Hallo zusammen,
Ausgangssituation: Controller wird mit 3,3V versorgt.
Spannungsteiler mit 220K und 68K, um bei der anliegenden LiPo-Spannung
von 3,35V bis 4,25V unter die interne Referenzspannung von 1,1V zu
kommen.
Die LiPo-Spannung soll permanent überwacht werden und mit dem Wert in mV
intern weitergerechnet werden.
Gewünschte Messgenauigkeit: 4 Stellen, Ausgabe und interne
Weiterverarbeitung in mV
Code-Idee:
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Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal_1.1
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Dim N As Byte
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Dim Adc_messergebnis As Word 'Der ADC liefert 10 Bit, die passen nicht in 1 Byte (8 Bit), von daher Word (= 2 Byte, 16 Bit)
Const Rvh = 3.235294117647059 'Verhältnis der Widerstände am Spannungsteiler. R1 (in kOhm) / R2 (in kOhm) 220(K) / 68(K)
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'Const Kalibrierung = 1.288 'Kalibrierung: Wert multiplizieren ->ANPASSEN! Wert solange anpassen, bis das Ergebnis dem Wert am Multimeter entspricht
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Const Kalibrierung = 830 'Kalibrierung: Wert in mV addieren -> ANPASSEN! Wert solange anpassen, bis das Ergebnis dem Wert am Multimeter entspricht
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Do
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Adc_messergebnis = Getadc(0)
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Millivolt = Adc_messergebnis * Adc_multipli
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'STATT ADC_MULTIPLI: Millivolt = Adc_messergebnis * 1100 'ADC-Messergebnis * interne Referenzspannung (1100 mV) -> Ergebnis würde in eine LONG Variable passen
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'STATT ADC_MULTIPLI:Millivolt = Millivolt / 1024
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Millivolt = Millivolt * Rvh
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'Millivolt = Millivolt * Kalibrierung
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Millivolt = Millivolt + Kalibrierung
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Print N ; " ADC-Wert: " ; Adc_messergebnis
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Print "Spannung: " ; Millivolt ; " mV"
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Incr N
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Wait 1
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Loop
Berechnung zu Fuß:
Bei (laut Multimeter) 3,73 V am Spannungsteiler liegen am ADC Pin (laut
Multimeter) 0,88V an.
Ausgegebener ADC Wert: 835 * 1.07421875 = 896.97265625 (Millivolt)
* Verhältnis der Widerstände 3.235294117647059 = 2901.970358455883
+ Kalibrierwert 830 = 3731.970358455883 = ~ 3731mV (= ~ 3,73V)
Stimmt das grundsätzlich so vom Ablauf?
Passt das mit der Kalibrierung? Besser multiplizieren oder addieren
(oder egal!?).
Ich möchte vollständig auf Fließkommaberechnungen verzichten und die
Single Variable durch Long oder noch besser Word ersetzen. Wie muss ich
hierbei vorgehen? Mach das mit den Const FestKOMMAwerten dann überhaupt
noch Sinn bei Long/Word?
Wie werde ich die Nachkommastellen los? Wenn ich Single durch Long
ersetze, sind die Nachkommastellen verständlicherweise weg aber der Wert
stimmt natürlich auch nicht mehr.
Danke vorab!
Meinst du damit ich soll als erstes die Festkommawerte so erhöhen, dass
bei denen das Komma verschwindet?
Aus "Const Adc_multipli = 1.07421875" würde 1074 und aus "Const Rvh =
3.235294117647059" würde 3235.
@Robert G. (petrock)
>Meinst du damit ich soll als erstes die Festkommawerte so erhöhen, dass>bei denen das Komma verschwindet?
Ja. Man rechnet einfach alles in mV.
>Aus "Const Adc_multipli = 1.07421875" würde 1074 und aus "Const Rvh =>3.235294117647059" würde 3235.
Bingo!
OK, Festkommawerte in normale Integerzahlen (ganzzahlig ohne
Kommastellen) umgewandelt.
Nochmal zu Fuß:
ADC-Wert 835 * 1074 = 896790
/ 100, da sonst zu lang beim nächsten Rechenschritt (würde 2901115650
ergeben) = 8967
8967 * 3235 = 29008245 <- passt in LONG rein
/ 10000, um auf mV zu kommen = 2900
2900 + Kalibrierwert von 830 = 3730 mV
Passt das so? Die zusätzlichen Teilungs-Rechenschritte sind immer noch
besser als Fließkommazahlen? Macht der Controller das per "Shift"?
Ist das grundsätzlich mit der Kalibrierung so korrekt (mal abgesehen von
eventuellen Temperaturanpassungen in Zukunft...)? 830mV als
Kalibrierwert erscheint mir sehr hoch.
