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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsmessung


Autor: Maria (Gast)
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Hallo!

möchte eine Spannung im Bereich von 0 bis etwa 4 Volt über den internen
AD Wandler des Atmega16 messen. Habe mir hierzu gerade das Datenblatt
angesehen. Möchte hierzu gerne ein paar Fragen stellen.
als Referenzspannung möchte ich AVCC nehmen. Wenn ich das richtig
verstanden habe, muss ich hierzu AVCC nicht direkt an AREF
anschliessen, sondern das wird über das setzen der BITS REFS1 auf 0 und
REFS0 auf 1 intern gemacht??
Wenn ich das so mache, steht dort etwas von einem external capacitor
zwischen AREF und GND (richtig?). Habe über den Wert der Kapazität
nichts gefunden. Hoffe, ihr könnt mir da helfen. Dann ist noch die Rede
von Prescaling: Hierbei wird eine ADC Clock gerneriert (Frequenz im
Bereich von 50 bis 200 khz). Ich möchte einen 16MHz quarz anschliessen,
also 16000000/128=125000, (bei eingestelltem Teiler auf 128, richtig?).
Jetzt noch etwas ganz wichtiges. Möchte eine Spannung über ein
Potentiometer messen (1kOhm), also werde ich bei angelegter Spannung
von rund 4V am Potentiometer eine Spannung zwischen 0 und etwa 4V
messen. Kann ich den Art Schleifer, der die Spannung am Potentiometer
abgreift einfach so an den Messkanal des AD-Wandlers anlegen, oder
brauche ich eine spezielle Messschaltung? Im Datenblatt gibt es unter
Analog Input Circuit eine Schaltung, kann wenig damit anfangen, habe
das mit den Eingangswiderständen nicht so verstanden in dem Kapitel.

Wie ihr sehen könnt, habe ich schon selbs fleissig gesucht, hoffe, ihr
helft mir noch ein bischen.

Viele Grüsse, Maria

Autor: Rahul (Gast)
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als Referenzspannung möchte ich AVCC nehmen. Wenn ich das richtig
verstanden habe, muss ich hierzu AVCC nicht direkt an AREF
anschliessen, sondern das wird über das setzen der BITS REFS1 auf 0 und
REFS0 auf 1 intern gemacht??
Genau.

Wenn ich das so mache, steht dort etwas von einem external capacitor
zwischen AREF und GND (richtig?). Habe über den Wert der Kapazität
nichts gefunden.
100nF sind i.O.

Hoffe, ihr könnt mir da helfen. Dann ist noch die Rede
von Prescaling: Hierbei wird eine ADC Clock gerneriert (Frequenz im
Bereich von 50 bis 200 khz). Ich möchte einen 16MHz quarz anschliessen,
also 16000000/128=125000, (bei eingestelltem Teiler auf 128, richtig?).
ja

Jetzt noch etwas ganz wichtiges. Möchte eine Spannung über ein
Potentiometer messen (1kOhm), also werde ich bei angelegter Spannung
von rund 4V am Potentiometer eine Spannung zwischen 0 und etwa 4V
messen. Kann ich den Art Schleifer, der die Spannung am Potentiometer
abgreift einfach so an den Messkanal des AD-Wandlers anlegen, oder
brauche ich eine spezielle Messschaltung?
nein
Im Datenblatt gibt es unter Analog Input Circuit eine Schaltung, kann
wenig damit anfangen, habe das mit den Eingangswiderständen nicht so
verstanden in dem Kapitel.
Da ist eigentlich nur wichtig, dass die Ausgangs-Impedanz deiner Quelle
kleiner als 10kOhm sein sollte.

Autor: Maria (Gast)
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Habe ein 12V Steckernetzteil, dann so einen Wandler(?, aber sehr
einfach, so ein Dreihbein), der daraus 5V macht. Mit den 5V betreibe
ich den Mikrocontroller und eben das Potentiometer. Wie kann ich die
Ausgangsimpedanz messen? Spannung und Strom messen, daraus den
Widertsand? Mit dem Spannungsmessgerät gleich den Widerstand zu messen
geht ja nicht, oder kannst du mir aus deiner Erfahrung sagen, dass das
funktionieren müsste, mit den 10kohm?

