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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Versorgungsspannung des Controllers messen


Autor: Felix T. (Gast)
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Hallo zusammen

Ich möchte über eine ganz einfache Schaltung die Versorgungsspannung von 
einem Mega32 messen.
Ich habe mir das folgendermaßen überlegt:
Die Versorgungsspannung des Mega32 wird über einen 10:1-Spannungsteiler 
aus zwei Widerständen abgesenkt. Diese analoge Spannung die sich bei 
4...5,5V Versorgungsspannung dann zwischen 0,4...0,55V bewegt wird an 
einem ADC-Eingang des Mega32 gemessen. Als Referenzspannung nutze ich 
die intern zuschaltbare 2,56V-Referenzspannung.

Wenn die Versorgungsspannung nun in dem oben beschriebenen Intervall 
schwankt sollte sich dies doch linear im gemessenen Wert an dem 
ADC-Eingang wiederspiegeln, oder?

Es geht mir nur um die grundsätzlich Funktionsweise dieser Schaltung. 
Kann das so funktionieren, oder hab ich da etwas nicht bedacht?

Oder gibt es noch eine andere, noch einfachere Möglichkeit um die 
Versorgungsspannung zu messen?

Gruß,
Felix

Autor: Stefan P. (form)
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Das wird schon so gehen, wie Du dir überlegt hast.
Die interne Referenz ist weitestgehend unabhängig falls die VCC 
schwankt...

Eine einfachere Schaltung fällt mir auch nicht ein, ausser Du möchtest 
nur den Ausschalt Moment triggern, dann könnte man den Analog Komparator 
benutzen - braucht zwar auch 2 R's für die Triggerspannung, aber spart 
in dem Fall halt Rechenzeit (IRQ kommt dann automatisch...)

MfG
form

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Eigentlich braucht man dafür überhaupt keine externe Beschaltung. Das, 
was Du vorhast, geht komplett mit Bordmitteln. Man muss nur seine 
Denkweise umkehren: Man kann die interne Bandgap-Referenz auf den 
ADC-Eingang legen. Wenn Du die Betriebsspannung AVCC als Referenz 
nimmst, dann bekommst Du als Ergebnis einen Wert, der dem Verhältnis der 
Referenz zur Betriebsspannung entspricht. Das lässt sich alles intern 
einstellen. Es braucht keinen externen Spannungsteiler.

Autor: Fabian B. (fabs)
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Das Problem an dieser Schaltung ist aber, daß du ständig einen gewissen 
Strom über den Spannungsteiler verbrätst.
Einfacher und ohne externe Beschaltung geht das so:
Schau mal in der Setup-Tabelle für den ADC nach wo die Quellen drin 
stehen. Da gibt es die sog. Bandgab-Referenz. Diese liegt bei irgendwo 
1,1-1,2V. Jetzt konfigurierst du den ADC mit Vref=Vcc und als 
Eingangssignal eben diese Bandgab-Ref. Da die Bandgab-Ref ja konstant 
ist, ist dein ADC-Wert umso höher, je niedriger Vcc liegt. Bei Vcc = 5V 
sollte dein ADC-Wert so ca bei 240-250 liegen. Du musst dann nur noch 
einmal die Sache "kalibrieren", weil die BG-Ref halt recht große 
Fertigungstoleranzen hat. (Keine Angst, schwanken tut sie im Betrieb 
nicht)

Die Methode spart Pins, Bauteile und Strom.

Gruß
Fabian

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Fabian B. wrote:
> Du musst dann nur noch
> einmal die Sache "kalibrieren", weil die BG-Ref halt recht große
> Fertigungstoleranzen hat.
Wenn es so genau sein soll, dann muss es auch bei anderen Methoden 
kalibriert werden. Die "normale" 2,56 V-Referenzspannung wird nämlich 
aus besagter Bandgap-Referenz abgeleitet, so dass die beiden sich von 
der (Un)Genauigkeit her nichts tun...

BTW:
Bist ganz schön langsam...;-}

Autor: Fabian B. (fabs)
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Simmt, kalibrieren muss man eigentlich immer.

Bin ausserdem doch nicht langsam...nur Ausführlich ;-)

Gruß
Fabian

Autor: wt (Gast)
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warum soll die Versorgungsspg. überwacht werden. Was passier wenn sie 
schwankt?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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wt wrote:
> warum soll die Versorgungsspg. überwacht werden. Was passier wenn sie
> schwankt?
Ist die Frage tatsächlich ernst gemeint?

Autor: wt (Gast)
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klar, denn die Reaktion entscheidet in dem Fall über die Art und Weise 
wie ich das tue. Oder fällt die Spannungsüberwachung in die Rubrik, 
hilfe mein µP hat gerade nichts zu tun. Dann ist es berechtigt, solche 
Übungen zu machen:)

Autor: Fabian B. (fabs)
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Naja... man kann z.B. in einer batteriebetrieben Anwendung den Benutzer 
zum Batteriewechsel auffordern.

Nur mal so als Idee

Gruß
Fabian

Autor: wt (Gast)
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dann hast du folgende Anordnung zu tun:
Batterie(spg zu messen) -> Spgsregler für µC Versorgung hält die µC Spg 
konstant -> µC selbst hat konstante Spg und überwacht die Batt Spg.
Als Spgregler (Schaltregler) kannst Du StepUp von AIC oder Torex nehmen, 
die sind ok

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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@wt:
Natürlich. Oben wurde grad beschrieben, wie man das ganze komplett ohne 
zusätzliche externe Komponenten machen kann, und Du kommst jetzt mit nem 
Schaltregler an. Ne, ist klar...

Autor: wt (Gast)
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Wenn Du immer noch nicht verstanden hast, daß Du µC Spg. konst. halten 
muß dann JETZT aber. Die Jungs haben dir lediglich beschrieben wie man 
Vcc vom µC messen kann.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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wt wrote:
> Die Jungs haben dir lediglich beschrieben wie man
> Vcc vom µC messen kann.
Und genau danach hat der OP ja auch gefragt! Um das Konstanthalten ging 
es überhaupt nicht.

Abgesehen davon ist es in den meisten Anwendungen gar nicht nötig, die 
Spannung wirklich 100%ig konstant zu halten. Es muss nur dafür gesorgt 
werden, dass bei einem eventuellen Einbruch der Versorgungsspannung 
unter einen Wert, bei dem der µC und seine Peripherie nicht mehr stabil 
laufen (und das kann nicht nur bei batteriebetriebenen Geräten 
passieren) bestimmte Daten gerettet werden und das System kontrolliert 
abgeschaltet wird.

Und zumindest die AVR-µCs haben einen relativ weiten 
Versorgungsspannungsbereich, in dem sie stabil laufen, wenn man sie 
nicht grad im Grenzbereich taktet.

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