Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 20V mit ADC messen bei Auflösung 0,01V ?


von André M. (killroymenzel)


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Hallo....

In meinem Projekt : Beitrag "Beratung und Hilfe beim Bau eines Netzteils"
muss ich eine Spannung von bis zu 20V messen.

Ist ja auch nicht das Problem, aber mit dem ADC des Mega48 schaffe ich 
nur eine Auflösung von max. 0,019V. (bei 10bit auflösung)

Ich bräuchte aber eine Auflösung von 0,010V, da ich 2Stellen hinter dem 
Komma meßgenau anzeigen möchte.

Hat jemand eine Idee wie ich das mit dem Mega48 bewerkstellige, oder 
muss ich auf einen externen ADC mit höherer Auflösung zurückgreifen?
Wobei mir eigentlich ein externer ADC zu teuer ist, aber vielleicht gibt 
es auch günstigere. (hab ich aber leider nicht gefunden. :-(...)

Andre

von Peter II (Gast)


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André Menzel schrieb:
> Wobei mir eigentlich ein externer ADC zu teuer ist, aber vielleicht gibt
> es auch günstigere.

wenn du dir schon gedanken über die Preis vom ADC machst, welche 
gedanken hast du dir über die Referenzspannugnsquelle denn gemacht?

von André M. (killroymenzel)


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Der einfachheit halber die internen 1,1V vom Mega48......
wieso... zu ungenau?

von Peter II (Gast)


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André Menzel schrieb:
> Der einfachheit halber die internen 1,1V vom Mega48......
> wieso... zu ungenau?

kommt darauf an, welche genauigkeit du brauchst

> Ich bräuchte aber eine Auflösung von 0,010V

Auflösung  != Genauigkeit

von Messi (Gast)


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Was nützt Dir eine Auflösung von 10mV, wenn Du nacher ein Rauschen 
(Rippel) von 20-50mV hast?

von Dietrich L. (dietrichl)


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André Menzel schrieb:
> Der einfachheit halber die internen 1,1V vom Mega48......
> wieso... zu ungenau?

Wie wäre es mit Datenblatt lesen?

Wenn die Genauigkeit so groß wie die Auflösung sein soll (0,05%!), dann 
bist Du mit dem A/D-Wandler und der Referenz des Mega48 sehr weit 
davon entfernt. Da hilft nur externer Wandler + Referenz + hochpräzise 
Widerstände + gutes Layout + ...
Wie genau soll es denn sein?

Gruß Dietrich

von STK500-Besitzer (Gast)


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André Menzel schrieb:
> Ich bräuchte aber eine Auflösung von 0,010V, da ich 2Stellen hinter dem
> Komma meßgenau anzeigen möchte.

Wie willst du eine Auflösung erzeugen, die das Messgerät gar nicht 
schafft?
Gewünschte Auflösung: 0,01V
bei einem Messbereichsendwert von 20V
Das wären dann 20V / 0,01V = 2000 Messschritte
Auflösung des AVR-ADC: 10Bit, also 2^10 = 1024
Einer von uns hat da was falsch gemacht...

von André M. (killroymenzel)


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Also die Messung ist für den Ausgang eines selbstgebauten Netzteils dass 
ich gerade entwickeln möchte.

das Netzteil liefert ca. 14V (12V trafo -- Gleichrichter -- treiber -- 
shunt)

Es soll bis ca. 12,75V einstellbar sein.

Also wenn ich mir das so überlege, soll die toleranz nicht über 1-2% 
liegen.

Genauer ist zwar schöner, aber nicht zwingend notwendig.

Und ich höffe, das ich das mit einem Mega48 und dem internen ADC 
bewerkstelligen kann.

Später, wenn ich die Zeit und das Geld dafür habe, werde ich vielleicht 
noch ein besseres NT bauen, aber jetzt drückt die Zeit und der 
Geldbeutel...(leider)

von Karl H. (kbuchegg)


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André Menzel schrieb:

> Später, wenn ich die Zeit und das Geld dafür habe, werde ich vielleicht
> noch ein besseres NT bauen, aber jetzt drückt die Zeit und der
> Geldbeutel...(leider)

Dann mach 1 Nachkommastelle und gut ists.
Genauer braucht das sowieso kein Mensch.

von André M. (killroymenzel)


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STK500-Besitzer schrieb:
> Gewünschte Auflösung: 0,01V
> bei einem Messbereichsendwert von 20V
> Das wären dann 20V / 0,01V = 2000 Messschritte
> Auflösung des AVR-ADC: 10Bit, also 2^10 = 1024
> Einer von uns hat da was falsch gemacht...

das habe ich in meiner Rechnung ja auch gesagt.

André Menzel schrieb:
> Ist ja auch nicht das Problem, aber mit dem ADC des Mega48 schaffe ich
> nur eine Auflösung von max. 0,019V. (bei 10bit auflösung)

deswegen auchunter anderem die Frage:

André Menzel schrieb:
> muss ich auf einen externen ADC mit höherer Auflösung zurückgreifen?
> Wobei mir eigentlich ein externer ADC zu teuer ist, aber vielleicht gibt
> es auch günstigere.

