Hallo, bin gerade an meiner Bachelorarbeit (Maschinenbau) mit der Entwicklung eines Datenloggers beschäftigt Ich möchte Werte von einem Sensor digitalisieren um diese zu speichern. Der Mikrocontroller ist soweit fertig inkl. Speicher und LCD. Es geht jetzt noch um die Sensorauswahl und Anbindung. Die meißten Sensoren geben 4...20 mA oder 0...5 V aus. Mein 12 Bit ADC hat folgende Werte: AVCC = 2.2...3.6 V V(Ax)(Analog input voltage range) = 0 ... AVCC Das bedeutet das dies so nicht möglich ist, daher benötige ich einen Spannungsteiler um die Spannungen anzupassen oder? Diesen kann ich mit der Formel aus dem Tutorial auslegen (28 Ω und 140 Ω). Können so auch präzise Messungen (Fehler < ca. 0,1%) realisiert werden oder muss dort Aufwendiger gearbeitet werden? Ergibt sich jetzt nicht einen Strom von 29 mA? Also auch viel zu hoch für meinen ADC (siehe unten). Dieses Gedankenexperiment war jetzt auf die Ausgabe der Spannung bezogen, was mache ich bei der Stromstärke? IADC12_A (Operating supply current into AVCC terminal): Bei VCC = 2.2 V ,IADC12_A = 125...155 μA Bei VCC = 3.6 V ,IADC12_A = 150...220 μA Sprich meine Stromstärke vom Sensor ist viel zu hoch. Auch verstehe ich hier nicht den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung. Zwar steht in meinen Datenblatt das: RI (Input MUX ON resistance): min = 10 Ω typ = 200 Ω max = 1900 Ω Aber was fange ich mit den einzelnen Werten an? Wann liegt welcher Wert vor? Sind das μC interne Werte die mich jetzt eig. noch garnicht interessieren? Ja und zu guter Letzt noch eine allgemeine Frage zur Gültigkeit meiner AD Wandlung. Ich möchte mit, wie bereits erwähnt, 0,1 % FS messen. Bei einem Messbereich von 0...100 bar also auf 0,1 bar (1/1000) genau. Mit einem 12 bit ADC können 4096 "Zahlen" dargestellt werden, sprich meine Genauigkeit kann theoretisch erreicht werden da mein LSB etwa 0,025 bar bzw. 25 mbar entspricht oder? Ich weiß das ich mich vielleicht ein bisschen lächerlich mache aber ich glaube das ich vor lauter Bäumen den Wald nicht mehr sehe (C++ für PC Software, C für μController und jetzt noch Elektrotechnik), also versucht gnädig zu sein. Bin für alles (Links, Tutorials, Beispiele und natürlich Kritik) offen!
Marcel W. schrieb: > Die meißten Sensoren geben 4...20 mA oder 0...5 V aus. > > Mein 12 Bit ADC hat folgende Werte: > > AVCC = 2.2...3.6 V > V(Ax)(Analog input voltage range) = 0 ... AVCC > > Das bedeutet das dies so nicht möglich ist, daher benötige ich einen > Spannungsteiler um die Spannungen anzupassen oder? Ja > Diesen kann ich mit der Formel aus dem Tutorial auslegen (28 Ω und 140 > Ω). Bischen klein die Widerstandswerte > Können so auch präzise Messungen (Fehler < ca. 0,1%) realisiert > werden Natürlich. Alles nur eine Frage wie genau die Widerstände sind. Und dann kann man ja auch noch die realen Widerstände ausmessen und einen Korrekturfaktor rechnerisch anbringen. *) > oder muss dort Aufwendiger gearbeitet werden? Ergibt sich jetzt > nicht einen Strom von 29 mA? Könnte bei den Widerstandswerten hinkommen. > Also auch viel zu hoch für meinen ADC > (siehe unten). Nö. Der ADC zieht soviel Strom wie er braucht. Die Frage ist: sind die 29mA zuviel für die Sensoren. Denn die müssen den Strom ja liefern. Edit: *) Oder gleich den kompletten Spannungsteiler im Betrieb ausmessen bzw. kalibrieren. zb 3V aus einem Labornetzteil anlegen, nachsehen was der ADC misst und daraus einen Korrekturwert berechnen.
