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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kennlinienaufnehmer mit Atmel


Autor: Mirko Controller (Gast)
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Hallo! Ich möchte mir gern einen Kennlinienaufnehmer basteln.

Dazu habe ich ein 6,5V Netzteil, an welchem ein 5V Spannungsregler hängt 
(7805). Daran die ganze Schaltung. Alles soll durch einen ATMEGA8 
gesteuert werden. Zur Spannungsmessung möchte ich mehrere logarithmische 
Verstärker 
(http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:LO...) 
benutzen, die an den A/D-Eingängen des Atmels hängen. So habe ich quasi 
einen riesigen Messbereich und überall angemessene Genauigkeit.
Alle Messdaten werden über RS232 an einen Rechner geleitet.
Jetzt muss ich noch die Spannung variabel einstellen können, an der mein 
Messobjekt hängt. Dabei soll... na sagen wir max 1A oder max 2W möglich 
sein, ich denke, damit kann ich alle interessanten Bauelemente 
versorgen.
Nun meine Frage:
Wie realisiere ich die einstellbare Spannung am besten? Ich brauche 
einen Tiefpass zur Glättung, da am Atmel nur 0 oder 5V rauskommen und 
noch einen Transistor, da der Atmel nicht genug Strom liefern kann. 
Welchen Transistor am besten? Welche Transistorschaltung am besten? 
Welche Reihenfolge am besten? Erst Tiefpass, dann Transistor oder 
umgekehrt?
- Ich möchte keinen integrierten Spannungsregler benutzen, da dieser 
erst ab 1,2V oder so funktioniert, soweit ich weiß.
- Die Ausgangsspannung kann geregelt werden, ich kann eine Messleitung 
als Rückführung nehmen.

Über sonstige Anmerkungen und Hinweise bin ich auch sehr dankbar, ich 
kenne mich zwar theoretisch aus (Mechatronik-Studium), praktisch aber 
nicht :P

MfG,
  Mirko

Autor: holger (Gast)
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>Zur Spannungsmessung möchte ich mehrere logarithmische
>Verstärker
>(http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:LO...)
>benutzen, die an den A/D-Eingängen des Atmels hängen. So habe ich quasi
>einen riesigen Messbereich und überall angemessene Genauigkeit.

Wenn du die Temperatur auf 0.01 Grad genau konstant halten kannst
vieleicht. Dann noch die Typstreuungen bei den Dioden....

Oder einfach gesagt: Vergiss es.

>ich kenne mich zwar theoretisch aus

Das war nicht zu übersehen.

Bring ne LED zum blinken;)

Autor: Mirko Controller (Gast)
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Auf den für dieses Forum typisch scheinenden beleidigenden Sarkasmus 
will ich mal nicht weiter eingehen.

Is Temperatur und echt so schlimm? Ich würde mich ja mit +-2% 
Genauigkeit zufrieden geben. Und die Streuung zwischen Bauteilen wär mir 
auch egal, ich kann das Gerät ja einmessen und dann am Rechner 
kompensieren.

Was kann ich sonst stattdessen tun, um einen variablen Messbereich zu 
haben? Umschalten zwischen mehreren Messverstärkungen wäre auch ok, aber 
möglichst automatisch und möglichst billig. Gibts nen digital 
einstellbaren Widerstand oder sowas geiles? :P

(Meine eigentliche Frage steht auch immernoch im Raum)

Autor: holger (Gast)
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>Ich würde mich ja mit +-2% Genauigkeit zufrieden geben.

Nimm mal Excel und dann rechnest du dir für einen
10Bit Wandler einfach mal den Logarithmus von
0-1023 aus. Da wirst du etwas merkwürdiges sehen.

Autor: HAM-Radio (Gast)
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Hi,

besorg dir die beiden letzten Zeitschriften der Funkamateur. Dort ist ne 
Anleitung für nen Kennlinienschreiber enthalten.

