Hallo Leute, ich bin neu hier und melde mich gleich einmal mit einer Frage. Hoffe, ich bin diesbezüglich hier im richtigen Unterforum gelandet. Wenn nicht, bitte einfach verschieben. Zu meinem Problem: Ich suche im Moment nach einer Lösung, um einen 0-10v Analogsensor für Einstrahlung (0-1300w/m^2) mithilfe eines Raspberry Pis "möglichst genau" auszulesen. Der Raspberry Pi hat ja selbst keine analogen Eingänge also benötige ich einen ADC. Für erste Versuche habe ich bereits einen 10BIT MCP3008 besorgt, welchen ich auch über die SPI Schnittstelle auslesen kann. Allerdings kann dieser nur 5V Analogspannung ab, was einen Spannungsteiler notwendig macht und auf Kosten der Genauigkeit geht. Außerdem wären mir für meine Anwendung 12 Bit lieber. Was ich eigentlich benötigen würde wäre ein ADC, der über 3.3V versorgt werden kann, aber eine Referenzspannung von 10V und eine Analogeingangsspannung von 10V abkann. Die 3.3 Volt Versorgungspannung dehalb, weil ich gelesen habe, dass man sonst die SPI Schnittstelle am Raspberry nicht zum Auslesen benutzen kann, wenn Vdd höher als 3.3V ist. Gibt es so einen ADC überhaupt oder ist das technisch nicht möglich? Ich würde mich sehr über Vorschläge oder Anregungen freuen, welchen ADC ich benutzen könnte oder wie ich die Messwerte der Sonsoren anderweitig in den Raspberry zur Weiterverarbeitung bekomme. Vielen Dank Johnny
John D. schrieb: > Außerdem wären mir für meine > Anwendung 12 Bit lieber. warum ? 10 bit sind ca. 0,1% genauer wird eh schwer wer sich nicht bestens in Dimensionierung, einpegeln, messen und Fehlerrechnung auskennt. Die nötigen Messmittel dafür müssten ja neben der Kenntnis dazu vorhanden sein. Ich wüsste für privat keinen Nutzen für mehr als 10 Bit. Meine Dipl.Arbeit habe ich mit 8-Bit Wandler gemacht, das reichte für eine Auflöung von 5°C bei 1200°C Messung und selbst die 5°C waren fast zu genau, wen interessiert +-5°C bei 1200°C ? Momentan baue ich was mit 16-Bit DAC -> Kundenwunsch (obwohl unnsinnig) Ich habe noch keine Idee wie ich selbst mit 6,5-stelligen DMM das hinbekommen soll.
> Was ich eigentlich benötigen würde wäre ein ADC, der über 3.3V versorgt > werden kann, aber eine Referenzspannung von 10V und eine > Analogeingangsspannung von 10V abkann. So was hab ich noch nie gesehen. Du wirst nicht darum herum kommen einen ADC mit 3,3V im Digitalteil zu verwenden und eine Referenz im Bereich 2-3,3V, je nach dem was dein ADC kann. Einige ADCs haben einen extra Eingang für die Referenzspannung, das ist genauer als wenn die 3,3V Betriebsspannung als Referenz verwendet werden. Wenn du mit einem einmaligen Abgleich leben kannst, kannst du bei der Referenz und den Widerständen für den Spannungsteiler nur auf die Temperaturkoeffizienten achten und die absolute Genauigkeit außer acht lassen (außer die Langzeitstabilität vielleicht). Das ist wesentlich billiger als wenn auch die absolute Genauigkeit passen muss. Was man nur braucht wenn man bei Inbetriebnahme nicht abgleichen will oder kann.
ADCs mit mehr als 5 V Spannungsbereich sind sehr selten, sofern es da überhaupt noch was gibt. Es geht also kaum ohne Spannungsteiler - bzw. eine Anpassung beim Sensorverstärker. Dann spricht auch nichts gehen einen ADC mit 3,3 V Versorgung und entsprechend etwa 1-3 V Messbereich. Sofern es nicht besonders schnell sein muss, gibt es da viel Auswahl, mit SPI oder I2C Interface.
Wo ist das Problem mit einem Spannungsteiler? Die Widerstände haben zwar eine gewisse Toleranz. Aber kalibriert werden muss das System später ohnehin. Von daher dürfte es sich wieder rausrechnen lassen. Nimm doch erst mal ein 10Bit Atmel. In Form eines Arduino lässt der sich leicht vom Raspi aus ansteuern und abfragen. Bau einen Spannungsteiler, und dann schau erst mal, was da wirklich heraus kommt, und ob das nicht schon den Anforderungen genügt. Ich hatte mal einen 24 Bit ADC. Die umgebende Elektronik war schon äußerst anspruchsvoll. Nichts für Hobby-Entwickler. Und die letzten 4 Bits habe ich trotzdem gleich gelöscht, weil die schon nicht stabil waren.