Also unterm Strich habe ich genauso wie Du gerechnet, hatte aber die 
(geringe) Hoffnung das es evt auf günstige ADC mit höherer Auflösung 
gibt.
Auch habe ich noch nicht verglichen ob andere AVRs einen besseren ADC 
besitzen.

von André M. (killroymenzel)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Dann mach 1 Nachkommastelle und gut ists.
> Genauer braucht das sowieso kein Mensch.

Ich glaube auch dass es darauf hinauflaufen wird.

von Peter II (Gast)


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André Menzel schrieb:
> Also unterm Strich habe ich genauso wie Du gerechnet, hatte aber die
> (geringe) Hoffnung das es evt auf günstige ADC mit höherer Auflösung
> gibt.

gib es. 16ADC bekommt man auch schon für 3€. Aber damit hast du auch 
noch keinen genaueren Wert.

von thoschke (Gast)


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Hallo Andre,

sieh Dir doch mal folgende App-Note an

AVR121: Enhancing ADC resolution by oversampling
http://www.atmel.com/Images/doc8003.pdf

sollte Dir helfen

Gruß

Tom

von André M. (killroymenzel)


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Danke Tom...
Das wird heute meine gute Nacht-Lektüre.... :-)

von Harald W. (wilhelms)


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André Menzel schrieb:

> In meinem Projekt : Beitrag "Beratung und Hilfe beim Bau eines Netzteils"
> muss ich eine Spannung von bis zu 20V messen.
>
> Ist ja auch nicht das Problem, aber mit dem ADC des Mega48 schaffe ich
> nur eine Auflösung von max. 0,019V. (bei 10bit auflösung)

Nimm doch als externen ADC einen ICL7109. Dann erreichst Du nicht
nur Die von Dir gewünschte Auflösung, sondern bei einem guten
Aufbau eine entsprechende Genauigkeit. Dazu gehören natürlich auch
entsprechende (teure) Präzisionswiderstände. Die sind wahrscheinlich
teurer als Dein ADC.
Gruss
Harald

von André M. (killroymenzel)


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Danke für den Link.

Ich denke ich werde erst mal das NT mit den int. ADC verwirklichen.

Aber ich habe noch vor mir ein DMM zu bauen (auch als Einschub und mit 
Bus-ankopplung). Dann werde ich dann mal sehen, das ich qualitativ 
hochwertige Bauteile nehme.
Ausserdem habe ich noch ein paar verschiedene DSPs in meiner 
Grabbelkiste zu Hause.
Da wird bestimmt das eine oder andere passende dabei sein.

Aber das ist das nächste Projekt.

von M. K. (sylaina)


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STK500-Besitzer schrieb:
> André Menzel schrieb:
>> Ich bräuchte aber eine Auflösung von 0,010V, da ich 2Stellen hinter dem
>> Komma meßgenau anzeigen möchte.
>
> Wie willst du eine Auflösung erzeugen, die das Messgerät gar nicht
> schafft?
> Gewünschte Auflösung: 0,01V
> bei einem Messbereichsendwert von 20V
> Das wären dann 20V / 0,01V = 2000 Messschritte
> Auflösung des AVR-ADC: 10Bit, also 2^10 = 1024
> Einer von uns hat da was falsch gemacht...

Und zwar du. Der TE hat schon geschrieben, dass er denkt, dass es mit 
dem internen ADC nicht geht und fragte hier nach. Er hat also alles 
richtig gemacht. ;)

@TE: Wie hier schon einige jetzt sagte wird bei deinem Netzteil wohl 
auch die erste Stelle nach dem Komma genügen. Auf jeden Fall aber eine 
stabile Referenz bauen, z.B. mit dem LT1021-5. Ein 7805 und Konsorten 
werden auf jeden Fall zu instabil sein für 10 bit, vor allem auch wegen 
Temperaturdrift und ähnlichem.

von André M. (killroymenzel)


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Ich habe gerade den ADR121 gesehen und denke dass der eigentlich ganz 
gut ist als AREF.
Dazu ist er noch eine ganze Spur günstiger.

Oder hat er andere Nachteile die ich noch nicht gesehen habe?

von Harald W. (wilhelms)


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André Menzel schrieb:

> Ich bräuchte aber eine Auflösung von 0,010V, da ich 2Stellen hinter dem
> Komma meßgenau anzeigen möchte.

Im Prinzip ist es kein Problem, diese Auflösung zu erreichen.
Du brauchst nur jeweils zwei aufeinanderfolgende Werte zu
addieren, und sxchon hast Du 11 Bit Auflösung. Es wäre aber
ein Fehler, zu glauben, das Du so auch eine höhere Genauigkeit
erzielst. Selbst von den vorgegebenen 10Bit musst Du ein bis
zwei Bit "wegschmeissen", da die letzten Bits zu ungenau sind.
Gruss
Harald

von Georg W. (gaestle)


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thoschke schrieb:
> AVR121: Enhancing ADC resolution by oversampling

Damt begibt man sich aber auf dünnes Eis. Wenn das Signal nicht 
bestimmten Bedingungen genügt erhält man nur eine Pseudogenauigkeit oder 
sogar "Trick 17 mit Selbstüberlistung". Ich würde die Finger davon 
lassen.
Ohne es jetzt im Detail durchgerechnet zu haben könnte der ADS1013 
geeignet sein, er hat eine interne Referenz.

von André M. (killroymenzel)


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Also doch lieber gleich ein 16bitADC oder gar ein 24bit (zumindestens 
für das geplante DMM)....??

von Harald W. (wilhelms)


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André Menzel schrieb:

> Also doch lieber gleich ein 16bitADC oder gar ein 24bit (zumindestens
> für das geplante DMM)....??

