Hallo,
ist es möglich und zuverlässig, wenn man eine µC-Schaltung mit einem AVR
(5 V) direkt über ein Schaltnetzteil mit 5 V Ausgangsspannung versorgt,
ohne zuvor einen Festspannungsregler, wie z.B. den µA7805 vorzuschalten?
Die üblichen Abblockkondensatoren bleiben natürlich bestehen.
Zusätzlich würde ich noch einen Pufferkondensator von z.B. 220 µF
einbauen.
Das Schaltnetzteil hat (z.B. das SNT MW25-05 :: Schaltnetzteil,
geschlossen, 5V / 5,0A / 25W von Rei*****):
Restwelligkeit: 50 mV
Ausgangsspannungstoleranz: +-2% (-> +-100mV)
Weitere Daten: siehe angehängte JPG
Das würde im Worst Case 4,85 V bzw 5,15 V Ausgangsspannung ergeben.
Grund: Ich möchte die Verlustleistung und Wärme durch ein 9 V / 12 V
Netzteil mit einen folgenden Festspannungsregler (µA7805) vermeiden.
Falls das jedoch auf Kosten der Stabilität und Zuverlässigkeit geht,
werde ich diese Idee wieder verwerfen.
Die 5 A Ausgangsstrom sind für meine Zwecke mehr als ausreichend. (Es
würden auch die 1,5 A des µA7805 ausreichen).
Habt ihr da bereits Erfahrungen?
Vielen Dank
Benni
Benni P. schrieb:> Habt ihr da bereits Erfahrungen?
Mein PC läuft seit Jahren mit einem Schaltnetzteil - geht prima. Wegen
dem bisschen Restwelligkeit soll sich der µC nicht anstellen.
VCC als Referenzspannung für den ADC fällt dann allerdings aus. Auch bei
ratiometrischen Messung würde ich dafür dann noch einen LDO hinter den
Schaltregler hängen.
Werner schrieb:> VCC als Referenzspannung für den ADC fällt dann allerdings aus
Das ist ein guter Einwand! Ich werde den nutzen, um ein Trimmpoti (10k
mit 10k Vorwiderstand) zu messen. Da ist die Frage, ob es sinnvoll ist
das Poti und die Referenz des AVR über einen LDO zu speisen, oder gleich
einen Festspannungsregler für alles zu nutzen.?
Also ich schätze mal fast das der AVR selber intern ein LDO hat (haben
viele PIC z.b die die 5V intern runterregeln. Und außerdem davon intern
eine Vref für den ADC bereitstellen.
Ich werde den ATMEGA 324PA-PU einsetzen.
Selbst wenn der ADC einen internen LDO hat, bringt mir das jedoch für
konstante Werte am Eingang nicht viel, wenn ich diese nicht auch am Poti
anliegen habe, richtig?
Aber wenn die Referenz des Potis und die ADC-Referenz am AVR synchron
schwanken, dürfte sich das doch kompensieren, bzw. bei der Ungenauigkeit
eines Trimmpotis nicht groß ins Gewicht fallen, oder? Am Vorwiderstand
des Poti fallem ja immerhin auch nur maximal 0,25 mV bis 0,5 mV, je nach
Stellung, ab.
Ich muss dazu sagen, dass ich das digitalisierte Signal schlussendlich
für die weitere Nutzung in Prozent (0-100) umrechnen werde, was einen
Fehlereinfluss zusätzlich minimiert. Wichtig ist mir nur, dass meine
prozentualen Werte nicht durch eine wellige Versorgungsspannung
schwanken.
Benni P. schrieb:> Aber wenn die Referenz des Potis und die ADC-Referenz am AVR synchron> schwanken, dürfte sich das doch kompensieren, bzw. bei der Ungenauigkeit> eines Trimmpotis nicht groß ins Gewicht fallen, oder?
Solange keine unterschiedlichem Messungen in Relation gesetzt werden. So
gibt es Messmethoden, die neben dem eigentlichen Wert noch den aktuellen
Wert von VCC messen (genauer: den Wert der Referenz bei Aref=VCC). Da
diese beiden Messungen zu unterschiedlichen Zeiten erfolgen und die
Laufzeit einer Messung in der Grössenordnung einer SNT-Periode liegt,
kann sich ein zufälliger oder systematischer Fehler ergeben.
