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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AT Tiny 85 -> Int. Referenz Schrott?


Autor: GreenHorn (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe hier ein kleines Problem mit der internen 1,1 Volt 
Spannungsreferenz bei einem ATtiny85.
Ich baue mir hier gerade einen batteriebetriebenen ( 2 x AAA ) 
Funksensor der den Internen Temperatursensor des Tiny 85 ausliest und 
die gemessenen Werte mit einem RFM-02 aussendet.
Ähnlich diesem Beispiel hier: 
http://www.avr.roehres-home.de/sensoren/i_uni_sensor.html
Ich habe den Temperaturbereich auch mittlerweile schön linearisiert 
bekommen und die Genauigkeit reicht für meine Ansprüche ( 
Zimmerthermometer ).
Gestern musste ich die Batterien bei dem Sensor tauschen und stelle mit 
entsetzen fest das die Messwerte nach dem Batterietausch fast 2,5 Grad 
daneben liegen. Betreibe ich den ganzen Kram mit 5V Betriebsspannung 
dann verschiebt sich der Messwert sogar um 20 Grad !!
Meine vermutung ist jetzt das die 1,1 Volt referenz sehr stark von der 
Betriebsspannung des Tinys abhängig ist. Sollte das tatsächlich so sein, 
dann kann man ja die Int. Ref. in die Tonne treten.
Hat irgenjemand soetwas auch schon beobachtet?

Gruß

GreenHorn

Autor: Bohrer (Gast)
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Wenn ich mir deine Beschaltung des Tiny so ansehe hast du einen Fehler 
bei R42! Der müsste doch 21,97 Ohm haben und nicht 10!

Autor: A. K. (prx)
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Spannungsreferenzen werden in Volt oder Prozent qualifiziert, nicht in 
°C. Worauf läuft das bei dir raus?

Dass der interne Temperatursensor nicht mehr als ein sehr grobes 
Schätzeisen ist steht im Datasheet: nach Kalibrierung +/-10°C. Diesen 
Sensor also für eine Genauigkeit weit besser als 2,5°C verwenden zu 
wollen ist ziemlich mutig.

Wenn man wie hier die Wahl hat, den Sensor oder die Referenz zu 
verteufeln, würde ich zunächst auf den Sensor tippen. Die Referenz kann 
man sehr einfach überprüfen.

Autor: GreenHorn (Gast)
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@A. K.

die +- 10 Grad beziehen sich auf eine single point calibration:
"Typically, the measurement accuracy after a single temperature 
calibration is ±10°C"
Bei 2-Punkt Kalibrierung und im ADC Noise Reduction Mode kriegt man das 
Teil auf +- 2 Grad. Wie gesagt eigentlich bin ich mit den Messwerten 
soweit zufrieden, aber wehe die Betriebsspannung ändert sich z.B. nach 
Batt. wechsel. Und das scheint mir ein Problem von der Ref. Spannung zu 
sein.

@Bohrer
???

Gruß

GreenHorn

Autor: James (Gast)
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Die internen Referenzen können innerhalb der Datenblatt-Toleranzen
sehr wohl von einander abweichen, sind aber spannungsunabhängig und
auch langzeitstabil. Der Temp.-Sensor ist halt ein Schätzeisen.

Was spricht dagegen das Teil zu kalibrieren?
(temperaturmäßig und Spannungsmäßig wg. Referenz)??

Autor: A. K. (prx)
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GreenHorn schrieb:

> Und das scheint mir ein Problem von der Ref. Spannung zu sein.

Vermutet oder gemessen? Lässt sich doch ganz einfach messen: Bekannte 
Spannung an einen ADC-Eingang und bei verschiedenen 
Versorgungsspannungen messen. Die Ref ist zwar als vom Wert her nicht 
sonderlich genau bekannt, gilt aber als leidlich stabil gegenüber 
äusseren Enflüssen.

Autor: GreenHorn (Gast)
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@James

Naja, das Problem ist, das Sich die Betriebsspannung ja ändern kann. ( 
2,2V - 3,3V ) Die Temp. hatte ich Kalibriert bei einer Akkuspannung von 
ca. 2,7V.
Nach einlegen von anderen Batt. (~2,9V) lagen die Werte um 2,5 Grad 
daneben.

