Spannungsmessung ATmega

Hallo,

was meinst Du damit ?
/Der ADC hat eine Auflösung von 12b./

Damit meine ich 12 bit, also 4096 Schritte.
So habe ich es zumindest laut dem Datenblatt verstanden. :-)

Ani schrieb:
> Damit meine ich 12 bit, also 4096 Schritte.
> So habe ich es zumindest laut dem Datenblatt verstanden. :-)

Welches Datenblatt zu welchem ATMega? Link?

Wenn Du wirklich eine externe Referenzspannung mit 5V ist immer eine 
Berechnung der Fehlerkette sinnvoll.

Bei vielen ADC kann man mit einem 2-Punktabgleich den/ einen Offset- und 
einen liearisierungs Fehler ausgleichen.

Es ergibt sich dann eine Funktion f1 der Form:
f1(x) = m *(x-x0) +y0
m = (y1-y0) / (x1-x0) ; konstant

Je nach Vorgeschaltetem Spannungsteiler, incl. Puffer 
Opperationsverstärker ist dann die Berechnung der Eingangsspannung 
einfach.

f2(x) = f1(x) * k

What ?!

Cyblord -. schrieb:
>> was meinst Du damit ?
>> /Der ADC hat eine Auflösung von 12b./
>
> Na wohl 12 Bit. Was denn sonst?

Ich definiere b := Birnen, denn Bier trinke ich nicht.

Also die "Einheit" Bit sollte man schon korrekt angeben.

Spaß beiseite, eine vollständige und korrekte Schreibweise lässt keinen 
Raum für Interpretationen.

Cyblord -. schrieb:
> Wo geht's denn hier jetzt bitte um die Genauigkeit und Abgleich. Das
> braucht man doch erst mal alles gar nicht. Zur gewünschten Genauigkeit
> schreibt Ani doch nichts.

Es ist halt der für mich sinnvollste Weg und ich mache es so.

Nur die Rohdaten ohne Korrellation ausgeben nützt doch gar nichts!

Vielen Dank für eure Hilfe, ich werde versuchen mich in Zukunft 
deutlicher auszudrücken. :-)

Ich werde die Tipps nun ausprobieren und mich dann wieder melden.

LG, Ani

Ani schrieb:

> Der ADC hat eine Auflösung von 12b.

Bei einem Atmega eher nicht, da braucht man schon ATxmega.

> Spannungsmessung ATmega

> die Referenzspannung beträgt 5V.

Die Versorgungsspannung. Die Versorgungsspanngun auch als 
Referenzspannung zu verwenden ist in Anwendungen bei denen man MESSEN 
will ud nicht blos SCHÄTZEN will aber eher unsinnig. Alle Atmega haben 
eine interne stabile Referenzspannung. Die ist allerdings ungenau, so 
daß man die Schaltung vor der ersten Anwendung mit diesem Chip 
kalibrieren muss.

Ani schrieb:
> Die 0-12V würde ich über einen Spannungsteiler messen wollen.

Kann man machen. Der Netzwerkwiderstand am A/D-Eingang sollte nicht über 
10k liegen (bei 10 bit A/D-Wandlern von ATmegas, bei ATxmega noch mal 
ins Datenblatt gucken).

Der "obere" Widerstand des Spannungsteilers muss ausreichend gross sein 
damit auch bei Überspannung am Eingang nicht mehr als der zulässige 
Strom über die Eingangsschutzdidoen des A/D-Wandlers fliessen kann. 10k 
sind also auch als Mindestwert ok.

> Was müsste ich jetzt tun

Masse der 12V Schaltung mit Masse (0V) des 5V der Versorgung des AVR 
verbinden und gucken ob es nicht knallt.

> Rechne den Spannungsteiler und deine gewünschte Spannungsauflösung des
> Ergebnisses (z.B. 1/10V) aus und passe die Rohdaten vom ADC entsprechend
> an.

@Cyblord:

Ich habe als R1 33k und R2 3,3k.
Die Uges kann zwischen 0 und 12 V liegen.
Zwischen den beiden Widerständen gehe ich auf meinen ADC-Eingang.

Müsste ich nun über die Spannungsteilerformel die beiden Teilspannungen 
ausrechnen, um dann damit die Gesamtspannung zu brechnen?

Was meinst du genau mit Rohdaten des ADC anpassen?

LG, Ani

Harald W. schrieb:
> In Zukunft darf man nur noch Äpfel essen. :-)

Aka, 73 Uwe

Es ist ein ATXMega, stimmt! :-)

Ich habe leider noch ein Verständnisproblem bei der Umrechnung.
Ich möchte meine Werte in Millivolt halten.

