindungsstelle der beiden Stromkreise.
Ich müsste theoretisch beim Breadboard 3 Reihen senkrecht Verbinden, um einen Knoten in der Mitte, bei Reihe 2 zu erhalten, bei welchem ich die beiden Stromkreise verbinde.
Gut, ich habe nun zumindest Grob verstanden, wozu der Kondensator vorliegt, Ich habe aber keinen 1uF kondensator... ich hätte 10uf 104pF und weiter entfernte Werte.... Welchen sollte ich nun nehmen oder kann man ähnlich wie bei Widerständen in einer Serien-/Reihenschaltung, eine Art Kombination zweier Kondensatoren durchführen, mit der ich zum richtigen Wert komme?
Danke euch.
Den 10µF (Elko) kannst du nehmen. Und meinen Code als Beispiel zum Auslesen nutzen.
Hi
Der Wert ist eher unkritisch - wenn Deine Frequenz nicht durch kommt, ist der Wert zu klein.
'104'pf sollte aber 'was Anderes' als 104pF sein, etwas in der Art 10x 10^4, also 100k pF, was dann wieder 100nF wären - bin Da aber in keinster Weise sattelfest und würde hier 'eine Suchmaschine meiner Wahl' um Hilfe bitten - und wohl dann den Wikipedia-Link betätigen ;).
Aber Das wäre so ein Kondensator, Den ich probieren würde - auch, weil Der ungepolt ist.
MfG
PS: Die Polarität des Elko wirkt sich hier wie aus?
Hey,
Da mir keine Möglichkeit einfällt diesen Knoten zwischen den Beiden Stromkreisen zu bilden, habe Ich mich einfach mal getraut und das Aux kabel "direkt" an den Arduino angeschlossen... der Arduino gibt mir mit AnalogRead folgende Werte bei einem 20hz ton auf maximaler Lautstärke aus:
95
22:51:53.291 -> 0
22:51:53.291 -> 0
22:51:53.291 -> 0
22:51:53.291 -> 0
22:51:53.291 -> 0
22:51:53.291 -> 18
22:51:53.291 -> 149
22:51:53.291 -> 309
22:51:53.325 -> 400
22:51:53.325 -> 381
22:51:53.325 -> 264
22:51:53.325 -> 127
22:51:53.325 -> 63
22:51:53.325 -> 85
22:51:53.325 -> 173
22:51:53.358 -> 173
22:51:53.358 -> 83
22:51:53.358 -> 49
22:51:53.358 -> 121
22:51:53.358 -> 63
22:51:53.358 -> 0
22:51:53.358 -> 0
6
22:51:53.392 -> 102
22:51:53.392 -> 159
22:51:53.392 -> 64
22:51:53.392 -> 0
22:51:53.392 -> 31
22:51:53.392 -> 130
22:51:53.392 -> 137
22:51:53.426 -> 49
22:51:53.426 -> 21
22:51:53.426 -> 117
22:51:53.426 -> 170
22:51:53.426 -> 83
22:51:53.426 -> 15
22:51:53.426 -> 94
22:51:53.426 -> 169
22:51:53.459 -> 132
22:51:53.459 -> 37
22:51:53.459 -> 69
22:51:53.459 -> 172
22:51:53.459 -> 155
22:51:53.459 -> 38
22:51:53.459 -> 46
22:51:53.492 -> 197
22:51:53.492 -> 187
22:51:53.492 -> 68
22:51:53.492 -> 0
22:51:53.492 -> 106
22:51:53.492 -> 247
22:51:53.492 -> 140
22:51:53.526 -> 30
22:51:53.526 -> 109
22:51:53.526 -> 227
22:51:53.526 -> 143
22:51:53.526 -> 0
22:51:53.526 -> 0
Wenn ich aber meinen passiven Bandpass Filter ( 1/(2PI1M ohm*104pF [Keramik] = 1530hz) anschließe, bekomme ich nur bei einer Frequenz von 20 hz ab und zu eine 1, bei höherer Frequenz jedoch nichts...
Warum aber nur? Liegt das daran, dass ein Audiosignal mehrere Frequenzen ineinander (oder so in der Art) hat? Und kann mir jemand sagen wie ich den Knoten auf einem Breadboard bilde?