Dazu kommt, dass zwar der ADC-Eingang per S&H gehalten wird, nicht aber
der als ggf. Referenz verwendete Wert von AVCC. Da die ADC-Wandlung eine
gewisse Zeit dauert, sollte AVCC innerhalb dieser Zeit unverändert
bleiben.
A. K. schrieb:> Solange keine unterschiedlichem Messungen in Relation gesetzt werden. So> gibt es Messmethoden, die neben dem eigentlichen Wert noch den aktuellen> Wert von VCC messen (genauer: den Wert der Referenz bei Aref=VCC). Da> diese beiden Messungen zu unterschiedlichen Zeiten erfolgen und die> Laufzeit einer Messung in der Grössenordnung einer SNT-Periode liegt,> kann ein zufälliger oder systematischer Fehler erfolgen.
Ich möchte lediglich die Stellung des Potis (in Prozent) in "Echtzeit"
haben. Systematische Fehler sind somit quasi irrelevant.
Benni P. schrieb:> Systematische Fehler sind somit quasi irrelevant.
War anders gemeint als du das verstanden hast. Aber das betrifft dich
nicht, also führe ich das nicht weiter aus.
Aber der zweite Absatz betrifft dich. Da könnte allerdings ein passend
dimenstionierter L/C-Filter vor AVCC helfen, wie ihn Atmel ohnehin
empfiehlt. Der muss dafür sorgen, dass innerhalb der Wandlungszeit des
ADC der Wert von AVCC ausreichend konstant bleibt.
Benni P. schrieb:> Werner schrieb:>> VCC als Referenzspannung für den ADC fällt dann allerdings aus>> Das ist ein guter Einwand! Ich werde den nutzen, um ein Trimmpoti (10k> mit 10k Vorwiderstand) zu messen. Da ist die Frage, ob es sinnvoll ist> das Poti und die Referenz des AVR über einen LDO zu speisen, oder gleich> einen Festspannungsregler für alles zu nutzen.?
Wenn Du sowohl das Poti als auch AVREF von VCC versorgen lässt, ist das
alles egal, weil sich das dann gegenseitig aufhebt. Sprich: Wenn VCC
größer wird, werden sowohl AVREF als auch der Messwert um den gleichen
Prozentsatz größer, sprich: es kommt der gleiche ADC-Count raus.
Wenn Du eine externe Spannung messen willst, gibts externe Referenzen
wie z.B. MCP1525 (2.5V) oder MCP1541 (4.096V).
Wenn das Trimmpoti als Userinterface gedacht ist, kannst Du besser einen
Drehgeber nehmen. Der funktioniert rein digital und gibt Dir Drehimpulse
links/rechts aus (in Form zweier um 90° phasenverschobener
Rechtecksignale).
Siehe z.B.
http://www.reichelt.de/Drehimpulsgeber/STEC12E06/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=3714&ARTICLE=73917&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&;
Ich würde ansonsten noch einen PMOS als Verpolungsschutz in die
VCC-Leitung reinsetzen: Gate an Gnd, Drain an Netzteil, Source an VCC
Deiner Platine; ggf einen Vorwiderstand vors Gate setzen. Du wärst nicht
der erste und nicht der letzte, der ein Gerät durch Verpolung killt. Ich
nehme hier immer einen IRLML5203.
Vorteil gegenüber einer Diode: kein Spannungsabfall. Normalerweise
kostet Dich eine Diode 0.7V (0.3V bei Schottky) an Eingangsspannung. Mit
dem PMOS hast Du das Problem nicht.
Und ganz dick "5V=" an den Eingang dranschreiben, damit Du noch in drei
Jahren weißt, dass da keine 12V dran gehören. Auch da schreibe ich aus
Erfahrung...
fchk
A. K. schrieb:> Aber der zweite Absatz betrifft dich. Da könnte allerdings ein passend> dimenstionierter L/C-Filter vor AVCC helfen, wie ihn Atmel ohnehin> empfiehlt. Der muss dafür sorgen, dass innerhalb der Wandlungszeit des> ADC der Wert von AVCC ausreichend konstant bleibt.
Zunächst vielen Dank für Eure Antworten!
Wenn ich das richtig sehe bietet sich folgende Lösung an.
Versorgung der Schaltung über das 5 V Schaltnetzteil.
