Hallo
Habe so ziemnlich 20 verschiedene Beiträge im Netz durchsucht und
gelesen. Muss ganz ehrlich sagen, es wird immer unklarer.
Möchte mit einem Atmega eine Spannung messen und ausgeben. Der Prozessor
hat 10 Bit Auflösung und mehrere Referenzspannungen, z.B 2,56V und
4.096V.
Da ich mit einem Poti die Spannung von 0 (GND) bis 5V (Vcc) verändern
kann, ist die Frage, welche SpReferenzspannun sollte ich nutzen?
Kann die Messspannung höher sein als die Referenzspannung?
Vcc als Referenzspannung verwenden?
LG Paul
Paul schrieb:> Da ich mit einem Poti die Spannung von 0 (GND) bis 5V (Vcc) verändern> kann, ist die Frage, welche SpReferenzspannun sollte ich nutzen?> Vcc als Referenzspannung verwenden?
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Das da.
Paul schrieb:> Habe so ziemnlich 20 verschiedene Beiträge im Netz durchsucht und> gelesen. Muss ganz ehrlich sagen, es wird immer unklarer.
Wie wäre es mit einem Blick ins Datenblatt?
> Kann die Messspannung höher sein als die Referenzspannung?
Wenn du sie messen willst - nein.
Außerdem muss sie natürlich im erlaubten Bereich von -0.5V bis VCC+0.5V
bleiben.
> Vcc als Referenzspannung verwenden?
Wenn die stabil genug ist, um deine Genauigkeitsansprüche zu erfüllen,
geht das. Im Datenblatt des ATmega328 steht darum im Kapitel 24
"Analog-to-Digital Converter": "Internal reference voltages of nominally
1.1V or AVCC are provided On-chip."
Im Kapitel 24.7 ADC Conversion Result ist die Zuordnung vom
ADC-Wandlungsergebnis zu Eingangs- (V_IN) und Referenzspannung (V_REF)
angegeben.
Einfach mal lesen ;-)
Wolfgang schrieb:>> Vcc als Referenzspannung verwenden?>> Wenn die stabil genug ist, um deine Genauigkeitsansprüche zu erfüllen,> geht das.
Wenn der Eingang an einem Poti hängt, das zwischen 0V und Vcc hängt,
dann ist es natürlich am sinnvollsten, Vcc auch als Referenz zu
verwenden, unabhängig von dessen Genauigkeit.
Da habe ich ein amderes Problem bekommen. Laut DB liegt AREF auf PA0 und
dort habe ich eine LED dran. Da bleibt dann wohl nur intern 4,096 mit
der Einstellung 011.
Sehe ich das richtig?
Da die Vcc 5V beträgt und die Referenzspannung 4,096V beträgt kann ich
dann trotzdem bis 5V messen?
Rolf M. schrieb:> Wenn der Eingang an einem Poti hängt, ...
Dann läuft das aber nicht auf eine Spannungsmessung, sondern auf eine
Messung des Teilerverhältnis hinaus ;-)
Paul schrieb:> Da die Vcc 5V beträgt und die Referenzspannung 4,096V beträgt kann ich> dann trotzdem bis 5V messen?Wolfgang schrieb:> Einfach mal lesen ;-)
Wolfgang schrieb:> Rolf M. schrieb:>> Wenn der Eingang an einem Poti hängt, ...>> Dann läuft das aber nicht auf eine Spannungsmessung, sondern auf eine> Messung des Teilerverhältnis hinaus ;-)
Wie du es nennst, ist eigentlich egal. Es ist jedenfalls das, was der
Threadersteller nach eigenem Bekunden will:
Paul schrieb:> Da ich mit einem Poti die Spannung von 0 (GND) bis 5V (Vcc) verändern> kann, ist die Frage, welche SpReferenzspannun sollte ich nutzen?Paul schrieb:> Sorry ist ein Attiny 841, bevor sich einer beschwert weil er den Typ> nicht kennt
Ach der "Atmega" aus dem Betreff ist ein Attiny? ;-)
Paul schrieb:> Sorry, noch ne Frage dazu. Laut Tabelle im Datenblatt steht das:>> • 000 - VCC getrennt> • 001 - Interne 1,1V Referenzspannung> • 010 - Interne 2,2V Referenz Trennt die Verbindung> • 011 - Interne 4.096V Referenzspannung> • 100 - AREF-Pin (interne Referenz ausgeschaltet) Anschluss> • 101 - Interne 1,1V Referenzspannung> • Angeschlossen, mit externem Bypass> • 110 - Interner 2,2V Referenzkondensator, verbunden mit dem Pin> • 111 - Interne 4.096V Referenzspannung>> Danach müsste ich 100 nehmen?