Danke euch.
EDIT: Habe gerade versucht einen Gleichrichter aus 4 dioden zu bauen und habe nach einer Messung ebenfalls so hohe Werte bekommen.... Aber selbst mein Multimeter zeigt mir nur 0.6-0.5V an.....
Eieieiei
Der "Knoten" ist nichts weiteres als eine Verbindung von den zwei Widerständen, dem Kondensator und dem Analogpin des Arduino.
Die Sache mit dem Breadboard... Phuu Gib am Besten "Breadboard Connections" in die Bildersuche ein.
Ich weiß ja nicht, aber du solltest dir auf jeden Fall mehr Wissen dazu zulegen. Und mit Audiosignalen zu hantieren wenn man noch nicht mal weiß wie ein Breadboard funktioniert ist leicht fahrlässig. (Armer Arduino, arme Tonquelle)
Dein Projekt ist im Moment für dich wohl zu hochgegriffen, du brauchst erst noch mehr Grundlagen.
@TO
Du hast versucht, einen Gleichrichter aus vier Dioden zu bauen ?
Ist dir das denn auch gelungen ?
Wenn ich hier deinen Beschreibungen folge, vermute ich, das hat auch nicht funktioniert.
Wie hast du denn da deine Knoten hergestellt ?
Im übrigen sind es keine Knoten, sondern elektrische Verbindungen, die gesteckt oder gelötet werden.
Auf deinem Steckbrett werden diese einfach nur gesteckt.
Und wenn dein Multimeter nicht mehr anzeigt, kommt da wohl auch nicht mehr raus.
Ist jetzt die Frage, welche Spannung hast du da angeschlossen ?
Hallo TO,
Dein Tiefpassfilter ist viel zu hochohmig! Mit 1 MOhm und 100nF ist der in Bezug auf die Eingangsbeschaltung des ADC des Arduino komplett fehlangepasst. Normalerweise hat die Quelle, also in Deinem Fall der Filter eine geringere Impedanz als die Last (Eingangsbeschaltung des ADC des Arduino), meist um Faktor 10. Bei Dir ist es genau umgedreht, ja schlimmer noch, Du belastest Deinen Filter mit ~ 1/100 der Filterimpedanz. Konsequenz: Dein Signal wird fast kurzgeschlossen.
Die Eingangsbeschaltung des ADC 10k/10k/1µF ist schon optimal (Fg ~ 16Hz), Du musst aber Deinen hochohmigen Filter zu einem niederohmigen Filter umbauen, und wenigstens gleiche Impedanz erreichen, geringer wäre besser.
Gruß André
Ich weiß einigermaßen wie ein Breadboard funktioniert (jeweils eine Reihe ist verbunden und die beiden äuseren spalten sind jeweils verbunden), ich dachte bloß, da ich dies bereits Versuchte
und ich ohne das aux kabel keine spannung auslesen konnte, dass das ganze mit einem Breadboard irgendwie nicht funktioniert...
Zum Thema hochohmiger Bandpass Filter:
Okay danke für die Info. Welchen Wert für einen Kondensator sollte man den benutzen? Oder muss man das selbst heraus finden ( niedrige spannungen --> zu hoher Widerstand, zu hohe Spannungen, die dann verursachen, dass auch bei Frequenzen die eigentlich gefiltert werden sollten eine Spannung anliegt ---> zu hoher Kondensator oder irgendwie so :_D ) ?
Der Gleichrichter müsste funktioniert haben:
Ist nach diesem Wikipedia-Eintrag gebaut worden:
Meine Anhebespannung kommt vom Arduino selbst, mit einem Spannungsteiler aus 5V ca. 0.58V gemacht.
Danke euch
Okeee danke an alle, ich möchte das Problem nun so lösen:
AC quelle: 5v zero to peak
DC quelle: 5v
Beschädige ich dabei meine Gleichspannungsquelle?
Eigentlich dürfte ja nichts passieren und selbst wenn die AC zero to peak spannung mal höher ist als die meiner DC quelle, dürfte ja nichts passieren, da der strom ja einfach in die andere richtung fließt, richtig?
