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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Poti - 100m Kabel - ADC


Autor: Andreas Posch (Gast)
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Hallo allerseits,

Ich habe eine Frage zum AD-Wandler im Mega168. Und zwar habe ich eine 
"Poti-Schalung", die mir 0-10V ausgibt. Diese möchte ich an meinem AVR 
über einen Spannungsteiler anschließen. Nur der Haken bei der Sache ist, 
dass Poti und AVR ca. 100m voneinander getrennt sind. Was muss ich da 
beachten (Spannungsabfall, Rauschen, galv. Trennung...).
Außerdem kommt noch hinzu, dass das Poti nicht nur an einen AVR sondern 
vielleicht an mehreren AVRs angeschlossen wird. Dieses AVRs sind dann 
auch einige Meter voneinander entfernt. Somit könnte es doch passieren, 
dass die AVRs (bedingt durch Spannungsabfälle) versch. Spannungen am ADC 
erhalten (sollte nicht sein), oder?

Könntet ihr mir vielleicht ein paar Tipps geben!
Besten Dank!!


mfg
Andy

Autor: ... (Gast)
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Was für eine Leitung überbrückt diese 100m ?
Und einfacher wäre es wohl, die Spannung direkt am Poti zu messen und 
das Ergebnis über die Leitung zu den anderen Controllern zu schicken.
So gibt es keine unterschiedlichen Messwerte.

Ansonsten kann es einen unterschiedlichen Spannungsabfall geben und je 
nachdem was bei dir an Storquellen vorhanden ist, noch ganz andere 
Messfehler. Ne Schutzbeschaltung / galvanische Trennung würde ich 
vornehmen. Geh aber auch am einfachsten, bei digitalen Werten.

Autor: Andreas Posch (Gast)
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OK, danke erstmal!

Die Leitung ist noch nicht bekannt - wird aber wahrscheinlich ein 1mm² 
Draht sein (Schaltung wird im Elektro-Installationsbereich verwendet).

Direkt am Poti kann ich nicht abgreifen, da die 0-10V aus einem Dimmer 
kommen, der fix-fertig geliefert wird. Brauche also einen 
Spannungsteiler.

Zur galv. Trennung: Was kann ich da nehmen, einen Optokoppler, oder. 
Oder reicht ein Filter davor (LC oder sowas)?

mfg

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Mach mal ´n Schaltplan, wenn möglich auch vom Dimmer. Mit einem 
Optokoppler analoge Spannungen zu übertragen, ist ziemlicher Sackstand 
wegen der Nichtlinearitäten und Exemplarstreuungen, da ist 
digitalisieren an Ort und Stelle und Übertragung der Daten über einen 
Draht gegenüber Masse einfacher. Die digitalen Bits kann man ohne 
weiteres über Optokoppler schicken.

Autor: ... (Gast)
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Und zu den Schaltplänen vllt noch einen Hinweis, wo du den Dimmer 
einbaust...
Platz für einen kleinen Controller+Spannungsteiler+LT3437+ADuM1201 o.ä. 
wird da doch wohl sein. (hey..haut mich nicht für die Bauteilwahl..aber 
die liegen hier grad bei mir ;) )

Autor: Andreas Posch (Gast)
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Naja, Schaltplan ist leider nicht vorhanden (vom Dimmer). Es ist ein 
handelsüblicher Dimmer zum Dimmen von Steuergeräte für Leuchten (nur 
dass er halt 0-10V ausgibt). Eine direkte Digitalisierung scheidet 
leider auch aus, da kein Platz in der Installationsdose für eine 
Schaltung ist. Ich muss also das analoge Signal verbreiten.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Andreas Posch wrote:
> Könntet ihr mir vielleicht ein paar Tipps geben!

Direkt am Poti nen ATtiny13 dranpappen und dann digital weiter senden 
(kurz = 0, lang = 1-Bit).

Dann ist ein Optokoppler auch kein Problem.


Peter

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Sach isch doch ;-)

Autor: ... (Gast)
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Bei mir in den Dosen ist immer genug Platz...
Hat mein Dad wohl extra Rücksicht auf die Zukunft genommen und Platz 
gelassen.

Dose größer machen? Schönes Loch rein...die paar Bauteile sidn recht 
klein.


Sonst ein IL300 (linearer Optokopller) vllt noch mit Dioden (BAS40-04) 
Überspannungen abfangen...und das ganze an einer Stelle dann umwandeln 
und von dort den Messwert an die andern Controller senden.

So haben alle den gleichen Wert.
Das Problem der Verfälschung auf der Leitung und ein analoges Signal zu 
entkoppeln bleibt natürlich. Bzw. geht auch. Kostet nur mehr. Oder irre 
ich?