Nein, du musst 000 nehmen. Wie man dem Datenblatt entnehmen kann, heißt
das nicht, dass VCC getrennt ist, sondern dass VCC die Referenz ist und
AREF getrennt ist.
Paul schrieb:> Da die Vcc 5V beträgt und die Referenzspannung 4,096V beträgt kann ich> dann trotzdem bis 5V messen?
Das zeigt eigentlich, dass du grundsätzlich die AD-Wandlung nicht
verstanden hast. Überlege doch mal: Ist die Messpannung grösser als die
Referenzspannung, welcher digitale Wert sollte dann dabei heraus kommen?
Paul schrieb:> Da habe ich ein amderes Problem bekommen. Laut DB liegt AREF auf PA0 und> dort habe ich eine LED dran.
Dann macb halt die LED woanders dran.
> Da bleibt dann wohl nur intern 4,096 mit> der Einstellung 011.> Sehe ich das richtig?
Nein, es gibt auch die Möglichkeit, die LED umzulöten.
> Da die Vcc 5V beträgt und die Referenzspannung 4,096V beträgt kann ich> dann trotzdem bis 5V messen?
Natürlich nicht. Zudem ist jede Abweichung der schwankenden 5V von den
stabilen 4.096 gleich ein Messfehler.
MaWin schrieb:> Natürlich nicht. Zudem ist jede Abweichung der schwankenden 5V von den> stabilen 4.096 gleich ein Messfehler.
Da kommst es eben drauf an, ob wirklich die Spannung gemessen werden
soll, oder ob es darum geht, die Stellung des Potis zu bestimmen
(ratiometrische Messung).
MaWin schrieb:> Paul schrieb:>> Da habe ich ein amderes Problem bekommen. Laut DB liegt AREF auf PA0 und>> dort habe ich eine LED dran.>> Dann macb halt die LED woanders dran.
Warum?
>> Da bleibt dann wohl nur intern 4,096 mit>> der Einstellung 011.>> Sehe ich das richtig?>> Nein, es gibt auch die Möglichkeit, die LED umzulöten.
Warum? Er braucht den AREF Pin doch gar nicht als solchen.
Aber da er offensichtlich zu blöd^W^W intellektuell unzureichend
ausgestattet ist, eine Tabelle mit 3 Spalten unfallfrei abzulesen oder
auch nur so zu kopieren, daß der Sinn erhalten bleibt, sehe ich keine
Chance, daß er überhaupt irgend etwas hinbekommt.
Hallo Axel
Danke für deine Worte. So wie ich das sehe ist es das erste mal dass ich
an einem ATtiny 841 eine ADC betreibe. Da wird sicher eine Frage dazu
gestattet sein. Leider habe ich den Makel, das ich nicht als Ing. oder
Doktor zur Welt gekommen bin und fragen muss. Eine Grundlage dieser
Seite ist auch, wenn man vernünftig frag eine vernünftige Antwort
bekommt. Leider scheint bei einigen Zeitgenossen die Freundlichkeit
abhanden gekommen zu sein. Ich werde mich nicht an solchen
Unterirdischen Diskussionen beteiligen und bleibe bei der Technik.
