Fehlerhafte Ergebnisse von ADC und Piezoscheibe

Okay, ich habe diese Frage schon einmal gepostet, aber mein Design hat sich geändert und ist unüberschaubar geworden.

Ich versuche, ein elektrisches Stimmgerät zu entwickeln, das eine Piezoscheibe verwendet, um die Vibration einer Gitarre genau zu messen. Die Piezospannung wird durch einen Operationsverstärker geleitet, um sie zu puffern und von einem hochohmigen in ein niederohmiges Signal umzuwandeln.

Der Operationsverstärker ist mit dem ADC verbunden, der ihn für den rein digitalen Himbeer-Pi umwandelt.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Schema erstellt mit CircuitLab Der Himbeer-Pi verwendet dann die Daten und erstellt ein Diagramm.

In dem Moment, in dem ich es einstecke, erwarte ich eine Spannung von 0 und dann, wenn Vibrationen gemacht werden, steigt die Spannung nur an und kehrt zu 0 zurück. Wie eine Wellenform, die in der Mitte geschnitten ist. Ich bekomme jedoch unglaublich fehlerhafte Ergebnisse und Spitzen. Unten gezeigt.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es könnte etwas Klarheit schaffen, hier ist, wie das Setup aussieht. Von oben ist der Rpi Cobbler, ADC, Operationsverstärker, Piezo- und Pulldown-Widerstand und der Spannungsregler, der 5,09 V von der Batterie sicherstellt.

Auf der unteren rechten Seitenschiene sind 5,09 V, oben rechts 5 V und oben links 3,3 V (Die Farben sind aufgrund der Pin-Konfiguration des Schusters invertiert, sodass Blau auf dieser Schiene tatsächlich positiv ist.) Ich bin Verwenden Sie die 5 V nicht, um den ADC mit Strom zu versorgen, da die tatsächliche Spannung schwankte, was sie für eine Referenz unbrauchbar machte.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Alle Vorschläge sind zu diesem Zeitpunkt willkommen, es macht mich seit ein paar Tagen verrückt.

Beifall.

Kannst du einen Schaltplan posten?
Schema oben :)
Auf den ersten Blick: Sie haben keine Verstärkung in Ihrer Schaltung, und ein Piezo ist ein sehr kleines Signalgerät. Und Ihr Eingang ist - extrem schwach - auf 5,09 V vorgespannt, also wird er sich dort ohne Eingang einpendeln. Es wäre wahrscheinlich sinnvoller, es auf VCC / 2 vorzuspannen und zu verstärken.
Aber aus Neugier - warum nicht einfach eine Soundkarte verwenden?
Es ist unmöglich, auf dem Steckbrett zu sehen, aber es sieht so aus, als ob GND des Operationsverstärkers anders ist als GND von allem anderen auf dem Steckbrett, ist das beabsichtigt?
@PlasmaHH spricht einen guten Punkt an. Was auch immer V1 in Ihrem Schaltplan ist, sein negatives Ende ist nur mit U3 verbunden, aber nicht mit GND. Alle Ihre Spannungsquellen und ICs müssen eine gemeinsame Masse haben.
Der Operationsverstärker wird vom Himbeer-Pi mit Strom versorgt, also dachte ich, der Boden sollte auch der Himbeer-Pi sein. V1 ist die Spannungsquelle von der Batterie über den Spannungsregler

Antworten (2)

Ihre Batterie hat keine gemeinsame Masse mit dem Rest Ihrer Schaltung. Sein negatives Ende ist mit der Masse des ADC verbunden, aber weder er noch die ADC-Masse sind mit der Masse verbunden, auf die sich alles andere bezieht. Ohne einen gemeinsamen Bezugspunkt werden Sie keine vernünftigen Ergebnisse erzielen

Wenn Sie nur eine stabile Spannungsreferenz wünschen, müssen Sie keine Batterie verwenden – Sie können einen hochgenauen Spannungsregler oder eine Präzisionsspannungsreferenz verwenden, die von der 5-V-Versorgung des Systems gespeist wird. Verbinden Sie in jedem Fall alle Erdungen miteinander.

Sie sollten Ihr Piezoelement auch mit einem Widerstandsteiler auf die Hälfte der Referenzspannung vorspannen, damit es einen Ruhepunkt in der Mitte des Bereichs Ihres ADC hat.