Gruß

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Mirko Controller schrieb:
> Auf den für dieses Forum typisch scheinenden beleidigenden Sarkasmus
> will ich mal nicht weiter eingehen.

Er dient dazu, dich auf den Boden der Tatsachen zurückzuholen.
Anders reagieren die Leute mitlerweile nicht mehr darauf, wenn man ihnen 
ganz vernünftig vorrechnet, dass ihr Forderungen und Vorstellungen 
völlig überzogen sind.

Bau erst mal einen einfachen Messwertaufnehmer, 5V, ganz einfach an den 
ADC gehen. Dazu brauchst du keine grossartige Spezialhardware und du 
kannst Erfahrung sammeln (das ist nämlich das nächste, was die Anfänger 
gerne vergessen: Erfahrung zu haben hilft ungemein beim Abschätzen was 
sinnvoll ist und was nicht).

Ach ja: Das Stichwort das du suchst lautet: Digital Analog Wandler. Und 
es gibt mehrere Möglichkeiten dafür. Google ist dein Freund.

Autor: Mirko Controller (Gast)
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Und was habe ich damit gekonnt? Ich logarithmiere doch nicht das 
Messgerät sondern die Messung, müsste also in Excel exp(0..1023) (mit 
entsprechenden Faktoren und Offsets) ausrechnen um zu sehen, welche 
Werte ich messen kann.

Autor: Mirko Controller (Gast)
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> Er dient dazu, dich auf den Boden der Tatsachen zurückzuholen.
> Anders reagieren die Leute mitlerweile nicht mehr darauf, wenn man ihnen
> ganz vernünftig vorrechnet, dass ihr Forderungen und Vorstellungen
> völlig überzogen sind.
>
> Bau erst mal einen einfachen Messwertaufnehmer, 5V, ganz einfach an den
> ADC gehen. Dazu brauchst du keine grossartige Spezialhardware und du
> kannst Erfahrung sammeln (das ist nämlich das nächste, was die Anfänger
> gerne vergessen: Erfahrung zu haben hilft ungemein beim Abschätzen was
> sinnvoll ist und was nicht).

Ich wende mich doch an ein Forum, gerade weil ich weiß, dass ich noch 
nicht so viel Erfahrung habe. Einen einfachen Messwertaufnehmer habe ich 
schon. Jetzt will ich einen kleinen nächsten Schritt machen und bevor 
ich bei reichelt bestelle und dann auf die heiße Herdplatte fasse, frage 
ich lieber Leute, die Ahnung haben.

Und ich bekomme ja auch sinnvolle Ratschläge, ich muss sie nur aus den 
sinnlosen Beleidigungen raussortieren. Das macht keinen Spaß aber ich 
kann damit Leben.

Autor: Das Original :-) (Gast)
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Und ich fange gerade mit dem Studium an und kann dir auch so sagen, dass 
dir ein 6,5V-Netzteil für nen 7805 nicht viel bringt. Wenn du eine hohe 
Genauigkeit willst, dann schau dich doch nach externen ADCs mit 16 Bit 
oder so um? Als Messbereichswandler nimmst du einfach Spannungsteiler. 
Eine einstellbare Spannungsquelle bekommt man mit einem DAC und einem 
nachgeschaltetem Verstärker.

Autor: Das Original :-) (Gast)
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Achja: 10Bit (1024 Werte) sind übrigens nicht wenig. Du brauchst nen 
Bildschirm mit Full-HD (1080 Pixel senkrecht), um jede Abstufung sehen, 
besser: darstellen zu können. Nur beim Ausdrucken/Extreme Zooming lohnen 
sich evtl. 16 Bit.

Wenn du doppelte Genauigkeit möchtest (praktisch 11 Bit), könntest du 
die halbe Testspannung auf die volle ADC Spannung (bsp. 2,56V) 
verstärken/abschwächen. Die zweite Hälfte misst du, sobald dir ein 
Subtrahierer 2,56V vom Messsignal abgezogen hat (hast ja mehrere 
Eingänge am µC, musste nichtmal was schalten)

Autor: Mirko Controller (Gast)
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> Und ich fange gerade mit dem Studium an und kann dir auch so sagen, dass
> dir ein 6,5V-Netzteil für nen 7805 nicht viel bringt.
1) Warum nicht?
2) Sowas hast du im Studium gelernt!?

