Spannung DC messen von +10 Volt bis -10 Volt Anzeige auf Seriell Monitor / LCD

Hallo,

ich möchte eine Gleichspannung messen. Für positive Spannungen gibt es ja genügend Beispiele.

Aber es geht um das messen einer positiven und einer negativen Gleichspannung.

Die Spannung ist veränderbar. Dreht man am Poti (mit Mittelstellung) nach rechts, gibt das Gerät eine positive Spannung von 0 - +10 Volt aus, dreht man das Poti nach links gibt das Geräte eine negative Spannung von 0 Volt - -10 Volt aus.

Der Arduino kann ja nur von 0 - 5 Volt messen.

Ich muss also diesen Spannungsbereich der sich ja über 20 Volt erstreckt irgendwie in den Arduino einlesen. Und dann mit positiven oder negativen Vorzeichen Auf einem Display oder dem seriellen Monitor ausgeben.

Gibt es irgendwo ein Template zur Lösung des Problems? Wenn ja, dann bitte ich um entsprechende links oder vielleicht hat ja jemand von Euch schon mal so etwas programmiert.

dorfduino

Mit OPV z.B. einem LM324 kannst du den Spannungsbereich abdecken, wenn du ihn mit ca ±15V versorgst.

Eine analoge Division und Addition sind so möglich

Den Opamp kann man auch mit kleinerer unipolarer Spannung betreiben, die Spannungsteiler für die +-10V sitzen vor den Eingängen.

DrDiettrich:
die Spannungsteiler für die ±10V sitzen vor den Eingängen.

Wie belastbar ist die ±10V Quelle?

Ich habe hier ein kleines Modul zur Spannungs und Strommessung, nennt sich INA226 bzw. CJMCU-226.

Das Platinchen kann Spannungen bis zu 30 Volt messen. Das funktioniert auch.

Aber wie bekomme ich das mit der negatoven Spannung gebacken?

Also ich habe einen Pegel von 20 V (+10V und -10V). Teile ich diese Spannung durch 4 komme ich auf 5 Volt.

Dann könnte ich von 0-2,5 Volt die negative Spannung anzeigen lassen und von 2,5 Volt bis 5 Volt die positive Spannung. Das kann man ja im Arduino irgendwie auswerten und anzeigen lassen.

Jetzt brauch ich nur noch eine Schaltung/Schaltplan um so einen (nennt man es Levelshifter) zu realisieren.

Hat jemand so etwas schon mal gebaut?

Dann könnte ich von 0-2,5 Volt die negative Spannung anzeigen lassen und von 2,5 Volt bis 5 Volt die positive Spannung. Das kann man ja im Arduino irgendwie auswerten und anzeigen lassen.

Ja, durch 4 teilen, und dann um 2,5V anheben, und schon bist du voll im Messbereich deines Arduinos. An strategisch wichtiger Stelle evtl. noch einen Impedanzwandler unterbringen.

u.A. hier findest du Beispielschaltungen Zumindest die richtigen Begriffe, damit du weiter suchen kannst.

Hallo Combie, das ist ja Lustig, diese Bücher habe ich alle. Hilft mir aber nix. Ich brauche einen fertigen Schaltplan, den Rest bekomm ich dann schon irgendwie hin.

Oh, je .... Damit kann ich dir gerade auch nicht dienlich sein....

Hi

Dann suche Mal nach Spannungsfolger - Schaltplan Nummer 1.

MfG

Hallo postmaster-ino,

danke für den Hinweis, das ist schon mal sehr hilfreich.

Hi

... naja ... Impedanzwandler ist genau das Gleiche - hättest Du also auch ohne meinen Post finden können ...

Wenn ich einen OP als invertierer beschalte, macht er mir zwar aus meinen -0 bis -10 Volt eine positive Ausgangspannung (Verstärkungsfaktor erstmal unberücksichtigt). Komme ich jedoch mit der eingangsspannung in den positiven Bereich erhalte ich am Ausgang wieder ein negatives Signal. Will ich das? Nein. Es soll ja aus dem negativen Pegel ein positiver werden und der positive Pegel soll ja positiv bleiben, sonst kann ich das Signal ja nicht auswerten. Taugt also so erstmal nicht.

Hi

combie schrieb auch noch irgend etwas von Addieren - Das soll mit OpAmps auch gehen - was spricht dagegen, die variable Spannung per Impedanzwandler zu entkoppeln (je nachdem, wie viel Strom diese Spannung liefern kann, unnötig), den KRam runter zu teilen (1:4 sagten wir) und 2,5V aufzuaddieren?

Aber Achtung: Wenn der Kram eine Spannung liefert, Die der Arduino nicht abkann, geht Der in Rente.

MfG

Ja, genau. Also wenn meine Theorie stimmt, dann zuerst einen OP als Summierer beschalten mit einem Offset von 2,5 V und mit dem Rk runterteilen auf ein viertel und danach nochmal nen op damit der pPegel positiv bleibt. So könnte es gehen. Mal sehen ob man das irgendwie simulieren kann, z.B. mit LTspice.

Solange ein Opamp nicht übersteuert ist, liegen beide Eingänge auf der gleichen Spannung. Der negative Eingang bekommt einen Eingangswiderstand und einen Rückkopplungswiderstand, die zusammen die Verstärkung bestimmen - bei 20V auf 5V also 1/4 bis 1/5. Den positiven Eingang legt man dann mit einem Spannungsteiler auf ein konstantes Potential, so daß sich bei 0V am Eingang die mittlere Spannung von 2,5V am Ausgang einstellt. Bei -10V kommen dann 5V hinten raus, bei +10V hinten 0V. Wer sich nicht zutraut, das durchzurechnen, der kann einen Trimmer für die Spannung am positiven Eingang nehmen.

Wenn man den Opamp mit +5V versorgt, sollte man die Ausgangsspannung etwas von 0V und 5V fernhalten, also z.B. 0,5V bis 4,5V. Das wäre dann eine Verstärkung von 1/5.

DrDiettrich:
Wenn man den Opamp mit +5V versorgt, sollte man die Ausgangsspannung etwas von 0V und 5V fernhalten, also z.B. 0,5V bis 4,5V. Das wäre dann eine Verstärkung von 1/5.

Aber auch in diesem Fall braucht man eine RAIL to RAIL OpAmp. der Lm324 ist kein solcher.
Grüße Uwe

Ich überlasse es dem Anwender, einen passenden Opamp auszuwählen. Im aktuellen Fall ist ein 4fach Opamp wie der LM 324 sowieso fehl am Platz.

Läuft schon. 2 x ua741 aus der Bastelkiste und einige Widerstände. Die Versorgungsspannung des OP muss jedoch höher sein als die Eingangssignale. Dr Diettrich hat es schon grob beschrieben.

thx

cu :-)

Lösung mit OP´s leider auch nicht brauchbar, zu ungenau.

Aber dieses Bauteil könnte die Lösung des Problems sein. Zugegeben, keine billige Lösung aber vielversprechend.

https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX127-MAX128.pdf

cu