Nun rechne ich bei U2=(Uges/(R1+R2))*R2:
R1=10k, R2=2,2k

1

U2 = 12000 / 10000 * 2200; // 12000 = 12V, 10.000 = 10k, 2200 = 2,2k

Bei dieser Rechnung bekomme ich nach der Division eine Kommazahl heraus.
Wie kann ein int-Datentyp damit rechnen?

Hier habe ich gelesen:
http://www.c-howto.de/tutorial-variablen-datentypen-kommazahlen.html

LG, Ani

Ani schrieb:
> Bei dieser Rechnung bekomme ich nach der Division eine Kommazahl heraus.

nein bekommst du nicht. Zumindest nicht der Compiler sondern nur du wenn 
du sie im Taschenrechner eingibst.

Ich hatte mich etwas verschrieben bei:

> U2 = 12000 / 10000 * 2200; // 12000 = 12V, 10.000 = 10k, 2200 = 2,2k

Es muss so heißen:

1

U2 = 12000 / 12200 * 2200; // 12000 = 12V, 10.000 = 10k, 2200 = 2,2k

Wenn ich mir die Variable U2 nach dieser Rechnung anzeigen lasse, 
erhalte ich 0.
Ich denke mir das so, dass ich 12000 durch 12200 teile, damit 0,98 
erhalte.
Es wird aberundet auf 0. Mit dieser 0 multipliziere ich die 2200.

Wie kann ich das verhindern?

LG, Ani

So in der Art sollte auch heben und ist durch die verwendung von Long 
zwar langsamer aber dennoch deutlich schneller als mit float/double.

1

MeasureVoltage = 12000L * ADCValue / 4095;

M. Köhler schrieb:
>Es kommt dann drauf an was du genau brauchts. Man kann mit
>Floats rechnen, das braucht aber idR etwas Leistung oder du benutzt
>Festkomma-Arithmetik und rechnest z.B. alles in Millivolt und setzt das
>Komma dann erst bei der Ausgabe, das bleibt halt ganz dir überlassen.

Mit float habe ich es nun geschafft, die Spannung zu messen.

1

Umeasure = 12.0 / 4095 * adc_value;

Ich würde aber auch gerne probieren, wie das ganze mit Millivolt 
funktioniert.
Kannst du mir das genauer zeigen, wie das dann funktioniert, außer den 
Datentyp auf int zu ändern.

LG, Ani

Ani schrieb:
> Bei dieser Rechnung bekomme ich nach der Division eine Kommazahl heraus.
> Wie kann ein int-Datentyp damit rechnen?

Na in dem du nicht auf 12 Volt, sondern 12000 Millivolt umrechnest...

Ok, es funktioniert.
Leider ist das Messergebnis noch ziemlich ungenau, bei beiden Varianten.
Bringt es etwas, die Messung mehrmals durchzuführen und einen Mittelwert 
zu bilden und dann erst das Ergebnis auszugeben?
Kann ich an Hand meines Spannungteilers genauer werden?

LG, Ani

Ani schrieb:
> Leider ist das Messergebnis noch ziemlich ungenau,

Was hast du an:

MaWin schrieb:
> Die Versorgungsspannung auch als
> Referenzspannung zu verwenden ist in Anwendungen bei denen man MESSEN
> will und nicht bloss SCHÄTZEN will aber eher unsinnig.

nicht verstanden ?

Wie oft muss man es dir wiederholen bis du es begreifst ?

(daß es dann noch dutzend weitere Gründe geben kann warum die Messung 
ungenauer als nötig wird, vom Aufbau auf Steckbrett, Versorgung durch 
lange Leitung aus Labornetzteil, nebenbei angeschlossenem TFT mit CCFL 
Hintergrundbeleuchtung, 2 langen Kabeln zur Spannungsquelle die gemessen 
werden soll und diese einstellbare Spannungsquelle als 50k Poti 
ausgeführt, von denen wir nichts wissen weil du es NATÜRLICH 
verschwiegen hast, kommt hinzu).

Ich habe eine Abweichung von ca, 0,5V im unteren Bereich, im oberen 
Bereich über 1V. Es ist eine Platine mit kurzen Leiterbahnen.

Die Abweichung ist sogar noch größer, wenn ich in Millivolt rechne.
Dann liege ich zwischen 0,6V und 2V Abweichung auf 12V.

Ani schrieb:
> Die Abweichung ist sogar noch größer, wenn ich in Millivolt rechne.

Dann ist wohl dein Programm falsch, denn die Messabweichung ist immer 
gleich gross, egal ob man in Volt oder Millivolt rechnet.

Guten Mittag,

genau dieses rumirren des TE Ani hatte ich erwartet.