> Wenn du eine hohe
> Genauigkeit willst, dann schau dich doch nach externen ADCs mit 16 Bit
> oder so um? Als Messbereichswandler nimmst du einfach Spannungsteiler.

Ich will keine hohe Genauigkeit. Wenn ich verschiedene Messbereiche 
habe, reicht es. Ich weiß auch, was 10bit bedeuten. Bei 5V bedeuten 
10bit, dass ich 2mV nicht messen kann. Will ich aber vlt manchmal :P
Den Spannungsteiler meinst du vor AREF, richtig? Kann ich beliebig 
kleine Vergleichsspannungen an den atmel anschließen?

> Eine einstellbare Spannungsquelle bekommt man mit einem DAC und einem
> nachgeschaltetem Verstärker.

Mit nem DAC umgehe ich Tiefpass und PWM, das ist nun gerade das kleinste 
Problem. Wie sollte der Verstärker aussehen?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Mirko Controller schrieb:
>> Und ich fange gerade mit dem Studium an und kann dir auch so sagen, dass
>> dir ein 6,5V-Netzteil für nen 7805 nicht viel bringt.
> 1) Warum nicht?

Datenblatt des 7805.
Er will mindestens 8V Gleichspannung haben

> 2) Sowas hast du im Studium gelernt!?

Wo denkst du hin. Er ist Praktiker.

> Ich will keine hohe Genauigkeit. Wenn ich verschiedene Messbereiche
> habe, reicht es. Ich weiß auch, was 10bit bedeuten. Bei 5V bedeuten
> 10bit, dass ich 2mV nicht messen kann. Will ich aber vlt manchmal :P

Bei 5V sind 2mV sowas von egal

> Den Spannungsteiler meinst du vor AREF, richtig?

Nö.
Vor den ADC Eingang. Wenn du eine Kennlinie bis 10V aufnehmen willst, 
dann schalt einen Spannungsteiler davor. Aus den 0-10 werden 0-5 und 
schon kannst du das wieder messen.
Bei kleineren Spannungen schaltet man die AREF um. Dein Mega hat dazu 
praktischerweise eine Referenzspannungsquelle eingebaut, die in etwa 
2.5V hergibt. Die genaue Höhe muss man ausmessen.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Mirko Controller schrieb:

> Hallo! Ich möchte mir gern einen Kennlinienaufnehmer basteln.

Die Zeitschrift Funkamateur hat ein Bauprojekt "Kennlinienschreiber 
für Transistoren und Dioden" im Oktober 2010 Heft (2. Teil) und 
vorhergehenden Ausgabe September 2010 (1. Teil). Vielleicht mal am Kiosk 
reinschauen...

Autor: Udo Schmitt (urschmitt)
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Hallo Mirko,

Ich denke wie die meisten anderen auch, daß Du zu viel auf einmal 
willst. Einige Deiner Aussagen zeigen doch deutlich, daß Du nicht nur 
praktisch, sondern auch theoretisch noch einige Lücken hast.
Beispiele:
Du willst auf 10Bit genau messen, sagst aber 2% Genauigkeit reichen Dir. 
10Bit entsprechen einem Fehler von 0,1%. Grundlegendes Problem: 
Verständnis des Unterschieds zwischen Auflösung und Genauigkeit.
Du hast keine Ahnung davon, daß ein normaler Festspannungsregler nur 
dann sauber funktioniert wenn am Eingang mindestens 2-3V mehr liegen wie 
am Ausgang rauskommen sollen.
Damit landest Du automatisch in der Ecke: "Will das Super Duper 
Eierlegende Wollmilchsau-Gerät bauen, weiss aber noch nicht mal wie man 
einen EinfachDA Wandler mit PWM, Tiefpass und nachgeschaltetem OP baut = 
Fantast.