Wie bereits gesagt: Die Anzahl der Bits sollte immer mindestens
2 Bits grösser als die gewünschte Genauigkeit sein. Und die
endgültig erreichbare Genauigkeit hängt eher mit dem Aufwand
zusammen, den man auf der analogen Seite treibt und weniger mit
dem Aufwand an der digitalen Seite des Wandlers.
Gruss
Harald

von Georg W. (gaestle)


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André Menzel schrieb:
> Also doch lieber gleich ein 16bitADC oder gar ein 24bit (zumindestens
> für das geplante DMM)....??

Das hängt davon ab wie fein du das Rauschen auflösen willst. Bei 20V und 
16Bit: 1Bit=20V/2^16=305µV. D.H. es braucht auch eine erstklassige 
analoge Signalverarbeitung, eine erstklassige Referenz und einen 
sündhaft teuren A/D-Wandler sofern du wirklich in diesem Bereich 
auflösen willst. Bitzahlen sind wie Megapixel, alleine betrachtet sagen 
sie gar nichts aus! Sie sind aber bestens für die Werbung geeignet. 
Effektiv wirst du ca. 14 Bit schaffen, ab hier steigt der Aufwand 
unverhältnismäßig an.

von Udo S. (urschmitt)


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Ich freue mich schon auf die nächsten Threads des TO:

"Warum habe ich Zufallszahlen bei der Hundertstel Volt Anzeige?"

und dann

"Ich ändere nichts an den Reglern, trotzdem wandert die Spannunsganzeige 
meines Netzgeräts in 10 Minuten um x Hundertstel Volt. Warum ist das 
so?"

:-)

von Buna-Pelzer (Gast)


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@Udo

Wunderbar. Das Lachen darüber spare ich mir mal für einen Regentag auf.

Versuch's mal bei der Komikerparade. Dort kommen solche "Scherze" super
an.

gez. Buna-Pelzer

von Udo S. (urschmitt)


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Buna-Pelzer schrieb:
> Wunderbar. Das Lachen darüber spare ich mir mal für einen Regentag auf.

Geh in den Keller

Buna-Pelzer schrieb:
> Versuch's mal bei der Komikerparade. Dort kommen solche "Scherze" super
> an.

ist zwar mit Smilie, das traurige daran ist aber daß es wohl genau so 
kommt.

In meiner Ironie steckt zumindest versteckt der Hinweis auf den Sinn der 
Sache, wenn der analoge Rest wie das Netzteil, der Spannungswandler etc. 
alle mindestens eine Größenordnung ungenauer sind wie die "Messung"

Dein Beitrag ist leider absolut frei von Information ;-P

von André M. (killroymenzel)


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Es ist ja nicht so dass ich noch  nie entwickelt oder programmiert habe, 
aber ich gebe offen und erlich zu dass ich noch nie mit einem ADC zu tun 
gehabt habe.
Was meinst denn du, warum ich mir hier hilfe suche, bevor ich die 
Platine fertig habe??

Zum Glück bin ich kein Anfänger,  sonst hätte ich gar keine Lust mehr 
hier nach Hilfe zu fragen!

von MirkoB (Gast)


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Wenn es mal schnell gehen muss: (den nehme ich immer)

MAX186 bei Reichelt für 16,15€ (Allerdings Grade D)

interne 4,096V Referenzspannung, 12 Bit, SPI
8 Kanäle Single-Ended  (GND /+5V)
4 Kanäle Differentiell (-5 / +5V)
20 Pin DIP... :)

Mirko

von MirkoB (Gast)


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...ich muss mich doch irgendwann mal anmelden.

Er hat natürlich entweder 8 Kanäle Single-Ended ODER 4 
Differentielle....

von Udo S. (urschmitt)


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André Menzel schrieb:
> Was meinst denn du, warum ich mir hier hilfe suche, bevor ich die
> Platine fertig habe??

Ja und, die Hilfe hast du zur Genüge erhalten. Eine Auswahl bitteschön 
(ohne Vollständigkeit):

Harald Wilhelms schrieb:
> Und die
> endgültig erreichbare Genauigkeit hängt eher mit dem Aufwand
> zusammen, den man auf der analogen Seite treibt und weniger mit
> dem Aufwand an der digitalen Seite des Wandlers.

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Dann mach 1 Nachkommastelle und gut ists.
> Genauer braucht das sowieso kein Mensch.

Michael Köhler schrieb:
> @TE: Wie hier schon einige jetzt sagte wird bei deinem Netzteil wohl
> auch die erste Stelle nach dem Komma genügen. Auf jeden Fall aber eine
> stabile Referenz bauen, z.B. mit dem LT1021-5. Ein 7805 und Konsorten
> werden auf jeden Fall zu instabil sein für 10 bit, vor allem auch wegen
> Temperaturdrift und ähnlichem.

Aber du hörst nicht auf die Ratschläge. Also war ich der (immer böse) 
Prophet und habe deine nächsten Probleme vorausgesehen.

