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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Überspannungsschutz von ADC


Autor: Tobi D (Gast)
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Hallo!

Ich hab jetz endlich eine für mich passende Schaltung gefunden, um 
meinen PT1000 auszulesen. Und zwar hier, sogar auf mikrocontroller.net:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/2598/PT1...

Ich hab für meinen Pt1000 alle Widerstände schon ausgerechnet, aber nun 
bin ich beim letzten Schritt etwas hängen geblieben...
Und zwar beim Überspannungsschutz. Wär echt ne feine Sache, wenn ich das 
auch hätt. Mein Problem: der ADC den ich benutz, verkraftet maximal 2,4 
Volt. Kann ich die bestehende Schaltung etwas umändern, damit sie nicht 
mehr bei 5,7 Volt anspricht, sondern früher?
Suchfunktion hat mich übrigens auch ned weiter gebracht, da hab ich nur 
5V-Überspannungsschutz gefunden, oder völlig überdimensionierte 
Schmelzsicherungen. Es müsste halt irgendwas sein, was die Spannung über 
2,4 Volt "abschöpft". Weiß da jemand was?

Autor: Thomas O. (kosmos)
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Die 5,7V in dieser Schaltung rühren daher das die Diode ab 0,7V leitet, 
wenn deine Versorgungsspannung neidriger ist ist der Schutz VCC+0,7V es 
gibt aber auch Dioden die ab einer Spannung von 0,3V durchleiten. Da die 
Eingänge des µC meistens aber schon die Dioden integriert haben braucht 
man nur einen Widerstand um den Strom durch die Dioden zu begrenzen da 
diese sehr schwach sind.

Autor: Gerd B. (silicat) Benutzerseite
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Hallo

Legt man eine Spannung höher als VCC über einen Vorwiderstand an den ADC 
Eingang an, so reagieren die ADCs/µCs unterschiedlich.

- Siemens C166 zb raucht ab
- Freescale S12x und viele anderen messen dann auf allen anderen Kanälen 
falsch.

Die einfachste Lösung, wenn ich Deinen Schaltplan nehme, wäre:

Schließ parallel zum Kondensator am ADC Eingang einen Widerstand 
4.3KOhm. Dann hast Du nur Spannungen von 0 .. 2.4V

Gruß, -siliCAT-

Autor: Tobi D (Gast)
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Vielen Dank! Weiß eigentlich jemand, welcher Wert für den Kondensator am 
ADC-Eingang sinnvoll wäre, weil nichts dabei steht?

Autor: Tobi D (Gast)
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Ich hab noch ne Frage bezüglich der oben genannten 
Verstärkerschaltung...
Ich hab nen 12 Bit ADC. Der in der Schaltung genannte ist glaub ich 8 
Bit.
Klar, dass da ganz andere Anforderungen an die Genauigkeit gestellt 
werden.
Soll ich deswegn vieleicht jeweils andere Operationsverstärker nehmen, 
die eventuell genauer sind?
Der erste OP soll lediglich die vorhandene Spannung stabilisieren. Der 
zweite und dritte ist für den Ausgleich der Offsetspannung zuständig, in 
meinem Fall 185,25mV. Der letzte schließlich soll 0 bis 1573mV auf 0 bis 
2,4V verstärken. Was für OPVs würdet ihr mir da jeweils empfehlen? (Am 
besten welche, dies bei Conrad gibt, weil ich da eh bald ne größere 
Bestellung machen werde).

Autor: Gerd B. (silicat) Benutzerseite
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Hallo Tobi D.
als Kondensator würde ich 100nF nehmen.

Aber ehrlich gesagt ist das kein besonders gutes Design eines 
PT100/PT1000 Meßverstärkers.

Beispiel: Die Stromquelle hat eine Referenzspannung von 1.2V bis 1.3V. 
Der Messtrom kann somit um +-4% je nach Bauteil schwanken. Das bedeutet 
-+4% Spannungsschwankung am PT1000 ... umgerechnet auf Temperatur:

+-10°C

In der Praxis wirds nicht ganz so schlimm sein, aber dazu kommen noch 1% 
thermische Abhängigkeit im WorstCase, sowie 7 Widerstände mit jeweils 
1%.

Gruß, -siliCAT-

Autor: Gerd B. (silicat) Benutzerseite
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achja ... bei nem 12Bit ADC wäre es fast besser, Du nimmst einen 1000Ohm
Widerstand, deinen PT1000 und gehst direkt auf den ADC ...

