Leitfähigkeits messung über usb

[x2k]

Hallo
ich versuche grade eine art Ohmmeter zu entwickel das seine messungen über den usb port an einen computer übergibt.
es sollte so einfach wie möglich sein und darf an den beiden messelektroden ncht mehr als 1 volt spannung abgeben, weil diese in wasser getaucht werden und sonst korrodieren würden.
Software für den computer entwickel ich bereits ich muss später nur wissen wei ich das ohmmeter abfragen kann.

das 2. problem
ich suche noch nach einem spannungsregler der zwischen 0,2-3 volt abgeben kann und einstellbar ist

kann mir da jemand helfen ?

[Besserwessi]

Einmal Fragen reicht.
Gibt auch nur eine Antwort:

Wenn man die Leitfähigkeit von Flüssigkeiten messen will, sollte man mit Wechselspannugn arbeiten. Sonst gibt es Probleme mit Polarisation an den Oberflächen und korrosion auch schon deutlich unter 1 V.

Eine realtiv einfache Methode wäre es per µC eine Wechselspannung von z.B. 5 V rechteck zu erzeugen und dann Syncron dazu mit dem AD Wandler zu messen. Dadurch das man recht viel werte des AD Wandlers auswertet kann man eine deutlich bessere Auflösung als die typischen 10 Bits der AD wandler im µC bekommen. Wenn man für den AD-Wandler die Referenzspannung von der Versorgungsspannung herleitet, geht der absolute Werte der Spannung gar nicht mehr in die Messung ein. Es ist dann also egal ob der µC mit 3 V oder 5 V läuft. Man vergleicht also nur Widerstandsverhältnisse.

Die einfachste Lösung braucht dann etwa einen µC mit AD wandler und Quarz für den USB und einen Widerstand als Vergleichswert für die Messung. In der praktischen Anwendung wird man die Ref. Spannung eher VCC/2 wählen, und für das USB Interface kommt auch noch etwas dazu.

[x2k]

klingt logisch ich dachte nur daran das es villeicht einfacher wäre gleichstrom zu verwenden die elektroden sind aus gold und sollen ve wasser überprüfen deswegen auch die 1V gold hat ein redox potential von 1,5V also sollte nihcts passieren

ich werde aber deinen vorschlag ausprobieren
muss nurnoch geeignete teile finden

[Besserwessi]

Mit Gleichstrom hat man immer die Probleme mit der Polarisierung. Da wird man gerade bei kleiner Spannung kaum was vernünftiges messen.

So kompliziert ist die Wechselspannungsmessung ja auch nicht. Das meiste geht in die Software. Wenn man unbedingt ein fertiges Multimether nehmen will, dann müßte man halt nur eine Wechslelspannungsquelle habe.

[x2k]

ich hab mal nach bauteilen gesucht und den IR3725 gefunden
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/stromversorgung/articles/180352/
es liest sich so als wäre der was.
kannst du mir ein paar bauteile empfelen ich binn auf den gebiet nicht grade ein experte

[Besserwessi]

Der IR3725 ist was für die Messung der stromaufnahme einer Ganzen schaltung. Hier geht es um eher kleine Ströme. Die einfachste Lösung wäre ein einfacher Widerstand, an dem man den Spannungsabfall mißt. Weil man ja positive und negative Ströme messen will, muß man den aber gegen eine Hilfsspannung von etwa 0,5*URef legen. Nur mit dem Widerand kreigt man aber einen nichtlineare Kennlinie die man dann rechnerisch korrigieren muß und kann.
Wenn es um sehr geringe Leitfähigkeit ( etwa > 1 M Ohm) geht, wäre ein Operationsverstärker (z.B. TLC271, LM358) als Transimpedanzverstärker die bessere Wahl. So kreigt man dann auch eine lineare Skala für die Leitfähigkeit.

Was ich oben noch nicht erwähnt habt, ist das man wenn möglich einen Kondensator in Reihe zum Messwiderstand haben sollte, damit im Mittel wirklich kein Strom fleißt.

Edit: Ein Schaltplan ist doch einfacher als die Beschreibung im Text. Der Widerstand R4 bestimmt den Messbereich. Der zu messende Widerstand sollte großer als etwa 3*R4 sein. Die Versorgungsspannung incl. Entkopplung ist noch nicht eingezeichnet. Als µC würde ich den Mega48 oder wenns kleiner sein soll den Tiny261 vorschlagen.

[x2k]

Ah das sieht gut aus dammit kann ich was anfangen
reichen für die versorgungsspannung einfach die 5 V aus der usb buchse oder sollte ich da noch was zwishcen setzen
kann der Mega48 auch mit einerm thermometer ic erweitert werden
dann muss ich weniger berechnungen anstellen wenn ich einen temparaturwert der lösung kenne
man könnte auch hingehen und die temparatur über die leitfähigkeit ermitteln aber das geht nur wen die ionen konzentration absolut konstant bleibt

[Besserwessi]

Bei den 5 V vom USB sollte man wenigstens noch eine Drossel zur Entstörung zwischen haben, wenigstens ein Ferriteperle. Sonst sollten die 5 V vom USB schon gehen.

