mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 0-10V Eingang digitalisieren


Autor: Michael Guenther (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

ich wuerde gerne einen analogen 0-10V Eingang digitalisieren und die
Daten dann im Mikrocontroller weiterverarbeiten. Die benoetigte
Aufloesung betraegt 12Bit. Hat jemand eventuell entsprechende
Designvorschlaege/Quellen inklusive Impedanzwandler usw. oder auf was
muss man besonders achten? Welche AD-Wandler sind zu empfehlen?

Vielen Dank fuer Eure Hilfe,
Gruss Michael

Autor: Dirk B (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
Ist der Mikrocontroller schon vergegeben?
Sonst würde ich einen MSP430 mit 12Bit-AD vorschlagen.
Und davor einen Spannungsteiler.

Gruss
Dirk

Autor: Dirk B (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
äh, meinte vorgegeben..

Autor: MSE (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie im anderen Forum schon jemand sagte: Einen Wandler empfehlen kann
man nur, wenn man weiß bei welcher Wandlungsrate er betrieben werden
soll!

Gruß, Michael

Autor: Michael Guenther (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke fuer Eure Antworten. Hier ein paar mehr Infos, waren wirklich
etwas knapp.

Bei dem 0..10V Eingangssignal handelt es sich um eine in der Industrie
standardisierte Schnittstelle, mit der lineare Ereignisse uebertragen
werden, d.h. z.B. beim Bezug auf Luftfeuchte entsprechen 0% Luftfeuchte
= 0V und 100% Luftfeuchte = 10V. Diese Eingangsspannung soll nun
digitalisiert werden um sie in einem Mikrocontrollersystem
weiterzuverarbeiten. Dabei ist keine grosse Geschwindigkeit gefragt, da
der Einsatz in Umweltsimulartionsanlagen eh nur eine gemaechliche
Aenderung der Messwerte (bei Temperatur eventuell 1C pro Minute)
zulaesst.

Das Problem meinerseits ist im Augenblick die Signalkonditionierung, da
die Versorgungsspannung des Systems bei 5V liegen wird und somit die
Eingangsspannung 0..10V entsprechend angepasst werden muss. Da
allerdings die 0..10V Schnittstelle nicht belastet werden darf muss man
wohl (das ist im Augenblick mein Gedankengang) Spannungsfolger an den
Eingaengen verwenden. Ausserdem sollte der Eingang differentiel, also
nicht massebezogen sein.

Ich habe mir gerade auf elektronik-kompendium den sehr ausfuehrlichen
Artikel ueber den "echten Differenzverstaerker" von Thomas Scheerer
(vielen Dank fuer die Arbeit) durchgelesen. Vom Grundprinzip waere das
fuer mein Problem ja brauchbar, allerdings ist das
Hauptanwendungsgebiet des Instrumentationsverstaerkers wohl die
Verstaerkung sehr kleiner Spannungen und nicht die "abschwaechung".

Welchen Weg schlaegt man denn in meinem Fall am ehesten ein?

Vielen Dank fuer Eure Tipps und Hilfen.

Gruss Michael

Autor: Uwe Nagel (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nimm doch erst mal die Grundschaltung für einen Subtrahierer mit der
Verstärkung 1/2. Widerstände groß wählen, dann ist die Belastung der
Quelle nicht allzu groß. So ist üblicherweise jeder Eingang in der
Industrie aufgebaut.
Soll der Eingangwiderstand doch lieber nahe Unendlich sein, kannst Du
den beiden Eingängen jeweils einen OP als Spanungsfolger vorschalten.
Nicht vergessen, dass die Versorgungspannung ausreichen muss.
Die Störempfindlichkeit nimmt jedoch mit höherer Impedanz sicherlich
zu.

Autor: olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es ist unmoeglich ein Signal zu messen ohne es zu belasten. :-)

Du musst die Aus und Eingangswiderstaende kennen und kannst dann
entscheiden was du fuer einen Spannungsteiler brauchst und ob du dort
noch einen OP als Buffer nachschalten musst.

Ich kann dich aber beruhigen dein Problem ist ziemlich trivial. Klingt
nach Messtechnik-Praktikum erster Versuch. :-)


Olaf

Autor: MSE (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist die Spannung wirklich überhaupt nicht belastbar? (=>relativ
hochohmiger Spannungsteiler)
Ansonsten gäbe es die Möglichkeit, mittels eines DCDC-Wandlers eine
höhere Versorgungsspannung zum Betrieb des Instrumentationverstärkers
zu erzeugen. Nach dem Inst.-Amp. käme dann der Spannungsteiler, dann
der Wandler. Wenn der Wandler langsam sein darf, kann es ein
integrierender Wandler sein, wie Crazy horse im anderen Forum sehr
richtig sagt. Ich kenn mich hier nicht aus und kann leider keine Typen
nennen.
Was Controller angeht: ich persönlich bin Atmel-AVR-Fan, aber das ist
Geschmackssache. Mir gefällt an den Dingern vor allem, dass es freie
Entwicklungswerkzeuge für sie gibt (Assemlber sowie C/C++-Compiler).

Gruß, Michael

Autor: Michael Guenther (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie gesagt, die Spannung sollte relativ wenig belastbar sein, da es
sonst eventuell zu Spannungseinbruechen kommt und damit das
Messergebnis verfaelscht wird.