PittyJ schrieb: > Nimm doch erst mal ein 10Bit Atmel. In Form eines Arduino Arduino mit 10bit Atmel? Kenn ich nicht, sind die neu?
Joachim B. schrieb: > 10 bit sind ca. 0,1% genauer wird eh schwer wer sich nicht bestens in > Dimensionierung, einpegeln, messen und Fehlerrechnung auskennt. > Ich wüsste für privat keinen Nutzen für mehr als 10 Bit. Naja, von den 10 Bit Auflösung bleiben meist nur 8Bit Genauigkeit übrig. Das ist für viele Anwendungen, z.B. PT100, zu wenig. Die mit einem 12Bit-Wandler erreichbare Genauigkeit von 1 Promille ist noch gut mit Standardbauteilen erreichbar. Das man sich dafür gut mit Analogtechnik auskennen muss und auch entsprechende Kali- briermöglichkeiten haben muss, ist klar. > Momentan baue ich was mit 16-Bit DAC -> Kundenwunsch (obwohl unnsinnig) > Ich habe noch keine Idee wie ich selbst mit 6,5-stelligen DMM das > hinbekommen soll. Naja, für 12Bit Genauigkeit muss man, je nach Eingangssignal, schon einige Klimmzüge machen. Ich würde da aber, da es ja kaum mehr kostet, doch einen 16Bit-Wandler nehmen. Den angezeigten Meßwert kann man dann ja auf ca.12 Bit runterkürzen. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Naja, von den 10 Bit Auflösung bleiben meist nur 8Bit Genauigkeit > übrig. Das ist für viele Anwendungen, z.B. PT100, zu wenig. ud trotzdem ist mehr z.B. 12-bit übertrieben für Hobbyisten ohne Kenntnisse und Messgeräte. Harald Wilhelms schrieb: > Naja, für 12Bit Genauigkeit muss man, je nach Eingangssignal, schon > einige Klimmzüge machen. Ich würde da aber, da es ja kaum mehr kostet, > doch einen 16Bit-Wandler nehmen. Den angezeigten Meßwert kann man > dann ja auf ca.12 Bit runterkürzen. ich glaube jeder der effektiv 10-bit -> 1024 -> 0,1% erreicht ist froh, ein Promille das ist doch schon mal ne Ansage und dabei haben wir noch nicht mal über Temperaturdrift gesprochen.
Danke erstmal für die vielen Antworten. Dann hilft wohl alles nichts und mir bleibt nur der Spannungsteiler. Aber kann ich dafür einfach "normale" Widerstände nehmen? Oder wäre ein Trimmpoti besser? Das Ganze soll aber relativ langzeitstabil sein, da eine Wetterdatenbank aus den Messwerten über Jahre hinweg erstellt werden soll. Reicht mir als Spannungsreferenz ein LM317? Hier brauch ich ja auch wieder sehr genaue Widerstände um die Spannung richtig einzustellen, oder? Aber besser als die 3.3V direkt vom Raspberry wird das auf jeden Fall sein. Für die 3.3V aus em LM317 würde ich dann einen 240 und einen 393.6 Ohm Widerstand benötigen. Also für den 2. Widerstand auch hier ein Trimmpoti? Ich werde das ganze jetzt erstmal mit dem schon vorhandenen und bereits über SPI verbundenen MCP3008 umsetzen und bei Bedarf ist eine aufrüstung ja immer noch möglich. Gibt es sonst noch etwas, was ich unbedingt beachten muss, damit meine Messung was wird?
John D. schrieb: > Allerdings kann dieser nur 5V Analogspannung ab, was einen > Spannungsteiler notwendig macht und auf Kosten der Genauigkeit geht. Welche Genauigkeit hat denn die Kalibrierung von deinem Sensor? Und welche Zeitauflösung benötigst du überhaupt? Bei den Widerständen im Spannungsteiler interessiert eigentlich nur, dass das Verhältnis konstant bleibt.
Bei so Wettermessungen hat man doch bestimmt sowieso riesige Fehler, oder? Insofern ist die Frage ob die 0.5% von irgendwo da überhaupt in's Gewicht fallen. Ich denke ja, wenn das dein Problem ist, ist deine Messung schon extrem gut. Insofern würde ich sagen nimm doch einfach einen ADC mit interner Referenz, das ist für deine Zwecke sicher gut genug. Bei dem Spannungsteiler sehe ich auch kein Problem, nimm halt 1%-Widerstände und nicht 10%. Potis würde ich auch eher nicht nehmen.
Wolfgang schrieb: > John D. schrieb: >> Allerdings kann dieser nur 5V Analogspannung ab, was einen >> Spannungsteiler notwendig macht und auf Kosten der Genauigkeit geht. > > Welche Genauigkeit hat denn die Kalibrierung von deinem Sensor? Die Genauigkeit beträgt 5% vom Endwert, bei dem Sensor handelt es sich um einen SI-13TC-T-K. > > Und welche Zeitauflösung benötigst du überhaupt? > Angedacht ist hier ein Messwert pro Sekunde, wobei zu überlegen ist, ob während dieser Zeit zum Beispiel über 10 Messwerte gemittelt werden sollte... > Bei den Widerständen im Spannungsteiler interessiert eigentlich nur, > dass das Verhältnis konstant bleibt. Ja, aber dieses Verhältnis möglichst genau einzustellen und dann konstant zu halten wird doch nicht einfach?
