ich arbeite momentan einen Projekt, mit dem ich 24V Sensoren an ein ESP32-S2-DEVKITM-1 anschließen kann. Logischerweise können die Sensoren nicht direkt an den Pin angeschlossen werden. Jetzt stell ich mir die Frage, ob die Spannungsteiler für die analogen und digitalen Sensorsignale passend sind.
Ich habe für den Spannungswandler der analogen Signale Widerstände gewählt, die die Ausgangsspannung auf max. 3,3V setzt bzw. 3,3V am ADC anliegen. Reicht da ein einfacher Spannungsteiler und sind die Widerstände hochgenug gewählt? Brauch ich eventuell zum ADC-Pin noch eine Z-Diode für den Überspannungsschutz?
Für die digitalen Sensorsignale hab ich ein Widerstand gewählt wo 21,7V anliegen und ein Strom von ungefähr 2mA fließen und eine Z-Diode für 3,3V. Ich bin mir da unsicher ob das auch einfach so funktionieren würde.
Ich bedanke mich schonmal für jeden der Antwortet.
Warum schliesst du R5 kurz? Und willst du wirklich den ESP-ADC verwenden? Lies dich doch bitte mal in die Beschränkungen ein, die im Datenblatt stehen. Genau wird deine Messung damit nicht unbedingt.
Genau, entschuldigung, die oberen Widerstandswerte für die analogen Signale sind für max. 10V ausgelegt und nicht 24V.
Von der interne LED auf GPIO1 hab ich nirgends gelesen, aber gehen wir davon aus, dass ich ein GPIO verwende, dass nicht belegt ist.
Den Kurzschluss von R5 hab ich schlicht übersehen.. Und nach der Beschränkung werde ich gleich mal nachschlagen, meinst du aber damit es ist sinnvoll einen externen ADC anzuschließen?
Ja stimmt, den Spannungswandler von 3,3V auf 1,1V zu setzen wäre auch eine Möglichkeit. Dann ist die Messgenauigkeit nicht so toll, aber es funktioniert erstmal. Danke.
Verstehe ich nicht. Die Messgenauigkeit ist dann am besten, wenn der Messbereich des ADC ausgenutzt wird. Durch Anpassung der Widerstände wird es besser, nicht schlechter.
Abgesehen davon ist der interne ADC des ESP eh nur ein relativ grobes Schätzeisen, verglichen mit externen ADC. Aber wenn er gut genug ist, dann kann man ihn auch verwenden.
Dann ist die Messgenauigkeit nicht so toll, aber es
funktioniert erstmal.
Warum soll die Messgenauigkeit von der Höhe der Referenzspannung des ADC abhängen?
Einzig das SNR könnte schlechter werden, falls du dir wegen höherfrequenter Signalerfassung keine Kondensatoren an den Multiplexereingängen des ADC leisten kannst. Bisher fehlen die allerdings noch ganz. Die Kondensatoren wären alleine schon wegen ESD-Schutz an den in die Außenwelt führenden Leitungen sinnvoll.
Für die digitalen Sensorsignale hab ich ein Widerstand gewählt wo 21,7V
anliegen und ein Strom von ungefähr 2mA fließen und eine Z-Diode für
3,3V. Ich bin mir da unsicher ob das auch einfach so funktionieren
würde.
Ist deine Zenerdiode für 2mA spezifiziert? Die 1N4728 ist eine 3,3V-Zenerdiode. Die ist hier von 3,13V bis 3,47V bei einem Strom von 76mA spezifiziert.
Dazu ein kleines Grundlagenseminar zu Stabilisierungsdioden: unter 5V sind es Zenerdioden, weil da der Zenereffekt überwiegt, an 5V sind es Z-Dioden, weil der Avalancheeffekt überwiegt. Und Zenerdioden bei Spannungen unter 3V sind meist in Serie geschaltete Siliziumdioden.
Kurz: je niedriger die Spannung, desto weniger gut ist die Stabilisierung.
Ich habe für den Spannungswandler der analogen Signale Widerstände
gewählt, die die Ausgangsspannung auf max. 3,3V setzt bzw. 3,3V am ADC
anliegen. Reicht da ein einfacher Spannungsteiler und sind die
Widerstände hochgenug gewählt?
Ob sie hochohmig genug sind, sagt dir der Innenwiderstand der Analogspannungsquelle. Und wenn die Widerstände zu hochohmig sind, dann bekommst du Probleme durch den AD-Wandler, denn der will für eine halbwegs genau Messung eine halbwegs niederimpedante Quelle.
Brauch ich eventuell zum ADC-Pin noch eine Z-Diode für den
Überspannungsschutz?
Wenn du dir die Kennlinien nochmal anschaust, dann merkst du, dass eine Zenerdiode wegen ihres Leckstroms an dieser Stelle ganz ungünstig wäre.
Das kommt drauf an, was deine Sensoren liefern können.
Der Ausgangsstrom liegt bei max. 200mA.
Warum soll die Messgenauigkeit von der Höhe der Referenzspannung des ADC
abhängen?
Einzig das SNR könnte schlechter werden, falls du dir wegen
höherfrequenter Signalerfassung keine Kondensatoren an den
Multiplexereingängen des ADC leisten kannst. Bisher fehlen die
allerdings noch ganz. Die Kondensatoren wären alleine schon wegen
ESD-Schutz an den in die Außenwelt führenden Leitungen sinnvoll.
Mein Fehler, ich dachte das hängt auch von der Referenzspannung ab. Alles klar, über die Kondensatoren werde ich mir nochmal Gedanken machen.
Ist deine Zenerdiode für 2mA spezifiziert? Die 1N4728 ist eine
3,3V-Zenerdiode. Die ist hier von 3,13V bis 3,47V bei einem Strom von
76mA spezifiziert.
Nein, etwas über die Spezifizierung hab ich auch schon gelesen. Aber das liegt ja wirklich weit über die 2mA. Dann erhöhe ich den Strom auf 5mA und wähle dementsprechend eine Zenerdiode. Kleiner Werte als 5mA hab ich nicht gefunden. Danke für den wertvollen Tipp!
Ob sie hochohmig genug sind, sagt dir der Innenwiderstand der
Analogspannungsquelle. Und wenn die Widerstände zu hochohmig sind, dann
bekommst du Probleme durch den AD-Wandler, denn der will für eine
halbwegs genau Messung eine halbwegs niederimpedante Quelle.
Und wenn die Widerstände zu hochohmig sind, dann
bekommst du Probleme durch den AD-Wandler, denn der will für eine
halbwegs genau Messung eine halbwegs niederimpedante Quelle.
Dafür reicht ihm eventuell ein Kondensator. Es kommt drauf an, was man mit Multiplexer und ADC vor hat.
Ob sie hochohmig genug sind, sagt dir der Innenwiderstand der
Analogspannungsquelle. Und wenn die Widerstände zu hochohmig sind, dann
bekommst du Probleme durch den AD-Wandler, denn der will für eine
halbwegs genau Messung eine halbwegs niederimpedante Quelle.
Alles klar!
Mal Butter bei die Fische. R4 und R6 also 100 Ohm anstatt 1k?
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