LG Paul
PS: Danke Rolf M.
Du machst es richtig, ein kurzes ja oder 000 reicht vollkommen aus.
Moin,
Jetzt muss ich doch mal ganz bloed fragen:
Diese Tabelle hier:
Paul schrieb:> Sorry, noch ne Frage dazu. Laut Tabelle im Datenblatt steht das:>> • 000 - VCC getrennt> • 001 - Interne 1,1V Referenzspannung> • 010 - Interne 2,2V Referenz Trennt die Verbindung> • 011 - Interne 4.096V Referenzspannung> • 100 - AREF-Pin (interne Referenz ausgeschaltet) Anschluss> • 101 - Interne 1,1V Referenzspannung> • Angeschlossen, mit externem Bypass> • 110 - Interner 2,2V Referenzkondensator, verbunden mit dem Pin> • 111 - Interne 4.096V Referenzspannung>> Danach müsste ich 100 nehmen?
Wo steht die denn? Im Datenblatt steht die jedenfalls nicht in dieser
Form und Sprache.
Gruss
WK
Stimmt. die steht so nicht drin. Habe die Sache durch einen übersetzer
gejagt um falsche Einstellungen zu verhinder. Leider ist mein englisch
grotten schlecht bis gar nicht.
Moin,
Paul schrieb:> Habe die Sache durch einen übersetzer> gejagt um falsche Einstellungen zu verhinder.
OK. Das geht ziemlich oft schief. Fies wirds, wenn nicht so
offensichtlich, sondern eher subtil daneben geht. Wie du siehst ;-)
"System-auf-Span" als Uebersetzung ist da schon offensichtlicher...
Gruss
WK
Paul schrieb:> Habe die Sache durch einen übersetzer gejagt...
Wie schon gesagt, ist das oft keine gute Idee.
Ich habe dir mal die Tabelle auf Deutsch übersetzt, ich hoffe das hilft
weiter.
rhf
Mir ist klar, dass das Messergebnis innerhalb der Referenzspannung
liegen soll, aber es ist doch lediglich eine Bezugsgröße. Ich kann doch
auch 2x Referenzspannug haben oder sehe ich das völlig falsch?
Moin,
Solange du dich nicht ueber das Wandlungsergebnis wunderst, oder die
Spannung am Eingang ausserhalb der Abs. Max. Ratings liegt, sollte das
OK sein.
Gruss
WK
F. F. schrieb:> Mir ist klar, dass das Messergebnis innerhalb der Referenzspannung> liegen soll, aber es ist doch lediglich eine Bezugsgröße. Ich kann doch> auch 2x Referenzspannug haben oder sehe ich das völlig falsch?
Kannst du schon, aber messen kannst du sie mit dem ADC nicht direkt.
Der Wandler hat genau 10 Bit, d.h. bei 1023 ist Schluss.
Und der Wandler ist nun mal so gebaut, dass die 1023 erreicht wird,
sobald die Eingangsspannung gleich der Referenzspannung ist.
F. F. schrieb:> Dergute W. schrieb:>> Solange du dich nicht ueber das Wandlungsergebnis wunderst,>> Mir ist klar, dass man den Messfehler (bei x2) verdoppelt.
Wenn ich z.B. (mein Fachgebiet) die Ladung einer 80V Batterie messen
will, dann muss ich sowieso die Schlussspannung von ungefähr 110V durch
einen Spannungsteiler passend für den Mikrocontroller machen. Ob ich
dann einen Messfehler von 0,043V habe, ist doch völlig irrelevant, wenn
ich eh nur die erste Stelle hinterm Komma brauche und die mit 0,3V
Toleranz.
Habe bisher nur zum üben einmal Spannung gemessen. Nur habe ich den
Eindruck, dass es hier im Forum manchmal an der Sache vorbei geht.
