A/D-Wandler gibt komische Spannungen aus

  • Moinsen,

    Wenn die Eingangsform ein perfekter Sinus ist, misst man nach dem Gleichrichter nur perfekte positive Sinushalbwellen - 0,7V.

    Jetzt bin ich mal gespannt wie du den Gleichrichter definierst !
    Der Begriff Graetz-Brücke ist dir wohl auch unbekannt ? Aber dann erfolgt der Stromfluß durch 2 Dioden. Also kommt das mit den 0,7 Volt auch nicht mehr hin. Und wenn man Oversize ist, und die Silizium Dioden durch Schottky Dioden ersetzt, dann wird diese Betrachtung noch mehr zum Absurdum geführt.
    Aber Okay belassen wir es bei den Silizium Dioden. Nur diese Berechnung / Darstellung ist auch nur dann stimmig, wenn die RMS Spannung als Maßstab angelegt wird, jedoch wenn eine Glättungskapazität nachgeschaltet ist erhöht sich die Ausgangsspannung wieder auf den Peak-Wert der Eingangsssinuskruve.

    Also eine sehr kühne Behauptung !

    Aber ich glaube es wurde in den Diskussionen die hier zu Sinuswellen und Halbwellen geführt wurden, eine eindeutige Stellungsnahme genommen. Es ist keine wie geschrieben ->

    Der Gleichrichter, sofern er keine Glättungsschaltung dahinter hat, liefert immer noch Sinuswellen

    Sinuswelle, sondern erst einmal nur eine Halbwelle. Macht aber auch nichts. Ich konnte auch nicht erlesen, dass es sich um einer ins positive verschobene Welle handeln soll. Klar kann man durch einen Spannungsaddierer die gesamte Kurve in den positiven Teil verschieben, nur dann braucht man auch keinen Gleichrichter mehr ! Dann verläuft die gesamte Sinuswelle im positiven Bereich ohne Nulldurchgang.

    Franky

  • ich habe einen

    Busch und Müller Lumotec IQ Fly senso plus am Rad und dort sitzen Begrenzerdioden die den stetigen Anstieg je nach Drehzahl verhindern.

    Ohne Begrenzung steigt die Nabendynamospannung im Leerlauf auf bis zu 12V gemessen.

    Aber was schreib ich hier überhaupt, alle Anderen wissen es ja besser! :wallbash:

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Wenns dir um die Geschwindigkeit geht, wäre wohl ein Magnet am Rad und ein Hallsensor am Rahmen eine deutlich einfachere Lösung. Nach dem Prinzip arbeitet ja auch jeder herkömmliche Fahrradtacho.

    Mit dem Dynamo eine Spannung zu erzeugen, gleichzurichten, zu glätten, zu messen und das auf die Geschwindigkeit umzurechnen ist ein bisschen von hinten durch die Brust ins Auge geschossen.

    Du könntst auch versuchen, die Spannung des Dynamos direkt als Impulse zu verarbeiten. Wenn du ihn mit einem passenden Vorwiderstand an einen Optokoppler schließt, könnte das schon klappen. Vielleicht noch ne Zenerdiode als Schutz gegen Überspannung einbauen. Eine Diode für die negative Stromrichtung dürfte auch nicht schaden. Wenn das nicht geht, beibt vielleicht noch eine Signalaufbereitung mit einem Operationsverstärker.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Moinsen

    Oje oje, was habe ich hier nur wieder angezettelt?

    Du hast gar nichts angerichtet.
    Es ist hier halt nur der Unterschied zwischen denen die sich nicht richtig ausdrücken können, und denen die die Elektronik verstanden haben. Aber wenn es schon an einfachen Begrifflichkeiten scheitert, bis du auf keinen Fall dran schuld ! :)

    Außerdem habe ich den A0-Pin direkt über einen Widerstand mit dem Ground-Pin verbunden.

