Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC Sensorversorgung


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von Timo (Gast)


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Hallo,

ich entwerfe gerade eine Schaltung und möchte mit ADS1015 Sensoren 
AD-wandeln. Der ADS hat eine interne Referenz. Also brauche ich (so 
denke ich) eine präzise Sensorversorgung, damit diese ggü Referenz 
möglichst stabil ist.  Es werden ca. 16 Sensoren, die je ca. 1mA ziehen 
können.
Es stehen die Grundspannungen 3,3V und 5V zur Verfügung.

Wie kann ich eine möglixhst stabile Sensorversorgung erzeugen?

von Schwarzseher (Gast)


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Der Vorteil des all-in-one DACs ist doch gerade, dass du dir nicht 
soviele Gedanken um die Referenz machen musst, die ist integriert.

Ansonsten: Kapitel 10 (+11) im Datenblatt.

von Schwarzseher (Gast)


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Sorry, es geht dir um die Versorgung der Sensoren, nicht des DACs.

Was für Sensoren? Kannst du differentiell messen?

von Wolfgang (Gast)


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Timo schrieb:
> Also brauche ich (so denke ich) eine präzise Sensorversorgung

Die präzise Sensorversorgung brauchst du, wenn die Sensoren 
ratiometrisch arbeiten oder auf Grund einer schlechten 
Versorgungsspannungsunterdrückung Schwankungen der Versorgungsspannung 
auf den Messwert durchschlagen.

Erstmal brauchst du daher einen Blick ins Datenblatt des Sensors.

von Ola (Gast)


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Für mich hört sich das nach einer Temperaturmessung an.

I.d.R. kannst Du den Sensorstrom auch am ADC direkt holen. Spec 
anschauen, ob dieser das leistet.

Referenzspannung kannst Du dann mit einem zusätzlichen Widerstand 
erzeugen der Fix ist, die Sensoren werden gemuxt.

Bringt diverse Vorteile, Stichwort ratiometrische Messung.

Grüße

von Ola (Gast)


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Vmltl kannst Du auch wählen zwischen interner/externer Referenz

In dem Fall würde ich die externe Referenz bevorzugen, da Du so gewisse 
Fehler eliminieren kannst. Macht die Messung genauer, kommt aber auch 
darauf an, wie genau Du messen willst.

von Ola (Gast)


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Ach okay, gerade das Datenblatt angeschaut.

Alles Humbug bei dem ADC.

Für die Versorgung musst Dir halt eine externe Stromquelle kaufen.
Mit der Versorgst Du dann deine Sensoren.

Musst halt die Fehler der Referenz rausrechnen, mit 
Referenzwiderstandsmessung aber kannst Du Fehler der Stromquelle und des 
ADC eliminieren.

von Ola (Gast)


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Ola schrieb:
> Musst halt die Fehler der Referenz rausrechnen, mit

Fehler berücksichtigen soll das heissen.....

von Dietrich L. (dietrichl)


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Timo schrieb:
> Es werden ca. 16 Sensoren, die je ca. 1mA ziehen
> können.
> ...
> Wie kann ich eine möglixhst stabile Sensorversorgung erzeugen?

Ohne Information, um welche Sensoren es geht, ist es unsinnig, über eine 
vernünftige Lösung nachzudenken.

Wie Wolgang schon schrieb: bei ratiometrischer Messung ist die 
Genauigkeit der Spannung uninteressant. Dann sollte nur die 
Sensorversorgung und die Referenz des ADC aus der selben Quelle gespeist 
werden.

Also: um welchen Sensor geht es? Datenblatt?

von georg (Gast)


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Timo schrieb:
> Also brauche ich (so
> denke ich) eine präzise Sensorversorgung, damit diese ggü Referenz
> möglichst stabil ist.

Das ist zu erreichen indem man die Sensorversorgung von der Referenz 
ableitet, also eine externe Referenz verwendet oder die interne, wenn 
sie an einen Anschluss herausgeführt ist. Bei den ausgesuchten ICs kann 
man weder eines externe Referenz anschliessen noch die interne 
abgreifen, sie sind also für das Vorhaben maximal ungeeignet.

Georg

von Dietrich L. (dietrichl)


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Jetzt habe ich mir wie Ola auch das Datenblatt des ADC angeschaut: da 
kommt man an die Referenz nicht dran.

Dennoch bleibe ich dabei: zuerst Info über den Sensor. Dann kann man 
z.B. überlegen, ob eventuell ein anderer ADC besser geeignet wäre.

