Auslegung und Auswahl OpAmp zur Pegelwandlung für ADC (8..18V->0..5V)

[NeverTheMind (Gast)]

Hallo,

ich möchte eine Spannung im Bereich zwischen etwa 8V und 18V (12V 
Blei-Akku) per ADC messen. Um den Wandlerbereich des ADC möglichst gut 
auszunutzen möchte ich den Spannungsbereich zwischen 8V->18V auf 0V->5V 
wandeln. Gleichzeitig soll die Schaltung den Eingang des ADC auf 5V 
limitieren und somit vor Überspannung schützen.

Der Controller ist ein AT90CAN128:
VCC=5V, AGND=GND, AREF=mit 100nF an GND, AVCC=5V

Spannungsquelle ist ein 12V Blei-Akku. Benötige auch noch die Version 
für 24V, hoffe jedoch diese dann aus der 12V Version selbst ableiten zu 
können.

Die Variante des Spannungsteilers möchte ich nicht verwenden, da mich 
nur der genannte Wertebereich interessiert und ich lieber mehr 
Genauigkeit möchte. Außerdem bietet der Spannungsteiler keinen 
Überspannungsschutz für den ADC-Port.

Deswegen habe ich nach einigem Einlesen eine Lösung mit 
Differenz-Operationsverstärker aufgebaut und mit LTspice simuliert. 
Jedoch habe ich von OpAmps und Analogen Schaltungen keine große Ahnung. 
Daraus ergeben sich für mich 2 Probleme:

1. Kann/wird die gezeigte Schaltung so funktionieren?

2. Der in der Simulation verwendete OpAmp LT1219 ist leider nur schlecht 
und teuer zu bekommen. Kann mir jemand eine Alternative empfehlen? Auf 
was genau muss ich achten, damit das zur Simulation passt?

Zum Schema:
Per Spannungsteiler wird die Messspannung sowie eine definierte 
Subtraktions-Spannung an einen Differenz-Operationsverstärker 
geschaltet. Das Ergebnis wird dann zum ADC geführt. Die 
Wiederstandswerte sind experimentell ermittelt.

Zum Spannungsdiagramm:
Grün ist die zu messende Spannung und wird von 0 bis 20V simuliert. Blau 
ist die Spannung am Spannungsteiler (darf nicht zu hoch sein, sonst 
verträgt der OpAmp das ggf. nicht). Rot ist die Spannung am Ausgang des 
Operationsverstärkers.

Vielen Dank für Feedback, Hilfe und Unterstützung und sorry für den 
langen Text ;-)

Gruß
Dominik

[Ulrich (Gast)]

Die Schaltung kann im Prinzip so funktionieren, man kann dabei auch noch 
einiges Zusammenfassen (z.B. R5 und R6 etwas größer so dass R2 entfallen 
kann). Auch den Teiler für die Spannung (R3,4,7,8) kann man noch auf 2 
Widerstände reduzieren.

Die Version für einen 24 V Akku ist einfach: nur einer größerer Teiler 
am Eingang.

Der OP sollte wohl ein 5 V Rail to Rail OP sein. Typische Vertreter 
wären TS912 (2 fach) oder MCP6001.