Generell solltest Du dich mal mit Operationsverstärker-Grundschaltungen 
befassen. Sowohl als Verstärker bzw. Impedanzwandler zum Messen, als 
auch als Spannungsregler um die Spannung von einem DA Wandler mit 
genügend Strom für deine Messschaltung bereitzustellen.
Bzgl: logarithmischer Verstärker: Schau Dir mal die Formel für die 
Temperaturabhängigkeit der Durchlassspannung einer Diode an.
Ich denke wesentlich einfacher und genauer wäre eher eine Umschaltung 
der Eingangsmessbereiche in deine(n) AD Wandler.

Autor: Das Original (Gast)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
>> 2) Sowas hast du im Studium gelernt!?
>
> Wo denkst du hin. Er ist Praktiker.

Korrekt. Wusste ich schon vorher aus diversen Basteleien, die mich zur 
Studienrichtung geführt haben.

Du musst eben darauf achten, dass dein Messbereich nur ein wenig größer 
ist, als dein Messsignal (sagen wir mal ohne theoretischen Hintergrund 
Umaxsignal/Ubereich = 0,5-0,95. Die Referenzspannung solltest du exakt 
und deshalb auch konstant halten (Am besten 2^n*10^k = 2,56V, 1,28V, 
1,024V, dann kommen gerade Messwerte raus). Darum fummelst du nicht an 
AREF, sondern am ADC-Eingang rum. Ist dein Messignal zu klein, muss es 
verstärkt werden. Ist es zu groß, muss es mit einem Spannungsteiler 
verringert werden.

Wie meinst du das also, du möchtest 2mV messen? Wenn du 2mV im Bereich 
von 0-2,56V messen möchtest, dann kommt es auf die 2,5mV-Toleranz auch 
nicht an. Das langt, wenn dein Messwert auch zwischen 1,28V-2,56V 
schwankt. Wenn du den Bereich von 0-2mV messen möchtest (Dein Messsignal 
also ständig <2mV ist), dann brauchst du einen vorgeschalteten 
Verstärker. Faktor 1000 sollten passen. Das musst du wiederum aus 
mehreren Verstärkern realisiern. Faktor 32 x Faktor 32 zum Beispiel, ein 
einzelner Verstärker wäre sonst etwas instabil/ungenau.

Autor: Mirko Controller (Gast)
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Puh, ich hätte nicht gedacht, dass es so schwer ist, mich richtig 
auszudrücken.

Also.
Das mit dem Studium habe ich nicht erzählt, um damit anzugeben. Es soll 
sowas bedeuten wie "Ich hab innem Buch gelesen, wie man schwimmt." Hab 
also kaum Erfahrung aber bin doch fachlich nicht so inkompetent, wie es 
hier trotzdem rüberzukommen scheint :P

> Datenblatt des 7805.
> Er will mindestens 8V Gleichspannung haben
In meinem Datenblatt steht 7. Aber ja, ich lag wohl falsch. Danke für 
den Hinweis.

> > 2) Sowas hast du im Studium gelernt!?
> Wo denkst du hin. Er ist Praktiker.

Eben genau darauf wollte ich hinaus. Sowas lernt man nicht im Studium. 
Ich hatte nur Studium.

> Bei 5V sind 2mV sowas von egal

Weiß ich, danke. Ich möchte sie aber messen können, falls dieser 
Anspruch nicht zu hoch ist.

> > Den Spannungsteiler meinst du vor AREF, richtig?

> Nö.
> Vor den ADC Eingang. Wenn du eine Kennlinie bis 10V aufnehmen willst,
> dann schalt einen Spannungsteiler davor. Aus den 0-10 werden 0-5 und
> schon kannst du das wieder messen.
> Bei kleineren Spannungen schaltet man die AREF um. Dein Mega hat dazu
> praktischerweise eine Referenzspannungsquelle eingebaut, die in etwa
> 2.5V hergibt. Die genaue Höhe muss man ausmessen.