    Das nennt man in dieser Kombination eine Spannungsteiler. Je nach dem Wie groß oder klein der Widerstand gegen GND ist, trägt dieser auch zu einer gewissen Wertstabilisierung bei.
    Aber egal.
    Und wie man einen Spannungsteiler berechnet das findet man im Internet sehr ausführlich beschrieben.
    Es geht immer um das Verhältnis R1 zu R2

    Und nun muss man beachten das je nach Stromfluß durch den Spannungsteiler eine Last entsteht, damit sinkt auch die Spannung die über den Spannungsteiler vom ADC gemessen werden kann. Dennoch sollte der Spannungsteiler immer so ausgelegt sein, dass niemals eine Spannung / Leerlaufspannung größer als die Vc des ADC am Eingang A0 des ADCs anliegt.
    Kann man alles berechnen. Da muss man nicht in solchen Floskeln sprechen.

    Franky

  • Jetzt bin ich mal gespannt wie du den Gleichrichter definierst !
    Der Begriff Graetz-Brücke ist dir wohl auch unbekannt ? Aber dann erfolgt der Stromfluß durch 2 Dioden. Also kommt das mit den 0,7 Volt auch nicht mehr hin.

    Mit nur einer Silizium-Diode kann man auch Gleichrichten. Du konstruiert ein anderes Beispiel, um Recht zu behalten. Und ja, ich weiß auch, dass bei 2 Dioden bis zu 1.4 Volt abfallen können.

    Es geht ums Prinzip. Die Wellenform wird durch den Gleichrichter nicht verändert. Positive Anteile werden durchgelassen und bei Brückengleichrichter werden die negativen Anteile invertiert.

    Wenn es nur darum geht die Drehzahl zu erfassen, ist Gnom sein Vorschlag besser. Pulse zählen und gut ist...

  • Es geht ums Prinzip. Die Wellenform wird durch den Gleichrichter nicht verändert.

    ist definitv falsch

    durch die Spannungsmessung erkennt, wie schnell der Benutzer fährt.

    , ist Gnom sein Vorschlag besser. Pulse zählen und gut ist...

    was haben Umdrehungen mit Geschwindigkeit zu tun? Dazu müsste man eh umrechnen auf den Radumfang.

    Ich weiss Genaugigkeit ist nicht eure Stärke nur verkürzte Darstellungen! :lol:

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Dieses Forum wird immer unerträglicher.

    was haben Umdrehungen mit Geschwindigkeit zu tun? Dazu müsste man eh umrechnen auf den Radumfang.

    Ich weiss Genaugigkeit ist nicht eure Stärke nur verkürzte Darstellungen! :lol:

    Korrektur der Korrektur:

    v =  (d * π) / Δt

    Δt berechnet ein Mikrocontroller oder RPi

    d ist der Radumfang

    v ist die Geschwindigkeit

    Um das Ganze noch zu glätten, bildet man den Durchschnitt von ein paar Pulsen.

    Dann noch einen Timeout, falls keine Pulse kommen, dass v wieder auf 0 gesetzt wird.

    Einmal editiert, zuletzt von RestlessMud46765 (2. Januar 2023 um 17:52) aus folgendem Grund: Fehler korrigiert.

  • Moinsen,

    Du konstruiert ein anderes Beispiel, um Recht zu behalten.

    Was sich im nachhinein als mal wieder eine Falschaussage entpuppt. Denn in #20 wird eine solche Graetz-Brücke dargestellt. Macht aber nichts, weil du zu diesem Zeitpunkt deiner Ausgangsantwort #19 noch nicht wissen konntest was einen Beitrag später als Tatsache offengelegt wurde. Dann aber hinterher im Beitrag #25 zu unterstellen, ich würde rechthaberisch eine Sache herbeikonstruieren, das grenzt schon an eine Unverschämtheit. Ich hatte zum Glück den Beitrag des TO lesen können und auch gelesen, sowie mir diese Schaltskizze angesehen, was du offensichtlich nicht gemacht hast !
    Wenn man also den unverfälschten chronologischen Ablauf der Antworten betrachtet, habe ich nichts konstruiert, sondern nur die Möglichkeiten aufgezeigt, sowie auf den vom TO bereitgestellten Schaltplan reagiert.
    Sorry ! Die Lacher aus #19 hast du dir selbst zu verdanken.

