Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik bandgap (interne ADC Referenz) Fehlerbetrachtung


von blitz (Gast)


Lesenswert?

Inspiriert von meiner programmierbaren Blinkbeleuchtung für meinen 
Quadrocopter (Blade Nano QX, siehe http://crypt1c.mooo.com/basteldw ) 
habe ich überlegt, dass es ja geschickt wäre, die Spannung des Akkus mit 
zu überwachen - wenn der Akku leer ist, geht der ziemlich schnell 
'runter.

Als Referenzspannung für den ADC bietet sich die interne Ref. (Bandgap) 
des Tiny24 an - aber je nach Chip kann die zwischen 1.0V und 1.2V (typ. 
1.1V) liegen - rund 10% Fehler in jede Richtung.

Heißt das, wenn ich 3.3V "messe", kann die tatsächliche Spannung auch 
3.0 oder 3.6V betragen? Das wär dann wohl zu ungenau..

von Walter (Gast)


Lesenswert?

blitz schrieb:
> Heißt das, wenn ich 3.3V "messe", kann die tatsächliche Spannung auch
> 3.0 oder 3.6V betragen? Das wär dann wohl zu ungenau..

ist so ungenau, durch Kalibrierung wird es aber gut genug

von blitz (Gast)


Lesenswert?

Walter schrieb:
> durch Kalibrierung

Also die Referenz messen? macht sich irgendwie mühsam in meinem Fall.. 
Oder bekommt man vielleicht mit einer externen Z-Diode eine genauere 
Referenzspannung?

von blitz (Gast)


Lesenswert?

Vergesst es.. die Z-Dioden sind ja auch nicht genauer (wahrscheinlich 
ist die interne Ref. eine) Also doch eine genauere ext. 
Spannungsreferenz..

von Chris (Gast)


Lesenswert?

kommt doch drauf an wie genau er messen will

um den akku auf 0,1V genau zu messen reicht die interne referenz (nach 
kalibrierung) sicher aus

von Walter (Gast)


Lesenswert?

blitz schrieb:
> wahrscheinlich
> ist die interne Ref. eine

in der Überschrift steht was es ist

Kalibrieren ist nicht wirklich aufwendig solange man unter ein paar zig 
Stück bleibt, man muss dazu nicht die intern Referenz messen und dann 
das Programm ändern, sondern man legt eine genaue Referenz an, misst sie 
mittels der internen Referenz und legt sich dann den errechneten 
Korrekturfaktor im EEPROM ab.

von blitz (Gast)


Lesenswert?

Walter schrieb:
> sondern man legt eine genaue Referenz an, misst sie
> mittels der internen Referenz und legt sich dann den errechneten
> Korrekturfaktor im EEPROM ab

Verstehe, dann brauche ich nur noch etwas einfaches, um die Kalibrierung 
auszulösen. ALs Referenzquelle wäre mir der LM385 genau genug.

Ich habe mir gedacht, ich nehme die Standardbeschaltung aus den 
Datenblatt für 1.25V (Figure 5 im Datenblatt) und schließe das Ende, wo 
1,24V dransteht, an AREF (Pin A.0)

http://www.ti.com/lit/ds/snvs741f/snvs741f.pdf

Dann könnte ich den internen Pullup von Pin A.0 einschalten und schauen, 
ob die Spannung gleich bleibt, und ob sie über ein paar Messungen gleich 
bleibt, und ungefähr in der richtigen Größenordnung liegt - also ob die 
ext. Referenz anliegt.

Sollte doch so gehen, oder?
Oder war es anders gemeint?

von blitz (Gast)


Lesenswert?

Vergessen, die Unterschiede zu erwähnen: Statt 9V wären es bei mir nur 
3,3V (reicht das?) und durch den internen Pullup wäre der Strom höher, 
aber immer noch < 1mA

von Uli der Troll (Gast)


Lesenswert?