Aber genau das willst du nicht hören, mal sehen was passiert.
Viel Spass und viel Erfolg beim Basteln

von André M. (killroymenzel)


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Da muss ich dir ein wenig widersprechen. .... ich lese  alles aufmerksam 
durch und überlege mir, was ich von den Tips alles verwirklichen kann.

Ich bedanke mich für die zahlreichen tips u d Vorschläge. ...

Es wird zwar noch etwas dauern, aber ich werde meine Entwicklung 
vorstellen,  sobald ich schaltplan und Layout fertig habe.


Nochmals Dankeschön. ......

von Axel S. (a-za-z0-9)


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André Menzel schrieb:
> ... ich lese  alles aufmerksam
> durch und überlege mir, was ich von den Tips alles verwirklichen kann.

> Es wird zwar noch etwas dauern, aber ich werde meine Entwicklung
> vorstellen,  sobald ich schaltplan und Layout fertig habe.

Was ich mich vor allem frage: warum braucht man einen ATmega48, um die 
Spannung eines Netzteils zu messen und anzuzeigen? Wenn du einfach nur 
eine Spannungsanzeige für dein Netzteil willst: die gibts fix und fertig 
mit der geforderten Auflösung von 2000 Steps für niedrige einstellige 
EUR-Beträge.

Für die Regelung taugt der µC sowieso nicht. Und was an up/down Tasten 
sexier (oder gar praktischer) sein soll als an einem (Spindel)Poti, das 
erschließt sich mir auch nicht. IMNSHO braucht man nicht nur keinen µC 
in einem Netzteil, man will den dort auch nicht.


XL

von André M. (killroymenzel)


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Der Ursprung der Idee war das die Messwerte mittels atmel über can 
weitergeleitet werden.
Dann habe ich mir überlegt das der proz auch die Steuerung ü ernehmen 
könnte........
Und dann hab ich auch die Möglichkeit es von aussen zu steuern....

Aber noch bin ich nur am planen...... für Vorschläge bin ich immer 
offen- ich will ja dass es vernünftig wird....... ;-)

An Was für ein IC  für die spannungsanzeige hattest du denn gedacht?

von branadic (Gast)


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Klingt nach einer schönen Anwendung des ICL7135/TCL7135 mit 10:1 Teiler 
und das kostet auch nicht unbedingt viel Geld.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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André Menzel schrieb:

> Der Ursprung der Idee war das die Messwerte mittels atmel über can
> weitergeleitet werden.

Brauchst du das?

> Dann habe ich mir überlegt das der proz auch die Steuerung ü ernehmen
> könnte........
> Und dann hab ich auch die Möglichkeit es von aussen zu steuern....

Brauchst du das?

Wirklich?

> Aber noch bin ich nur am planen...... für Vorschläge bin ich immer
> offen- ich will ja dass es vernünftig wird....... ;-)
>
> An Was für ein IC  für die spannungsanzeige hattest du denn gedacht?

An ein fertiges Panelmeter-Modul wie z.B. dieses:

http://www.pollin.de/shop/dt/MjQ5OTYxOTk-/Messtechnik_Uhren/Messtechnik/Sonstige_Messgeraete/Digital_Panelmeter_PM438.html

Gibts beim freundlichen Chinesen (DX, Ebay) auch in anderen Varianten. 
Wenn es sein muß, auch mit blauen LEDs (die Chinesen hadern da nicht, 
sondern liefern auch an Kunden mit schlechtem Geschmack).

Dazu noch 2 Widerstände, um den nativen Meßbereich von 200mV an deine 
20V anzupassen und zur Spannungsversorgung ein DC/DC-Konverter mit 9V 
sekundär (kann man von alten Netzwerkkarten ausschlachten).


XL

von Anja (Gast)


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André Menzel schrieb:
> Ich bräuchte aber eine Auflösung von 0,010V, da ich 2Stellen hinter dem
> Komma meßgenau anzeigen möchte.

Ich würde einen PIC24fv32ka302 mit 12 Bit Wandler nehmen.

Gruß Anja

von Frank K. (fchk)


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Anja schrieb:
> André Menzel schrieb:
>> Ich bräuchte aber eine Auflösung von 0,010V, da ich 2Stellen hinter dem
>> Komma meßgenau anzeigen möchte.
>
> Ich würde einen PIC24fv32ka302 mit 12 Bit Wandler nehmen.

Ja.

Oder einen MSP430F423A mit 16 Bit ADC. Ohne geeignete Beschaltung, 
hochwertige Bauteile und ein durchdachtes Layout wird das aber mit den 
16 Bits nichts.

fchk

von Miro (Gast)


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STK500-Besitzer schrieb:

> Wie willst du eine Auflösung erzeugen, die das Messgerät gar nicht
> schafft?
> Gewünschte Auflösung: 0,01V
> bei einem Messbereichsendwert von 20V
> Das wären dann 20V / 0,01V = 2000 Messschritte
> Auflösung des AVR-ADC: 10Bit, also 2^10 = 1024
> Einer von uns hat da was falsch gemacht...

Eeee ... nimm ein Input als einfachen Komparator - zwei Wieredstande 
sind genugend um ein Bit mehr zu bekommen. Ein Bit mehr  macht zusammen 
2048 :) Also ADC soll 0-10V messen.  Wenn die Spannung  mehr als 10V ist 
- die Spannung is ADC + 10V :)

von Werner (Gast)


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STK500-Besitzer schrieb:
> Wie willst du eine Auflösung erzeugen, die das Messgerät gar nicht
> schafft?