    Franky

  • Ich habe vor, das Fahrrad innen neben einer Steckdose zu betreiben. Die Leistung, die der Dynamo ausgibt, spielt also keine Rolle. Es geht mir nämlich darum, ein Programm zu entwickeln, das durch die Spannungsmessung erkennt, wie schnell der Benutzer fährt.

    Man könnte dafür einen Fahrraddynamo verwenden, doch finde ich dafür ungeeignet. Die Spannung, die dieser Dynamo liefert ist dafür zu instabil.

    Das kann man sehr gut bei einem schönen alten Dynamo-Seitenläufer sehen, wie er schon vor 50 Jahren verwendet wurde.

    Dieser Dynamo ist auf eine Nennlast von 3Watt bei einer Nennspannung von 6V ausgelegt (damalige STVO). Diese Auslegung sorgt auch dafür, dass die Spannung beim erreichen der Nennwerte stak einbricht, damit 'auf keinen Fall' die Nennleistung überschritten wird. (Bei den erlaubten 2,4W für den Frontscheinwerfer könnten ja Autofahrer geblendet werden)

    Mit einer passenden Schaltung kann man aus einem Dynamo, auch de neueren Nabendynamos, eine Schaltung bauen, um zum Beispiel Akkus zu laden.

    Für die Geschwindigkeit ist ein Impulsgeber sehr viel genauer. Dessen einzige einzuhaltende Variable ist der Reifendurchmesser. Ist dieser Wert bekannt, ist die Geschwindigkeit eine einfache Formel (Radumfang/Zeit pro Impuls), der auch keine Störungen durch unsaubere Spannungen etwas anhaben kann.

    Will man die Geschwindigkeit genauer als mit einem Impuls pro Umdrehung messen, verteilt man einfach mehrere Impulsgeber (Magneten) gleichmäßig am Rad, und teil die Geschwindigkeit aus der Formel einfach durch die Anzahl der Impulse)

    Computer ..... grrrrrr

  • Zitat

    Du konstruiert ein anderes Beispiel, um Recht zu behalten.

    Nein, da ich von Anfang an von nur einer Diode ausgegangen bin und du von zwei,

    Du hast Recht, ich unrecht.


    Wenn man mit der Eingangsspannung arbeiten will, um die Geschwindigkeit zu erfassen, wäre meine Bedenken die Linearität.

    http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung/node437.html

    Der Unterschied zum ADC ist, dass der Dynamo weniger belastet wird.

    Die Spannung muss aber auf jeden Fall reduziert werden, damit diese nicht die Referenzspannung von 3.3V überschreitet.

    Das mit den Pulsen erfassen ist einfacher. Wenn du die Spannung erfasst, muss danach linearisiert werden. Da würde ich als erstes Polynome verwenden.

    Wenn ich die Werte aus dem Diagramm so ungefähr übernehme, bekomme ich schon ein recht gutes Ergebnis:


    Bei diesem Beispiel wird ein winziger Widerstand verwendet.
    Beim ADC, mit einem viel größeren Widerstand, kann die Kurve anders aussehen.

    Spoiler anzeigen

    Am besten misst du bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten die Spannung und trägst die Werte so wie ich in eine Liste ein und erstellst dann das Polynom.

    Dann kann man die Parameter des Polynoms speichern (copy & paste in der REPL)

    Wichtig ist es bei der Erfassung auch die maximal mögliche Geschwindigkeit zu erfassen.

    Wenn das nicht gemacht wird, kann es passieren, dass die Kurve beim letzten definierten Wert darüber oder darunter liegt (je nach Grad des Polynoms)

  • Hallo, noch einmal eine (hoffentlich letzte) Frage:

    Aktuell bekommt der ADC eventuell ein bisschen mehr Spannung als Vref (Vref habe ich auf 5V gestellt) eigentlich erlaubt. Da ja aber nicht wirklich Strom fließt, sollte das ja kein Problem darstellen, oder?

