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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC bipolar messen


Autor: Ahnungslos (Gast)
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Hallo zusammen,

ich bin noch Anfänger auf dem AVR, darum können meine Fragen recht 
einfach zu beantworten sein. Ich hab auch schon hier im Forum und im 
Internet gesucht, hab aber irgendwie nichts gescheites gefunden, oder 
bin zu blöd dazu.
Wäre schön, wenn ihr mir helfen könntet!

1. Frage: Ich hab schon mehrmals mit dem internen ADC des ATMega32 
gemessen und es hat auch sehr gut funktioniert. Jetzt möchte ich bipolar 
messen, bin mir aber nicht sicher, wie ich es anstellen soll. Ich möchte 
über einem Shunt messen, über den der Strom in beide Richtungen fließen 
kann. Ich würde jetzt mit zwei ADC-Eingängen differenziell messen. Geht 
das? Oder kann ich so keine positiven und negativen Werte messen. Was 
steht dann im ADC-Register?

2. Frage: Die Tabelle 22-4 im Datenblatt des ATMeg32 auf Seite 223 sagt 
mir ja, was ich ins MUX Register reinschreiben muss, dass ich 
differenziell messen kann. Aber da gibt es Zeilen, in denen zwei mal der 
gleiche PIN steht. Ich kann doch nicht mit nur einem PIN differenziell 
messen?!?! Oder verstehe ich das falsch?

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Frage 1: Du kannst mit dem ADC nur von 0V (minimal GND -0,6V) bis VRef 
(bzw. maximal bis Vcc +0.6V) messen! Um in zwei Richtungen zu messen, 
brauchst Du 2 Single Ended ADC-Pins. Die Ergebnisse subtrahierst Du.

Frage 2: Bei den Einstellungen mit demselben Pin können Offset- und 
Gain-Fehler gemessen und somit herausgerechnet werden.

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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Wie sind die Spannungen absolut gesehen am Shunt?

Also welche Spannungen gegen GND erwartest du am Shunt? jeweils für 
beide fälle

Autor: Ahnungslos (Gast)
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Aha!

zu 1: Es kann also kein negativer Wert im ADC-Register stehen, auch wenn 
der "positive differential input" negativer ist als der "negative 
differential input"? Was passiert dann, wenn dies auftritt?

zu 2: OK das mit dem Offsetfehler verstehe ich, aber das mit dem 
Gain-Fehler nicht. Gain ist doch der multiplikator, oder?

Vielen Dank für die schnelle Hilfe!

Gruß

Autor: Ahnungslos (Gast)
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@ ... ...
Es handelt sich etwa um 1 Volt Spannungsabfall am Shunt. Auf die 
Controllermasse hat das aber keinen Bezug. Ich muss also differentiell 
messen, oder?

Danke

Autor: Justus Skorps (jussa)
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Ahnungslos schrieb:

> zu 1: Es kann also kein negativer Wert im ADC-Register stehen, auch wenn
> der "positive differential input" negativer ist als der "negative
> differential input"?

So wie ich das Datenblatt verstehe schon, siehe S. 213...der 
Wertebereich ist doch da auch im negativen Bereich...

Autor: Edi (Gast)
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Obwohl ich das selber noch nie verwendet habe, bin ich der Ansicht, dass 
das durchaus geht, aber nicht bei allen Atmels. Bespielsweise im 
ATtiny25/45/85 gibt es einen "bipolar mode", in dem die Differenzbildung 
praktisch per Hardware gemacht wird. Da gibt es dann durchaus positive 
und negative Ergebnisse im ADC-Register.

Die Potentiale an den beiden Eingängen müssen aber immer innerhalb des 
Versorgungsspannungsbereichs bleiben. Völlig frei dürfen sie also nicht 
floaten.

Autor: Ahnungslos (Gast)
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Ich bin jetzt auch vom Schlauch runter gestiegen.
Das hätte ich auch selbst lösen können. Auf Seite 221 unter den zwei 
Formeln steht der richtige Absatz. Da steht drin, dass auch negative 
Werte drin stehen können(zweier Komplement). Würde das von euch noch 
jemand überprüfen, ob ich das richtig sehe. Ansonsten das mit dem zwei 
mal unipolar messen und voneinander abziehen funktioniert natürlich 
auch.

Vielen Dank schon mal. Die Hilfsbereitschaft in diesem Forum ist auch 
für Neueinsteiger echt klasse.

Das muss mal gesagt werden!

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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Ahnungslos schrieb:
> Auf die Controllermasse hat das aber keinen Bezug.

Du mußt irgendeinen Bezug haben...

Irgendwo wird da doch wohl GND rumfliegen

Was würdest du den an deinem Shunt messen? also gegen AGND des ADC?

Die Spannung darf die V_ref nicht übersteigen und sie darf nicht neagtiv 
sein.

Autor: Ahnungslos (Gast)
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Ich kann natürlich einen Bezug herstellen, indem ich auf die eine Seite 
des Shunts die ADC-Masse lege. Dann hätte ich +/-1V, je nachdem in 
welche richtung der Strom fließt.

Gruß

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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das kann der adc nicht messen, wie schon gesagt

Autor: Ahnungslos (Gast)
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Q... ...
Genau so verstehe ich das auch, darum wollte ich bipolar messen.

Gruß

Autor: Ahnungslos (Gast)
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Entschuldigung: Bitte in meinem letzten Beitrag "bipolar" durch 
"differenziell" ersetzen.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Was Du machen kannst, ist einen OV den Shuntstrom messen lassen und die 
Ausgangsspannung des OVs so einzustellen, daß bei keinem Stromfluß genau 
Vref/2 herauskommt, bei einem positiven Strom ein Wert >Vref/2 aber 
<Vref gegen Masse und bei einem negativen Strom ein Wert <Vref/2 aber 
>0V gegen Masse herauskommt. Dann brauchst Du nur einen ADC-Pin.

Autor: Ahnungslos (Gast)
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Das stimmt, an sowas habe ich auch schon gedacht. Jedoch wollte ich auch 
wissen, ob es möglich ist bipolar zu messen.

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