Maria

Autor: Togger (Gast)
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@Rahul:
Wieso nur 10kOhm Ausgangsimpedanz?
Der ATMega hat ca. 100MOhm Eingangswiderstand.
Oder meinst du das wegen der Eingangskapazität des AVR.
Die dürfte wohl eher im höheren Frequenzbereich zum Tragen kommen und
im Pico Bereich liegen.
Dann hast natürlich Recht.
Bei Gleichspannung und niederfrequenten Spannungen kann die
Ausgangsimpedanz auch hoch sein.

@Maria:
Folgendes würde ich noch ergänzen: ab Potischleifer, 1Widerstand ca.
1..10k in Serie(Strombegrenzung, Schutz), 1Kondensator 1..10nF zwischen
ADEingang und Gnd (dämpft den "Schmutz" und das Messergebnis bleibt
konstanter).
Viel Glück

lg Ralf

Autor: Togger (Gast)
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Maria, vergiss das mit der Ausgangsimpedanz einfach erstmal.
Wichtiger ist, dass die Abblockkondensatoren nicht vergisst.
100nF beim AVR +Ub-Gnd und vor und hinter dem Dreibein, sonst hast nen
Frequenzgenerator ;-)

lg Ralf

Autor: Dirk (Gast)
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Hallo,

>1Kondensator 1..10nF zwischen ADEingang und Gnd (dämpft >den
"Schmutz" und das Messergebnis bleibt konstanter).

Persönlich halte nicht sehr viel davon. Ein Programmierer versucht in
erster Linie Hardware einzusparen und diese Probleme mittels Software
zuloesen.

Eine Mittelwertbildung aus z.B. 10 Messungen sollte das Problem auch
loesen.

Gruß,
Dirk

Autor: Togger (Gast)
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@Dirk:
meine Erfahrung spricht dagegen ;-)
Kommt natürlich auf die Anwendung an.
Bei meinen Temperaturmessungen mache ich das so, insbesondere wenn der
Fühler an einer ungeschirmten 10m Leitung hängt.
Sporadisch gibt es dermassen krasse Ausreisser, dass die
Mittelwertbildung den Fehler auch nicht eliminiert.
War so am einfachsten (10nF).
Natürlich kann Maria den AD Eingang auch erstmal "nackt" ans Poti
hängen.
Hoffe, du bist dann zugegen um Maria zu erklären warum der Messwert
schwankt oder warum der ADEingang abgeraucht ist, weil mal
versehentlich 12V drauf lagen (schnell passiert beim Basteln).

lg Ralf

Autor: Rahul (Gast)
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@Togger:
Seite 210 des Mega16-Datenblattes. "Analog Input Circuitry", 2.
Absatz: "The ADC is optimized for analog signals with an output
impedance of appoximately 10kOhm or less."
Bei 10k und weniger hat meinen einen so kleinen Innenwiderstand, dass
die Belastung durch den ADC nicht ins Gewicht fällt. Man will ja nicht,
dass die Messung durch den ADC verfälscht wird.
Miß doch mal mit dem ADC einen Spannungsteiler im Mega-Ohm-Bereich!
Für Temperatur-Messungen in grösserer Entferung benutze ich lieber
digitale Sensoren, oder präge der Schaltung einen vernünftigen Strom
ein. Ungeschirmte Kabel sind bei mir verdrillt...
Man kann eine Menge Störungen schon durch entsprechende Aufbauten
verhindern...

Autor: Rahul (Gast)
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>Hoffe, du bist dann zugegen um Maria zu erklären warum der Messwert
>schwankt oder warum der ADEingang abgeraucht ist, weil mal
>versehentlich 12V drauf lagen (schnell passiert beim Basteln).

Bei 10 Bit Auflösung schwankt der Messwert bei einem Poti ein wenig.

Der Kondensator und 1kOhm werden bei 12V am Eingang auch nicht wirklich
viel bringen...

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