Durch Nutzung der statistischen Eigenschaften des Signals, wird das wohl 
hinzukriegen sein, solange das Signal ausreichend rauscht. Eine 
Mittelung über 4 Messwerte dürfte das Rauschen um einen Faktor 2 
verringern und die Auflösung um 1 Bit steigern.

von Mike (Gast)


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Miro schrieb:
> zwei Wieredstande
Was für Tiere? Die Variante kannte ich noch nicht ;-)

von André M. (killroymenzel)


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Axel Schwenke schrieb:
> Brauchst du das?
>
> Wirklich?

Bei diesem Projekt geht es nicht wirklich darum.

Ich möchte einfach mein werkstattequipment selber zu bauen.
D.h. Netzgeräte (3stck), DMM, Komponententester, frequenzzähler und 
einen Signalgenerator.
Alles soll von 1 Zentralen stelle aus gesteuert werden können.
Ob das jetzt für den einen oder anderen Sinnvoll ist sei mal 
dahergestellt.
Und da ich gerade jetzt erst meine private Werkstatt einrichte, steh ich 
nch ziemlich am Anfang.

Axel Schwenke schrieb:
> liefern auch an Kunden mit schlechtem Geschmack

Ein Glück. .... sonst wäre die Welt nicht so bunt. ..

von Anja (Gast)


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Frank K. schrieb:
> Ohne geeignete Beschaltung,
> hochwertige Bauteile und ein durchdachtes Layout wird das aber mit den
> 16 Bits nichts.
Warum so negativ? Irgendwann muß man seine Erfahrungen sammeln.

Werner schrieb:
> Eine
> Mittelung über 4 Messwerte dürfte das Rauschen um einen Faktor 2
> verringern und die Auflösung um 1 Bit steigern.
Bei einem normalen 10 Bit ADC darf noch nichts rauschen. Damit bringt 
auch eine Mittelwertbildung nichts. Oder sind die AVRs sooo schlecht?

Keiner schreibt hier wie es funktionieren könnte.

Ich würde für das Netzteil folgendes machen:
Als Referenz für 10-12 Bit reicht normalerweise ein LP2950A 5V 
Spannungsregler. Bei geringem Stromverbrauch des Digitalteils wird der 
Prozessor gleich mit versorgt.

Um den 50 Hz Brumm auszufiltern würde ich über die 20 ms Netzperiode 
mindestens 10 gleichverteilte Messwerte aufnehmen und mitteln.
Also z.B. 20 Messwerte im Abstand 1ms (Interruptgetriggert).
Ein ICL-Wandler macht im Prinzip dasselbe indem die Integrationszeit auf 
ein vielfaches von 20 oder 100 ms dimensioniert wird.

Am Eingang des ADC natürlich einen entsprechenden Filter-Kondensator.
(Zusammen mit dem Spannungsteiler ergibt sich ein Anti-Aliasing Filter).

Gruß Anja

von Anja (Gast)


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André Menzel schrieb:
> D.h. Netzgeräte (3stck), DMM, Komponententester, frequenzzähler und
> einen Signalgenerator.
> Alles soll von 1 Zentralen stelle aus gesteuert werden können.

Mhm, erinnert mich an das ct-Lab Projekt:

http://www.heise.de/ct/projekte/c-t-Lab-Bausteine-zum-Messen-Steuern-und-Regeln-284113.html

Da kannst Du dich zumindest inspririen lassen.

Gruß Anja

von Peter D. (peda)


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Anja schrieb:
> Bei einem normalen 10 Bit ADC darf noch nichts rauschen. Damit bringt
> auch eine Mittelwertbildung nichts. Oder sind die AVRs sooo schlecht?

Ich habs mal probiert, Mittelwert über 256 Messungen, es bleiben 10Bit.
Für >10Bit nehme ich externen ADCs.

von Fritz (Gast)


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Vorab möchte ich sagen, dass dein Vorhaben deine Messgeräte selbst zu 
bauen ein vielleicht mühsames, aber ungemein lehrreiches unterfangen 
ist.
Die bisherigen "Tipps" waren meiner Meinung nach nicht so wirklich der 
Bringer.
Eine Netzteilspannung zu messen und sich deshalb mit externen ADCs zu 
befassen ist eine sehr gute Aufgabe.
Es gibt verschiedene Architekturen von integrierten ADCs am Markt.
Deltsigma, SuczessiveApp. DualSlope ...
Für deine Anwendung (langsame Abtastrate, mehr brauchst du nicht) ist 
die DeltaSigma Technologie die beste, genaueste und billigste.
Ich bin persönlich ein Fan von TI, daher würde ich bei
TI.COM -> Producte -> DataConverter -> AnalogDigital -> 
Precision<=10MSPS
nachschauen. Dann ordnest du nach niedrigsten Preis, klickst DeltSigma 
an und schon hast du eine Auswahl an entsprechenden ADCs.
Mir sind da der ADS1013 (12Bit 0,95$) und ADS1113 (16Bit 1,95$) 
aufgefallen und scheinen für deine Anwendung geeignet zu sein.
Zu den Preisen: Bei RS-Components sind die Einzelstücke ca. Faktor 1,5 - 
2,5 ($ * Faktor = €) höher als auf der TI-Seite. Mußt halt nachsehen.
Zu den diversen Kommentaren, dass das Analog-Frontend so teuer sein 
sollte, kann ich nur sagen, alles was du dazu brauchst ist ein 
temperaturstabiler Spannungsteiler, wobei standard 1% MS-Widerstände 
genügen sollten. Ein entsprechend sauberes Layout und Schaltungsaufbau 
ist natürlich Voraussetzung. Die Genauigkeit erreichst du in der SW 
indem du mit einem genauen DVM das ganze kalibrierst und den 
Kalibrierfaktor in die SW schreibst.