Hast Du Dir mal die Genauigkeit der internen Referenzspannung
angeschaut? Beim ATmega168 z.B. kann sie laut Datenblatt eine Toleranz
von +/- 100mV haben; da ist die Messgenauigkeit entsprechend fragwürdig.
Für genaue Ergebnisse im mV-Bereich muss entweder das System mit einer
bekannten genauen Eingangs-Spannung (software-)kalibriert werden, oder
man verwendet eine sehr genaue externe Referenzspannungsquelle.
AVR-User schrieb im Beitrag #4930825:
> Für genaue Ergebnisse im mV-Bereich muss entweder das System mit einer> bekannten genauen Eingangs-Spannung (software-)kalibriert werden, oder> man verwendet eine sehr genaue externe Referenzspannungsquelle.
Meinst du damit, die Berechnung ist in Ordnung und der happige
Kalibrierwert aufgrund von Bauteiltoleranzen ebenfalls?
Adc_messergebnis = Getadc(0)
Millivolt = Adc_messergebnis * Adc_multipli
Millivolt = Millivolt / 100 '/ 100, da sonst
beim nächsten Rechenschritt zu lang für LONG
Millivolt = Millivolt * Rvh
Millivolt = Millivolt / 100 'statt / 10000,
um auf mV zu kommen
Millivolt = Millivolt / 100 'nochmal (statt
10000)
Millivolt = Millivolt + Kalibrierung
Also die Kalibrierung geht so nicht. Bei angelegten 3,73V passt es (da
der Kalibrierwert darauf angepasst wurde) aber bei 4,2V oder 3,3V
driftet der angezeigte Wert in mV total ab.
Wie kann ich das anpassen?
Hallo,
dein Spannungsteiler ist sehr Hochohmig: 220K und 68K
verwende einen Puffer OPV mit vu = 1, so dass die Quellimpendanz unter
dem Wert im Datenblatt liegt.
Verwende mehrere Messungen um einen Mittelwert zu bilden.
Hallo Robert,
> Wie werde ich die Nachkommastellen los? Wenn ich Single ...
Probiere mal
CONFIG SINGLE = SCIENTIFIC , DIGITS = value
näheres in der Hilfe.
mfg
Grelli
Robert G. schrieb:> Berechnung zu Fuß:> Bei (laut Multimeter) 3,73 V am Spannungsteiler liegen am ADC Pin (laut> Multimeter) 0,88V an.> Ausgegebener ADC Wert: 835 * 1.07421875 = 896.97265625 (Millivolt)> * Verhältnis der Widerstände 3.235294117647059 = 2901.970358455883> + Kalibrierwert 830 = 3731.970358455883 = ~ 3731mV (= ~ 3,73V)
Also gilt für deine realisierte Schaltung:
Multimeter = 3,73V, ADC-Wert = 835
Rückwärts gerechnet unter Einbeziehung von Spannungsteiler und Referenz:
3730mV / 835ADC-Schritte = 4,467065 mV/ADC-Schritt
Berechnung mit Bascom:
Const Adc_multipli = 4,467065
Adc_messergebnis = Getadc(0)
Millivolt = Adc_messergebnis * Adc_multipli
Fertig, aber vielleicht habe auch ich dein Ziel nicht verstanden.
Gruß Alex
Die interne Referenzspannung liefert übrigens 1085mV und nicht 1100mV.
Durch die Anpassung auf 1085 passt es soweit mit der Kalibrierung über
den gesamten Spannungsbereich, wenn der Wert multipliziert wird.
Const Adc_multiplikator = 10595 'AREF = 1085
Millivolt / 1024 = 1.0595703125
Const Rvh = 3235 'Verhältnis
der Widerstände am Spannungsteiler. 220(K) / 68(K) = 3.235294117647059
Const Kalibrierung = 130
Adc_messergebnis = Getadc(0)
Millivolt = Adc_messergebnis * Adc_multiplikator
Millivolt = Millivolt / 100 '/ 100, da sonst
beim nächsten Rechenschritt zu lang für LONG
Millivolt = Millivolt * Rvh
Millivolt = Millivolt / 100
Millivolt = Millivolt * Kalibrierung
Millivolt = Millivolt / 1000 'statt / 10000,
um auf mV zu kommen
Millivolt = Millivolt / 100 'nochmal (statt
/10000)
Allu schrieb:> Berechnung mit Bascom:>> Const Adc_multipli = 4,467065>> Adc_messergebnis = Getadc(0)> Millivolt = Adc_messergebnis * Adc_multipli>> Fertig, aber vielleicht habe auch ich dein Ziel nicht verstanden.>> Gruß Alex
Tjoa, so einfach kann es sein. Danke für den Rechenweg! Ich probier
beide Wege in der Liveschaltung aus.
Karl M. schrieb:> dein Spannungsteiler ist sehr Hochohmig: 220K und 68K>> verwende einen Puffer OPV mit vu = 1, so dass die Quellimpendanz unter> dem Wert im Datenblatt liegt.> Verwende mehrere Messungen um einen Mittelwert zu bilden.