Ich möchte nur bis 5V aufnehmen. Wobei, wenn meine Versorgungsspannung 
schon 8V betragen muss, kann ich vlt auch übern Spannungsteiler bis 
dahin. Wenn ich aber mal genauer messen möchte, z.B. mit 10bit Auflösung 
bis 0,1V, bringt mir ja ein Spannungsteiler hinter dem Messobjekt 
nichts. Vor AREF aber schon. Die interne Referenzspannung bringt mir ja 
gegenüber 5V nur ein bit mehr Auflösung, so viel hilft das ja nicht.

Jetzt kam schon 2x der Hinweis über den Funkamateur.
1) Ich bin zu faul, mir den zu besorgen.
2) Das ist wie Lego nach Anleitung bauen. Ich will mir lieber selber was 
ausdenken :D (Bitte keine Kommentare hierzu!)

> Du willst auf 10Bit genau messen, sagst aber 2% Genauigkeit reichen Dir.
> 10Bit entsprechen einem Fehler von 0,1%. Grundlegendes Problem:
> Verständnis des Unterschieds zwischen Auflösung und Genauigkeit.

Ich weiß, was 10bit Auflösung bedeuten. Ich kann auf 1/1024 von AREF 
genau bestimmen, welche Spannung am Atmel (nicht am Messpunkt (ggü. 
Erde)) anliegen. Wenn AREF 5V sind, kann ich immer auf ca. 5mV genau 
messen. Dabei sind aber thermische Effekte und Streuung und alles sowas 
nicht berücksichtigt. Mit 2% Genauigkeit meine ich, wenn ich 0,1V messe, 
soll der reale Wert zwischen 0,998V und 0,102V liegen. Ist vielleicht 
schon wieder ein viel zu hoher Anspruch. Die 2% habe ich mir auch nur 
spontan aus den Fingern gezogen.

> Du hast keine Ahnung davon, daß ein normaler Festspannungsregler nur
> dann sauber funktioniert wenn am Eingang mindestens 2-3V mehr liegen wie
> am Ausgang rauskommen sollen.

Ein Kumpel von mir, der schon ewig mit Elektronik rumbastelt, hat 
gesagt, dass 6,5V reichen. Deswegen habe ich nicht ins Datenblatt 
geschaut.

> Damit landest Du automatisch in der Ecke: "Will das Super Duper
> Eierlegende Wollmilchsau-Gerät bauen, weiss aber noch nicht mal wie man
> einen EinfachDA Wandler mit PWM, Tiefpass und nachgeschaltetem OP baut =
> Fantast.

Kann schon sein. Na und?

> Generell solltest Du dich mal mit Operationsverstärker-Grundschaltungen
> befassen.

Ich habe mir hier: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker alles 
durchgelesen und war deshalb ganz verliebt in meine Logarithmierer-Idee. 
Das habe ich aber mittlerweile aufgegeben.

> Sowohl als Verstärker bzw. Impedanzwandler zum Messen, als
> auch als Spannungsregler um die Spannung von einem DA Wandler mit
> genügend Strom für deine Messschaltung bereitzustellen.

Habe leider nur Schaltungen mit fertigen D/A-Wandlern gefunden. Ich 
dachte aber, da ich regeln kann und nicht nur steuern muss, reicht 
Tiefpass mit Stromverstärkung. Ich dachte, bevor ich mir so eine 
Schaltung selbst ausdenken muss und dann gehts nicht oder bevor ich 
stundenlang danach suchen muss, frage ich hier. So kompliziert kann das 
ja nicht sein...
Gibt es OPVs, die ich als Impedanzwandler benutzen kann, die 1A am 
Ausgang zulassen?

> Ich denke wesentlich einfacher und genauer wäre eher eine Umschaltung
> der Eingangsmessbereiche in deine(n) AD Wandler.

