Spannung messen

[Markus Reichert (Gast)]

Hallo zusammen,

ich möchte mit einem AVR Gleichspannungen messen. Und zwar bekomme ich
von einem Rückmeldepotentiometer Spannungen zwischen 2 und 8 V zurück,
die ich mit Hilfe des AVR auswerten möchte damit entsprechend darauf
reagieren kann.

Beim googeln und hier im Forum habe ich Beiträge gefunden, die in diese
Richtung gehen, aber keine definitive Antwort bzw. Anleitung gefunden,
wie so etwas zu realisieren ist.

Geht so etwas überhaupt?

Wäre super, wenn mir jemand weiterhelfen könnte bzw. eine Anlaufstelle
in Form eines Links geben könnte, wo ich mich schlau machen kann.

Vielen Dank.
Gruß
Markus

[crazy horse (Gast)]

direkt kannst du 8V natürlich nicht messen. Also Spannungsteiler auf den
Wert der Referenzspannung für höchstmögliche Auflösung. Manchmal ist es
sinnvoller, den Spannungsteiler so auszulegen, dass sich bei
max-Spannung ein "gerader" A2D-Wert (1000) ergibt.
Ist dein Geber passiv (also wirklich nur ein Poti) verfälscht ein
direkt angehängter Spannungsteiler den Messwert. Kann man rechnerisch
korrigieren oder einen OP als Impedanzwandler dazwischenschalten.

[Unbekannter (Gast)]

Einfach einen Spannungsteiler hinten drann.

Du musst nur etwas auf die Innenwiderstände achten.

Der Innenwiderstand des Potis ist maximal 1/4 des Poti-Widerstandes.

Der Innenwiderstand des Spannungsteiler um die 8 Volt auf einen
niedirgen Wert zu teilen, sollte so um den Faktor 50 bis 100 größer
sein, als 1/4 des Poti-Widerstandes.

Dabei ist es günstiger, wenn die Referenzspannung des ADC relativ klein
ist, da dann der Innenwiderstand des Spannungsteiler wie ihn der ADC
sieht, schön klein ist und somit der Eingangswiderstand des ADC nicht
so sehr ins Gewicht fällt.

Kommt eben immer auf die gewünschte Genauigkeit drauf an. Aber man kann
diese ganzen Effekte auch alle wegrechnen.

Welchen Widerstand hat der Poti denn genau? Und wie genau soll die
Messung werden?

[Markus Reichert (Gast)]

Der Poti hat 5k Ohm.

Ich möchte die 6 Volt auf 16 Werte verteilen, d.h. eine Genauigkeit von
ca. +/- 0,2 Volt.

[Unbekannter (Gast)]

Oh, das ist ja überhaupt kein Problem.

Der AVR hat eine interne Referenz von 2,56 Volt.

D.h. wenn vom Poti 8 Volt kommen, darf am ADC-Eingang maximal 2,56 Volt
anliegen damit der ADC-Bereich optimal ausgenutz wird.

Konkret: Spannungsteiler aus R1 = 82 Kiloohm und R2 = 36 Kiloohm.

Der R2 kommt zwischen Masse und ADC-Pin des Controllers, der R1
zwischen ADC-Pin des Controllers und dem Ausgang des Potis.

Der ADC des AVR hat 10 Bit. D.h. er spuckt Werte von 0 bis 1023 aus.

Un die gemessene Werte vom ADC in Spannungswerte umzurechnen und
umgekehrt, verwende folgende Formeln:

  Spannung = ADC-Wert * 2.56 * (R1+R2) / (1023 * R2)

  ADC-Wert = Spannung  R2  1023 / (2.56 * (R1+R2))

D.h.

Wenn der Poti 2 Volt liefert, liest Du aus dem ADC den Wert 243. Bei
2,2 Volt bekommst Du den Wert 268 und bei 8 Volt bekommst Du den Wert
975. D.h. für je 0,2 Volt mehr steigt der ADC-Wert um ca. 24 an.

Du musst eben in Deinem Programm die Werte etwas runden, wenn Du nur
0,2 Volt Auflösung haben willst. Am besten nimmst Du den mit dem
geringstem Abstand zu einem bekannten Wert.

Die Messungen wären noch genauer, wenn man nicht die interne Referenz
des AVRs verwenden würde, sondern die Referenzspannung aus der
Versorgungsspannung des Potis gewinnen würde. Dann würden die
Spannungsschwankungen der Poti-Spannung ausgeglichen werden.

Und die Widerstände sollten 1% Genauigkeit haben.

[Simon K. (simon)]

Ist es nicht sinnvoll, so die Spannungsteiler zu verbauen, dass man im
µC nur durch eine 2^x Potenz teilen muss und ggf. noch
*Teilerverhältnis? Wäre doch theoretisch weniger rechenaufwand. die 2^x
potenzen kann er ja per shift erreichen.

[Unbekannter (Gast)]

Naja, wie genau sind denn die Bauteile (z.B. Widerstände) in der
Realität? Wie genau ist die Referenz?

Angenommen, Du baust einen "exakten" 1:4 Teiler. Da bräuchtest Du
schon Widerstände aus der E96-Reihe.

Ein bischen rechnen kann der Controller noch nebenher.