Ein OPV ist unnötig, eine 100nF Pille reicht völlig aus, um den kurzen
ADC-Samplepuls zu puffern.
Einen OPV brauchst Du nur für sehr schnelle Wandlungen, wie z.B.
Audioaufzeichnung.
33Kund 11K ergibt einen Spannungsteiler von 1 zu 4.
Nurmal so...
Btw.
77K (75K+2.0K) und 11K ergibt einen Spannungsteiler von 1 zu 8.
150K und 10K dann 1 zu 16.
Dann muss man nicht mit "krummen Werten" rumzirkeln...
StromTuner
Robert G. schrieb:> 4 Stellen, Ausgabe und interne> Weiterverarbeitung in mV
Möglich sind immer viele Wege, einer könnte in deine Struktur eingesetzt
sein:
' +++ Vorgaben hier Eintragen +++++++
Const U_multimeter = 3730 ' in mV
Const Adc_wert = 835 ' in Schritten von 0 bis 1023
' Vorbereitung für Berechnung
Const Adc_multipli = U_multimeter / Adc_wert ' = 4 . 467065
' Variablen
Dim N As Byte
Dim Adc_messergebnis As Word
Dim Millivolt_single As Single
Dim Millivolt As Word
' Hauptprogramm
Do
' Messen und Ergebnis berechnen
Adc_messergebnis = Getadc(0)
Millivolt_single = Adc_messergebnis * Adc_multipli
' 4-stellig in mV
Millivolt_single = Millivolt_single + 0.5 ' +0,5 zum Runden in mV
Millivolt = Int(millivolt_single)
Print N ; " ADC-Wert: " ; Adc_messergebnis
Print "Spannung: " ; Millivolt ; " mV"
Incr N
Waitms 1
Loop
Peter D. schrieb:> Ein OPV ist unnötig, eine 100nF Pille reicht völlig aus, um den kurzen> ADC-Samplepuls zu puffern.
Finde ich auch besser als einen niederohmigen Spannungsteiler, schont
die Batterie.
Gruß Alex
Allu schrieb:> Finde ich auch besser als einen niederohmigen Spannungsteiler, schont> die Batterie.
Das Datenblatt findet aber normalerweise niederohmige Quellen besser.
MfG Paul
Paul B. schrieb:> Das Datenblatt findet aber normalerweise niederohmige Quellen besser.Peter D. schrieb:> Ein OPV ist unnötig, eine 100nF Pille reicht völlig aus, um den kurzen> ADC-Samplepuls zu puffern.> Einen OPV brauchst Du nur für sehr schnelle Wandlungen, wie z.B.> Audioaufzeichnung.
Nach meiner Meinung ist unter diesen Betriebsbedingugen ein 100nF eine
niederohmige Quelle.
Gruß Alex
Falk B. schrieb:> Ja. Man rechnet einfach alles in mV.>>Aus "Const Adc_multipli = 1.07421875" würde 1074 und aus "Const Rvh =>>3.235294117647059" würde 3235.>> Bingo!
warum mV?
wenn 2 Nachkommastellen reichen dann nehme ich immer dV -> deziV, das
Komma füge ich in den Ausgabestring an der drittletzten Stelle ein.
Robert G. schrieb:> Also die Kalibrierung geht so nicht. Bei angelegten 3,73V passt es (da> der Kalibrierwert darauf angepasst wurde) aber bei 4,2V oder 3,3V> driftet der angezeigte Wert in mV total ab.
Ich verstehe den gesamten Ablauf nicht. Die Rechnerei mit
Spannungsteiler und Referenz macht keinen Sinn, da alle Komponenten
Toleranzen haben.
Wenn ich eine Spannung messen will, lasse ich mir den AD-Wert auf die
serielle Schnittstelle oder das Display ausgeben. Ich lege Spannung an,
z.B. 4,3Volt. Kommt dann als Digitalwert 1015 raus, ergibt sich
4300/1015=4,2365. Das machst Du an mindestens zwei Punkten und nimmst
ggfs. den Mittelwert daraus.
Also ist meine Spannung Digitalwert mal 4,236: Bei einem Wert von 600
wären das 2,54Volt.
Robert G. schrieb:> Gewünschte Messgenauigkeit: 4 Stellen,
Das ist fernab jeglicher Realität. Du hast 4,25V auf 1024 Schritte, also
eine Quantisierung auf rund 4mV. Ein bischen Rauschen und dazu
Rundungsfehler - wenn Du die zweite Stelle hinter dem Komma halbwegs
halten kannst, 20mV Ablage, bist Du schon gut bedient. Mal etwas suchen,
das Thema Meßgenauigkeit war erst vor wenigen Tagen hier im Forum.