Wenn ich falsch liege, habe ja keine Erfahrung damit (weil bisher nicht
nötig), dann klärt mich doch bitte auf.
Das Prinzip von AD Wandlern lässt keine Messung von Spannungen größer
der Ref. Spannung zu. Wer halbwegs genau messen will sollte sich damit
beschäftigen warum das so ist und warum es auch nur so Sinn macht.
Moin,
F. F. schrieb:> Wenn ich z.B. (mein Fachgebiet) die Ladung einer 80V Batterie messen> will, dann muss ich sowieso die Schlussspannung von ungefähr 110V durch> einen Spannungsteiler passend für den Mikrocontroller machen.
Axo, sowas meinst du. Ja, klar kannste nicht mit den 110V direkt auf den
Eingang gehen, sondern du brauchst einen Spannungsteiler. Die Toleranzen
dieser Widerstaende machen dir halt Messfehler (z.B. wenn sie bei einem
10Bit Wandler nicht << 1/1024 = 0.1% sind). Zusaetzlich ist's noch so,
dass wenn die Uref klein ist (also z.b. 1.1V) irgendwelcher Dreck auf
GND oder der sonst irgendwie in die Messung reinpfeift, mehr
Auswirkungen aufs Ergebnis hat, wie bei groesserer Uref (z.b. 4.096V).
Das macht dann halt ueber den Daumen gepeilt ungefaehr 2 bit aus.
Aber ohne dass ich gross Ahnung von Akkuladung hab': So genau wirds da
nicht zugehen muessen. Die ganzen Spannungen sind ja auch temperatur-
und was weissich nocht noch alles abhaengig...
Gruss
WK
Wollte das Thema auch nicht an mich reißen, aber das taucht hier ja
immer wieder auf.
Daher muss man schon vorher ziemlich genau, noch vor dem
Mikrocontroller, die Spannungsreferenz herstellen. Nur einen Teilmenge
der Versorgungsspannung des Mikrocontrollers zu nehmen oder zu nennen,
finde ich hier immer sehr irreführend. Und letztlich hilft es einem
Anfänger dann wenig das nur in der Bit-Breite des ADCs festzumachen.
F. F. schrieb:> Mir ist klar, dass das Messergebnis innerhalb der Referenzspannung> liegen soll, aber es ist doch lediglich eine Bezugsgröße. Ich kann doch> auch 2x Referenzspannug haben oder sehe ich das völlig falsch?
Das Messergebnis hängt davon wie man es ausgeben will also in welcher
Einheit. Wichtiger ist, das das Messsignal nicht größer als die U_REF
ist oder wird.
Auf was beziehst du dich mit "2x Referenzspannung" ?
Grundsätzlich kannst du nur 1x U_Ref haben bezogen auf die U_Ref selbst.
Beziehst du dich auf das Messsignal, welches auch mehr als U_Ref sein
kann, so muss das Messsignal verringert werden siehe dein Beispiel mit
der Batterie.
F. F. schrieb:> Ob ich> dann einen Messfehler von 0,043V habe, ist doch völlig irrelevant, wenn> ich eh nur die erste Stelle hinterm Komma brauche und die mit 0,3V> Toleranz.
Das hängt von deiner Vorgabe ab was du willst und was du als hinreichend
genau empfindest bzw dir reicht.
Paul schrieb:> Einigen wir uns auf Technik, Hilfe und Fragen und auf eine klare und> kurze Antwort
Stell dir vor du hast eine Widerstandsreihe von 10x 1kOhm. Somit hat
jeder Widerstand, bei einer U_REF von 10V, einen Spannungsfall von 1V.
Diese Einzelvergleichspannungen werden harangezogen zum Vergleich wie
groß und wo sich das Messsignal ist
Volt Wert vom ADC
0 -+
| 0
1 -+
| 1
2 -+
| 2
3 -+
| 3
4 -+
| 4
5 -+
| 5
6 -+
| 6
7 -+
| 7
8 -+
| 8
9 -+
| 9
10 -+
Einfach gesagt die U_Ref bestimmt die Auflösung eines Messsignales.
