ADC Eingangsspannung

Naja, die Formel ist falsch. Off by one.

8 bit., Nur sind's dann eher 4 mV.

welche Formel soll ich hier benutzen?

Joe F. schrieb:
> ermutlich hast du vergessen zu berücksichtigen, dass Uin= ADC*Uref/2^n
> nur näherungsweise gilt und unterschlägt,

könnte es sein dass Gain oder Offset Fehler die Messungen beinflussen ?

ADC schrieb:
> ich berechne eine Abweichung von fast 0.003 V

das klingt bei dir ja fast so als ob das viel sein sollte, 3mV.
Vlt. zeigst du mal eine Schaltung?

Off by one heißt: einen daneben.

Du teilst durch 2^n, der Maximalwert ist aber 2^n-1.

Also bei 8 bit durch 255 teilen, nicht 256.

ADC schrieb:
> ich habe aber ein Problem mit der Eingangsspannung. wenn ich die
> Spannung mit LtSpice Simuliere komme ich auf den Richtigen Wert,
> allerdings variiert der Wert wenn ich es mit der Formel vom ADC berechne
> ----> Uin= ADC*Uref/2^n.
>
> ich berechne eine Abweichung von fast 0.003 V.

LTSpice ist nur eine Schaltungssimulation. Wenn das Ergebnis der 
Rechnung oder der Simulation vom richtige Wert abweichen, passen 
Rechnung und/oder Simulation, die auch nur eine Rechnung ist, nicht zur 
Realität.

Also was simulierst du in LTSpice?
Woher hast du den "richtigen Wert"?
Was genau soll deine Formel beschreiben?

Beispiel: Ein ADC mit 4 Bit kann 16 Werte annehmen, also gäbe es 
zwischen 0V und URef genau 15 Intervalle (Zwischenräume). Wie kommst du 
in diesem Zusammenhang auf obige Formel?

A. S. schrieb:
> Also bei 8 bit durch 255 teilen, nicht 256.

Nö.

Beim Skalieren/Umrechnen ist die Länge der Skala entscheidend,
also 256, nicht der Maximalwert der Skala.

Leera schrieb:
> Beim Skalieren/Umrechnen ist die Länge der Skala entscheidend,
> also 256, nicht der Maximalwert der Skala.

Die Standardkonvention ist, dass Du mit einer Referenz von 5V eine 
Spannung von 0..5V messen kannst, d.h. der ADC dies in Wert von 0..2^n-1 
wandelt.

Wenn Du nun bei 8 (oder n) Bits den ADC-Wert entsprechend skalierst 
(U=5V*ADC/256), dann ist der maximal mögliche Wert 5V*255/256. Und das 
sind halt nicht 5V.

Man nennt das "off by one" oder "Zaunlattenproblem". Das führt auch 
immer zu der interessanten Frage, wie der ADC den Wert 0 bzw. 2^n-1 
behandeln soll. Beispiel: Ein ADC wandelt 0..1V in Werte von 0..10. Da 
würde man annehmen, die Umschaltschwellen liegen bei 0.05V, 0.15, … 
0.95V. Ein Wert von 3 entspricht dann 0.3V+-0.05V. Dabei überdecken die 
Rand-Werte (0 und 10) aber nur ein halbes Bit ;-)

Zum Thema ADC-Kennlinie gibt es längere Abhandlungen, z.B. die
AN2438 ADC Definitions and Specifications von J.Feddeler und B.Lucas 
(freescale Semi, jetzt NXP)
https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN2438.pdf

Hi,

Ich muss leider sagen, dass ich nichts verstanden habe.

Könnte sich jemand erbahmen und mich etwas unterstützen?
Meine Fähigkeiten liegen eher in der 3d Modell-Erstellung, 3d Druck und 
Holz + Leder Bearbeitung.

Jedenfalls baue ich mit Hilfe eines Esp32 und eines kapazetiven 
Erdfeuchte Messer von Alibaba eine Pflanzesteuerung. Nun scheitere ich 
am auslesen des Signals, weil ich es nicht auf die 1v für den ADC Pin 
runter bekomme.
Habe bereits eine Schaltung mit 3,3v Eingang, 47k und 10k Ohmen in Reihe 
geschalteten Widerstände gebaut und zwischen den beiden Widerständen 
eine Gound Verbindung gemessen. Hier habe ich sie gefunden 
https://www.androegg.de/?product=esp8266-esp32-esp8285-k-0135-regen-wasser-rain-water-1v-adc-sensor-kit
Klappte leider nicht und ich verzweifel.

Hilfe brauche ich bei dem Problem, aber wenn sich jemand an dem Projekt 
beteiligen möchte und mit uns bis zur Platinenentwicklung gehen möchte, 
würde ich mich sehr freuen.

LG Kai

Kai schrieb:
> Ich muss leider sagen, dass ich nichts verstanden habe.