von Helmut L. (helmi1)


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Anja schrieb:
> Bei einem normalen 10 Bit ADC darf noch nichts rauschen. Damit bringt
> auch eine Mittelwertbildung nichts. Oder sind die AVRs sooo schlecht?

Wenn man es richtig macht schon. Die einzelnen Messwerte des ADC muessen 
halt statistich voneinander unabhaengig sein. Das erreicht man indem man 
kunstliches Rauschen (Dither) am Eingang des ADC einspeisst.

http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/national/_appNotes/AN-0804.pdf

von André M. (killroymenzel)


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Anja schrieb:
> Mhm, erinnert mich an das ct-Lab Projekt:
>
> 
http://www.heise.de/ct/projekte/c-t-Lab-Bausteine-zum-Messen-Steuern-und-Regeln-284113.html
>
> Da kannst Du dich zumindest inspririen lassen.
Danke für den Hinweis

Fritz schrieb:
> Vorab möchte ich sagen, dass dein Vorhaben deine Messgeräte selbst zu
> bauen ein vielleicht mühsames, aber ungemein lehrreiches unterfangen
> ist.
Ja, es ist wirklich eine sehr große Herausforderung für mich und ich 
mache das weil noch viel dabei lernen kann/muss.

Fritz schrieb:
> Eine Netzteilspannung zu messen und sich deshalb mit externen ADCs zu
> befassen ist eine sehr gute Aufgabe.

Anfangs hatte ich gehofft der ADC vom AVR würde ausreichen, aber jetzt 
nach langem Suchen habe ich mich für den MCP3426 (16bit ADC) 
entschieden.
Ich werde nach der messung die letzten 3 bits wegschmeissen und habe 
dann immmernoch eine genauigkeit von 2,5mV. Ich denke das reicht allemal 
für ein Netzteil. Vielleicht auch für das geplante DMM.

Was den Spannungsteiler angeht, dachte ich da sogar an 0,1%Toleranz-mal 
schauen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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André Menzel schrieb:
> dann immmernoch eine genauigkeit von 2,5mV

Bitte sage nicht "Genauigkeit", sondern "Auflösung"! Dein Verständnis 
dazu scheint noch nicht so richtig ausgebildet zu sein ...

Gruß Dietrich

von Georg W. (gaestle)


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Fritz schrieb:
> Die bisherigen "Tipps" waren meiner Meinung nach nicht so wirklich der
> Bringer.
Fritz schrieb:
> Mir sind da der ADS1013 (12Bit 0,95$) und ADS1113 (16Bit 1,95$)
> aufgefallen und scheinen für deine Anwendung geeignet zu sein.

Um mich mal selbst zu zitieren, genau der Vorschlag war schon mal da:
Georg W. schrieb:
> Ohne es jetzt im Detail durchgerechnet zu haben könnte der ADS1013
> geeignet sein, er hat eine interne Referenz.
ADS1013 und ADS1113 sind Pin- und Funktionskompatibel, man kann sie also 
austauschen. Für die Messgeräte sind 16Bit durchaus angemessen, aber 
hier wird die Umschaltung der Messbereiche und die Langzeitkonstanz eher 
das Problem darstellen.

Die analogen Schaltungsteile sind allerdings sehr wichtig für die 
Leistung des gesamten Systems. Man muss keine überteuerten oder 
übertrieben genauen Bauteile einsetzen, muss sie aber mit Bedacht 
auswählen und auch das Layout muss sorgfältig ausgeführt werden. Das 
trifft auch für eine ev. notwendige Schutzschaltung zu. Der TO ist ja 
kein blutiger Anfänger, er wird das schon richtig auslegen können.
Anja hat schon viele Beiträge geliefert, die für dieses Projekt 
interessant sein dürften.

von Fritz (Gast)


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André Menzel schrieb:
> MCP3426 (16bit ADC)

Den kannte ich nicht, ist aber offensichtlich für deine Anwendung ideal.

André Menzel schrieb:
> Ich werde nach der messung die letzten 3 bits wegschmeissen

Runden wäre schon eleganter :-)

von Harald W. (wilhelms)


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Fritz schrieb:

> Zu den diversen Kommentaren, dass das Analog-Frontend so teuer sein
> sollte, kann ich nur sagen, alles was du dazu brauchst ist ein
> temperaturstabiler Spannungsteiler, wobei standard 1% MS-Widerstände
> genügen sollten.

