mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsteiler berechnen


Autor: Schüler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.
Ich bin noch Schüler und beschäftige mich seit einigen Wochen mit 
Mikrocontrollern. Mit der Software komme ich recht gut klar (C 
Kenntnisse reichen bisher aus). Meine Elektrotechnikkenntnisse lassen 
aber leider sehr zu wünschen übrig.
Ich möchte einen Temperaturfühler an meinem ATmega32 auslesen. Der 
Temperaturfühler liefert mir laut Datenblatt Werte zwischen 1200-2100 
Ohm (entspricht -30 bis 50°C).
Der Fühler hängt zwischen ADCx und Vcc. Nun muss ich den Widerstand 
ausrechnen, den ich zwischen GND und ADCx schalte.
Aber hier komm ich nicht klar.
Laut mega32-Datenblatt lässt sich der ADC-Wert folgendermaßen 
ausrechnen: ADC = (Vin * 1024)/Vrev. Da ich die interne Referenzspannung 
verwenden möchte ist bei mir Vrev = 2,56V. Da ADC ein 10bit Wert ist, 
habe ich einen Wertebereich von 0 - 1023.
Aber wie rechnen ich nun den Widerstand aus?!? Ja ich weiß U=R*I. Ich 
suche R, U ergibt sich aus 5v-U(am Tempfühler). Nur wie soll ich U am 
Tempfühler ausrechnen, wenn ich I nicht kenne?!
Ich hoffe man kann mein Problem nachvollziehen.

Die Werten sollten linear oder mit irgendeiner Funktion einer Temperatur 
zugeordnet werden können.

Kann mir hier bitte jemand helfen. Ich bin anscheinend dazu zu blöde...

Vielen Dank.

Autor: ozo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: Dirk (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier findest Du etwas zu diesem Thema: 
Beitrag "Temperaturmessung + KTY + Dimensionierung"

Autor: Stefan Salewski (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Oder suche mal nach Stichwort KTY, hier im Forum oder mit Google.
Denn Dein Problem ist etwas komplizierter als nur ein Spannungsteiler.

Autor: Simon H. (lightdesigner)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du wirst sicher mehr Freude haben, wenn du anstelle eines T-abhängigen 
Widerstandes einen digitalen Temperatursensor nimmst.
Denn eine wirklich gut funktionierende T-Messung ist um einiges 
aufwändiger als nur ein Widerstand.

Das soll dich selbstverständlich nicht davon abhalten, das mal zu 
probieren und dich in das Thema einzulesen. Aber beachte, dass das schon 
einiges an Zeit und Fehlschlägen kosten wird.

Autor: Schüler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ojeh. Ihr macht mir Angst.

@ all: Danke für eure schnellen und Zahlreichen antworten!

@Simon H.: Ja mit digitalen Temperatursensoren habe ich schon 
gearbeitet, aber 2,50 für einen Sensor fand ich dann doch recht happig 
es soll ja auch keine wissenschaftliche Angelegenheit werden, sondern 
einfach nur eine kleine (günstige) Bastelei mit der ich die Temperaturen 
in 6 Räumen messen und vergleichen möchte. Wenn das ganze auf 0,5°C 
genau wäre, würde dies schon meine Erwartungen übertreffen.

Die Temperaturfühler sind KTY81-222.
Folgendes Schaltbild habe ich gefunden:
Beitrag "Re: Spannungsquelle für KTY - gegeneinander entkoppeln?"
Bis zu den 4,7kohm habe ich es auch verstanden, aber was bedeutet der 
teil rechts davon? <-------->VREF (wo liegt sie an?) 10n (?! wo?)
So ganz schlau werde ich aus dem Schaltplan nicht.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schüler schrieb:

> Bis zu den 4,7kohm habe ich es auch verstanden, aber was bedeutet der
> teil rechts davon?

 <-------->VREF

Der linke Pfeil symbolisiert den Mittenabgriff am 4k7 Poti
Der rechte Pfeil (mit dem VREF) symbolisiert, dass diese Leitung als 
Referenzspannung für die Auswerteschaltung benutzt wird

> (wo liegt sie an?) 10n (?! wo?)
> So ganz schlau werde ich aus dem Schaltplan nicht.