    Jedenfalls gibt der ADC bei dieser höheren Spannung (z. B. 6V) irgendwelche Werte bei 0,9 - 1,6V aus, je höher die Input-Spannung, desto kleiner die Spannung, die der ADC ausgibt. Könnte das einfach daran liegen, wie der ADC Spannung misst? Oder könnte es einen anderen Grund geben?

    Mit freundlichen Grüßen

    Gunter

  • Könnte das einfach daran liegen, wie der ADC Spannung misst? Oder könnte es einen anderen Grund geben?

    ja

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Moinsen,

    Oder könnte es einen anderen Grund geben?

    Was der ADC oberhalb der VRef macht ist immer vom Modell abhängig, bis hin zur totalen Zerstörung des Chips !
    Deswegen hatte sowohl jar -> RE: A/D-Wandler gibt komische Spannungen aus wie auch ich -> RE: A/D-Wandler gibt komische Spannungen aus schon die Begriffe Spitzenspannung und den Spannunsgteiler ins Spiel gebracht, um damit sicher zu stellen, das keine Spannung größer VRef zum ADC Eingang gelangt. Damit ist über das Spannungsteilerverhältnis die gemessene Spannung immer proportional kleiner.
    Wenn du mit einem Spannungsteiler R1 = R2 = 10 kOhm die Spannung auf die Hälfte reduzierst, ist es egal wie hoch die Spannung ist, solange diese nicht das doppelte der VRef überschreitet.
    Damit kannst du, wenn man eine Spannungsteiler entsprechend berechnet - natürlich einhergehend mit einem Auflösungsverlust, für jede maximale Eingangsspannung anpassen.
    Ein Limiter im Sinne -> mehr Spannung darf nicht zum ADC durchdringen nützt dir hier wenig.
    Wie ebenfalls schon erwähnt wurde, kann die Maximalspannung aus einen Fahrraddynamo je nach Bauart über 12 V sogar bis zu 15 Volt erreichen. Demzufolge muss dein Spannungsteiler so ausgelegt sein, das bei einem Eingangsimpuls von 15 Volt diese Spannung am Eingang des ADCs die der VRef nicht überschreitet. Weiterhin solltest du dafür sorgen, weil deine Schaltskizze diese Details nicht enthält, das die eingezeichneten Glättungskapazitäten auch für diese Spannungen ausgelegt sind. Nicht das der ELKO mit zu kleiner VMax anfängt Wärme zu entwickeln, die Glättung nicht mehr vollumfänglich umsetzen kann, und im schlimmsten Fall sogar explodieren kann.

    Franky

  • Wenn du mit einem Spannungsteiler R1 = R2 = 10 kOhm die Spannung auf die Hälfte reduzierst, ist es egal wie hoch die Spannung ist, solange diese nicht das doppelte der VRef überschreitet.

    Ja, so etwas ähnliches hatte ich mir schon gedacht, aber das Problem ist, dass ich nicht wirklich weiß, wie hoch der Widerstand des Raspberry Pis zusammen mit dem ADC ist. Gibt es da eine Möglichkeit, das herauszufinden oder wie ist das?

  • man munkelt was von 10k-50k Eingangswiderstand, nur selber nachmessen ergibt genaueres.

    Wie misst man Eingangswiderstände?

    Man lernt E-Technik.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Guten Tag,

    man munkelt was von 10k-50k Eingangswiderstand

    bist du nicht etwas gehässig ? :lol:
    Warum sagst du ihm nicht einfach, warum es eine ganz blöde Frage ist :bravo2:

    dass ich nicht wirklich weiß, wie hoch der Widerstand des Raspberry Pis zusammen mit dem ADC ist.

    Das ist so etwas von Banane. Die meisten ADC sind alle sehr sehr hochohmig ausgelegt, um möglichst kleine Spannungen bei geringsten Meßströmen überhaupt erfassen zu können.
    Damit gehört der Spannungsteiler zwischen deinem Gleichrichter mit Glättungskondensator, und dem ADC ! Wie man einen Spannungsteiler berechnet wurde bereits im Beitrag #24 aufgezeigt.

    es grüßt euer
    Willy

Jetzt mitmachen!

Du hast noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registriere dich kostenlos und nimm an unserer Community teil!