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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 8V-14,4V auf 0-5V abbilden


Autor: mr. t (Gast)
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Nabend,
irgendwie stehe ich gerade auf dem Schlauch, ich möchte um die Spannung 
an einem Akkupack zu messen den "Arbeitsbereich" des Akkus auf dem ADC 
des Atmega8 abbilden... Die Schaltung wird mit dem Akku betrieben und 
der µC über ein 5V Schaltregler gespeist...  In der Schaltung habe ich 
noch einen OP vom OPA2340 frei 
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa2340.pdf der auch am Schaltregler 
hängt...

Der Arbeitsbereich des Packs liegt zwischen 8-14.4V irgend wie fehlt mir 
gerade der komplette Ansatz :(

lg mr.t

Autor: Axel (Gast)
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Ich würde vorschlagen den OP als Impedanzwandler zu beschalten und 
danach am Ausgang über einen Spannungsteiler den neuen Arbeitsbereich zu 
messen.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Der OP wäre damit völlig verschwendet und Auflösung verschenkt.

Man braucht zwar wirklich einen Spannungsteiler, aber nur um den zu 
messenden Spannungsbogen von 8V-14,4V=6,4V auf 5V abzubilden.
Es reicht also ein Teiler mit Verhältnis 6,4/5=1,28. 10k und 2,2k zum 
Beispiel.
Danach noch 8V von diesem Signal mit dem OP subtrahieren und fertig.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> über einen Spannungsteiler
Und wo bleibt der Offset? Erst mal müssten ja die 8V abgezogen werden...

>> Die Schaltung wird mit dem Akku betrieben und
>> der µC über ein 5V Schaltregler gespeist...
Mal angenommen, der Akkupack liegt auf der selben Masse wie der uC, dann 
wäre ein einfacher Spannungsteiler von 14,4V auf 5V das Einfachste. Der 
Offset kann dann nach dem AD-Wandler per software rausgerechnet werden.

Einen Impedanzwndler brauchst du garantiert nicht, wenn du deinen 
Spannungsteiler sowieso direkt am (niederimpedanten) Akku mißt...

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Michael H. schrieb:
> Verhältnis 6,4/5=1,28. 10k und 2,2k
10k und 2,7k natürlich...

Autor: mr. t (Gast)
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Hallo,
ja der µC hat die selbe Masse und so wie Lothar es sagt habe ich es bis 
jetzt auch gemacht. Also einfach 0-15V auf 0-5V abgebildet... nun war 
der OP noch über und die Überlegung den ADC besser aus zu nutzen.

Nach meiner Theorie müsst ich erst 8V Subtrahieren damit ich 0-6,4V habe 
und diese dann mit einem Spannungsteiler anpassen auf 0-5V. Problem an 
der Sache... wo bekomme ich die konstanten 8V her, "konstant" habe ich 
ja nur die 5V vom 7805...

Autor: Axel (Gast)
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OK, je nach dem wie genau das sein soll kann man sich den 
Impedanzwandler sparen. Aber subtrahieren und 8 V erzeugen ist für 
meinen Begriff umständlich, dann doch lieber rausrechnen.

Autor: Axel (Gast)
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mr. t schrieb:
> Problem an
> der Sache... wo bekomme ich die konstanten 8V her, "konstant" habe ich
> ja nur die 5V vom 7805...

Naja, man kann die Subtrahiererschaltung schon so auslegen das sie mit 
den 5 V funktioniert, dabei gilt es nur die Widerstände richtig zu 
dimensionieren.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Axel schrieb:
> OK, je nach dem wie genau das sein soll kann man sich den
> Impedanzwandler sparen.
Das hat gar nicht mit Genauigkeit zu tun. Da liegst du komplett 
daneben.

> Aber subtrahieren und 8 V erzeugen ist für
> meinen Begriff umständlich, dann doch lieber rausrechnen.
Dann begreifst du falsch. der Opamp ist übrig, 4 Widerstände kosten 
nichts.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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mr. t schrieb:
> Nach meiner Theorie müsst ich erst 8V Subtrahieren damit ich 0-6,4V habe
> und diese dann mit einem Spannungsteiler anpassen auf 0-5V. Problem an
> der Sache... wo bekomme ich die konstanten 8V her, "konstant" habe ich
> ja nur die 5V vom 7805...
10V-Referenzen gibt es wie Sand am Meer. Oder willst du dir das Bauteil 
einfach sparen?
Dann die Spannung soweit runterteilen, dass du nur noch 5V bei 14,4V 
bekommst und dann einen Differenzverstärker bauen.
Wenn dich die Invertierung nicht stört, ist das ein invertierender 
Verstärker mit dem 5V-Offset am inv-Eingang.

Autor: Axel (Gast)
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Michael H. schrieb:
> Das hat gar nicht mit Genauigkeit zu tun. Da liegst du komplett
> daneben.

Na gut, ich lasse mich immer eines besseren belehren. Ich dachte der 
Akku hat einen Innenwiderstand und das demnach die Spannung bei 
Stromfluss fällt, das wollte ich dadurch verhindern die ich nicht 12,7 
kOhm sondern eben den Impedanzwandler dahinter schalte.

Autor: mr. t (Gast)
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Eigentlich wollte ich mir die Ref. Sparen da ich jetzt schon Platzmangel 
habe... es war auch nur eine Idee den vorhandenen OP zu nutzen aber wie 
ich vermutete ist das etwas mehr Aufwand :(. Mit einer 5,1V + 3,3V 
Z-Diode eine Referenz erzeugen ist auch nicht das Ware...

Autor: Henrik (Gast)
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Die Schaltung hier tuts. Irgendwas bei 5V entsprechend einem OP Ausgang 
von 0V. Op Voll Ausschlag von 3,3V gibts bei irgendwie bei ca. 20V.

Wichtig ist die Einstellung der Spannungsreferenz am negativen Eingang. 
Einfach mal in Spice nachbauen und mit den Widerstandwerten spielen.+
Du musst nur noch an den Werten der Widerstände spielen. Sonst ist das 
genau die Schaltung, die du brauchst.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Michael H. schrieb:
> "konstant" habe ich ja nur die 5V vom 7805...
Ja, klar: mit bis zu +-10% Toleranz (je nach Hersteller)...  :-o

Mir wäre das eine Bit Auflösung den Aufwand mit Referenzspannung (und 
schlimmstenfalls noch Abgleich) nicht wert.

Henrik schrieb:
> Die Schaltung hier tuts.
> Einfach mal in Spice nachbauen und mit den Widerstandwerten spielen.
Das kann man rechnen, da muss man nicht herumspielen...

Autor: Henrik J. (henrikj)
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Rechnen ist natürlich besser. Ich bin auch davon ausgegangen, dass nach 
dem Spielen der Nachvollziehen/Rechnen noch kommt.

Autor: mr. t (Gast)
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Die Toleranz liegt bei +- 3% ist ein Schaltregler kein 7805, sorry. Aber 
ich denke es bleibt so wie es ist, habe noch etwas geschaut aber der 
Aufwand und Platzbedarf ist mir zu groß. also einfach mit nem 
Spannungsteiler die 15V runter auf 5V und gut. Wäre nur nett gewesen... 
;)

ich danke euch, werde die Ideen hier aber in einem anderen Projekt 
gebrauchen können :)

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