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Das Elektroniker-Forum • Thema anzeigen - VCO

VCO

Welche Schaltungen/Basteleien wünscht ihr euch?

Moderator: Tim Sasdrich

Re: VCO

Beitragvon Gunter » 20.08.2009, 08:31

Hallo,

hat schon jemand mit dem LM331 experimentiert? Der Chef hatte ihn ja extra auf besondere Wünsche bestellt.
Alle Schaltungen die ich bisher aufgebaut habe laufen sauber und wie gewollt. Hier noch ein Hinweis wie man mit z.B. C1 und R1 die gewünschten Frequenzen einstellen kann:


Gruß

Gunter
Gunter
 

Re: VCO

Beitragvon M.A.R.K 13 » 20.08.2009, 08:57

Hab es noch nicht geschafft!
Wollte es aber andersrum aufbauen! - "Frequenz zu Spannung" um ein einfaches Multimeter als Frequenzanzeige zu nutzen.

Im Datenblatt gibt es den Aufbau!
M.A.R.K 13
 

Re: VCO

Beitragvon Gunter » 20.08.2009, 10:02

Habe ich auch schon ausprobiert.

Außerdem den Licht/Frequenzwandler. Beide Schaltungen funktionieren einwandfrei – allerdings für meine speziellen Verwendungen auf selbst geätzter Platine aufgebaut.

Den L/f-Wandler benutze ich als Fotometer. Über ein Messwerterfassungsprogramm kann ich mir dann die ermittelten Transmissionen (in Frequenzen) in Extinktionen umrechnen lassen und somit die Konzentrationen von z.B. schädlichen Wasserinhaltsstoffen bestimmen.

Bei Vorführungen in Schülergruppen war das Erstaunen groß, wie leicht man ein üblicherweise sehr teures Fotometer, einfach - und mit für Schülerübungen mehr als ausreichender Genauigkeit, bauen kann.

Gerade im Bereich der Chemie, wo für die Schulen handelsübliche Messgeräte fast unerschwinglich sind, gibt es noch einiges zu tun. Mit ein paar Bauteilen, einem Stück Platine, einem Lötkolben und Lust zum Basteln, kann man schon einiges bewerkstelligen.

Beim selbst gebauten pH-Meter benutze ich den LM331 als U/f-Wandler.

Gruß

Gunter
Gunter
 

Re: VCO

Beitragvon Gunter » 20.08.2009, 10:24

Hallo M.A.R.K 13,

suchst Du so etwas?
Dateianhänge
electronique_conv_freq_tension_001.gif
electronique_conv_freq_tension_001.gif (11.29 KiB) 6115-mal betrachtet
Gunter
 

Re: VCO

Beitragvon Gunter » 20.08.2009, 11:59

So, wo wir einmal dabei sind. Ich habe ein Fotometer gebaut, welches mir die ermittelte Spannung auf einem Display anzeigt. Soweit so gut. Mittels eines kleinen Excel-Programms können die Schüler diese Werte in die gesuchten Konzentrationen umrechnen.

Schöner wäre natürlich eine Direktanzeige der Konzentration auf dem Display, wie es bei handelsüblichen Geräten der Fall ist. Dazu benötigt man aber wohl einen µC, welcher die Umrechnungen durchführt.

Könnte man das mit einem ATMega 8 bewerkstelligen?
Wie sähe dann dafür die Beschaltung aus – und wie das dazugehörige Programm.

Ich denke, dass ist doch eine interessante Aufgabe. Meine Elektronik- und Programmierkenntnisse reichen dafür leider nicht aus, deshalb wende ich mich an Euch.

Gruß

Gunter
Gunter
 

Re: VCO

Beitragvon finn » 20.08.2009, 12:01

Du müsstest wahrscheinlich nur die Spannung messen, umrechnen und ausgeben.
Nen ATMega8 sollte das schaffen ;)
finn
 

Re: VCO

Beitragvon M.A.R.K 13 » 20.08.2009, 12:15

Gesucht hatte ich es nicht!
Ich hatte nur noch keine Zeit es aufzubauen!
Es ist ja im Datenblatt abgedruckt.
M.A.R.K 13
 

Re: VCO

Beitragvon Gunter » 20.08.2009, 12:24

Hallo finn,

schön, aber wie macht man das? Bei den Lehrgängen vom Chef finde ich leider keine entsprechende Anwendungen.

