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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mehrere Versorgungsspannungen messen, wann Bandgap verwenden?


Autor: AVRli (Gast)
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Hallo Zusammen,

mein neues Projekt mit ATmega 644 ist so gut wie fertig und die 
Schaltung wird später abgesetzt betrieben werden.

Nun habe ich noch 4 ADC Pin's frei und denke über die Realisierung einer 
Selbstüberwachung nach. Klar alles geht natürlich nicht aber ob die 
Versorgungsspannungen stimmen kann man damit sicher realisieren.

Die Spannungen wären genau 4 Signale:

Versorgung +18 bis +28V
Schaltung +5V, +15, -15 V

Nun habe ich in ein paar Beiträgen was von "messen gegen die interne 
Bandgap-Referenz" gelesen. Nimmt man diese Methode dann für alle 4 
Spannungen oder nur um die Versorgung des µC's zu überprüfen?

Im Abschnitt (ATmega644)
Table 21-3. Voltage Reference Selections for ADC
REFS1 REFS0 Voltage Reference Selection
 0     0     AREF, Internal Vref turned off
 0     1     AVCC with external capacitor at AREF pin
 1     0     Internal 1.1V Voltage Reference with external capacitor at
             AREF pin
 1     1     Internal 2.56V Voltage Reference with external capacitor at
             AREF pin

Sind die beiden letzten Einstellungen diese Bandgap Spannungen? Bisher 
verwende ich immer Wert 1 und habe 100nF nach Masse am AREF PIN.

Die positiven Spannungen würde ich über einen Spannungsteiler messen, 
aber die negative macht mir dann doch noch Kopfzerbrechen, die 
Aufgabenstellung hatte ich bisher noch nicht. :-(

Besten Dank für Eure Hilfe!

Gruß AVRli...

Autor: Anja (Gast)
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AVRli schrieb:
> Die positiven Spannungen würde ich über einen Spannungsteiler messen,
> aber die negative macht mir dann doch noch Kopfzerbrechen, die
> Aufgabenstellung hatte ich bisher noch nicht. :-(

Im einfachsten Fall auch ein Spannungsteiler. Allerdings nicht gegen 
Masse sondern gegen +5V (bei 5V-Referenzspannung).

Gruß Anja

Autor: AVRli (Gast)
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Hallo,

ja ich glaube ich habe ein Verständnisproblem wie das mit der Badgap 
Sache gemeint ist.

Messe ich damit nur die Versorgungsspannung vom µC oder alle von mir 
gewünschten Spannungen?

Sind die Internen Spannungen immer vorzuziehen weil sie unter Umständen 
sauberer sind oder wozo gibt es diese Funktion? :-(

Gruß AVRli...

Autor: AVRli (Gast)
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Ich komme mit der negativen Spannung noch nicht ganz klar. :-(
Bitte daher nochmal um Hilfestellung.

Bei der positiven mache ich es so. Ich lege fest das 15V die Mitte vom 
ADC ist, also 512 dann errechnet sich der auszugebende Wert mit:

+Uout = 15V / 512 * ADCread

Entspricht dann einem Bereich von 0-30V bei ADC von 0-1023 das habe ich 
kapiert denk ich.

Nur ich verstehe nicht ganz wie es bei der negativen Spannung 
funktionieren soll. :-(

Hohoho Grüße AVRli...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  AVRli (Gast)

>Nur ich verstehe nicht ganz wie es bei der negativen Spannung
>funktionieren soll. :-(

Genau so, nur dass dein Nullpunkt nicht bei 0 sondern 5V liegt und der 
Anstieg deiner Kurve negativ ist.

Beispiel. Spannungsteiler 10:1 mit Fusspunkt an +5V

Bei 0V liegen dort 5V-((5-(+0)):10)V=4,5V an.
Bei -15V liegen dort 5V-((5-(+15)):10)V=3V an.

MfG
Falk

Autor: Anja (Gast)
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AVRli schrieb:
> Ich komme mit der negativen Spannung noch nicht ganz klar. :-(

Du hast z.B. einen Widerstand 10K zwischen +5V und ADC-Eingang. Sowie 
einen 40K-Widerstand zwischen ADC-Eingang und -15V Versorgung.