Für 16Bit Genauigkeit? Träum weiter. Während man Netzteile, Zähler
usw. gut selbstbauen kann, ist das mit Multimetern kaum möglich,
wenn man nicht wenigstens ein Industriegerät mit einer Genauigkeit
von besser ein Promille besitzt, welches man zur Kalibrierung benutzt.
Bei der Kalibrierung geht man typisch davon aus, das das Kalibrier-
normal um den Faktor 10 besser als die gewünschte Genauigkeit ist.
Gruss
Harald

von Fritz (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> wenn man nicht wenigstens ein Industriegerät mit einer Genauigkeit
> von besser ein Promille besitzt, welches man zur Kalibrierung benutzt.

z.B. Gossen Metrahit Base 0,05% +/- 3 digit

Habe ich doch weiter unten so gesagt, dass ein genaues DVM notwendig 
ist.

16 Bit Genauigkeit hat er, soviel ich es verstehe, auch nicht verlangt, 
sondern höchstens 16 Bit Auflösung! Das ist ein riesiger Unterschied.

von André M. (killroymenzel)


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Dietrich L. schrieb:
>> dann immmernoch eine genauigkeit von 2,5mV
>
> Bitte sage nicht "Genauigkeit", sondern "Auflösung"!

Fritz schrieb:
> André Menzel schrieb:
>> Ich werde nach der messung die letzten 3 bits wegschmeissen
>
> Runden wäre schon eleganter :-)

Ja .. ich glaube, ich muss noch ein wenig an meiner Ausdrucksweise 
arbeite.... :-)

von André M. (killroymenzel)


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Anbei meine erste version meines Netzteilmoduls....

Mit bitte um konstruktive Kritik und verbesserungsvorschläge.
Ich weiss dass es sehr unübersichtlich ist. Das liegt unter anderem 
daran, das ich ein 4fach Digipoti verwende, wo all Leitungen 
zusammenführen.

Danke.

André

von Dietrich L. (dietrichl)


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André Menzel schrieb:
> Anbei meine erste version meines Netzteilmoduls....

Es wäre gut, zusätzlich eine .png-Datei anzuhängen, da nicht jeder Eagle 
6.4 hat. Ich kann es jedenfalls nicht öffnen.

Gruß Dietrich

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Bei Reichelt gäbe es noch diese netten Kandidaten:

MCP 3428-E/ST
16 Bit // 4 Kanäle differentiell // int. Ref // 15...240 SPS
http://www.reichelt.de/ICs-MCP-3-5-/MCP-3428-E-ST/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=5472&ARTICLE=109744&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&;

MCP 3421A0T-E/CH
18 Bit // 1 Kanal differentiell // int. Ref // 4...240 SPS
http://www.reichelt.de/ICs-MCP-3-5-/MCP-3421A0T-E-CH/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=5472&ARTICLE=90082&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&;

von Jobst M. (jobstens-de)


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Miro schrieb:
> Ein Bit mehr  macht zusammen
> 2048 :) Also ADC soll 0-10V messen.  Wenn die Spannung  mehr als 10V ist
> - die Spannung is ADC + 10V :)

Dann benötigst Du aber 10V mit einer Genauigkeit von 5mV ...

André Menzel schrieb:
> Ich möchte einfach mein werkstattequipment selber zu bauen.
> D.h. Netzgeräte (3stck), DMM, Komponententester, frequenzzähler und
> einen Signalgenerator.
> Alles soll von 1 Zentralen stelle aus gesteuert werden können.

Sorg dafür, dass Deine Kommunikation galvanisch getrennt ist!

Und: Ich kann mit Deinem Schaltplan auch nichts anfangen.


Gruß

Jobst

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Dietrich L. schrieb:
> André Menzel schrieb:
>> Anbei meine erste version meines Netzteilmoduls....
>
> Es wäre gut, zusätzlich eine .png-Datei anzuhängen, da nicht jeder Eagle
> 6.4 hat. Ich kann es jedenfalls nicht öffnen.

Jobst M. schrieb:
> Und: Ich kann mit Deinem Schaltplan auch nichts anfangen.

Stimmt. Es ist selten hilfreich derartige Dokumente ausschließlich im 
Originalformat zu posten. Ein PNG Bild ist meistens die sinnvollere 
Variante.

In diesem Falle ist aufgrund der Größe des Schaltplanes ein PDF jedoch 
am sinnvollsten. Hab das mal eben für Andre übernommen (siehe Anhang).

Gruß,
Magnus

von Frank K. (fchk)


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von Jobst M. (jobstens-de)


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Emitterwiderstände? Gerade bei Darlingtons ....


Gruß

Jobst

von André M. (killroymenzel)


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Ich werd die ganze schaltung noch mal überdenken.........

von Axel S. (a-za-z0-9)


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André Menzel schrieb:

> Anbei meine erste version meines Netzteilmoduls....
> Mit bitte um konstruktive Kritik und verbesserungsvorschläge.

Du meine Güte, ist das eine alberne Schaltung. Das geht alleine schon 
damit los, daß ein LM723 für ein Labornetzteil eine ganz schlechte Wahl 
ist. Und überdies in der gezeichneten Schaltung ganz sicher nicht 
funktionieren wird.

Das geht damit weiter, daß niemand der ganz bei Trost ist, eine 
Netzteilschaltung für Potibetrieb nimmt und dann µC-tauglich macht, 
indem er die Potis durch elektronische "Potis" ersetzt (die ja gar keine 
richtigen Potis sind, sondern eine Reihenschaltung von Widerständen und 
gaaanz viele Analogschalter und sich dementsprechend natürlich auch 
nicht wie richtige Potis verhalten).