Autor: Mensch_Z (Gast)
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Hi,
 man schickt doch keine Spannung 100 m weit !
Wenn es ueberhaupt analog sein soll .... dann zumindest 4 - 20 mA 
(konstant)Stromschleife.
Mit Spannungen (und Optokopplern ??!!!??)kommt da nur Murks raus.

Autor: I. E. (anfaenger69)
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Achtung: Der 0-10V Anschluss vom Dimmer ist nicht potenzialfrei, da 
liegen 220V an...

Verschaff Dir den Platz in der Nähe des Dimmers mit Gewalt (-:

Autor: Andreas Posch (Gast)
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Das mit der Wandlung direkt am Dimmer geht auch aus Kostengründen nicht! 
Vielleicht geht das Ding in Serie, dann ist nur eine Wandlung 100m 
abseits möglich! Auch muss das analoge Signal zu ALLEN AVRs gehen - d.h. 
die können untereinander nicht kommunizieren.

mfg
Andy

Autor: ... (Gast)
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Kosten sind weitaus höher, wenn du das an jedem Controller erst 
aufbereiten und umwandeln musst.
Und (genau kenn ich mich nicht aus, mag also irren) wirst du vermutlich 
wirklich nicht an jedem Controller die selbe Spannung messen...und wenn 
es genau sein soll, musst du also an jedem Controller die Schaltung für 
die Aufbereitung oder die Software anpassen, um es anzugleichen.
Wieder großer Aufwand. Und ich will garnicht wissen, was passiert, wenn 
sich mal eine Gegebenheit ändert und man wieder alles anpassen muss.

Eine kleien Schaltung am Dimmer wäre einfach das günstigste und 
einfachste.

Gibts keine Möglichkeit dein Design zu ändern? Magst du uns vielleicht 
mal mehr dazu erzählen?
Noch ist mir nicht klar, warum man es unbedingt so machen muss ;)

Ansonsten wie gehabt. Es gibt Optokopller für analoge Signale. Aber du 
holst dir damit nur noch mehr Kosten und Messfehler ins Boot.

Autor: Hmm... (Gast)
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> Vielleicht geht das Ding in Serie

Na dann viel Spass bei der Produktion/Installation. Du musst jeden 
einzelnen Knoten an die vorhandenen Leitungen zu deinem "Poti" 
angleichen. Wieviel Strom kannst du denn für die Messung entnehmen?

Ausserdem musst du selbst bei gut geschirmten Leitungen u.U. mit 
Stör-Spitzen rechnen welche deinen Messwert stark verfälschen. Im 
Extremfall kann eine Störung sogar deinen Messeingang zerstören, wenn 
dieser nicht mit entsprechender Schutzbeschaltung versehen ist.

Kann man nicht vielleicht doch irgendwie einen Controller in die Dose 
oder eventuell direkt am Dimmer reinquetschen? Das Teil ist grad mal 
3x3mm groß und läuft (fast) ohne Randbeschaltung...

Autor: Andreas Posch (Gast)
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Der Dimmer gibt bis zu 50mA auf der "0-10V"-Leitung her.
Genau wegen der Gefahr der Zerstörung des ADC (durch Spitzen ...) fragte 
ich nach einer galv. Trennung oder zumindest nach einem sinnvollen 
Filter.
Ich werd mal sehen, viel. gibts noch die Möglichkeit einen kleinen Tiny 
davorzuschalten.

Aber wie machen es dann die "Großen"? Die verwenden doch den Dimmer mit 
dieser Steuerspannung doch auch, um Leuchten zu dimmen. Und bei denen 
muss doch die Spannung auch gewandelt werden, oder?

Autor: Mensch_Z (Gast)
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du koenntest einen Spannungs /Frequenzwandler bauen (LM331)

Frequenzen 0 - 10 KHz sind praktisch, Optokoppler kein Problem und jeder 
banale MC kann das (ohne Abgleich) lesen.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Andreas Posch wrote:
> Das mit der Wandlung direkt am Dimmer geht auch aus Kostengründen nicht!

Digital ist immer billiger.


> Vielleicht geht das Ding in Serie,

Dann lohnt sich digital umso mehr.


> Auch muss das analoge Signal zu ALLEN AVRs gehen

Digitale Signale kann man an mehrere Empfänger verteilen.
Analoge Signale können durch die Belastung verfälscht werden, digitale 
dagegen nicht!


> die können untereinander nicht kommunizieren.

Das hat auch keiner verlangt.