Wie loest man denn mein Problem in der Praxis im Allgemeinen? Es kann
ja nicht sein, das ich der erste bin der eine solche Spannung
digitalisieren will.

Kann jemand einen Instrumentationsverstaerker empfehlen oder baut man
sowas diskret auf?

Nochmals vielen Dank fuer Eure Hilfe, auch wenn Sie dem ein oder
anderen relativ trivial vorkommt. Danke.

Gruss Michael

Autor: Michael Guenther (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
P.S.: Vielleicht hat jemand eine Beispielschaltung griffbereit? Danke.

Autor: Thomas Burkhardt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Michael,

"Wie gesagt, die Spannung sollte relativ wenig belastbar sein, da es
sonst eventuell zu Spannungseinbruechen kommt und damit das
Messergebnis verfaelscht wird"

Das muss sich doch irgendwie quantifizieren lassen...
Ich hab' hier zum Beispiel grad nen MCR-PT100 da, ein 0..10 V
Messwandler für PT 100. Da wird spezifiziert, dass die Last größer 10
kOhm sein muss. So in der Art muss das dein Gerät doch auch tun.

Autor: MSE (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Instrumentation-Verstärker diskret aufbauen? Das wird nichts!
Es gibt zum Beispiel welche von Analog Devices:
AD620, AD622, AD623.

Autor: Marian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

am einfachsten und genausten ist ein sog. „precision unity gain“
differential Verstärker INA105 zu nehmen. Der braucht zwar bipolare
Versorgung, aber Du kommst bei 5V Systemspannung und +10V
Eingangspannung ohnehin ohne einen DC/DC Wandler nicht aus.
Schaltung: Input – Pin 3, GND – Pin 1, Ausgang – Pin 2,5, 6
zusamengeschloßen. Vout = Vin/2.
Wenn Du eine fertige Platine brauchst, schau hier:

http://www.psh-mikro.sk/Slovak/AVR/DAB02.htm

Grüße
Marian

Autor: Michael Guenther (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke fuer Eure Hilfe. Der geforderte Eingangswiderstand soll >= 100k
sein, d.h. also eine gewisse Belastung ist durchaus drin.

Es muesste doch dann theoretisch ausreichen einen Spannungsteiler zu
nehmen. Problem hierbei ist wohl nur, dass man durch die Widerstaende
keine 12Bit hinbekommt (Rauschen, Toleranz, ...).

Andere Ideen?

Gruss Michael

Autor: MSE (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nun ja, einen Spannungsteiler brauchst Du sowieso, ob nun ohne oder mit
vorangehendem Verstärker, auch wenn dieser nach 'nem Verstärker
natürlich niederohmiger und damit weniger rauschend sein könnte. Das
hat aber keinen Einfluß auf die Toleranz, da müßtest Du eh irgend wie
abgleichen. Irgend jemand schrieb bereits: Abgleich z.B. über
Referenzspannung (was leider nicht geht, sofern man mehrere Kanäle mit
jeweils eingenen Spannungsteilern hätte). Ansonsten mußt Du halt
Software-Kalibrierung vornehmen.

Ach ja, zum Thema Rauschen:
Du schriebst ja, die Geschwindigkeit der Anwendung sei niedrig. Damit
kannst Du alle möglichen Maßnahmen gegen Rauschen treffen (Tiefpaß mit
niedriger Knickfrequenz).
Die Verwendung eines integrierenden Wandlers fällt bereits in diesen
Maßnahmenkatalog.


Gruß, Michael

Autor: MSE (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ach so, das wichtigste hab ich wieder nicht geschrieben:
Nimm einfach 'nen Spannungsteiler, einfacher geht es nicht!


Gruß, Michael

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: MSE (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@crazy horse:

Willst Du auf einen bestimmten Punkt Deiner Ausführungen hinaus oder
nur allgemein auf Dein Posting hinweisen?

(Sorry, ich verfolge diese Diskussion nur in diesem Forum, habe aber
Deinen Beitrag zu obigem Link gelesen.)

Gruß, Michael

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
nö, ich finde es nur ziemlich unhöflich.
Im Prinzip sind alle Fragen im Elko erschlagen, dort meldet er sich
nicht mehr und fängt denselben Mist wieder an (natürlich ohne zu
verweisen). Und die guten Leutchen hier schreiben wieder denselben
Kram. Das muss doch nicht wirklich sein, oder?

Autor: Michael Guenther (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

vielen Dank fuer Eure ausfuehrlichen Antworten und Hinweise. Die
parallele Diskussion im Elko mit fehlendem Verweis hierher bitte ich zu
entschuldigen. Die Diskussionen wurden uebrigens parallel gestartet, da
ich mir unabhaengige Meinungen erwartet habe. Mir war nicht bewusst
dass die guten Leute in allen Foren unterwegs sind.

Nochmals danke fuer Eure Muehe und entschuldigt den durch mich
ausgeloesten unnoetigen Mehraufwand einiger Mitglieder. Werde mich
bessern.

Gruss Michael

Autor: MSE (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@crazy hors, @Michael Guenther

Ok, ein Verweis im anderen Forum wäre wirklich nicht schlecht gewesen.

Gruß, Michael

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.