Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannung mit Atmega48 messen 0-25V DC dimensionierung Spannungsteiler


von Thorsten S. (whitejack)


Lesenswert?

Hi,

mir geht es hier speziell um die Dimensionierung des Spannungsteilers 
und der Software Teilerfaktoren.

Ich nutze den ADC im 10Bit Modus. Momentan sieht meine Rechnung so aus:

spannung = (ADC_10bitwert*5)/2;

Daraus ergibt sich ein Messbereich von 0 bis 2560, also wenn man das 
Komma bei der zweiten Stelle setzt im Display bis 25,60 V.

Mit einem Spannungsteiler von:

124K und 511K kommt man genau auf diese Werte:

((124Ohm/5V)*25,6V)-124Ohm=510,88Ohm.

Das schöne an dieser Sache ist dass man sehr einfache Multiplikatoren 
bzw. Teiler hat. Es gibt beide Widerstände bei Reichelt:

Metall 124K
Metall 511K

Zum Variieren sogar noch

Metall 121K
Metall 127K

Metall 510K

Meine Frage:

Wie macht Ihr das? Habt Ihr eine gute Kombi gefunden bei der keine Float 
Berechnungen ins Spiel kommen und die Bauteile einfach zu beschaffen 
sind?

Vielleicht denke ich auch nur zu kompliziert. Ich hätte den Teiler 
lieber im MOhm Bereich, aber da gibt es weniger Auswahl. Einen 
Impedanzwandler würde ich mir gern weiterhin sparen.

Gruß,
T.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Sollte man den Innenwiderstand des Spannungsteilers nicht zu hoch 
machen? Der ADC stellt schließlich eine gewisse Last dar, und verfälscht 
die Teilung dann ohnehin. Wenn also Hochohmigkeit gewünscht ist, dann 
mit Buffer.

von pegel (Gast)


Lesenswert?

Nimm einfach 10 gleich R in Reihe gegen Masse und greif am ersten R über 
Masse ein Zentel der Spannung ab...

von Thorsten S. (whitejack)


Lesenswert?

@Jens,

das ist auch eines der Probleme gewesen mit denen ich zu kämpfen hatte. 
Genau ist es deswegen mit 127K und 511K.

Wenn ich den AD Wandler abkopplen will, bleibt mir nur der 
Impedanzwandler. Da habe ich schon mal einen Rail to Rail OP eingesetzt 
TS 912.

@Pegel
wie sieht dann deine Umrechnung des AD Wertes aus?

Gruß,
T.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

> bis 25,60 V

Kaum, dazu müsste der AVR eine Refrenzspannung von genau 2.56V haben.
Hat er aber nicht, zumindest wenn man die interne Refrenz verwendet,
die kann von 2.3 bis 2,9 haben. Einfach mal ins Datenblatt gucken.

> 124K und 511K kommt man genau auf diese Werte:

Du solltest 1/10 davon verwenden, also 12k4 und 51k1,
denn der AVR misst nur genau bis 10k Eingangswiderstand.

Oder dich interessieren schnelle Spannungsänderungen nicht,
dann kannst du parallel zu deinen 124k noch 10nF anschliessen.

von pegel (Gast)


Lesenswert?

@Thorsten,
mein Vorschlag war nur ein passender 10:1 Teiler. Die Berechnung bleibt 
somit wie bei dir. Wenn es genauer sein soll nimm den AD584JH (Pollin) 
als externe Referenz.

von Thorsten S. (whitejack)


Lesenswert?

Hallo MaWin,

als Referenz verwende ich einfach 5V. Mit de, Spannungsteiler:

(2^10bit*5)/2 = 2560 komma gesetzt 25,60V

und der Rechnung komme ich auf:

(5V/124Ohm)*(124Ohm+511Ohm) = 25,60V



>>Du solltest 1/10 davon verwenden, also 12k4 und 51k1,
>>denn der AVR misst nur genau bis 10k Eingangswiderstand.

das habe ich noch nicht nachgelesen. Ich wollte nur die Spannung 
möglichst hochohmig messen.

>>Oder dich interessieren schnelle Spannungsänderungen nicht,
>>dann kannst du parallel zu deinen 124k noch 10nF anschliessen.

Wie schon gesagt, ich musste auf 127K und 511K ausweichen, da sonst der 
Innenwiderstand des ADC das Ergebnis verfälschte. Mit den beiden Werten 
ist es aber genau.
Ändern denn die 10nF etwas an der Tatsache dass ich zu hochohmig 
dimensioniert habe?


Demnach bleibt mir also nur die Möglichkeit niederohmiger mit 
Spannungsteiler oder hochohmiger dann aber mit Impedanzwandler?

Mein Spannungsteiler liefert zwar wirklich gute Werte, aber kann ich das 
Problem trotzdem noch ohne viele Bauteile zu verwenden stark verbessern 
- wie gesagt nutze ja jetzt 127K und 511K um das auszugleichen.

Danke für die Antworten bis hierher,
Thorsten

von Thorsten S. (whitejack)


Lesenswert?

@Pegel,

naja, vielleicht gibt es ja eine schöne Kombi mit interner Referenz unf 
Spannungsteiler, die einfach zum Ziel führt.

Gruß,
T.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

> Ändern denn die 10nF etwas an der Tatsache
> dass ich zu hochohmig dimensioniert habe?

Ja.
Die hochohmigkeit stört den ADC nicht mehr,
er liefert trotz > 100k genaue Werte,
nur halt nicht mehr als schnelle Spannungsänderungen.

> als Referenz verwende ich einfach 5V

Die ja auch eher +/-5% haben...

von Thorsten S. (whitejack) (Gast)


Lesenswert?

MaWin,

danke für den Tip, das werde ich testen, nur verstehen kann ichs nicht. 
Dass die Spannungsermittlung träger wird, verstehe ich, aber das mit der 
Hochohmigkeit nicht.

Es sind nur Spannungsanzeigen in Tischnetzteilen oder an Batterien und 
Akkus.

10n Folie oder Keramik, oder egal?

5%, naja ein 7805 hat vielleicht mal 4,98V oder 5,01V, aber 4,75V oder 
5,25V habe ich da noch nicht gesehen. Deswegen frage ich ja aber auch 
nach einer Idee zur internen Referenz.

Werde ich auf jeden Fall noch mal selber rumprobieren.

T.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

> aber das mit der Hochohmigkeit nicht.

Der AVR klemmt beim Analogspannungsmessen kurz einen kleinen
Kondensator an den Eingang. Bei weniger als 10k wird der schnell
genug genau genug aufgeladen, bevor gemessen wird. Bei 100k
eben nicht mehr. Hat man aber 10nF oder mehr, lädt er sich aus
dem Kondensator auf und verändert dessen Spannung nicht
wesentlich weil er viel kleiner ist als 10nF, nur so 25pF.
Daher interessiert dann nicht, wie hochohmig der 10nF
Kondensator "auf dem laufenden" gehalten wird.

> 10n Folie oder Keramik, oder egal?

Egal.

> 5%, naja ein 7805 hat vielleicht mal 4,98V oder 5,01V,

Prust

> aber 4,75V oder 5,25V habe ich da noch nicht gesehen

Aber hallo. Gerade weil ein 7805 sogar heiss werden kann.

von Thorsten S. (whitejack) (Gast)


Lesenswert?

@MaWin,

schöne Erklärung, danke, werde ich nachrüsten und ausprobieren.

Gruß,
T.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.