Kleine Spannungen mit ATtiny-ADC messen

r2d2 Gast #4135962
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Hallo!

Ich möchte mit meinem ATtiny-44A Spannungen im Bereich von 0 - ~50mV 
messen.
Nachdem dieser uC über differential channels verfügt und diese wahlweise 
1x oder 20x verstärken kann (komischerweise die single ended channels 
nicht), könnte man doch einfach ADC0 auf GND legen und die Spannung auf 
ADC1 mit Verstärkung 20 und Vref 1.1V messen. Somit sollte der Bereich 0 
bis 55mV messbar sein, oder wäre das zu einfach? :-)

Damit soll dann die Motordrehzahl eines Autos gemessen werden (die 
Brummspannung der Bordspannung mittels höherfrequentem Tiefpass filtern 
und dann mit einem Kondensator DC-entkoppeln). Die negativen Halbwellen 
fehlen dann am ADC-Ergebnis, aber es soll ja nur die Frequenz der 
positiven Halbwellen ermittelt werden.

LG, Peter
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r2d2 Gast #4135983
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Hallo Uwe!

Impulse zählen geht nicht, da die Brummfrequenz bei ca 33Hz im Standgas 
liegt und deshalb zu wenige Impulse pro Zeiteinheit zusammenkommen. Ich 
hätte also ein ICP mit Mittelwertbildung der letzten paar Zeiten 
verwendet. Eleganter wäre natürlich eine FFT, ich weiß allerdings nicht, 
ob es da ATtiny-taugliche C libs gibt...

Den Komparator/Schmitt-Trigger möchte ich aber lieber digital 
realisieren, da ich so die Vergleichsspannung bequem ändern kann (die 
Brummspannung ändert sich mit der Motordrehzahl). So soll etwa laufend 
der Mittelwert der Spannung berechnet und dieser als Vergleichsspannung 
hergenommen werden.


Also ist das Messen so geringer Spannungen mittels uC-ADC nicht 
sinnvoll?

LG
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m.n. Gast #4135994
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r2d2 schrieb:
> Impulse zählen geht nicht, da die Brummfrequenz bei ca 33Hz im Standgas
> liegt und deshalb zu wenige Impulse pro Zeiteinheit zusammenkommen.

Bei 33 Hz kann man 33 Messungen/s machen. Ist das zu langsam?

Suche mal nach reziproker Frequenzmessung und vergiß ADC und FFT.
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r2d2 Gast #4136090
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m.n. schrieb:
> Bei 33 Hz kann man 33 Messungen/s machen. Ist das zu langsam?

Naja, wenn ich nur Impulse zähle, bekomme ich erst nach einer Sekunde 
die Drehzahl mit einer Auflösung von ca. 30U/min. Und bei geringerem 
Zeitintervall (notwendig) ist die Auflösung dann zu schlecht...

> Suche mal nach reziproker Frequenzmessung und vergiß ADC und FFT.

Also die Zeit zwischen den Impulsen messen und daraus auf die Frequenz 
schließen? Ist das nicht sowieso der Sinn hinter der Input capture unit 
der AVR?

Den ADC benötige ich, um aus dem periodischen Signal überhaupt die 
Information bekomme, wo es sich wiederholt (da sich ja das 
Spannungsspektrum drehzahlabhängig ändert, die Spannungskurve verändert 
sich also ein bisschen - habe das schon mit einem ADC mit sehr grober 
Auflösung erkannt). Nur mit einem Schmitt-Trigger ohne veränderliche 
Vergleichsspannung kann ich mir das nicht vorstellen - oder habe ich da 
etwas falsch verstanden?
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Axel S. #4136202
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r2d2 schrieb:
> m.n. schrieb:
>> Bei 33 Hz kann man 33 Messungen/s machen. Ist das zu langsam?
>
> Naja, wenn ich nur Impulse zähle, bekomme ich erst nach einer Sekunde
> die Drehzahl mit einer Auflösung von ca. 30U/min.

Nur wenn man sich dämlich anstellt.

>> Suche mal nach reziproker Frequenzmessung und vergiß ADC und FFT.
>
> Also die Zeit zwischen den Impulsen messen und daraus auf die Frequenz
> schließen?

Warum liest du nicht einfach mal über reziproke Frequenzmessung?
Wäre das zu einfach? Würde das vielleicht die Fragen beantworten,
die du sonst immer wieder stellst?

> Den ADC benötige ich, um aus dem periodischen Signal überhaupt die
> Information bekomme, wo es sich wiederholt

Viel zu aufwendig.

> Nur mit einem Schmitt-Trigger ohne veränderliche Vergleichsspannung
> kann ich mir das nicht vorstellen - oder habe ich da
> etwas falsch verstanden?

Ich weiß nicht was du verstanden hast. Aber es hat z.B. niemand davon 
gesprochen daß du keine veränderliche vergleichsspannung haben darfst. 
Analoge Abtastung und dann gar FFT macht man nur bei sehr stark 
gestörten Signalen. Und auch dann muß das gesuchte Signal eine 
Charakteristik haben, die es im Spektrum leicht(er) erkennbar macht (als 
im Zeitbereich).

Andererseits ist es fraglich, ob die Auswertung von Ripple auf der 
Bordspannung wirklich der beste Ansatz ist um die Motordrehzahl 
herauszufinden. Ich habe da arge Zweifel. Denn da tummeln sich alle 
möglichen Störungen. Ein echtes Drehzahlsignal ist eigentlich immer 
irgendwoher zu bekommen. Kommt auf den Motor an.
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