Misst der Atmel noch genau, wenn AREF z.B. 0,1V beträgt? Oder gibt es 
für AREF eine Obergrenze? (Warum auch immer)

Kann ich sowas wie in dem Bild im Anhang machen und immer nur einen der 
drei Pins als Ausgang auf 5V setzen und die anderen beiden hochohmig? 
Oder sind die Atmel-Beinchen nicht zuverlässig genug als 5V-Quelle?

(Bis hier hin hatte ich geschrieben, dann gabs schon wieder nen neuen 
Post, auf den ich jetzt noch eingehe)

> Du musst eben darauf achten, dass dein Messbereich nur ein wenig größer
> ist, als dein Messsignal (sagen wir mal ohne theoretischen Hintergrund
> Umaxsignal/Ubereich = 0,5-0,95. Die Referenzspannung solltest du exakt
> und deshalb auch konstant halten (Am besten 2^n*10^k = 2,56V, 1,28V,
> 1,024V, dann kommen gerade Messwerte raus). Darum fummelst du nicht an
> AREF, sondern am ADC-Eingang rum. Ist dein Messignal zu klein, muss es
> verstärkt werden. Ist es zu groß, muss es mit einem Spannungsteiler
> verringert werden.

Ich weiß, dass Messsignal und Messbereich möglichst nah bei einander 
sein sollten, deswegen will ich jetzt für kleine Messungen einen anderen 
Messbereich bzw. das Signal entsprechend verstärken. Diese Verstärkung 
soll aber möglichst der Atmel selbst einstellen können, damit ich nicht 
von Hand umschalten muss. Wäre es so schlimm, statt dessen an AREF zu 
fummeln? Messsignal verstärken oder AREF verkleinern hat doch eigentlich 
den selben Effekt...

> Wie meinst du das also, du möchtest 2mV messen? Wenn du 2mV im Bereich
> von 0-2,56V messen möchtest, dann kommt es auf die 2,5mV-Toleranz auch
> nicht an. Das langt, wenn dein Messwert auch zwischen 1,28V-2,56V
> schwankt. Wenn du den Bereich von 0-2mV messen möchtest (Dein Messsignal
> also ständig <2mV ist), dann brauchst du einen vorgeschalteten
> Verstärker. Faktor 1000 sollten passen. Das musst du wiederum aus
> mehreren Verstärkern realisiern. Faktor 32 x Faktor 32 zum Beispiel, ein
> einzelner Verstärker wäre sonst etwas instabil/ungenau.

Ich möchte manchmal im Bereich zwischen 0 und 5V messen, dabei reichen 
5mV Schritte locker. Aber manchmal will ich vlt auch zwischen 0 und 0,1V 
messen, dort will ich dann aber auch die 10bit Auflösung. Logarithmische 
Messung wäre ideal, dann bräuchte ich garnicht umschalten. Aber mit 
zuschaltbaren Verstärkungen oder umschaltbarer Referenzspannung gehts 
auch.

Falls die Idee aus meinem Bildchen schon wieder Mist ist, reicht es denk 
ich auch, zwischen 5V AVcc, 2,56V interner Referenz und einem 
Spannungsteiler mit zwei Widerständen auf 0,2V an AREF umzuschalten.

Wenn mir niemand sagt, wie man so einen DAC aus Tiefpass und Transistor 
bastelt, suche ich noch ein bisschen rum oder lass mir selbst was 
einfallen und poste es dann hier damit ihr es zerfleischen könnt :P

MfG,
  Mirko

Autor: Praktiker (Gast)
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Mirko Controller schrieb:
> Wenn mir niemand sagt, wie man so einen DAC aus Tiefpass und Transistor
> bastelt, suche ich noch ein bisschen rum oder lass mir selbst was
> einfallen und poste es dann hier damit ihr es zerfleischen könnt :P

Nicht Transistor (Haste immer Usoll-0,7V, Stichwort Emitterfolger, 
Kollektorschaltung), sondern OpAmp (evtl. +FET). Ganz einfache 
Schaltung. Nennt sich u.a. Buffer/Impedanzwandler. Schau dir mal den 
OpAmp-Artikel hier im µC.net an. Tiefpass hab ich keine Ahnung, wie man 
den dimensioniert. Gibt's bestimmt eine Praktiker-Faustregel (du willst 
halt die PWM-Frequenz sauber raushauen). Ansonsten über 
Widerstandsnetzwerk-DAC.