Teil 2 > IADC12_A (Operating supply current into AVCC terminal): > Bei VCC = 2.2 V ,IADC12_A = 125...155 μA > Bei VCC = 3.6 V ,IADC12_A = 150...220 μA > > Sprich meine Stromstärke vom Sensor ist viel zu hoch. Nein. Strom wird gezogen, nicht gedrückt! In den ADC rinnen ~150µA hinein. Soviel wie der sich eben holt. Die 29mA laufen durch die Widerstände letztendes nach Masse ab (die 150µA können wir getrost vernachlässigen)! 29mA Sensor -----------+ | R1 | 150µA +-----> ADC | R2 | 29mA - 150µA | Masse ---+-- > Ich weiß das ich mich vielleicht ein bisschen lächerlich mache Nun ja. Ohmsches Gesetzt ist "Grundlagen Elektrotechnik", erstes Semester
Karl Heinz Buchegger schrieb: >> IADC12_A (Operating supply current into AVCC terminal): >> Bei VCC = 2.2 V ,IADC12_A = 125...155 μA >> Bei VCC = 3.6 V ,IADC12_A = 150...220 μA > 29mA > Sensor -----------+ > | > R1 > | 150µA > +-----> ADC > | > R2 > | 29mA - 150µA > | > ---+-- Ich glaube, das ist ein Missverständnis: AVCC ist vermutlich die Versorgungssannung des ADCs, nicht der Strom in den Messeingang. Dann war da noch das, was mich verwirrt: Marcel W. schrieb: > RI (Input MUX ON resistance): > min = 10 Ω > typ = 200 Ω > max = 1900 Ω Wo ist denn da ein MUX? Vielleicht sagst Du mal, um welchen ADC es geht und hast auch eine Schaltung oder wenigstens einen Entwurf. Dann kann man viel besser reden... Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb: > Karl Heinz Buchegger schrieb: >>> IADC12_A (Operating supply current into AVCC terminal): >>> Bei VCC = 2.2 V ,IADC12_A = 125...155 μA >>> Bei VCC = 3.6 V ,IADC12_A = 150...220 μA > >> 29mA >> Sensor -----------+ >> | >> R1 >> | 150µA >> +-----> ADC >> | >> R2 >> | 29mA - 150µA >> | >> ---+-- > > Ich glaube, das ist ein Missverständnis: > AVCC ist vermutlich die Versorgungssannung des ADCs, nicht der Strom in > den Messeingang. Ich denke du hast recht. "Operating supply current" ist der Strom, den er ADC zur Versorgung braucht. Also in der Zeichnung die 150µA durch x ersetzen, wobei x zur Zeit noch nicht bekannt ist. > > Dann war da noch das, was mich verwirrt: > > Marcel W. schrieb: >> RI (Input MUX ON resistance): >> min = 10 Ω >> typ = 200 Ω >> max = 1900 Ω Das verwirrt mich ehrlich gesagt auch. Für den Messeingang eines ADC sind diese Werte arg niedrig.
>> >> Dann war da noch das, was mich verwirrt: >> >> Marcel W. schrieb: >>> RI (Input MUX ON resistance): >>> min = 10 Ω >>> typ = 200 Ω >>> max = 1900 Ω >Das verwirrt mich ehrlich gesagt auch. Für den Messeingang eines ADC >sind diese Werte arg niedrig. Das wird wohl der Widerstand des Muxes selbst sein und nicht der Eingangswiderstand. Der liegt dann in Reihe zum Sample and Hold Teil.
Hallo! erstmal vielen Dank für die vielen Antworten! Der ADC ist in meinen μC integriert (MSP430F5529), ich hänge mal das Datenblatt in den Anhang die relevanten Werte finden sich auf S.69 der PDF. Gut wenn ich jetzt alles richtig Verstanden habe: R2=R1*UADC/(USensor-UADC) Mit größeren Widerständen d.h R1=700Ω und mit USensor=5V bzw. UADC=3,6V --> R2=1800Ω Nun zieht mein ADC 150...220 μA aufgrund der 3,6V. Mein Gesamtstrom beträgt nun USensor/(R1+R2) d.h. I= ca. 2mA. So nun wäre es ja geschickt meinen ADC mit der gleichen Spannung wie mein Gesamtsystem zu betreiben welche 3,3V beträgt und über das hier: http://www.ti.com/product/tlv1117 zur Verfügung zu stellen. Daher mit den neuen Werten: R1=850Ω R2=1650Ω I=2mA. Widerstände mit geringer Toleranz wählen und ich bin auf einem guten Weg. Als Referenzspannung kann ich nun die interne benutzen jedoch laut S.71 gilt diese nur für VCC=3,0V. Muss ich nun doch zwei Stromversorgungen machen oder kann ich hier erneut mit einem Spannungsteiler (R1=100Ω & R2=1000Ω I=3mA) arbeiten oder leidet dadurch die Genauigkeit zu stark? Nochmals danke für die Antworten!
> So nun wäre es ja geschickt meinen ADC mit der gleichen Spannung > wie mein Gesamtsystem zu betreiben welche 3,3V beträgt und über das hier: Das tust du sowieso. Der ADC ist in den µC integriert, wird daher mit derselben Versorgungsspannung betrieben. Was du machen willst: Du willst dieselbe Referenzspannung benutzen! Referenzspannug != Versorgungsspannung des ADC > Als Referenzspannung kann ich nun die interne benutzen jedoch laut > S.71 gilt diese nur für VCC=3,0V. Diese Tabelle sagt dir nur, dass bei einer Versorungsspannung von 3.0V sich die intern generierte Referemnzspannung im in der Tabelle angegebenen Bereich bewegen wird. Es wäre reichlich sinnlos einen µC zu fertigen, der in einem Spannungsbereich betrieben werden kann, und zur Benutzung der Referenzspannung des ADC muss man dann erst recht wieder auf eine bestimmte Versorungsspannung gehen. Dazu hat man ja eine generierte Referenzspannung, damit man von der Versorgungsspannung unabhängig wird. Der µC erlaubt es dir ziemlich sicher, die Versorgungsspannung als Referenzspannung zu benutzen. Alles andere wäre ziemlich unsinnig. Und wenn er dir das nicht als Softwareoption anbietet, dann kann man immer noch die Versorgungsspannung als externe Referenzspannung einspeisen. Edit: PS: Du baust das ganze doch hoffentlich vorab mal auf einem Experimentiersystem, zb Steckbrett auf? Im Moment scheinst du mir ganz schön zu schwimmen und heftig überfordert.
Vielen Dank das hat dann erstmal einige Unklarheiten ausgeräumt! Ja Labornetzteil und Mulitmeter stehen auf meinem Schreibtisch Steckplatine und Widerstände kommen noch! Nochmals Danke für die Erklärungen!
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