Vergiss den rechten Teil fürs erste.
Leg zu deinem KTY den Widerstand in Serie und sieh zu, dass du die 
Spannung am Spannungsteilerpunkt mit dem ADC bestimmen kannst.

Autor: Shuzz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die 4k7 sind ein Poti mit dem Du die Referenzspannung erzeugst.
Im Schaltplan steht "VREF", die Stelle würdest Du dann an AREF des µCs 
legen, dann aber bitte auch auf externe Referenz umstellen.

Der Vorteil ist, dass die Schaltung bei Schwankungen der 
Versorgungsspannung trotzdem funktioniert, eben weil Vref direkt aus der 
Versorgungsspannung abgeleitet wird und nicht aus einer festen Referenz 
kommt.

D.h. so eine Schaltung kannst Du an 5V ebenso betreiben wie an 3,3V.

Autor: Schüler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank für die schnellen Antworten.
Habe die Schaltung nun soweit aufgebaut. Mit Kältespray zeigt er mir 
auch ganz brauchbare Werte an [zwischen 400(eingeeist) bis 630(30°C)].
Das sieht doch schon ganz gut aus. Sagen wir eingeeist komme ich auf 
-40°C und in meinem Zimmer hab ich gerade knapp 30°C. Dann habe ich eine 
Auflösung von 0,329°C. Damit kann ich leben.
In den nächsten Tagen werde ich mal eine Wertetabelle (mit einem 
geeichten Messgerät) aufstellen.
Oder kann ich mir das sparen?!? Ich hab ja im Datenblatt 
http://www.reichelt.de/?;ACTION=28;LA=3;ARTICLE=95... 
eine Tabelle mit den Ohmwerten. Das müsste man dann ja auch ausrechnen 
können oder?

Autor: Schüler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry! Falsches Datenblatt. Dieses hier ist es natürlich: 
http://www.reichelt.de/?;ACTION=28;LA=3;ARTICLE=96...

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schüler schrieb:

> eine Tabelle mit den Ohmwerten. Das müsste man dann ja auch ausrechnen
> können oder?

Tipp:
Nimm die Ohmwerte aus dem Datenblatt her und berechne mit jeweils deinem 
Spannungsteilerwiderstand die Spannung, die sich ergeben wird und auch 
welchen Wert du daher vom ADC bekommen wirst.

Tipp2:
Das kann man (und sollte man) auch wunderbar in Excel machen.

Excel deswegen, weil du dir dann vom Excel ein Diagramm erzeugen lässt, 
auf dem du graphisch den Zusammenhang von Temperatur und ADC-Messwert 
siehst.

Wenn dieser Zusammenhang möglichst eine Gerade ergibt, dann kann man 
eine einfache Formel

    Temperatur = Faktor * ADC_Messwert + Offset

angeben, mit der du aus dem ADC_Messwert direkt die Temperatur errechnen 
kannst.

Eventuell ist dein Zusammenhang keine Gerade und mann kann eine etwas 
andere Formel einpassen.

Eventuell ist es auch so, dass man mit 2 oder mehr Geraden arbeiten kann 
um einen formelmässigen Zusammenhang herzustellen.

Grundlage all dessen ist aber erst mal ein Diagramm, in dem der 
Zusammenhang grafisch ersichtlich ist.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Karl heinz Buchegger (kbuchegg) (Moderator) meinte:

>Excel deswegen, weil du dir dann vom Excel ein Diagramm erzeugen lässt,

Und ausdrucken dann auf einem GTLaserBlaster 9000 -- nimm bloß keinen 
anderen Drucker, sonst stimmen die Buchstaben des Quelltextes nicht!

Buchegger, deine Hilfsbereitschaft und Geduld schätze ich ja wirklich, 
aber solche Kommentare? Selbst wenn der Fragesteller von sich aus damit 
angefangen hätte -- aber  zumindest hatte er in seinen ersten Posting 
nicht gesagt, dass er Microsoft-Abhängig ist.