Gruß

GreenHorn

Autor: GreenHorn (Gast)
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Vermutet, aber das ist der einzige Parameter der sich geändert hat.
Aber ich werde mal messen.

Gruß

GreenHorn

Autor: A. K. (prx)
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Die typische Abhängigkeit der Referenz von Temperatur und Spannung ist 
im Datasheet aufgeführt, S.196. Kannst mal rechnen ob das ausreicht.

Autor: GreenHorn (Gast)
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@A. K.

Aaaah, das stand in meinem Datasheet noch nicht drin.
Ist ja übelst.
Ich glaube, das da unter diesen Bedingungen Hopfen und Malz verloren 
sind.

Trotzdem Danke

Gruß

GreenHorn

Autor: A. K. (prx)
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Nuja, kannst versuchen, diese Kurven als Kompensation einzurechnen ;-). 
Aber ich würde annehmen, dass ein externer Sensor der einfachere Weg 
ist.

Autor: GreenHorn (Gast)
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Das problem ist, das ich Anschlussmässig mit dem ATtiny ein bisschen 
eingeschränkt bin. Ich habe auch schon überlegt, ob ich mit einem KTY 
oder einer Diode die Temp. messen könnte. Daür bräuchte ich aber eine 
zusätzliche Referenzspannungsquelle bzw. Stromquelle und für den 
Batteriebetrieb müsste das Ganze auch noch abschaltbar sein. Im Moment 
schläft mein Tiny die meiste Zeit und wird nur durch den Interrupt vom 
RFM-02 alle 30sec geweckt.
Dadurch hält die Batterie fast ewig.
Ich habe im moment keine Idee wie ich das alles realisieren soll.
Ein DS18xx scheidet auch aus da meine Batteriespannung ja bis auf 2,2v 
runtergehen kann, beim DS18xx ist aber bei 3V schluss.

Gruß

GreenHorn

Autor: A. K. (prx)
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Controller mit mehr Pins, wie Tiny84?

Autor: GreenHorn (Gast)
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Ja, wird wohl auch werden, wäre ja auch zu einfach gewesen. ;)

Gruß

GreenHorn

Autor: Peter Dannegger (peda)
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A. K. schrieb:
> Die typische Abhängigkeit der Referenz von Temperatur und Spannung ist
> im Datasheet aufgeführt, S.196. Kannst mal rechnen ob das ausreicht.


Das sieht ja wirklich krass aus, 2% von 3V auf 5V, d.h. man kann max 
6Bit des 10Bit-ADC benutzen.


Man kann die UREF mal auf PB0 ausgeben, ob die wirklich so unbrauchbar 
schlecht ist.


Peter

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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GreenHorn schrieb:
> Das problem ist, das ich Anschlussmässig mit dem ATtiny ein bisschen
> eingeschränkt bin. Ich habe auch schon überlegt, ob ich mit einem KTY
> oder einer Diode die Temp. messen könnte. Daür bräuchte ich aber eine
> zusätzliche Referenzspannungsquelle bzw. Stromquelle
nicht unbedingt siehe:
> http://www.sprut.de/electronic/temeratur/temp.htm
erstes Bild:

> und für den> Batteriebetrieb müsste das Ganze auch noch
> abschaltbar sein.
Wenn du den "Positiven" Zweig an einen Pin hängst kannst du 
an/abschalten, benötigt natürlich einen weiteren Pin, du könntest das 
aber auch mit dem RFM Verbinden, den Schaltest du ja auch an/aus denke 
ich mal.

Autor: GreenHorn (Gast)
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@Läubi

Da habe ich leider wieder das Problem das die Batteriespannung bei ~3,3V 
anfängt und bis auf 2,2V runtergehen kann, der Sensor aber mindestens 4V 
anliegen haben muss.
Mit einem Pin einschalten würde gehen, zur Not ziehe ich einen SDO/SDI 
pin für die Messung auf High ohne den RFM zu "selecten". Einen Pin zum 
messen hätte ich auch noch frei.
Jetzt fehlt nur noch eine "STABILE" Konstantspannungsquelle die mir 
unterhalb von 2,2V Betriebsspannung eine Stabile Spannung liefert.
Ich gehe mal auf die suche.