Versorgung von AVCC, Aref und Poti+Vorwiderstand an einem 5 V LDO (über
das 5 V Schaltnetzteil gespeist)
Das sollte kein Problem darstellen, da laut Datenblatt eine maximale
Spannungsdifferenz zwischen VCC und AVCC von +-300 mV vorliegen darf,
welche laut Datenblatt des Schaltnetzteiles nie auftreten sollte.
Sehe ich das so richtig, oder ist der L/C-Filter meiner Lösung definitiv
vorzuziehen?
Frank K. schrieb:> Wenn Du sowohl das Poti als auch AVREF von VCC versorgen lässt, ist das> alles egal, weil sich das dann gegenseitig aufhebt. Sprich: Wenn VCC> größer wird, werden sowohl AVREF als auch der Messwert um den gleichen> Prozentsatz größer, sprich: es kommt der gleiche ADC-Count raus.
Nehmen wir an, der ADC wandelt in 20µs. Und der SNT arbeitet mit 50kHz,
also 20µs. Am Anfang der Wandlung sampelt der ADC das Signal. AVCC als
Referenzspannung freilich läuft innerhalb der Wandlungszeit leicht weg,
wie es eben die Art von SNTs ist.
Das kann also beispielsweise funktionieren, wenn Aref per Kondensator
gepuffert wird und das Poti ebenfalls dort dran hängt (evtl.
Spannungsfolger sinnvoll). Oder wenn AVCC lang genug unverändert bleibt.
Das ist kein Problem bei 100Hz Störungen schlechter Linearnetzteile.
Deren Periode ist gegenüber der Wandlungszeit so lang, dass sie keine
Rolle spielt.
Benni P. schrieb:> Versorgung von AVCC, Aref und Poti+Vorwiderstand an einem 5 V LDO (über> das 5 V Schaltnetzteil gespeist)
Muss dann aber schon ein LLDO sein, denn die Differenz zwischen VCC und
AVCC darf nicht zu gross werden.
Einfacher: Entweder eine externe Referenz (2,5V TL431, irgendein LDO mit
3,3V, ...) als Quelle für Aref und Poti verwenden - nicht aber AVCC.
Oder die interne Referenz auf Aref ausgeben und dort das Poti dran
hängen - evtl. per Spannungsfolger, wenns zu viel Strom zieht.
Frank K. schrieb:> Wenn das Trimmpoti als Userinterface gedacht ist, kannst Du besser einen> Drehgeber nehmen.
Das ist der geplante Verwendungszweck, ja. Die Lösung mit dem Drehgeber
ist sehr schick und definitiv professioneller. Ich habe das Poti derweil
wegen der einfacheren Auswertung vorgezogen.
Allerdings werde ich mich jetzt doch mal damit auseinandersetzen. Damit
kann ich zudem "springende" Werte vermeiden, da ich nicht von
irgendeiner mehr, oder weniger schlechten Widerstandsbahn abhängig bin.
Vielen Dank für eure Tipps. Ihr habt mir sehr weitergeholfen!
A. K. schrieb:> Muss dann aber schon ein LLDO sein, denn die Differenz zwischen VCC und> AVCC darf nicht zu gross werden.
Wie gesagt, 300 mV sind laut Datenblatt zulässig.
A. K. schrieb:> Einfacher: Entweder eine externe Referenz (2,5V TL431, irgendein LDO mit> 3,3V, ...) als Quelle für Aref und Poti verwenden - nicht aber AVCC.> Oder die interne Referenz auf Aref ausgeben und dort das Poti dran> hängen - evtl. per Spannungsfolger, wenns zu viel Strom zieht.
Strom über Poti liegt zwischen 250 µA und 500 µA, je nach Stellung.
Eventueller geringer Eingangsstrom des ADC wurde vernachlässigt.
Werner schrieb:> VCC als Referenzspannung für den ADC fällt dann allerdings aus.
Du solltest auf jeden Fall im Datenblatt nachsehen, wie genau die
Spannung nach (d)einem 7805 ist. Wenn du Pech hast, hast du ein +-10%
Exemplar erwischt... :-o
Thomas O. schrieb:> setzte vor den AVR noch eine 100µH Drossel vor
Aber nur mit Elko dahinter. Eine Drossel ohne ausreichendem Kondensator
dahinter sorgt für hässliche Spannungsänderungen bei Lastwechsel.
schaltnetzteil_kennwerte.JPG
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