Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC kalibrieren mit interner Referenz - Knoten im Kopf!


von blitz (Gast)


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auf allgemeine Empfehlung hin will ich eine einfache ADC_Kalibrierung 
beim Tiny24 durchführen:

Ich belege AREF mit VCC, lege genau 3V an und messe die interne 
Referenz. Wenn sie zufällig genau 1.1V hätte, müsste ich einen Wert von 
375 messen, richtig?

Nun messe ich aber einen tatsächlichen Wert von 392, den lege ich im 
Eprom ab, weil ich weiß, dass bei "392" 3V anliegen.

Nun steigt die Betriebsspannung - und ich messe demzufolge einen 
kleineren Wert für die interne Referenz - richtig? Sagen wir, ich messe 
327.

Wie rechne ich jetzt aus 3V, 392 und 327 mit dem kürzesten Rechenweg die 
Betriebsspannung aus? 293*3v/327? Ist das nicht falsch?

Ich hab irgendwie einen Knoten im Kopf.. :-)

von Karl H. (kbuchegg)


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blitz schrieb:

> Nun messe ich aber einen tatsächlichen Wert von 392, den lege ich im
> Eprom ab, weil ich weiß, dass bei "392" 3V anliegen.


Ja. Die 392 sagen dir, wie groß die interen 'Referenzspannung' wirklich 
ist. Die hat ja nicht 1.1V. Die interne Referen ist hauptsächlich eines: 
sie hat konstant immer denselben Wert. Aber dieser WErt ist nicht 1.1V 
sondern bewegt sich im Rahmen dessen, was Atmel in der Doku als 
Exemplar-Streubereich angibt

>
> Nun steigt die Betriebsspannung - und ich messe demzufolge einen
> kleineren Wert für die interne Referenz - richtig?

richtig

> Sagen wir, ich messe
> 327.
>
> Wie rechne ich jetzt aus 3V, 392 und 327 mit dem kürzesten Rechenweg die
> Betriebsspannung aus? 293*3v/327? Ist das nicht falsch?


Im Prinzip ist das nichts anderes als eine Prozentrechnung. Nur mit 
anderen Zahlen als mit 100

Mit deiner ersten Messung hast du festgestellt, wieviele Prozent von 
3.0V deine interne Referenzspannung hat. Du du weißt, das 100% den 3.0V 
entsprechen würden, weißt du auch dass 100*392/1024 = 38.2% von diesen 
3.0V, oder anders ausgedrückt 0.382 * 3.0 = 1.146V der tatsächliche Wert 
deiner internen Referenzspannung sind.

Und jetzt hast du einen Prozentwert, der eine Aussage darüber macht, wie 
groß die jetzige Spannung tatsächlich ist, wenn die (vorher als 
Zahlenwert festgestellte interne Referenzspannung) ein gewisser 
Prozentsatz davon ist.

Wenn deine Referenzspannung 1.146V gross ist und diese 1.146V einem 
Prozentanteil von 100*327/1024 = 31.9% der Versorungsspannung 
entsprechen, wie groß ist dann die Versorgungsspannung?

Schrei dir das alles mal ausführlich in Formelform so hin, dass für dich 
der Rechenweg nachvollziehbar ist.
Danach beginnst du Formeln ineinander einzusetzen und setzt den Rotstift 
in Form von 'Kürzen von Brüchen' an. Dann bleibt dir deine Endformel 
übrig, die du implementierst.

von Karl H. (kbuchegg)


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Karl Heinz schrieb:

> Schrei dir das alles mal ausführlich in Formelform so hin, dass für dich
> der Rechenweg nachvollziehbar ist.
> Danach beginnst du Formeln ineinander einzusetzen und setzt den Rotstift
> in Form von 'Kürzen von Brüchen' an. Dann bleibt dir deine Endformel
> übrig, die du implementierst.

D.h. sofern dich der Spannungswert in Zahlenform überhaupt interessiert. 
Solange es nur darum geht, bei absinkender Versorgungsspannung eine 
Akku-leer Warn-LED einzuschalten, braucht kein Mensch den tatsächlichen 
Wert in Zahlenform auszurechnen. Alles was man braucht ist einfach nur 
die Schwelle im ADC Wert, über dem die LED einzuschalten ist. Dazu 
braucht man nicht viel rechnen, wenn man dem µC ganz einfach zb. mit 
einem als Spannungsteiler geschalteten Poti die Spannung einstellt (mit 
Voltmeter kontrollieren) und ihm mitteilt, dass er bei diesem 
Messergebnis die LED einzuschalten hat. Der µC macht eine Messung, merkt 
sich genau diesen ADC Wert und der ist fortan sein Schwellwert. Dazu 
muss man die Höhe der internen Referemnzspannung noch nicht einmal 
kennen. Es reicht völlig, wenn die (da sie als 'Referenz' fungiert, 
gegen die gemessen wird) ihren Wert nicht groß im Laufe der Zeit ändert. 
Und das ist ja die Zusage, die Atmel macht.

von blitz (Gast)


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Karl Heinz schrieb:
> D.h. sofern dich der Spannungswert in Zahlenform überhaupt interessiert.

Ja, der interessiert mich schon. Ich rechne gerade Deinen Weg nach...

von blitz (Gast)


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ok, also bis auf einen Tippfehler ganz oben stimmt wohl mein Rechenweg, 
die Prozente hab ich weggelassen:

(392/1024)*3V  = Vref    (aus Kalibrierungsmessung)
(327/1024)*Vcc = Vref    (aus echter Messung)

gleichgesetzt und auf beiden Seiten mal 2014 genommen gibt

392*3V = 327*Vcc    bzw.

392*3V/327 = Vcc   oder allgemeiner

392*3V/ADC-Wert = Vcc


so wird es klappen - danke :-)

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