Voltage verdeler wordt heet

[mkleinman]

Ik ben bezig om een Grundfos VFS sensor uit te lezen bij mijn warmtepomp. Deze sensor geeft een analoog signaal van 0,35 tot 3.5V afhankelijk van de flow. Ik heb al een RPI bij de warmtepomp om de temperaturen uit te meten.

Ik gebruik een MCP3008 die ik op een breadboard heb zitten om mee te testen. Dat werkt allemaal prima op dit moment. Echter wil ik de Vref op de MCP3008 dus instellen op 3.5V en niet op 3.3 of 5V. Ik gebruik hiervoor een voltage divider die ik heb bepaald met http://www.raltron.com/cust/tools/voltage_divider.asp

Om te testen gebruik ik een 47Ohm en 100Ohm weerstand met tussen beide weerstand dus de aftakking naar de Vref van de MCP3008.

Als ik met een een multimeter komt er dan ongeveer 3.47V uit ( voldoende om mee te testen op dit moment ).

Alleen de tweede ( 100 Ohm ) weerstand wordt heet en dat lijkt me niet de bedoeling?



Foto genomen met mijn Testo warmtebeeldcamera.

Schema is:
5V -- 47 Ohm -- aftakking naar Vref en via 100 Ohm naar GND.

Mijn elektronicakennis schiet hier te kort waarom die weerstand warm wordt, ik had dat niet verwacht. Iemand die mij hier verder mee kan helpen?

[memphis]

met 47 en 100 ohm ben je wel erg laag ohmig bezig. Neemt niet weg dat met 3.5v over de 100 ohm er niet meer dan een 120mW wordt omgezet wat prima zou moeten zijn voor een 0.25 Watt weerstand tenzij je een 0.125 Watt weerstand gebruikt.

Je kunt je waardes makkelijk een factor 10 verhogen of ik zou beter een 3.5v zenerdiode gebruiken met een 10mA ruststroom er doorheen.

[Tom-Z]

De weerstanden hebben een gecombineerde weersandswaarde van 147 Ohm (de impedantie van Vref is zo goed als oneindig dus die kunnen we negeren). Omdat V = IR en er 5V over de weerstanden staat, loopt er een stroom van I = 5/147 = 34mA.

Wederom omdat V = IR zien de dat er een spanningsval van V = 0.034*100 = 3.4V over de weerstand van 100 Ohm is. Dat geeft een vermogen van P = IV = 0.034*100 = 115mW waarmee de weerstand opgewarmd word.

Een normale weerstand kan meestal tussen de 1/4W en 1/8W verdragen. 115mW zit dus tegen de bovengrens van wat een 1/8W-weerstand aankan, dus het is logisch dat hij flink heet zal worden.

Neem voor beide weerstanden weerstanden met een 10x grotere weerstandswaarde. Dan gaat de stroom omlaag naar 3.4mA en de spanningsval naar 0.34V, dus een vermogen van slechts 1.2mW.

[BoAC]

Als ik het goed begrijp heb je met dergelijke constructies altijd verlies
Om die reden ben ik nooit zo gecharmeerd van een spanningsdeler.

[mkleinman]

Ik ben net overgestapt naar 4.7K en 10K en dan zie ik helemaal niets meer op de warmtebeeldcamera.

Begrijp ik het goed dat met een 3.5V zenerdiode ik hetzelfde resultaat kan bereiken alleen dat met een zenerdiode ik exact 3.5V output krijg? Dat zou enorm schelen voor het bepalen van de Vref.

Ik kom nu namelijk uit volgens mijn multimeter op 3.45V als spanningsdeler.

Het bepalen van de COP van de warmtepomp komt aardig nauw. En het laatste wat ik wil is dat er met kleine afwijkingen ik een aanzienlijke afwijking krijg in mijn berekende COP.

[Tom-Z]

Bij zo'n zener moet je ook een weerstand hebben. Als je een 3.5V zener in sperrichting tussen GND en Vref verbind, en je zou een stroom van 10mA willen hebben dan moet er een weerstand bij van 1.5/0.01=150 Ohm (want de spanningsval over de weerstand is 5-3.5=1.5V).

Wat misschien nog handiger is gewoon een 10k potentiometer, die kun je dan heel precies op 3.5V (of iedere andere waarde) instellen. Zoiets dus.

[BoAC]

Let wel op dat de belasting niet te hoog wordt zo'n deler, want dan spreken we over andere weerstanden, maar dat zal bij een ref-spanning die je nodig hebt niet zo'n vaart lopen.

[memphis]

Een zener is veel minder spanning en temperatuurgevoelig dan een paar weerstanden of een potmeter. Uiteraard bestaan er ook speciale spanningsreferentie IC's.

[mkleinman]

memphis schreef op vrijdag 16 september 2016 @ 14:33:
Een zener is veel minder spanning en temperatuurgevoelig dan een paar weerstanden of een potmeter. Uiteraard bestaan er ook speciale spanningsreferentie IC's.

Ik kwam deze tegen ( S-817B35AY-B2-U, http://nl.mouser.com/Prod...NMXy345%2fldJOOeH3xEqQ%3d ) Van SIL Electronics. Through hole 3 pins, max 10V input, 3.5V output ( max 50mA ). Dat lijkt mij voldoende voor een referentievoltage.

is het puur een kwestie van deze aansluiten op 5V en GND en de 3.5V ref pin gebruiken op de Vref input van de MCP3008? Of moeten er in het circuit nog extra componenten?

