mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsmessung mit AVR


Autor: Karlheinz Druschel (kdruschel)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Leuts,

eine ganz simple Frage hätte ich mal:
Ich möchte mit einem ATMega128 Spannungen messen, so zwischen 0 und 20 
Volt.
Also brauche ich einen Spannungsteiler (im einfachsten Fall).
Wie dimensioniert ihr denn üblicherweise bei sowas den Strom ?
10 mA?, 100 mA?

Greets
Karlheinz

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ATMegas haben einen Eingangswiderstand von ca 100M.
Wechselstommäßig ist auf einen Eingangswiderstand von 10K
ausgelegt. (Eingangskapazität ca 12p zu ca. 10K in Signalweg)

Autor: Karlheinz Druschel (kdruschel)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die Antwort, hilft mir aber jetzt im Moment nicht wirklich 
weiter.....

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Machste 100k auf 10k als Teiler.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
U=R*1

In Abhängigkeit der gewählten Ref.-Spannung hast Du alle Angaben.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>U=R*1

Nee, *I!

Autor: Karlheinz Druschel (kdruschel)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also mal ganz einfach erklärt:
Ich möchte einen Spannungsteiler zur Spannungsmessung verwenden.
Insgesamt sollen an beiden Widerständen 20 V abfallen. Davon 5 Volt an 
R2, 15V an R1 (wodurch sich logischerise ein Verhältnis von R1:R2 = 3:1 
ergibt.
Nach dem Ohmschen Gesetz ist R=U/I. Aber wie gross sollte mein I sein ?
10mA ? 100mA? 1mA?


>In Abhängigkeit der gewählten Ref.-Spannung hast Du alle Angaben.
Da ich R berechnen will, muss ich einen Wert für I annehmen. Und genau 
deshalb frage ich ja, wie gross mein I sein sollte.........


>Machste 100k auf 10k als Teiler
D.h. R1 = 100k, R2 = 10k ?

Autor: Analog (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du solltest den Spannungsteiler so dimensionieren, so dass Du so wenig 
Strom wie möglich verplemberst. Am besten schaltest Du den 
Spannungsteiler mit einem IO-Port bei Bedarf zu. So verbrauchst Du nur 
dann Strom, wenn Du misst.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi  Karlheinz,

den R am Eingang des AVR kannst und soltest Du Dir sparen.

Autor: Karlheinz Druschel (kdruschel)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was ist denn so wenig wie möglich ?
Kann mir keiner mal eine Zahl angeben ???????????

Welchen Widerstand kann ich mir sparen ? Die hängen beide am Eingang des 
Avr......

Autor: Johannes M. (johnny-m)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Noch mal: Der Eingangswiderstand sollte nicht mehr als 10 kOhm betragen. 
Das steht sogar im Datenblatt. Das bedeutet, dass zumindest der 
High-Side-Widerstand des Teilers kleiner oder gleich 10 kOhm sein 
sollte. Wenn Dein Signal sich nur extrem langsam ändert, dann kannst 
Du mit dem Widerstand auch noch höher gehen.

Autor: gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ua/Ue = R2/(R1+R2)

das is die grundformel für den spannungsteiler
Ua = deine Ref Spannung im AVR
Ue = deine maximale eingangsspannung
einen widerstand gibste dir vor .. der andere errechnet sich daraus

dann haste deinen spannunsgteiler

Autor: Karlheinz Druschel (kdruschel)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das ist schon alles klar...
Aber um einen Widerstand vorzugeben muss ich doch ungefähr wissen 
wieviel Strom durch ihn fliessen soll...............
Und das würde ich gerne mal wissen..... Wovon geht man in so einem 
einfachen Fall aus ?
1 mA, 100 mA?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Karlheinz Druschel wrote:
> Das ist schon alles klar...
> Aber um einen Widerstand vorzugeben muss ich doch ungefähr wissen
> wieviel Strom durch ihn fliessen soll...............
> Und das würde ich gerne mal wissen..... Wovon geht man in so einem
> einfachen Fall aus ?
> 1 mA, 100 mA?
Hast Du mein Posting oben gelesen? Habe nicht den Eindruck!

Ein Widerstand ist im Prinzip vorgegeben, der andere ergibt sich dann 
zwangsläufig.

Außerdem solltest Du vielleicht einfach mal überlegen, ob Deine Werte 
überhaupt Sinn machen. 100 mA bei 20 V sind glatte 2 W. Vielleicht mal 
versuchen, einen Sinn für Größenordnungen zu bekommen...

