Hi,
ich bin noch recht neu auf dem Gebiet der Elektrotechnik. Ich möchte gerne folgendes Nachbauen um die Helligkeit zu Messen:
Wozu genau braucht man jetzt da einen Spannungsteiler? Der reduziert doch einfach nur die Spannung oder nicht?
Ich hab doch 5V die in den Sensor gehen und raus müsste dann doch etwas zwischen nahe 0V und nahe 5V kommen und der Analoginput frisst doch auch 0-5V oder nicht?
Danke für eure Hilfe,
Fip
Der Arduino kann nur Spannungen messen.
Also brauchst du einen Widerstand damit ein Strom fließt, und du die Chance hast Spannungen am Widerstand zu messen
Wenn ich dich richtig verstehe heißt das, dass bei nur am Analoginput angeschlossenen Sensoren kein Stromkreis zustande kommt und somit auch nichts gemessen werden kann?
Wie bestimme ich den dann die Größe des Widerstands?
Fipp:
Wenn ich dich richtig verstehe heißt das, dass bei nur am Analoginput angeschlossenen Sensoren kein Stromkreis zustande kommt und somit auch nichts gemessen werden kann?
Richtig, wie combie schreibt, es muss eine Strom fließen, damit du eine Spannung messen kannst.
Wie bestimme ich den dann die Größe des Widerstands?
Das hängt von der Größe deines Fotowiderstandes und der Spannung ab, die du messen möchtest.
Danke euch beiden.
Gibt's dafür ne Formel oder sowas?
Fipp:
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/AnalogInputWozu genau braucht man jetzt da einen Spannungsteiler? Der reduziert doch einfach nur die Spannung oder nicht?
Ich hab doch 5V die in den Sensor gehen und raus müsste dann doch etwas zwischen nahe 0V und nahe 5V kommen und der Analoginput frisst doch auch 0-5V oder nicht?
Der Denkfehler liegt beim "raus müsste dann doch etwas zwischen nahe 0V und nahe 5V kommen".
So wie ich dich verstanden habe, denkst du an folgende Schaltung:
+5V------[Fotowiderstand]------Analog In
Der Fotowiderstand ist ein lichtabhängiger Widerstand. D.h. Der Wert für R ändert sich mit den vorherschenden Lichtverhältnissen.
Die Spannung U ist konstant 5V.
Gemäß Ohmschem Gesetz gilt: U=R*I oder auch U/R = I
Analog In wertet Spannungen aus. Deine Spannung ist aber konstant bei 5V (der Fotowiderstand wirkt wie ein variabler Pullup Widerstand), nur die Stromstärke variert.
Durch den zweiten Widerstand erhälst du einen Spannungsteiler. Zwischen den beiden Widerständen bildet sich ein Spannungspotential aus, dass du am Analog in Messen kannst. Formeln gibt es hier (siehe unbelasteter Spannungsteiler).
Das der Spannungsteiler unbelastet ist ergibt sich daraus, dass die Analogeingänge des Arduino eine hohe Impedanz, d.h. einen hohen Innenwiderstand aufweisen, um - analog zu einem Voltmeter - den Schaltkreis beim Messen nicht zu belasten (und damit einen Spannungsabfall zu provozieren).
Probier einfach mal aus, die Spannung in folgender Schaltung (mit verschiedenen R) zu messen und du siehst, was ich meine:
+5V ------ [R]------- GND
Ihr geht alle von einem Fotowiderstand aus, aber was für einen Sensor hast du überhaupt? Link?
Naja, es ist schon ein Spannungsteiler, wenn man den Fotowiderstand an 5V und den anderen pin an AnalogIn anschliesst. Der Eingangswiderstand von AnalogIn ist aber sehr hoch. Der LDR hat aber auch Megaohm im Dunkelzustand, somit dürfte der Innenwiderstand des Analogeingangs durchaus für Messwertänderung reichen. Aber wenn LDR 1MOhm Dunkel hat und Innenwiderstand 10MOhm ist, kommt man auf 0-0,5V Messwert von Dunkel bis Hell, man verschenkt den größten teil des Messbereichs.
Berechnen kann man das mit der Ohmschen Formel, Grob gesprochen kann man sagen das am größten Widerstand die größte Spannung abfällt. Ein Spannungsteiler mit einem veränderlichen Widerstand sollte möglichst viel Spannungsänderung erzeugen.