Der Mega48 kann auch mit Thermmeter ICs zusammenarbeiten. Wenn man dafür das TWI Interface braucht, kann man auch andere Portpins für die Leitfähigkeitsmessung nehmen. Auch mit einem anderen Sensor (z.B. Diode, PTC, NTC) sollte die Berechnung nicht allzu kompliziert werden.

[x2k]

ich werde die teile mal bestellen und ein experimentieren
zusätzlich ahb ich noch mal etwas google bemüht und das hier gefunden
http://pics.livejournal.com/zero_bit/pic/0006fbsy/s640x480
wozu die schaltung gut ist hab ich mal außen vor gelassen aber spetiell die anbindung an den usb port ist interesannt ich gehe mal davon aus das pin 7-10 dafür gedacht sind 9 und 10 sind D+ und D+ wenn ich das richtig verstanden habe. kann ich einen DS 18S20 an pin 25 und 27 anbinden ??

[Besserwessi]

Die TWI schnittstette ist an den Pins 27 +28. Da sollte der Ds18S20 ran. Der Widerstand R6 dann an einen anderen Pin von Port A.

Für eine einfache Messchaltung könnte die einfache USB-anbindung wohl noch ausreichen. Wozu in dem Plan oben 2 µCs sind kann ich aber nicht sagen. Das sollte eigentlich auch einer schaffen.

[x2k]

es soll ja acu nur eine einfache abfrage von 2 messwerten gemacht werden
das datenblatt von dem mega48 ist hab ich mir grade mal angesehen ist ja gruselig was der alles kann (läuft da zufällig schon eine art linux drauf würde mich nicht wundern lol)

[Besserwessi]

Für Linux sind die 8 Bit AVRs wohl nicht zu gebrauchen. Es gibt aber aber RTOS als Betreibssystem. Normalerweise kommt man aber ohne aus.
Die Fähigkeiten sind aber schon nicht schlecht. Bei den meisten Anwendungen braucht man aber nur einen kleinen Teil der IO Hardware. Von der Rechenleistung ist man immerhin schneller als die ersten IBM PCs, auch wenn der Vergleich nicht so 1:1 möglich ist. Am ehesten Vergleichbar ist so ein µC mit einem der alten 8 Bit Heimcomputer wie VC20 oder Sinclair ZX81. Da ist der µC etwa 20 mal schneller.

Die Software Version des USB Interface ist aber wirklich schon an der Grenze der Hardware.

[x2k]

ich hab mir mal ein display mit einen IO warior24 gebastelt die anleitung stammt aus der ct
lässt sich das interface vergleichen
oder anders gefragt bekomme ich bei einer abfrage vom mega48 einen zahlenwert ausgegeben oder nur ein hex wert den ich erst umrechnen muss??
kann ich c# zur programmierung verwenden ?
(das mit dem linux war nur ein scherz binn einfach nur begeistert davon ^^)

[Besserwessi]

C# mag am PC ganz gut sein, für den µC nimmt man aber eher C, notfalls noch c++. Die USB Schnittstelle muß sogar inASM progeammiert sein, denn da kommt es auf jeden Zyklus an, und auch das Timing muß genau stimmen. Dazu gibt es aber Beispielprogramme. Das muß man also nicht selber schreiben.

Von der hardware kreigt man Zahlenwerte. Hex Zahlen werden höchstens zur Ausgabe genutzt.

[x2k]

sagmal mit welchem schaltplan editor hast du den plan von oben gemacht
ich hab jetzt 3 verschiedene ausprobiert und keiner kennt den Mega48 oder den DS18S20

[Besserwessi]

Der Plan oben wurde mit Eagle erstellt. Normalerweise ist der Plat auch noch farbig, hier nur aus platzgründen SW.
Ob da ein vordefinieres "Bauteil" für den Meag48 dabei ist, weiss ich auch nicht, ich nehme da immer den Pinkompatiblem Mega8, und der ist dabei. Beim DS18S20 müßte man eventuell auch auf was ähnliches ausweichen.

[x2k]

So ich hab mal was versucht ich hoffe das es so funktioniert wenn das alles so richtig ist kann ich mich an die software machen

[Besserwessi]

Es fehlen noch die 100 nF Kondensatoren zur entkopplung der Versorgungsspannung, direkt am µC. Ein weiterer Keramikkondensator direkt am USB Stecker ist vermutlich auch sinnvoll.
Ob der Temperaturfühler so richtig angeschlossen ist, kann ich nicht sagen, aber das Interface könnte ohnehin rein in Software sein.

[x2k]

Ich weiß jetzt nicht genau wo du die hinhaben willst kannst du das mal an meinem plan einkringeln ?

[Besserwessi]

Direkt an die Versorgungsspannungsanschlüsser der µC gehören Kondensatoren (ca. 100 nF i.A. Keramik). Also einer an GND-VCC und einer an AGND-AVCC. Auch wenn die Kondensatoren elektrisch paralel liegen, soll man 2 Seperate nehmen, denn da zählt jeder mm an Leitungslänge. Nicht umsonst sind die Versorgungsspannungsanschlüsse in der Mitte, denn da ist die Verbindung zum Silizium am kürzessten.