Und schon am Anfang auf einen Puffer-Operationsverstärker hingewiesen.

Jeder ADC benötigt einen Eingangsstrom und bildet da durch mit dem 
vorgesehenen Eingangs-Spannungsteiler einen belasteten Spannungsteiler, 
der dann einen ganz anderes Teilungsverhältnis hat (i.A. fällt die 
Messspannung kleiner aus).

Gab es schon mal einen Schaltplan, Programm und einige Bilder hier im 
Forum?

Andere Fehlerquellen wurden ja schon genannt.

Hi

>Ich habe eine Abweichung von ca, 0,5V im unteren Bereich, im oberen
>Bereich über 1V. Es ist eine Platine mit kurzen Leiterbahnen.

Die Berechnung

Umeasure = 12.0 / 4095 * adc_value;

ist eh unrichtig:

In unsigned mode the conversion result from the ADC is:

RES = (VINP + ΔV)/VREF * TOP

VINP is the single ended input and ΔV = VREF x 0.05. TOP is the top 
value given by the configured resolution. For 12-bit
mode TOP is 4096 ...

MfG Spess

Hi

>Hm, interessant. Woher weist du in welchem Modus der TE misst?

Daher:

Autor: Ani (Gast) schrieb

>Die Uges kann zwischen 0 und 12 V liegen.
>Zwischen den beiden Widerständen gehe ich auf meinen ADC-Eingang.

MfG Spess

Abend,

bevor wir noch lange weiter raten, sollte Ani erst einmal etwas mehr zur 
Hardware und vermutlich auch zum Code preisgeben.

Das es kein Mega sondern ein Xmega ist wissen wir ja inzwischen, damit 
fallen auch die 5V Referenz Spannung weg, mit genau welcher UB der Xmega 
läuft wissen wir aber immer noch nicht.... das die interne Referenz um 
weiten sinnvoller ist, wurde schon mehrfach erwähnt, wie der Xmega 
tatsächlich initialisiert wurde, wissen wir aber auch nicht, ADC 
kalibriert? wissen wir auch nicht....

Ist immer wieder das selbe und macht noch nicht einmal auf dem Clo Spaß 
das zu lesen ;-)

Ich habe jetzt einige Informationen und Erkenntnisse.

Bauteil: ATXmega 64
ADC Auflösung: 12 bit
Zu messende Spannung: zwischen 0V und 12V
Schaltung am ADC-Eingang: Spannungsteiler bestehend aus R1 10k und R2 
2,2k.
Parallel zu R2 habe ich einen 10nF Kondensator.

Wenn ich nun rechne:

void berechne_vin(void)
{
        ergebnis = 12000 / 4095 * adc_wert);
}

erhalte ich eine ziemliche Abweichung vom wirklichen Spannungswert. ( 
bis 1-2V)
Das der ADC-Wandler auch einen minimalen Widerstand hat und damit einen 
belasteten Spannungsteiler bildet ist weiß ich nun durch eure Beiträge.

Ich habe im Internet gelesen, dass man den Wert evtl. noch skalieren 
muss, bzw. die Spannungsteilerformel anwenden muss. Kann mir nun jemand 
die weitere Vorgehensweise erklären?

LG, Ani

@Ralf G.

Könntest du mir noch etwas erklären warum die Spannungsteilerformel hier 
wichtig ist, damit ich es besser verstehe?

Wir wissen ja nicht wie alt Ani ist,
und ob sie alle Beiträge im Nachhinein versteht.

Ich verweise mal auf meinen Beitrag.

Beitrag "Re: Spannungsmessung ATmega"

Ja Ralf G.,

nach einem Mathematikstudium ist das dann sicherlich verständlich.

Ich bin schon 17, also berechnen könnte ich das ganze schon, ich versteh 
nur noch nicht ganz wie das alles zusammenhängt.

Ich habe den Spannungsteiler benutzt, damit ich meinen ADC-Kanal nicht 
zerstöre.
Da dürfen ja nur 0-5V anliegen und keine 0-12V.
Ich kann jetzt mit meinem Spannungsteiler ausrechnen, dass ich am 
ACD-Kanal eine Spannung zwischen 0 und 2,16V anliegen habe. Das könnte 
ich noch  ein bisschen verbessern.

Also weiß ich jetzt, dass ich am ADC-Eingang zwischen 0 und 2,16V habe 
und am Ausgang 0 und 12V habe. Und meinen aktuellen ADC-Wert weiß ich.

Jetzt könnte ich das ganze ja skalieren, z.B. 0V -> 0V und 2,16V -> 12V.
Aber welche Information fehlt mir da noch dazu?? :-(

LG, Ani