Man nimmt den Gesamtwiderstand. Nehmen wir an, wir benutzen einen LDR mit 2KOhm bis 1MOhm Hell nach Dunkel. Nehme ich nun 2KOhm Vorwiderstand so bekomme ich bei Hell die halbe Spannung, bei Dunkel nahezu die Volle Spannung. Bei 100Ohm bekomme ich allerdings selbst bei Hell immer fast volle Spannung, ebenso bei Dunkel. Typischerweise würde man hier 100KOhm wählen. Bei Hell bekommt der Vorwiderstand somit 98% der Spannung, bei Dunkel bekommt er nur 10%. Er schwankt also zwischen 0,5V und 4,9V. Damit hat man den Wandlerbereich gut ausgenutzt.
Wie du siehst, man kann die Verhältnisse der Widerstände in Prozent nehmen und weil das absolut linear läuft diese Prozente der Spannung zuordnen mit der Vorgabe: Größter Widerstand - Größte Spannung.
Genau berechnen müsste man den Gesamtstromfluss durch beide Widerstände in den zwei Grenzwerten berechnen und dann aus Strom und Einzelwiderstand die Spannung berechnen an diesem einen Widerstand.
Formel dafür
U=I*R
R=U/I
I=U/R
Der genaue Innenwiderstand des Arduino weis ich nicht, hab diesbezüglich die Datenblätter noch nicht studiert. Aber hier wird in der Regel mit 10MOhm und mehr bearbeitet. Gute Messgeräte gehen auch auf 100MOhm hoch. Weil der Stromfluss den das Messgerät sonst bewirkt die Schaltung beeinflusst. Und je kleiner der Stromfluss desdo weniger Einfluss auf die Schaltung. Aber 10MOhm sind schon ausreichend für den Homebedarf.
@EIEspanol
Er hat doch den Link schon gepostet im ersten Posting, dort ist klar von LDR die rede.
@chefin
Deine Rechnung stimmt nicht da Du von einem viel zu hohen Eingangswiderstand des analogen Eingangs aus.
Da der analoge Eingang über einen Multiplexer und einem Sample and Hold Glied einen kleinen Kondensator lädt gibt es einen "dynamischen Innenwiderstand". Somit hängt der momentane Strom und daraus errechnete Innenwiderstand des analogen Eingangs von der Spannung des S&H-Kondensators ab. Der Statische Widerstand nach dem Ausgleich aller Spannungsdifferenzen ist sehr hoch.
Die Messung einer Spannung die über einen hochohmigen Widerstand an einen analogen Eingang angelegt wird ist wenig aussagekräftig. Mann mißt die Spannung der vorherigen Messung (zB die eines anderen analogen Eingangs) bzw eine über sehr viele Meßzyklen sich angleichende Spannung die dann der von Dir beschriebenen Spannungsteiler aus Widerstand und Statischen Innenwiderstand ergibt.
Generell sollte eine Spannungsquelle, die mit einem analogen Eingang gemessen wird, einen Innenwiderstand von weniger als 10kOhm besitzen, damit die erste Messung korrekt ist. Dies kann mittels eines 0,1µF Kondensator zwischen Eingang und Masse erreicht werden, verlangsamt aber die max meßbare Frequenz des Meßsignals herab. Ein Impedanzwandler (Spannungsfolger) mit einem Operationsverstärker ist mehr Aufwand läßt aber die Spannung für Arduinoverhälnisse ( max 25kHz Samplingfrequenz) unverändert.
Grüße Uwe
Vielen Dank für all eure Antworten!
ich denke ich habe es jetzt verstanden 
du hast natürlich fast recht uwe
Der Innenwiderstand ist natürlich 100MOhm und nicht 10MOhm.
Und das einzige was hier dynamisch ist bist du, indem du immer hektisch wirst wenn ich was poste und versuchst mit deinem Hobbywissen dagegen zu halten.
Hör bitte damit auf, lese dir erstmal das Datenblatt durch und stalke mich nicht so penetrant
chefin:
Hör bitte damit auf, lese dir erstmal das Datenblatt durch und stalke mich nicht so penetrant
Was ist das denn ?
Bleib bitte mal auf dem Teppich.
chefin:
@EIEspanol
Er hat doch den Link schon gepostet im ersten Posting, dort ist klar von LDR die rede.
Er hat einen Link auf die Abfrage eines Photowiderstandes gepostet. Nicht auf den Sensor, den er tatsächlich hat.
chefin:
Hör bitte damit auf, lese dir erstmal das Datenblatt ...
Gut, daß Du den Link des Datenblattes einbindest. Bitte lies Kapitel 24.6.1 und betrachte das Bild 24.8.
Grüße Uwe