Der Meßbereich am ADC-Eingang ist damit von -20V .. +5V festgelegt.
Bei -20V hast Du exakt "0" als ADC-Wert.
Bei  +5V dann "1023"
Die Werte dazwischen werden linear interpoliert.
z.B 0V = 1024*(0-(-20))/(+5-(-20)) = 819

Gruß Anja

Autor: Anja (Gast)
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AVRli schrieb:
> Sind die Internen Spannungen immer vorzuziehen weil sie unter Umständen
> sauberer sind oder wozo gibt es diese Funktion? :-(

Ich sehe die internen Referenzen als Billig-Lösung für Batterieversorgte 
Systeme (ohne Spannungsregler).

Bei mir ist die Standard-Lösung ein LP2950A/LP2951A 
Präzisionsspannungsregler für 10Bit ADCs.

Gruß Anja

Autor: MaWin (Gast)
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Wenn du die 5V messen willst, MUSST du eine (1.1 oder 2.5V) interne 
Bandgap-Referenz verwenden.
Wenn du die -15V ohne grössere Probleme messen willst, ist es SINNVOLL 
gegen die interne 1.1 oder 2.5V Referenz zu messen.

Das Messen von -15V, +15V und der 18 bis 28V macht Sinn.

+28V
 |
270k
 |
 +--- ADC1
 |
10k
 |
GND

+15V
 |
140k
 |
 +--- ADC2
 |
 10k
 |
GND

Aref
 |
10k
 |
 +--- ADC3
 |
150k
 |
-15V

Das messen der 5V macht weniger Sinn, denn wenn die nicht stimmen, 
funktioniert der uC auch nicht mehr. Du kannst höchstens ermitteln, wie 
weit sie mit Störungen verseucht ist.

+5V
 |
40k
 |
 +--- ADC4
 |
 10k
 |
GND

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>"messen gegen die interne Bandgap-Referenz"

Die interne Bandgap ist ein Etikettenschwindel. Schau mal deren Toleranz 
an.

Autor: AVRli (Gast)
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Falk schrieb:
Anja schrieb:

Danke an Euch beide für die Erklärung! Das läuft wirklich, ich habe 
erst überhaupt nicht gerafft das sich der Messbereich um die +5V noch 
erweitert!!!

MaWin schrieb:
> Das Messen von -15V, +15V und der 18 bis 28V macht Sinn.

Die Spannungen sind nun "abgehakt". :-D TOP

MaWin schrieb:
> Das messen der 5V macht weniger Sinn...

Bleibt noch die Frage mit den +5V ob man damit noch was sinnvolles 
anstellen kann. Ich will nicht wissen ob ich auf das mV genau bin, es 
geht mehr um die Spannung ob die Richtung stimmt. Der ATMEL läuft ja 
schon bei weniger als 5V. Und für den kleinen Gegentest ob die 5V 
wirklich 5V sind oder vlt. doch nur 3,8 weil was nicht stimmt das wäre 
schon noch gut.

Der Gedanke ist das die anderen Messungen ja in meinem Fall auf diese 
Spannung aufbauen und die dann überhaupt nicht stimmen können, wenn die 
5V schon nicht stimmen.

Wenn die 5V abgeraucht sind oder keine Spannung anliegt ist klar, dann 
werde ich wohl genauer suchen müssen... :-D

O.. oha Jetzt ! schrieb:
> Die interne Bandgap ist ein Etikettenschwindel...

Ok ich hoffe ich finde was im Datenblatt...


Hohoho Grüße, AVRli...

Autor: Anja (Gast)
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AVRli schrieb:
> Wenn die 5V abgeraucht sind oder keine Spannung anliegt ist klar, dann
> werde ich wohl genauer suchen müssen... :-D
>
> O.. oha Jetzt ! schrieb:
>> Die interne Bandgap ist ein Etikettenschwindel...

Wobei Du natürlich immer noch prüfen kannst ob die 5V völlig daneben 
liegen indem Du die Bandgap-Spannung gegen die 5V vergleichst.

Gruß Anja

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