Opvallend. Ebay en Conrad kan ik ze niet vinden?

[ Voor 12% gewijzigd door mkleinman op 16-09-2016 16:51 ]

[Damic]

Is niet SIL maar SII of Seiko Instruments en om op je vraag te antwoorden, ja is voldoende om 5V aan Vin te hangen de gnd aan gnd en de Vout zou altijd 3.5V moeten zijn.

Opgepast: ik krijg volgende melding van Mouser.be Mouser does not presently sell this product in your region.

[ Voor 86% gewijzigd door Damic op 16-09-2016 17:38 ]

[Techneut]

Een ding mkleinman, in je openingspost zeg je dat het om een referentiespanning gaat. Dat houdt in dat deze zo stabiel mogelijk dient te zijn voor een nauwkeurig eindresultaat. Bij een schommelende waarde van de voedingsspanning die de meeste adapters afgeven zal die referentiewaarde meeschommelen. De spanningsdeler met een paar weerstanden zal dan ook nooit een nauwkeurig genoeg eindresultaat geven. Dus is hoe dan ook een van de voorstellen met een stabilisator aan te bevelen, waarvan de zenerdiode het eenvoudigst is.
Mocht "per ongeluk" de 5 V die je aangeeft toch gestabiliseerd zijn, dan kun je gerust zo'n spanningsdeler nemen die je aanvankelijkvoorstelde met wat hogere weerstanden. Desnoods bereken je die zo nauwkeurig mogelijk en realiseer je de berekende waarde door enkele te combineren d.m.v. serie- en/of parallelschakeling van een aantal. Komt totaal geen elektronica aan te pas .

[mkleinman]

Techneut schreef op vrijdag 16 september 2016 @ 19:59:
Een ding mkleinman, in je openingspost zeg je dat het om een referentiespanning gaat. Dat houdt in dat deze zo stabiel mogelijk dient te zijn voor een nauwkeurig eindresultaat. Bij een schommelende waarde van de voedingsspanning die de meeste adapters afgeven zal die referentiewaarde meeschommelen. De spanningsdeler met een paar weerstanden zal dan ook nooit een nauwkeurig genoeg eindresultaat geven. Dus is hoe dan ook een van de voorstellen met een stabilisator aan te bevelen, waarvan de zenerdiode het eenvoudigst is.
Mocht "per ongeluk" de 5 V die je aangeeft toch gestabiliseerd zijn, dan kun je gerust zo'n spanningsdeler nemen die je aanvankelijkvoorstelde met wat hogere weerstanden. Desnoods bereken je die zo nauwkeurig mogelijk en realiseer je de berekende waarde door enkele te combineren d.m.v. serie- en/of parallelschakeling van een aantal. Komt totaal geen elektronica aan te pas .

De ingangsspanning is niet stabiel van de Raspberry Pi. Die schommelt 0.2V ( 4,9V tot 5.1V ). Ik vermoed dat de 5V van de voedingsadapter rechtstreeks wordt doorgegeven.

Heb je misschien een voorbeeld hoe ik zo'n zenerdiode moet gebruiken?

Ik ben bezig met Designspark PCB om er meteen een eigen PCB van kan laten maken, ziet er stukken netter uit dan zo'n spagettibord die ik nu boven heb liggen

[Techneut]

Een zenerdiode. in jouw geval van 3,5 V, wordt in sperrichting in serie met een weerstand tussen de plus en min van de beschikbare 5 V gezet. Parallel aan de diode zet je de beoogde schakeling, de serieweerstand moet dus 1,5 V opvangen. Hoe groot die weerstand moet zijn is (komt niet zo uiterst precies) afhankelijk van hoeveel mA je schakeling gebruikt. Als die nagenoeg nihiel is, is de weerstandswaarde helemaal niet kritisch. Met een natte vinger zou ik zeggen eentje van 1 kΩ te nemen.
Neemt de schakeling wel een stroom van betekenis, bedenk dan dat die stroom ook door die weerstand moet. De spanningsval door die stroom moet dus iets beneden die 1,5 V zijn, anders blijft er geen 3,5 V over. Per mA dat de schakeling gebruikt zou je dan 1 V spanningsval, krijgen. Bij 2 mA wordt dit 2 V, wat al teveel zou zijn en zou een kleinere weerstand nodig maken.
Ik schat zo in dat je met een beetje rekenwerk met deze voorbeelden uit de losse hand wel uit de voeten kan.

Edit:
Voor de volledigheid, deze uitleg geldt voor kleine stromen. Heb je met aanmerkelijk grotere stromen te maken met wisselende waarden, dan moet de zenerdiode die wisselende stroomwaarden met als maximum de stroom die het object vraagt opvangen om steeds hetzelfde spanning over de serieweerstand te houden. Is dit van toepassing, dan moet wel de zwaarte van de zenerdiode daarop aangepast re worden.
Soms is dan eerder een complete stabiele voeding van die waarde aan te bevelen, eventueel gerealiseerd door een van de eerder in dit topic geplaatste adviezen. Maar voor een schakeling die nauwelijks stroom vraagt is een zenerdiode verreweg het eenvoudigst.

[ Voor 25% gewijzigd door Techneut op 17-09-2016 18:25 ]