Alternative: einen Kanal des ADC spendieren, um die Versorgungsspannung 
des Sensors zu messen und dann den Fehler per Software herauszurechnen.

von Timo (Gast)


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Es handelt sich um Temperaturmessungen.
NTCs in Spannungsteiler integriert.
Ist übrigens rein privat, würde dennoch gerne lernen, wie man sowas
fachlich richtig löst!

von m.n. (Gast)


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Timo schrieb:
> Ist übrigens rein privat, würde dennoch gerne lernen, wie man sowas
> fachlich richtig löst!

Mit ratiometrischer Messung, sodaß keine absolut genaue Referenzspannung 
erforderlich ist.
Ein Beispiel für NTC bzw PT1000 Sensor mit einem AVR mit internem ADC 
und 7-Segement LC-Anzeige: 
http://mino-elektronik.de/7-Segment-Variationen/LCD.htm#lcd7

Welchen Temperaturbereich mit welcher Auflösung möchtest Du denn messen?

von Timo (Gast)


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10-90°C (Heizung diverse Fühler)
0-150°C (Solarthermie)

von Wolfgang (Gast)


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Timo schrieb:
> NTCs in Spannungsteiler integriert.

Also muss aus der Versorgung von dem Sensor auch direkt die Referenz für 
den ADC erzeugt werden - ohne irgendeinen Spannungsregler.

von Joachim B. (jar)


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Wolfgang schrieb:
> Versorgung von dem Sensor auch direkt die Referenz für
> den ADC erzeugt werden

ich ergänze gefilterte Referenz (u./o.Sensorversorgung), je sauberer die 
Ref umso besser die Messung

von m.n. (Gast)


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Timo schrieb:
> 10-90°C (Heizung diverse Fühler)
> 0-150°C (Solarthermie)

Wenn Dir 1°C Auflösung reichen, würde der 10 Bit ADC eines AVRs reichen. 
Für einen Arduino Uno gibt es eine fertige Lösung für sechs Sensoren: 
Beitrag "Temperatursensor KTY81 am ATmega328 (Arduino UNO), 1-6 Kanäle"

von Joachim B. (jar)


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Timo schrieb:
> 10-90°C (Heizung diverse Fühler)
> 0-150°C (Solarthermie)

wobei 10-90°C würde ich mit DS18B20 machen wenn 85°C auch OK wäre
±0.5°C Accuracy from -10°C to +85°C

nur 0-150°C mit NTC

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> ich ergänze gefilterte Referenz (u./o.Sensorversorgung), je sauberer die
> Ref umso besser die Messung


Nein, nicg´ht "und/oder Sensorversorgung". Referenz und Sensorversorgung 
müssen beide gleich frei von Ripplen/Störungen sein. Unsauberkeit, 
egal ob auf Referenz oder Sensorversorgung, generiert zusätzliche 
Messfehler. Die Referenz sauberer als das Sensorsignal zu filtern, 
bringt keine Vorteile. Allenfalls geht das Verhältnis von 
Sensorversorgung zu maximalem Sensorsignal (=Referenz) in die 
Anforderungen an die Störfreiheit ein.

von Daniel (Gast)


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Wie lang sind die Leitungen und welcher Querschnitt ?

von Timo (Gast)


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NTC, KTY sind bereits verbaut. 1wire ist leider nicht möglich.

>Unsauberkeit,
>egal ob auf Referenz oder Sensorversorgung, generiert zusätzliche
>Messfehler. Die Referenz sauberer als das Sensorsignal zu filtern,
>bringt keine Vorteile.

Ja so sehe ich das auch. Verstanden habe ich auch, dass Sensorversorgung 
und Referenz aus der gleichen Quelle gespeist werden sollten. Aber mir 
ist leider immer noch unklar, wie man fachlich korrekt eine saubere 
Sensorversorgung herstellt. Vielleicht einfach einen Linearregler 
nehmen, der aus den 5V nochmal 3,3V extra für den Analogteil macht?

Temperaturdrift spielt keine Rolle, die Schaltung arbeitet immer bei 
Raumtemperatur +-2°C und die NTCs werden ausgemessen und als Kennlinie 
abgelegt.

von Joachim B. (jar)


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Wolfgang schrieb:
> Nein, nicg´ht "und/oder Sensorversorgung". Referenz und Sensorversorgung
> müssen beide gleich frei von Ripplen/Störungen sein.

das und/oder bezog sich auf

UND
Sensorversorgung UND AREF

ODER
wenn ich bei radiometrischer Messung die gefilterte AVCC nutze muss ich 
nicht extra filtern

von Max M. (jens2001)


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Timo schrieb:
> Vielleicht einfach einen Linearregler
> nehmen, der aus den 5V nochmal 3,3V extra für den Analogteil macht?

Ja!

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