Autor: vibra (Gast)
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moin
bei den Indern oder bei den Franzosen findet man:
http://www.iuac.res.in/~elab/phoenix/
http://sites.google.com/site/liberlabsite/Liberlab

mfg

Autor: Mirko Controller (Gast)
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Danke für die Antworten.

Phoenix und Liberlab sind interessante Seiten, helfen mir aber nicht 
groß weiter.

Inzwischen habe ich mich auch selbst noch ein bisschen schlau gemacht 
und am Konzept gearbeitet.

Die Schaltung ist noch völlig nackt und ohne Schutzdioden oder so. Ich 
würde nur gern qualifizierte Kommentare zu allen Prinzipien haben. Die 
Widerstände muss ich auch noch sinnvoll bemessen. Hier ihre Funktionen:
R1/R2, R6/R7: Spannungsteiler
R4, R8: Pull-Up
R5: Strommesswiderstand
R9: Pull-Down

Was mich speziell interessiert:

- Kann ich am Instrumentenverstärker messen, wenn beide Spannungen über 
den OPV-Versorgungsspannungen von 5V liegen, z.B 6,3V und 6,4V oder geht 
dann was kaputt?
- Ist die variable Spannungsquelle so cool? :P

Zu der AREF-Schaltung:
Im Vergleich zu einer flexiblen Messverstärkung hat eine flexible 
Referenzspannung den Vorteil, dass ich nicht für jede Messleitung eine 
Extra-Schaltung brauche (und ich will mehr als nur 2 Messleitungen).

Im Datenblatt vom Atmel steht, wenn man AVCC oder die interne 
Referenzspannung von 2,56V nutzen möchte, darf AREF nicht angeschlossen 
sein (bzw. nur mit einem Kondensator gegen Masse). Daher der ganze 
Aufwand mit den FETs. Ist die abgebildete Schaltung sinnvoll, um AREF 
durch den Atmel selbst an- bzw. abzuklemmen? Oder rauschen die FETs wies 
böse oder haben einen hohen Widerstand bei kleinen Strömen oder sowas?

Inzwischen kann man sicherlich meine Kompetenz ein wenig einschätzen und 
ich würde mich auch über ein paar passende Buchempfehlungen freuen, 
damit ich mich hier nicht mehr blamieren muss.

MfG,
  Mirko

Autor: Mirko Controller (Gast)
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"Weiterhin kann man als Referenzspannung eine beliebige, externe 
Spannung zwischen VCC  und ca. 2 Volt wählen. Wird eine Referenzspannung 
geringer als 2 Volt verwendet kann es sein das die 
Analog/Digital-Wandlung keine korrekten Ergebnisse liefert. Im zweiten 
Bild oben ist die Spannung über ein Poti einstellbar. Genauso gut kann 
man einen Spannungsteiler aus zwei Widerständen oder ähnliches 
benutzten. Auch hier sollte die Spannung über einen Kondensator 
stabilisiert werden."

Na toll, aus der Traum. Schade, dass ich sowas nicht im Datenblatt 
gefunden habe.

Autor: Praktiker (Gast)
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Ich verstehe nicht ganz, warum du immer an AREF rumschrauben möchtest. 
Nimm dir einen Mehrgangtrimmer (etwa 50k) und schalte ihn zwischen VCC 
und GND. Den Schleifer legst du an AREF und stabilisierst mit 100nF 
(Keramik). Bei der ersten Inbetriebnahme stellst du mit deinem Voltmeter 
genau den Wert 2,56V ein. Das ist in meinen Augen die effizienteste 
(Kosten und Aufwand) Möglichkeit, um einen genauen Referenzwert zu 
bekommen.