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan Salewski schrieb:
> Karl heinz Buchegger (kbuchegg) (Moderator) meinte:
>
>>Excel deswegen, weil du dir dann vom Excel ein Diagramm erzeugen lässt,
>
> Und ausdrucken dann auf einem GTLaserBlaster 9000 -- nimm bloß keinen
> anderen Drucker, sonst stimmen die Buchstaben des Quelltextes nicht!
>
> Buchegger, deine Hilfsbereitschaft und Geduld schätze ich ja wirklich,
> aber solche Kommentare? Selbst wenn der Fragesteller von sich aus damit
> angefangen hätte -- aber  zumindest hatte er in seinen ersten Posting
> nicht gesagt, dass er Microsoft-Abhängig ist.

Von mir aus soll er das Spreadsheet aus OpenOffice nehmen. Ist mir 
relativ wurscht. Und wenn er die Dinge mit Tschenrechner oder 
Rechenschieber berechnet und das Diagramm mit der Hand zeichnet, ist es 
auch ok.
Wichtig ist nur, dass er sich die Daten ansieht und nicht mit der Stange 
im Nebel stochert und sich hinten nach wundert, warum nichts stimmt.

Autor: Bernd N (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Herr Salewski... er kann natürlich auch open office nehmen, bist du 
kleinkariert. Die Erklärung von Karl Heinz war 1a.

Autor: Schüler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das mit Excel zu machen ist ne gut Idee. Dann hoffen wir mal, dass etwas 
lineares herauskommt. Sonst zeig ich das Ding meinem Mathelehrer, der 
wird dann schon ne passende Funktion finden, die da passt.

Jetzt versuch ich mal die Werte aufzurechnen. Mit der Formel ADC = (Vin 
* 1024)/Vrev haut das sogar hin, wie ich gerade festgestellt habe :-)

Vielen Dank nocheinmal an alle die mir geholfen haben. Ein tolles Forum 
ist das!!

Bis bald...

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

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schüler schrieb:
> Das mit Excel zu machen ist ne gut Idee. Dann hoffen wir mal, dass etwas
> lineares herauskommt. Sonst zeig ich das Ding meinem Mathelehrer, der
> wird dann schon ne passende Funktion finden, die da passt.

Ui.
Mathelehrer muss da schon mal des öfteren bremsen.
Die haben kein Problem damit ein Polygon 12. Grades einzupassen, damit 
auch noch die 5. Nachkommastelle über einen Temperaturbereich -500°C 
(hihi) bis 2800°C stimmt :-)

(Das du gar nicht so genau messen kannst, wissen die ja nicht. Oder wie 
genau ist denn der 2. Widerstand im Spannungsteiler)

Autor: Schüler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Karl heinz Buchegger schrieb:
> Die haben kein Problem damit ein Polygon 12. Grades einzupassen, damit
> auch noch die 5. Nachkommastelle über einen Temperaturbereich -500°C
> (hihi) bis 2800°C stimmt :-)

Und am Ende brauch mein mega 10 Minuten, bis er die Temperatur 
ausgerechnet hat. Lol... soweit wollen wir es nicht kommen lassen ;-)

Karl heinz Buchegger schrieb:
> Oder wie genau ist denn der 2. Widerstand im Spannungsteiler

Hab vorhin auf die Schnelle nur einen mit Goldring (also 5% Toleranz 
gefunden). Werde später nochmal in meiner Bastelkiste kramen, da werden 
sich schon noch ein paar 1%er verkrochen haben.

Autor: Schüler (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das nenn ich mal linear ne :-)

Das sind die Werte:
Temp ADC  Ohm
-55  348  990
-50  362  1040
-40  392  1146
-30  423  1260
-20  454  1381
-10  486  1510
  0  519  1646
 10  552  1790
 20  585  1941
 25  601  2020
 30  618  2100
 40  651  2267
 50  684  2441
 60  716  2623
 70  749  2812
 80  781  3009
 90  812  3214
100  843  3426

Vielleicht kann es ja noch jemand brauchen

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.