Was für einen ADC hast Du denn ?

Autor: Tobi D (Gast)
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Hm, einfach direkt dagegen?
Dann kann ich ja nur 65% der Bandbreite nutzen, oder?
Dann hätt ich ne Auflösung von 0,59°C... würd eigentlich locker reichen.
Wie genau schaut dann so ne Schaltung aus? Einfach mit ner 
Konstantstromquelle? Irgendwelche Kondensatoren oder so?

Autor: Gerd B. (silicat) Benutzerseite
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Beim ADC ist neben der Auflösung auch die Nichtlinearität wichtig. Wie 
heißt der ADC genau ?

Nein. Du brauchst keine Konstantstromquelle. Nur einen Widerstand 
2.2kOhm und einen 100nF Kondensator.

Die Umrechnungstabelle im µC wird eine etwas andere sein, als bei einer 
Konstantstromquelle.

Autor: Tobi D (Gast)
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Es ist der im µC integrierte ADC, der µC ist ein C8051FX20.
Der ADC hat 12 Bit, und ne Uref von 2,4 Volt.

Autor: Arc Net (arc)
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Gerd B. wrote:
> Beim ADC ist neben der Auflösung auch die Nichtlinearität wichtig. Wie
> heißt der ADC genau ?
>
> Nein. Du brauchst keine Konstantstromquelle. Nur einen Widerstand
> 2.2kOhm und einen 100nF Kondensator.

Keine Lust das ganze nochmal zu rechnen, der Fehler ist wesentlich 
größer bei dem vorgeschlagenen Widerstand (bei 200 °C, 2.4V und 2k2 wohl 
~40 °C) und einem einfachen Spannungsteiler...

Beitrag "PT100 Temperaturmessung ohne Konstantstrom"

Autor: Gerd B. (silicat) Benutzerseite
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nö. 12Bit ADC. +-2LSB INL sind also +-0.05%

Das entspricht ganz grob +-0.2°C

Autor: Tobi D (Gast)
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Mannomann, erst mal Danke für den Link, jetz hab ich schon eher ne Idee, 
was es für verschiedene Möglichkeiten gibt, nen Pt1000 auszulesen...

Ich kann natürlich in der Schaltung die vom µC bereitgestellten 2,4 Volt 
verwenden.

Das ändert aber nichts an der Tatsache, dass ich sowas und ähnliches 
noch nie vorher gemacht hab. Ich würde auf Genauigkeit gar nicht so viel 
Wert legen, ich muss bloß wissen, wie ich einzelne Widestände berechne, 
wie die Bauteile angeordnet sind. Eine fertige Schaltung, die 
funktioniert, aber von der ich nicht weiß wie sie funktioniert, nützt 
mir genauso wenig.
Zumal in dem genannten Thread auch kein eideutiges Fazit vorhanden ist, 
was jetzt die bessere Methode ist. Ich hab auch nirgends ein Schaltbild 
oder ähnliches gesehn...
(Ihr wisst nicht wie dankbar ich wär, wenn ich mal was brauchbares 
finden würde.. ich such jetz schon tagelang im Internet, und find bloß 
solche Sachen wie die Schaltung in meinem 1. Post, die ich zwar 
nachvollziehen  und für mich passend abändern kann, aber dann erfahr ich 
wieder, dass sie fürn 12 Bit ADC ungeeignet is ... ^^)

Was mir am meisten helfen würde, wär irgend ein Link, der eine für mich 
brauchbare Methode GENAUER beschreibt, so dass ich sie an meine 
Verhältnisse anpassen kann. Wer das schafft, dem spendier ich ein Bier! 
;)

Autor: Tobi D (Gast)
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Leute, nach laaangem Suchen hab ich jetz mal was gefunden - allerdings 
nur von nem Pt100.
Prinzipiell müsste es aber eigentlich machbar sein, die Schaltung auf 
nen Pt1000 abzustimmen. Normalerweise müsste es doch genügen, das 
Verhältnis von RC1 zu RA1 zu verändern, damit am Schluss 0-2,4V statt 
0-10V rauskommt (dazu natürlich den Faktor 10 von pt100 auf pt1000 mit 
einbeziehen)
Nach der Formel: V=RC1/RA1

von -100 bis 150°C --> 602,59 bis 1573,21 Ohm maximal (Wie rechne ich in 
der Schaltung die benötigte Verstärkung aus???)

Könnt sich das bitte mal jemand kurz anschaun, und mir sagen, ob ich den 
Rest der Schaltung so lassen kann?

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