Eine Referenz hat zwei Kennwerte, die Genauigkeit und die Konstanz. 
Offensichtlich ist die Genauigkeit nicht der Hammer, die konstanz aber 
gut. Das bedeutet, ein konstater wert wirs konstant gemessen, kann aber 
etwas daneben liegen. Also einmal messen und die Skalierung abspeichern.

von blitz (Gast)


Lesenswert?

ok. Die Frage bezog sich eher auf meine angedachte Messbeschaltung, also 
ob das mit dem internen pullup so geht und ob statt 9V auch 3,3V 
"Versorgungsspannung" für den LM385 reichen würden.

von GB (Gast)


Lesenswert?

Nimm doch einfach eine externe Referenz, eine Standard TL431A (1%) 
kostet 15 Cent.

von MarioT (Gast)


Lesenswert?

Man könnte auch als Referenz ganz einfach den vollen und den leeren Akku 
nehmen. Oder musst du wirklich die genaue Spannung wissen.

von blitz (Gast)


Lesenswert?

GB schrieb:
> Nimm doch einfach eine externe Referenz, eine Standard TL431A (1%)
> kostet 15 Cent.

Das hab ich ja vor (externe Referenz, nur dass ich einen anderen IC im 
Sinn hatte). Was irgendwie auch bei dem TL431A nicht dabei steht - wie 
hoch muß denn die Spannung am Input mindestens sein?

von Amateur (Gast)


Lesenswert?

Früher hat es sich bei Akkus mal um chemische Elemente gehandelt.
Deren Spannung (natürlich) vom Ladezustand, von der Temperatur, vom 
Alter (nicht Deiner Freundin) und von wahrscheinlich 50 anderen Faktoren 
(incl. dem aktuellen Laststrom und Innenwiderstand) abhängt.

Wozu also eine supergenaue Referenz?

Schon der Wechsel gleichartiger, gleich alter(, gleich ...) 
Akkumulatoren bringt eine größere Toleranz mit sich.

von blitz (Gast)


Lesenswert?

Amateur schrieb:
> Schon der Wechsel gleichartiger, gleich alter(, gleich ...)
> Akkumulatoren bringt eine größere Toleranz mit sich.

Mag sein, aber ich vermute stark, dass die Elektronik auf der Platine 
von dem Flieger auch nach Spannung abschaltet. Der möchte ich durch 
Warnsignal zuvorkommen (um kontrolliert landen zu können), ohne durch zu 
ungenaues Messen Flugzeit zu verlieren.

von Carsten R. (kaffeetante)


Lesenswert?

Zum Kalibrieren kann man auch (vorübergehend) eine präzise 
Spanungsversorgung anlegen und in der Software dann die 
Spannungsversorgung als "Referenz" nehmend die interne Referenz 
vermessen und dann rechnen.So benötigt man keine zusätzliche Hardware 
auf der Platine und man müßte nichts ändern.

Das wäre allerdings eine einfache Kalibrierung (noch) ohne 
Temperaturkompensation etc.

von blitz (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich hab das mal als Prinzip aufgemalt mit den Bauteilen, die ich 
verwenden will. Ist das richtig so? Ich möchte 2 Werte erhalten:

Wenn die Betriebsspannung (gedacht) immer bei 1023 liegt (maximalwert, 
alle bits gesetzt), möchte ich (bei 3,3V) für die interne Referenz 341 
(1.1V) und für die externe Referenz etwa 372 (1.2V) messen.

Muß ich die Betriebsspannung dazu noch an einen ADC-Pin führen? Und ich 
muss 2x messen mit jeweils unterschiedlich eingestellten 
ADC-Registern..?

von Cyblord -. (cyblord)


Lesenswert?

Diode falschrum

von blitz (Gast)


Lesenswert?

cyblord ---- schrieb:
> Diode falschrum

Ah, ja, danke! :-)

von Peter R. (pnu)


Lesenswert?

Ein gutes Multimeter ist doch eine beste Referenz.

Es wird die Akkuspannung auf mV genau anzeigen.

Wenn Du dann gleichzeitig mit dem AD-Wandler des Kontrollers die 
Akkuspannung misst, hast Du doch relativ genau, den Wert des AD 
Wandlers, der der vom Multimeter angezeigten Spannung entspricht.

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.