@Peter

Das mit dem PB0 werde ich mal ausprobieren. I'm really schocked.

Gruß

GreenHorn

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Hä? Der Witz an der Sache ist ja gerade, dass das ganze von der 
Betriebsspannung unabhängig ist, siehe Abbildung 6
http://www.sprut.de/electronic/temeratur/kty2.gif

Autor: GreenHorn (Gast)
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Jetzt komm ich nicht mehr mit,
in erster Linie sehe ich doch auf dem Bild einen Spannungsteiler, mit 
einer unveränderlichen Komponete ( 2,7K ) und dem KTY. An einer Stabilen 
Betriebsspannung von in dem Beispiel 5V macht das Ganze für mich noch 
Sinn.
Die Ausgangsspannung ist abhängig von dem KTY.
Aber die Betriebsspannung liegt doch bei mir in einem Bereich von 2,2V - 
3,3V, also ist die Ausgangsspannung doch zusätzlich auch von der 
Eingansspannung abhängig, oder habe ich jetzt irgendetwas übersehen?

Gruß

GreenHorn

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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GreenHorn schrieb:

> Aber die Betriebsspannung liegt doch bei mir in einem Bereich von 2,2V -
> 3,3V, also ist die Ausgangsspannung doch zusätzlich auch von der
> Eingansspannung abhängig, oder habe ich jetzt irgendetwas übersehen?

Ja.
Aber die Referenzspannung des ADC ist es auch (wenn man die 
Betriebsspannung als Referenz auswählt).

Und damit kürzt sich deren Einfluss wieder raus.

Autor: A. K. (prx)
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GreenHorn schrieb:

> in erster Linie sehe ich doch auf dem Bild einen Spannungsteiler, mit
> einer unveränderlichen Komponete ( 2,7K ) und dem KTY. An einer Stabilen
> Betriebsspannung von in dem Beispiel 5V macht das Ganze für mich noch
> Sinn.

Wenn die Referenz des ADC mit der Versorgungsspannung des Teilers 
identisch ist, dann misst der ADC direkt das Verhältnis der Widerstände. 
Egal wie niedrig oder hoch die Versorgungsspannung ist.

Autor: GreenHorn (Gast)
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Platsch!!! Guten Morgen, jetzt hab ichs kapiert.

Das probiere ich auf jeden Fall aus, die Bauteile habe ich sogar 
zuhause, sogar den 2,7K Metallschicht TK=25

Wie Blind man doch sein kann.

Vielen lieben Dank, ich melde mich nach dem Wochenende und berichte.

Gruß

GreenHorn

Autor: A. K. (prx)
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Wenn du den Teiler abschalten willst, dann brauchst du doch wieder 2 
Pins.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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GreenHorn schrieb:
> zuhause, sogar den 2,7K Metallschicht TK=25
Ich hab da immer "standard" Metall-Widerstände genommen, das klappte 
auch recht stabil auf 0,01°C wirds nicht aber vielleicht reicht es dir 
schon.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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A. K. schrieb:
> Wenn du den Teiler abschalten willst, dann brauchst du doch wieder 2
> Pins.

Man könnte ja den SCK-Pin doppelt belegen, 2.7k  sollte er treiben 
können.
Oder Reset disablen (Programmieren per HV-Programmer oder Bootloader).


Peter

Autor: GreenHorn (Gast)
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Nee, das reicht auf jeden Fall, es sollte nur nach Austausch der 
Batterien noch stimmen ;)

Gruß

GreenHorn

Autor: GreenHorn (Gast)
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@Peter & A. K.
SDI,SDO oder SCK würde alles gehen, während der Messung mache ich eh 
nichts mit dem RFM.
Ich habe ja sogar den ADC-Noise Canceler laufen. ( Also CPU schläft )

Gruß

GreenHorn

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