Du bist aber nicht der TO, oder? Schildere dann bitte Dein Problem, da 
Du schwerlich das "Luxusproblem" (<<1% Ungenauigkeit) des TOs hast, 
oder?

M. K. schrieb:
> Bedenke hierbei: ADC kann nie 2^n werden sondern nur 2^n-1 da der Spass
> ja bei 0 beginnt zu zählen, nicht bei 1.

Ich möchte dir auch was zu denken geben:
Das Datenblatt der AVR, und da mal konkret des ATMega328P (nur als 
Beispiel) behauptet exakt das Gegenteil.
(leider kenne ich das Datenblatt des ESP32 nicht so gut auswendig)

Einer von euch beiden liegt falsch.
Du, oder das Datenblatt.

Arduino Fanboy D. schrieb:
> M. K. schrieb:
>> Bedenke hierbei: ADC kann nie 2^n werden sondern nur 2^n-1 da der Spass
>> ja bei 0 beginnt zu zählen, nicht bei 1.
>
> Ich möchte dir auch was zu denken geben:
> Das Datenblatt der AVR, und da mal konkret des ATMega328P (nur als
> Beispiel) behauptet exakt das Gegenteil.

Vielleicht kannst du mal etwas genauer zitieren.

Das Datenblatt wird wohl kaum behaupten, dass ein 10-Bit Wandler als 
Wandlungsergebnis 2^10 = 0x0400 liefern kann.

Wolfgang schrieb:
> Vielleicht kannst du mal etwas genauer zitieren.
>
> Das Datenblatt wird wohl kaum behaupten, dass ein 10-Bit Wandler als
> Wandlungsergebnis 2^10 = 0x0400 liefern kann.

Nein, macht es tatsächlich nicht. Genau genommen steht dort:

"An n-bit single-ended ADC converts a voltage linearly between GND and 
VREF in 2n steps (LSBs). The lowest code is read as 0, and the highest 
code is read as 2n-1."

Das klingt für mich exakt gleichlautend zu der Aussage von M.K., nicht 
nach deren exaktem Gegenteil.

Ein Stück weiter unten im Datenblatt steht dann:

ADC=V_IN*1024/Vref

Umgeformt wird daraus:

V_IN = Vref*ADC/1024

und die maximal mögliche Spannungsangabe für V_IN wird damit zu

Vref*1023/1024.

Der maximal mögliche Spannungswert, den der ADC liefern kann, wäre bei 
Vref=5V also 5V*1023/1024=4,995V - wie es M.K. geschrieben hat.

Streng genommen sagt der Maximalwert des ADCs natürlich nur aus, dass 
die Analogspannung irgendwo zwischen 4,995V und 5V liegt. Wo genau 
innerhalb dieses Quantisierungsintervalls sie liegt lässt sich nicht 
bestimmen. Man könnte den größten ADC-Wert also ebensogut mit dem 
Mittelpunkt des Quantisierungsintervalls 4,9975V gleichsetzen (und den 
kleinsten möglichen ADC-Wert mit 2,44mV).

Das macht AVR in dem mir vorliegenden Datenblatt aber nicht. Daher 
verstehe ich ebenfalls nicht, wo der Widerspruch zwischen M.K.s Beitrag 
und der Darstellung im Datenblatt liegen soll.

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATmega48A-PA-88A-PA-168A-PA-328-P-DS-DS40002061A.pdf

24.7 ADC Conversion Result
page 256

Dort findest du die Formel.

(passend umstellen, wirst du schaffen. die 1024 ändern sich dabei nicht)

Kai H. schrieb:
> Ich verstehe die Schaltung nicht, die mit z.B. mit zwei Wiederständen
> (30kO und 10Ko in Reihe) das Signal auf die maximalen 1V verringert.

Es gibt keine "Wiederstände" (oder was soll da wieder stehen) und deine 
Einheitenzeichen für die Werte scheint auch für die Tonne zu sein.
https://de.wikipedia.org/wiki/Internationales_Einheitensystem#Abgeleitete_SI-Einheiten_mit_besonderem_Namen

Achim S. schrieb:
> Das klingt für mich exakt gleichlautend zu der Aussage von M.K., nicht
> nach deren exaktem Gegenteil.

Ich habe das so verstanden, dass ihm
> Uin= ADC*Uref/2^n
nicht geschmeckt hat und er statt dessen
> Uin= ADC*Uref/(2^n-1)
sehen wollte.

evtl. ein Missverständnis?

Arduino Fanboy D. schrieb:
> evtl. ein Missverständnis?

da würde ich denn mal auch auf Missverständnis tippen.

Denn für sich allein betrachtet - ohne eigene, weitergehende 
Interpretationen dazuzufügen -  stimmt das von M.K. geschriebene 
vollständig mit der Darstellung im AVR-Datenblatt überein. Inklusive der 
Tatsache, dass die Zahlen von 0 bis 2^n-1 des ADCs natürlich 2^n 
unterschiedliche Werte(intervalle) darstellen.