Das µC müsste schon eine Eichkurve (i.d.R. linear) auswerten können. D.h.:

1. Blindwert geteilt durch Messwert (der Blindwert soll durch Tastendruck gespeichert werden)
2. Umrechnung von ermittelter Transmission in Extinktion (Extinktion = -log Transmission)
3. Berechneten Wert mit Eichkurve vergleichen und dann Wert ausgeben
Gunter
 

Re: VCO

Beitragvon finn » 20.08.2009, 12:41

naja, ist doch ganz einfach, beim Tastendruck holt der vom ADC den Wert und speichert ihn in Variable A, beim anderen Tastendruck vergleicht er den Wert von Variable A mit den Werten, die du in ner Tabelle vorher gespeichert hast (ist halt n bisschen Arbeit, die Tabelle zu erstellen) und den wert, der am besten zu dem Unterschied von Variable A zu Variable B (die beim 2. Tastendruck gespeichert wird) passt, gibt er aus...
finn
 

Re: VCO

Beitragvon Gunter » 20.08.2009, 15:05

Gehen wir das ganze doch einmal langsam an. Zum besseren Verständnis nochmals eine Projektbeschreibung als Zitat:

...in diesem Projekt soll ein Gerät entworfen werden, mit dem es möglich ist, das Ätzbad der Ätzanlage unserer Schule auf die Kupferkonzentration zu überprüfen und dies dem Benutzer auszugeben. Die Aufgabe ist, ein geeignetes Messverfahren zu suchen, dieses zu testen und die Auswertung soweit zu automatisieren, dass es durch einen einfachen Knopfdruck möglich ist, eine Messung durchzuführen. Die Messung erfolgt über eine einfache Lichtmessung. Bei der Messdurchführung, gibt der µC ein PWM – Signal aus, welches die Helligkeit der roten LED, der Sendeschaltung steuert. Die LED leuchtet durch eine Küvette, in der sich die zu testende Ätzflüssigkeit befindet. Genau gegenüber liegt eine Empfängerschaltung mit Photodiode, die das verbleibende Licht, auffängt und über einen Operationsverstärker einen Spannungswert dem µC zurückgibt. Dieser führt anschließend mit diesem Wert Berechnungen durch und gibt das Ergebnis entweder am Display aus oder speichert diesen Wert für weitere Dokumentationen. Zudem befindet sich noch eine RS 232 Schnittstelle am extra angefertigten Gehäuse die es erlaubt Daten auf den PC zu übertragen...

Das obige Zitat ist prinzipiell das Gleiche was ich machen möchte – als LED soll aber eine Dreifarben-LED zum Einsatz kommen, welche über Schalter am Gehäuse geschaltet wird.

Eine Fotometerschaltung ist, wie berichtet, vorhanden.

Als nächstes gilt es die µC-Schaltung zu erstellen. Gibt es dazu irgendwo ein Dokument (Link), welches man sich zu Vergleichszwecken mal ansehen könnte? Wie gesagt, von der Beschaltung eines µC habe ich „Null-Ahnung.“ Von der Programmierung eigentlich noch weniger.

Könnte sich einer von Euch mal opfern und mir eine ungefähre Steckboard-Schaltung zeichnen, damit ich sehe, wie so etwas überhaupt funktionieren könnte. Vielleicht kann ich dann im Netz nach ähnlichen Schaltungen suchen. Suchbegriff??

Vielen Dank für Eure Mühe.

Gunter

PS: Hier mal zwei Bilder wie ein Fotometer mit µC aussehen könnte. Es waren keine Bauanleitungen oder Schaltpläne beigefügt.
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Fotometer 2.jpeg (39.92 KiB) 6095-mal betrachtet
Fotometer 1.jpeg
Gunter
 

Re: VCO

Beitragvon alterhase » 21.08.2009, 09:21

Du weißt aber schon, dass Du mit RGB-LED´s nicht wirklich das Farbspektrum durchlaufen kannst. Sieht nur für unser Auge so aus. Deshalb verstehe ich nicht, wozu in dem Zusammenhang eine Ansteuerung mittels PWM etwas bringen soll.