Peter

Autor: Uwe ... (uwegw)
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Andreas Posch wrote:
> Aber wie machen es dann die "Großen"? Die verwenden doch den Dimmer mit
> dieser Steuerspannung doch auch, um Leuchten zu dimmen. Und bei denen
> muss doch die Spannung auch gewandelt werden, oder?

Heutzutage nimmt man dafür DMX, dann sind 100m kein Problem mehr.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Analoge Steuerspannungen bei Dimmern sind genau so out wie Ringelsocken, 
nur im Gegensatz zu denen wird es nicht wieder modern irgendwann ;-) DMX 
ist auch nicht mehr ganz neu. Funk-"DMX" ist im Kommen.

Autor: Andreas Posch (Gast)
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Hallo Allerseits,

Sorry, dass ich dieses Thema wieder hochhole, aber es hat sich was getan 
bei uns. Und zwar sind wir jetzt fest davon überzeugt, dass wir dieses 
Dimm-System (1..10V) in unsere Lösung übernehmen. Auch weiß ich jetzt, 
wie das Prinzip dieses Dimmings genau funktioniert. Und zwar muss auf 
jedem Teilnehmer (der gedimmt werden soll) eine Konstantspannungsquelle 
platziert werden. Diese wird dann über den Dimmer (Poti) "kontrolliert 
kurzgeschlossen" - d.h. es stellen sich Spannungen von 1...10V ein, die 
direkt (über einen Spannungsteiler) am AD-Pin anliegen und 
weiterverarbeitet werden können.
Mal eine kleine Skizze:

      ______  10V    R     langes Kabel
o-----| LM.. |-------|===|--  .........  -------o
      --------             |
                           |
24V                        V
                   über Spg. Teiler           Dimmer (erzeugt 
Kurzschluss)
                   zum ADC

o---------------------------  .........  -------o

Skizze bitte nur als Prinzipskizze ansehen. Der Strom, der beim 
Kurzschließen fließt, ist auf wenige mA begrenzt.

So, nun aber zu meiner eigentlichen Frage. Ich habe nach dem 
Spannungsteiler (zum AD-Pin hin) ein bisschen Rauschen auf der Leitung, 
dass bei geringer Helligkeitsstufe zum Flackern der Lichtquellen führt. 
Zwar habe ich das durch mehrere Messungen und daraus den Mittelwert 
bilden behoben, aber trotzdem gefällt mir das nicht so gut. Ich würde 
diese Störungen gerne hardwaretechnisch beseitigen. Außerdem möchte ich 
mögliche Spikes o.Ä. abfangen.
Hat irgendjemand einen Tipp für mich, wie ich das bewerkstelligen kann. 
Gibt es dafür schon fertige Bausteine oder kann ich das mit wenigen 
Bauteilen diskret aufbauen??

Vielen Dank für eure Hilfe!!


mfg
Andy

Autor: Mensch_Z (Gast)
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Hi,

ihr habt euch also doch fuer eingepraegten Strom entschieden.
beim Industriestandard 4-20 mA hat man noch  10% mehr Reserve fuer das 
was du Rauschen nennst. Kannst ja einen kleinen Elko an deinen 
Spannungsteiler am ADC Eingang schalten. Koennte schon was bringen...

Autor: Andreas Posch (Gast)
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Danke erstmal für deine Antwort!
Würde das an so aussehen:

o-----|
      -
     | |
     | |
      -
      |
      |--------------o  ADC
      -      |
     | |    _
     | |    ---
      -      |
      |      |
o--------------------o

oder so:

o-----|-------
      -      |
     | |     |
     | |     |
      -      |
      | ADC _
      |---o ---
      -      |
     | |     |
     | |     |
      -      |
      |      |
o---------------o


Vielen Dank!

Autor: Praktiker (Gast)
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Jetzt lass dich bloss nicht durch die obigen Posts verrückt machen.
Ich vermute mal, dass du nicht soo eine hohe Auflösung des Analogsignal 
brauchtst.

Also nimm deine obere Variante, wobei der obere Widerstand (ca. 250 Ohm, 
1/4 Watt) und der Enststörkondensator (ca. 100nF) direkt am ADC angebaut 
werden, der untere Widerstand stellt dann dein Poti (ca. 250 Ohm) dar. 
Dadurch bist du relativ niederohmig und somit relativ resistent gegen 
eingefangene Störungen. Spannungsteiler an stabiliesierte 5 Volt, 
Referenzspannung ADC 2,56 Volt wählen.

Ich würde das auf jeden Fall erst mal probieren, bevor ich mit Kanonen 
auf Spatzen schiesse.

Viel Erfolg.

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