Dann siehst du verschiedene Äste für verschieden hohe Messignale vor. 
Einige Verstärker (1000x, 100x, 10x) und einen Spannungsteiler (:10, 
alles andere ist lebensgefährlich). Das Signal wird über sog. 
Signalrelais, die vom AVR über einen Transistor/FET angesteuert werden, 
an deinen aktuell benötigten Verstärkereingang bzw. direkt an den ADC 
oder den Spannungsteiler geschaltet. Die Umschaltung erfolgt über 
Tastendruck. Du solltest den ADC mit einer Z-Diode oder einem Komparator 
gegen Überspannung schützen (Komparator prüft Spannung auf >2,5V und 
schaltet dann das Signal ab).

Das ist jetzt vielleicht nicht die beste Lösung, aber mal eine 
Grundlage. Relais können evtl. ersetzt werden durch andere steuerbare 
Schalter.

Und die Betriebsspannung erhält man i. d. R. aus einem Labornetzteil, 
dessen Masse man mit der Masse der AVR-Schaltung verbindet.

Autor: Mirko Controller (Gast)
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Danke für die Antwort.

Ok, ich werde nicht an AREF rumstellen. Wenn ich hier keine Spannung 
unter 2V anlegen kann, lässt sich damit nichts gewinnen. Hat die 
Schaltung mit dem Mehrgang-Trimmer irgendwelche Vorteile gegenüber der 
internen Referenzspannung von 2,56V?

Den nächsten Absatz habe ich nicht ganz verstanden...
Da steht zum einen, dass das Relais über Transistoren vom Atmel 
gesteuert wird, zum anderen, dass die Umschaltung per Tastendruck 
erfolgt.

Insgesamt stelle ich mir das, was da steht, so vor:
Ich habe eine Messspitze. Was dort anliegt, wird auf einen von 5 
verschiedenen Verstärkern/Teilern geleitet, jeder davon hängt an seinem 
eigenen ADC.

Ich hätte gern lieber 6 Messspitzen mit (vom Atmel!) einstellbaren 
Verstärkungen an 6 ADCs hängen. Dann kann ich an 6 verschiedenen Punkten 
in Schaltungen gleichzeitig die Spannung messen.

Kann ich denn sowas machen wie im Anhang? Der MTB75N06HD als Schalter 
hat ein RDSon von 0,01 Ohm, gilt das auch für winzige Ströme?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Mirko Controller schrieb:
> Danke für die Antwort.
>
> Ok, ich werde nicht an AREF rumstellen. Wenn ich hier keine Spannung
> unter 2V anlegen kann, lässt sich damit nichts gewinnen. Hat die
> Schaltung mit dem Mehrgang-Trimmer irgendwelche Vorteile gegenüber der
> internen Referenzspannung von 2,56V?

Die interne Referenzspannung ist zwar sehr konstant, hat aber keine 
2.56V

> Den nächsten Absatz habe ich nicht ganz verstanden...
> Da steht zum einen, dass das Relais über Transistoren vom Atmel
> gesteuert wird, zum anderen, dass die Umschaltung per Tastendruck
> erfolgt.

Der Taster hängt am Atmel. Der Atmel wertet den Tastendruck aus und 
schaltet das/die Relais

Autor: Mirko Controller (Gast)
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Son Mist, ich hab doch die Widerstände falschrum gemalt. Der direkt 
hinterm OPV muss natürlich 100k sein und der gelbe 1k.

Autor: Praktiker (Gast)
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Habs  gerade nur kurz überflogen, aber meiner Meinung nach bekommst du 
auch mit Korrektur Verhälnisse von 1/101 und 1/11. Das 
Widerstandsverhältnis muss 1/99 und 1/9 sein, damit du 1/100 und 1/10 
herausbekommst. Das muss nicht supergenau passen, aber such dir beim 
Bestellen der Teile diejenigen Widerstände aus, die am ehesten passen.

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