Wen ich das Photometer richtig verstanden hab, brauchst Du 4 Referenzpunkte 0% RGB, 100%R, 100%G, und 100%B durch die Referenzküvette. Die Korrektur sollte sich durch eine Multiplikation mit dem Korrekturfaktor erledigen lassen. Der 0% Korrekturwert durch eine vorangegangene Subtraktion. Die Umrechnung auf den Extinktionswert würde ich dem PC überlassen, damit der auch etwas tut. :wink:
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
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Re: VCO

Beitragvon Gunter » 21.08.2009, 11:20

Hallo alterhase,

natürlich weis ich das RGB-LED´s nicht das ganze Spektrum durchlaufen. LED´s senden aber monochromatisches Licht aus – welches ich für meine Versuchszwecke dringend benötige. Leider haben LED´s die unerwünschte Eigenschaft unterschiedlich hell zu leuchten. Damit ich aber die unterschiedlichsten Wellenlängen der LED´s miteinander vergleichen kann, habe ich mich eines PWM´s zur Helligkeitssteuerung bedient. Um zum Beispiel ein Spektrum einer bestimmten gefärbten Substanz aufnehmen zu können, habe ich folgende Versuche gemacht:

…aus dem LED-Set wählt man die LED mit der niedrigsten Wellenlänge aus und verbindet entsprechend mit der Fotometerplatine. In die Vergleichsküvette (Blindprobe) werde 4 ml 0,1 molare NaOH eingefüllt diese in den Küvettenschacht gestellt. Nun regelt man die Frequenz des Fotometers mit dem Poti des LED-Dimmers (PWM) auf ca. 2000 Hz (Absolutwert) ein.

Von der in Versuch 2 hergestellten Verdünnungsreihe wählt man eine Verdünnung
höherer Konzentration aus und stellt diese dann in den Küvettenschacht. Der
angezeigte Wert wird 5mal gemessen und dann die LED mit der nächst höheren Wellenlänge eingebaut, wieder gegen die Blindprobe auf 2000 Hz eingestellt und
ebenfalls vermessen. Diese Messungen wiederholen sich bis zur letzten LED aus
dem zur Verfügung stehenden Sortiment …

Nach Mittelung der gewonnenen Messdaten sollte das Diagramm dann wie folgt aussehen:

(siehe Anhang)

Wie aus dem Spektrum zu entnehmen ist, besitzt Bromthymolblau ein Maximum bei
ca. 610 nm (Literatur 616 nm. Wenn vorhanden, sollte in Versuch 2 mit einer LED
entsprechender Wellenlänge – oder mit einer LED die am nächsten an die gesuchte
Wellenlänge heranreicht – gemessen werden.

Ob man die Helligkeit über den PC oder von Hand einstellt ist mir eigentlich egal – die LED´s müssen sich nur anpassen lassen.

Die Versuche liefen übrigens über die Soundkarte als Messwerterfassung. Das Fotometer war dementsprechend ein Licht/Frequentwandler.

Wie Du siehst, kann man auch mit einfachsten Mitteln für schulische Zwecke ausreichende Messergebnisse erhalten.

Gruß

Gunter
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Re: VCO

Beitragvon alterhase » 21.08.2009, 11:50

Aha! Die Dreifarb LED im Zusammenhang mit PWM hat mich auf die falsche Spur gebracht.

Wie machst Du den Austausch der LEDs damit das nicht zu mühevoll wird?

Wie stellst Du die Wellenlänge der LED fest?
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
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Re: VCO

Beitragvon Gunter » 21.08.2009, 12:28

Die Küvettenhalterung sieht wie folgt aus:

(siehe Anhang Bild 4)

Die LED´s sind auf 30 x 30mm Lochrasterplatinen aufgelötet und können somit leicht in die Öffnung (für LED´s) in die Küvettenhalterung eingesetzt werden. Das Loch für die LED´s ist so gebohrt, dass diese stramm hineingehen (hier scheint man sich bei den LED´s mal an die DIN-Maße gehalten zu haben). Die Küvettenhalterung selbst ist in ein Stativ am Laborplatz neben einem PC eingespannt. Fremdlicht stört nur unerheblich.

Bei den Wellenlängen der LED´s verlasse ich mich auf die Angaben der Hersteller. Im Physiklabor gibt es zwar Möglichkeiten diese zu bestimmen, man muss die ganze Angelegenheit aber nicht noch verkomplizieren.

Es folgen noch drei Bilder von dem was ich gemacht habe:

Bild 3: Foto von der Küvettenhalerung

Bild 2: Meine Messwerterfassung mit Dasylab

Bild 1: Ein einfaches selbst gebautes Fotometer (bisher noch ohne PC-Anschluss)

So könnte das Fotometer mit ATMel später auch mal ausschauen.

Gruß

Gunter
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Küvettenhalterung 1.jpg
Küvettenhalterung.jpg
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Re: VCO

Beitragvon Gunter » 21.08.2009, 12:32

Hier die fehlenden Bilder - waren wohl zu groß:
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