John D. schrieb: > Ja, aber dieses Verhältnis möglichst genau einzustellen und dann > konstant zu halten wird doch nicht einfach? Wenn du einfach zwei gleiche Widerstände nimmst oder den einen doppelt so groß wie den anderen oder so, glaube ich nicht, dass das groß driftet. Die Widerstände driften mit der Temperatur ja beide ungefähr gleich und altern wahrscheinlich auch sehr ähnlich. Wie gesagt, ich glaube nicht, dass das eine signifikante Fehlerquelle für dein Vorhaben darstellt.
John D. schrieb: >> Bei den Widerständen im Spannungsteiler interessiert eigentlich nur, >> dass das Verhältnis konstant bleibt. > > Ja, aber dieses Verhältnis möglichst genau einzustellen und dann > konstant zu halten wird doch nicht einfach? mit Widerstände leichter als mit Poti, Potikontakte ist das erste was ausfällt, da ist mit Langzeitstabilität Essig. Grobabgleich, R berechnen wählen zusammenbauen. Wenns genauer sein soll kann man durch Parallelschaltung am oberen oder unteren Teiler sich auf 0,1% annähern oder besser. Oder man hat eine Netzteil speist die maximale Spannung oben Y1 ein nimmt den Digitalwert X1 und dasselbe nochmal für die minimale Spannung oben Y2 ein nimmt den Digitalwert X2 und baut die Geradengleichung y= m * x + b in den Rechner mit Y = gemessene Spannung aus X = digits.
Poties sind vond er Stabilität eher schlecht. Wenn es geht sollte man in Software Kalibrieren. Der LM317 ist als Referenz ungeeignet - ist ja auch ein Spannungsregler. Ein TL431 ist so etwa das Minimum, es darf aber auch ruhig besser sein. Es gibt auch auch gleich ADCs mit integrierter Referenz. Relativ günstig wäre etwa ein MCP3421 oder MCP3426. Ich weiss die haben noch mehr als 12 Bits Auflösung, aber man muss die extra Auflösung ja nicht nutzen, und Sigma Delta Wandler machen so etwas die Antialiasing-filter einfacher. Auch ist schon die Interne Referenz relativ gut. Der naheliegende Umstieg vom MCP3008 wäre der MCP3208. Beim Sensor ist noch die Frage, was das für eine Modul ist, denn direkt wird der Sensor keine 10 V liefern, sondern eher mV oder µA.
John D. schrieb: > Das Ganze soll aber relativ langzeitstabil sein, da eine > Wetterdatenbank aus den Messwerten über Jahre hinweg erstellt > werden soll. John D. schrieb: > Die Genauigkeit beträgt 5% vom Endwert, bei dem Sensor handelt es sich > um einen SI-13TC-T-K. 5% Genauigkeit ist für Vergleich mit anderen Daten, z.B. Standortstatistiken zu schlecht. Auch wegen der Alterung der Solarzelle solltest du das ganze regelmäßig kalibieren (und die Scheiben immer sauber halten). > Ja, aber dieses Verhältnis möglichst genau einzustellen und dann > konstant zu halten wird doch nicht einfach? Du baust einen Spannungsteiler auf (z.B. 1:4 aus vier gleichen Widerständen) und machst die Kalibrierung in der Software. Ulrich H. schrieb: > Beim Sensor ist noch die Frage, was das für eine Modul ist, denn direkt > wird der Sensor keine 10 V liefern, sondern eher mV oder µA. Eine Solarzelle dieser Größe wird wohl eher mA liefern.
John D. schrieb: > Zu meinem Problem: Ich suche im Moment nach einer Lösung, um einen 0-10v > Analogsensor für Einstrahlung (0-1300w/m^2) mithilfe eines Raspberry Pis > "möglichst genau" auszulesen. Der Raspberry Pi hat ja selbst keine > analogen Eingänge also benötige ich einen ADC. Meine Empfehlung: http://www.analog.com/en/circuits-from-the-lab/CN0254/vc.html Macht 16 Bit 250ksps/s. Der Analog frontend hat +/- 10V Standard und mit dem den umlöten von ein paar Widerständen macht der dann auch 0-10V (falls 15 Bit Auflösung nicht reichen). Wie das geht steht in der Doku und die reicht auch um das ganze von Hand nachzubauen. Schaltpläne Layout Stücklisten gibt es alles zum download. Mit dem optionale Prozessor Board gibt es noch full speed PC Messungen miut allem was das Herz begehrt (wenn es um FFT THD SNR SINAD etc. geht). Hab von dem Dingens sehr viel gelernt, deshalb preise ich es an.
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