Die negative Batterie ist mit der negativen Schiene unten rechts verbunden. Simuliert dies nicht eine gemeinsame Masse (alles außer dem Operationsverstärker) ist damit verbunden. Ich habe versucht, es vorzuspannen, aber es würde nicht richtig funktionieren, also dachte ich, ich würde zuerst den Piezo-Messwert bekommen.
@JamesDonnelly In Ihrem Schaltplan ist der Minuspol der Batterie nur mit CH1 und VSS der Batterie verbunden, sonst nichts. Und nein, Sie können nicht zuerst Ihre Messungen erhalten und später richtig vorspannen - die Vorspannung wirkt sich auf die Messungen aus!
Wenn ich also den Operationsverstärker an die 5-V-Schiene und Masse anschließen würde, würden alle Komponenten eine gemeinsame Masse haben und es sollte korrekt funktionieren? Ich habe zuvor versucht, das Signal vorzuspannen, aber ich habe keine konstanten 2,5 V erhalten. Ich habe eine Schwankung zwischen 2,4 und 2,6 V erhalten, was es unbrauchbar macht. Aus diesem Grund habe ich auf die Verwendung eines Spannungsreglers und der Batterie umgestellt, da die 5-V-Verbindung am RPi für eine Ref-Spannung instabil erschien.
@JamesDonnelly Wenn Sie damit meinen, OA1 GND, U3 GND, RPi GND und den Minuspol der Batterie miteinander zu verbinden, dann ja, das sollten Sie tun. Der 5-V-Ausgang von RPi ist möglicherweise als Referenzspannung unzuverlässig - aber die richtige Lösung besteht darin, einen Regler oder einen Spannungsreferenz-IC zu verwenden, der von dieser 5-V-Schiene gespeist wird - Sie müssen keine separate Batterie verwenden.
Warum spielt der DC-Pegel der Vorspannung jedoch eine Rolle? Wenn Sie dies als Mikrofon verwenden, können Sie sehr niedrige Frequenzschwankungen herausfiltern und am Ende nur die Komponenten erhalten, die Ihnen wichtig sind.
Wenn Sie RPi GND sagen, meinen Sie damit, dass Sie einfach eine Leitung zwischen RPi GND und 9V GND legen? Ich plane, den Piezo zu verwenden, um die Frequenz zu erkennen, damit ich so wenig Störungen wie möglich wollte.
@JamesDonnelly Ja, Sie müssen alle Ihre Erdungspunkte miteinander verbinden. Ohne eine gemeinsame Masse haben Sie keinen Stromkreis. Und wenn Sie nur die Frequenz erkennen müssen und die Drift des Bias-Punkts langsam ist, gibt es wirklich keinen Grund, dass es genau sein muss.
Ich habe alle meine Gründe zum 5-V-RPi auf der unteren linken Schiene gemacht und erhalte immer noch schwankende Ergebnisse? Irgendwelche Ideen dazu?
Kannst du deinen Schaltplan aktualisieren? Und hast du Zugang zu einem Oszilloskop? Ohne Verstärkung vermute ich, dass Ihr Signal in der Tat sehr klein sein wird. Mir ist immer noch unklar, warum du nicht einfach eine Soundkarte verwendest?

Wenn Sie mit der Elektronik anfangen, bauen Sie oft die ganze Schaltung auf, stellen fest, dass sie nicht funktioniert, und fragen sich dann, was schief gelaufen ist. (Zumindest habe ich diesen Fehler in der Vergangenheit gemacht.) Heutzutage bringe ich ein Stück nach dem anderen zum Laufen und füge dann die Stücke zusammen. Ich würde mit dem Piezo-Tonabnehmer beginnen. Suchen Sie nach einem besseren Schema.
Das sieht OK aus, aber ich habe es nicht ausprobiert. http://cdo.seymourduncan.com/blog/wp-content/uploads/chargeamp.gif

Hast du einen Scope? Sie brauchen eine Möglichkeit, Ihr Signal zu sehen.

Ich habe kein Oszilloskop, nein. Aber ich kann versuchen, diese Schaltung herzustellen und den ADC am Ausgang anzubringen. Danke
@JamesDonnelly, Wenn Sie es mit Elektronik ernst meinen, brauchen Sie ein Oszilloskop. Bis dahin können Sie die Soundkarte auf Ihrem Computer verwenden ... das sollte für Ihre Signale gut funktionieren ... suchen Sie nach "Soundkarte als Oszilloskop".
Fehlerhafte Ergebnisse von ADC und Piezoscheibe
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