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Strom ist relativ uninteressant. Je kleiner, desto langsamer 
reagiert die Eingangsbeschaltung, je größer, desto mehr Verlustleistung 
fällt im Spannungsteiler an. 100µA Meßstrom reichen für "langsame" 
Spannungsmessungen kleiner 1kHz Eingangsfrequenz locker aus.

Autor: Steffen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das ist interessant, ich habe noch nie geschaut, wie klein der 
Widerstand vor dem Pin sein sollte. Wenn ich also "recht schnelle" 
Signale mit einem Spannungsteiler in den AVR einlesen möchte sollte also 
noch ein Spannungsfolger verwendet werden, der einen geringen 
Ausgangswiderstand hat?

Steffen

Autor: Johannes M. (johnny-m)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Steffen wrote:
> Wenn ich also "recht schnelle"
> Signale mit einem Spannungsteiler in den AVR einlesen möchte sollte also
> noch ein Spannungsfolger verwendet werden, der einen geringen
> Ausgangswiderstand hat?
Das ist dann sinnvoll, wenn das zu messende Signal sehr hochohmig ist.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry Karlheinz,

ich hab beim flüchtigen Berachten den Pfeil aus R gesehen.

Schuldigung :)

Ich geh jetzt mal von einer Ref. Spannung von 2,56V aus.
Bei einer Auflösung von 10 Bit hast Du Werte von 0 .... 1023.
Um bei der maximalen zuerwartenden Spannung von 20V den Messbereich
Voll auszuschöpfen dürfen max 2,56V über R1 abfallen.
Wenn Du einen Eingangswiderstand von ca 1M anstrebst ergeben sich für
R1 (ca. 1/10 der Eingangaspannung) ca. 100K

100K/100M -> zu erwrtender Fehler > 0,1% (Gleichspannung)

den Rest rechnest Du bitte selber.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
edit:

>100K/100M -> zu erwrtender Fehler > 0,1% (Gleichspannung)

100K/100M -> zu erwartender Fehler <= 0,1% (Gleichspannung)

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Im 2-ten Posting hat Klaus gesagt, dass der Eingangswiderstand des ADC 
ca 100MOhm beträgt. Und das ist dein Knackpunkt.

Deine Schaltung sieht ja egentlich so aus


    +-----+
          |
         +-+
         | |  R1
         +-+
          |
          +----- ADC Pin --+
          |                |
         +-+              +-+
         | | R2           | | R3
         +-+              +-+
          |                |
    +-----+----------------+

wobei R3 der Innenwiderstand des ADC ist und wie gesagt ca 100MOhm 
beträgt.
Machst du daher R2 ebenfalls in dieser Größenordnung, dann wird R3 als 
Parallelschaltung zu R2 wirksam und verfälscht dir den Spannungsteiler.
Ist R2 aber wesentlich kleiner als R3, dann kannst du die 
Parallelschaltung von R2 und R3 in der Praxis vergessen und der 
Spannungsteiler wird duch R3 nicht mehr beeinflusst.

(Soweit zur einfachen Theorie: Der Eingang hat auch eine Kapazität und 
daher wirkt sich das dann auch bei unterschiedlichen Frequenzen anders 
aus)

Die Frage ist also nicht: Auf wieviel Strom legst du den Spannungsteiler 
aus. Sondern: Wie dimensioniere ich den Spannungsteiler, so dass mir der 
Innenwiderstand des Messinstruments nicht in die Suppe spuckt.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
wieder falsch!

Das ganze bezieht sich auf:

wenn R1 zwischen Masse und Ausgang sitzt.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Karl heinz Buchegger

>wieder falsch!

das bezog sich nicht auf Dich sonder auf mich.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Klaus wrote:
> @ Karl heinz Buchegger
>
>>wieder falsch!
>
> das bezog sich nicht auf Dich sonder auf mich.

Uff. Und ich hab schon überlegt und gegrübelt

Stimmen meine Überlegungen so halbwegs?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Karl heinz Buchegger wrote:
> Stimmen meine Überlegungen so halbwegs?
Auf jeden Fall diejenige, dass der Teilerwiderstand ausreichenden 
Abstand zur Eingangsimpedanz wahren sollte...

Autor: bruno kamga (bruno2000)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Zusammen
  ich habe eine ganz wichtige Frage
  ich wollte die spannung auf eine Akku Nimh(1,2v) messen , da ich habe 
eine TLC 549 AD wandler. wie kann ich mein  Ref+ auf 1,5 v  und Ref- 1 v 
und Vcc ist 5 v.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.