Bei 10Bit sind das 1024 Stufen ABER von 0-1023.
Somit sind dann
5V/1024Bit = Auflösung in V ~ 0,00488V/Bit
4,096V/1024Bit = Auflösung in V = 0,00400V/Bit
2,5V/1024Bit = Auflösung in V ~ 0,00244V/Bit
1,1V/1024Bit = Auflösung in V ~ 0,00107V/Bit
Guck dir mal das angehängte Bild an und Folgende allgmeingültige
Bedingung:
GND <= U_Mess <= U_REF <= VCC
Begriff Quantisierung erforschen.
F. F. schrieb:> Mir ist klar, dass das Messergebnis innerhalb der Referenzspannung> liegen soll, aber es ist doch lediglich eine Bezugsgröße. Ich kann doch> auch 2x Referenzspannug haben oder sehe ich das völlig falsch?
Na klar geht das-
F. F. schrieb:> Mir ist klar, dass man den Messfehler (bei x2) verdoppelt.
Und das zeigt eben, dass du nicht verstanden hast, wie der AD-Wandler
(ganz egal welcher) funktioniert. Legst du 2x Referenzspannung an ist
dein Messfehler eben nicht verdoppelt sondern er erhöht sich maximal. Du
hast dann eine Messabweichung von 100% denn dein AD-Wandler wird dir nur
sagen, dass grade die Referenzspannung anliegt was aber ja nicht richtig
ist da ja doppelte Referenzspannung anliegt. Wenn dein üblicher
Messfehler 0,5% sind hast du nun nicht den doppelten Messfehler sondern,
da dein Messfehler nun 100% ist, einen um den Faktor 200 erhöhten
Messfehler.
F. F. schrieb:> Wenn ich z.B. (mein Fachgebiet) die Ladung einer 80V Batterie messen> will, dann muss ich sowieso die Schlussspannung von ungefähr 110V durch> einen Spannungsteiler passend für den Mikrocontroller machen. Ob ich> dann einen Messfehler von 0,043V habe, ist doch völlig irrelevant, wenn> ich eh nur die erste Stelle hinterm Komma brauche und die mit 0,3V> Toleranz.
Ja, sowas lernt man in Regelungstechnik: Die erste Nachkomma-Stelle ist
Interessant, die zweite Fragwürdig und die Dritte ist eh nur geschätzt.
Das reicht für 99,9% aller Messaufgaben im Feld. Das ist u.a. der Grund
warum häufig nur der Bereich 10%-90% definiert ist (siehe z.B.
Datenblatt Mosfet, Diagram im Anhang).
Natürlich kann man wesentlich genauer messen, idR ist das aber sehr
uninteressant und es lohnt einfach den Aufwand nicht den man dafür
treiben muss.
M. K. schrieb:> Und das zeigt eben, dass du nicht verstanden hast,
Hatte mich da gedanklich völlig verrannt und war eigentlich schon bei
der Verarbeitung nach dem ADC.
chris schrieb:> Das Messergebnis hängt davon wie man es ausgeben will also in welcher> Einheit.
Das Messergebnis eines ADC ist grundsätzlich erstmal in Einheiten von
U_Ref. Genau genommen ist beim ATtiny 841 mit seinem 10Bit Wandler die
Einheit U_Ref/1024.
Wolfgang schrieb:> Das Messergebnis eines ADC ist grundsätzlich erstmal in Einheiten von> U_Ref. Genau genommen ist beim ATtiny 841 mit seinem 10Bit Wandler die> Einheit U_Ref/1024.
Les den Post weiter unten und bringe auch das Zitat von Foldi mit ein
dann wird die Aussage von mir klarer. Er war im Gedankengang verrannt ;)