Da der TE nach eigenem Bekunden etwas lernen will, wäre mein Vorschlag, 
daß er erstmal ein konventionelles Labornetzteil wie etwa das aus dem 
Beitrag "Nachbausicheres Klein Labornetzgeraet" nachbaut. Das muß nicht 
genau dieses sein, aber eben ein linear geregeltes Netzteil mit 
manueller Potibedienung. Wenn das fertig ist - meinetwegen auch mit 
µC-gesteuerter Spannungs-/Strommessung und CAN-Anschluß, dann sehen wir 
weiter.

Es ist zwar richtig, daß man zum Schwimmen lernen ins Wasser springen 
muß, aber man muß sich nicht gleich 500km vor der Küste ins Wasser 
werfen lassen und dann den Ehrgeiz haben, das Schwimmen auf dem Weg nach 
Hause zu lernen.


XL

von Noch ein Gast (Gast)


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Hallo,

wenn schon die Freilaufdiode am Relais fehlt kann es mit der Erfahrung 
des TE nicht weit her sein.
Er sollte wirklich erst 'mal mit kleineren Projekten vorlieb nehmen und 
dort Erfahrungen sammeln. Denn auch einfachere Schaltungen haben genug 
Fallen in die man hineintappt.
Und was ich auch hier immer wieder lese, das man eine eierlegende 
Wollmilchsau bauen will, die man eigentlich garnicht braucht.

von André M. (killroymenzel)


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Danke an alle für die Kritik und Vorschläge.
Im Nachhinein sehe ich auch, dass ich mir grobe Planungsfehler 
eingestehen muss.

Jobst M. schrieb:
> Emitterwiderstände? Gerade bei Darlingtons ....

stimmt....wobei ich schon viele Netzteilpläne gesehen habe, die keine 
Emitterwiderstände hatten.
Meine Frage diesbezüglich wäre, welchen mindestwert die haben müssten.
Gesehen habe ich schon 0,47 Ohm - mein Anliegen wäre, ob ich auch 
kleinere nehmen könnte, 0,1Ohm z.B., da ich den Spannungsabfall bei max 
6A so niedrieg wie möglich halten kann.

von Helmut L. (helmi1)


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André Menzel schrieb:
> Meine Frage diesbezüglich wäre, welchen mindestwert die haben müssten.
> Gesehen habe ich schon 0,47 Ohm - mein Anliegen wäre, ob ich auch
> kleinere nehmen könnte, 0,1Ohm z.B., da ich den Spannungsabfall bei max
> 6A so niedrieg wie möglich halten kann.

Die muessen so gross sein das sie die unterschiedlichen 
Basis-Emitterspannungen der Transistoren ausgleichen koennen.

z.B. wenn deine Basis-Emitterspannungen von Transistor zu Transistor 
0.1V unterschied hat dann sollten zwecks gleichmaessiger Stromaufteilung 
die Spannung am Emitterwiderstand wesentlich groesser sein. Also so im 
Bereich von 0.5V .. 1V. Dann machen diese Unterschiede nicht mehr viel 
aus in der Stromaufteilung.

von I2C (Gast)


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Gibts nen Grund warum SCL nicht am SCL des ATmega angeschlossen ist ?

von André M. (killroymenzel)


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I2C schrieb:
> Gibts nen Grund warum SCL nicht am SCL des ATmega angeschlossen ist ?

Ja......war noch nicht fertig...bzw. falsche version (ich hatte ja 
vergessen zu speichern)...

Aber jetzt fange ich noch mal von ganz vorne an......
Ich hab ja Zeit... :-)

Helmut Lenzen schrieb:
> Die muessen so gross sein das sie die unterschiedlichen
> Basis-Emitterspannungen der Transistoren ausgleichen koennen.
>
> z.B. wenn deine Basis-Emitterspannungen von Transistor zu Transistor
> 0.1V unterschied hat dann sollten zwecks gleichmaessiger Stromaufteilung
> die Spannung am Emitterwiderstand wesentlich groesser sein. Also so im
> Bereich von 0.5V .. 1V. Dann machen diese Unterschiede nicht mehr viel
> aus in der Stromaufteilung.

Danke für die Info.....

von Harald W. (wilhelms)


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André Menzel schrieb:

> Meine Frage diesbezüglich wäre, welchen mindestwert die haben müssten.
> Gesehen habe ich schon 0,47 Ohm - mein Anliegen wäre, ob ich auch
> kleinere nehmen könnte, 0,1Ohm z.B., da ich den Spannungsabfall bei max
> 6A so niedrieg wie möglich halten kann.

Für Darlingtons sollten die Widerstände eher noch etwas grösser sein,
wobei Darlingtontransistoren für Netzteile nicht unbedingt empfehlens-
wert sind, da solche Schaltungen oft instabil sind. Ich würde für
höhere Ströme einfache Bipos nehmen und den Emitterwiderstand, wie
bereits gesagt, auf ca. 0,5V dimensionieren. Wenn die Basisspannung
dann noch grösser als die Hauptspannung des Netzteils ist, erreicht
man so auch einen niedrigen Spannungsabfall über dem Regelglied.
Gruss
Harald

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