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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC wackelt ohne Verbraucher zuviel


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Autor: Albert Reiter (Gast)
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Hallo,

ich hab mir ein kleines Energiemessgerät für Spannungen bis 21V 
gebastelt.
Leider hab ich jetzt ein Problem der ADC mit dem ich den Strom über 
einen 0,5Ohm Widerstand messe wackelt ohne Verbraucher zu sehr rum.
Hab die 0,5Ohm in der Minusleitung.
Wenn ich keinen Verbraucher dran hab mißt der ständig 40 bis 50 mA.
Mit Verbraucher ist er erstaunlich präzise Abweichung 1,2 bis 2,1 mA.

Hab an dem ADCs jeweils 100nF gegen Masse.
Bei der Spannungsmessung gibt es keine Probleme nur bei der Strom 
messung per Widerstand.
0,5Ohm gemessen gegen Interne Spannungreferenz von 1,1 Volt bei 
erreichen von 1,1V entspricht 2,2A.

Gibt es irgendeine einfach Lösung? Z.B: einen anderen Kondi mit ran?

Danke & Grüße
Albert.

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Du hast mein volles Mitgefühl!

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Albert Reiter schrieb:
> Gibt es irgendeine einfach Lösung?

Schaltplan und scharfes Bild vom Aufbau.

Ansonsten ist die einfachste Lösung: R42

: Bearbeitet durch User
Autor: Willi S. (ws1955)
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Erfahrungsgemäß kommen 9/10 der Fragenden selber auf die Lösung, wenn 
sie einen Stromlaufplan zeichnen.

Autor: Locker vom Hocker (Gast)
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Du willst ja nur den Spannungsabfall über dem Shunt messen, hast aber 
schon eine "Grundspannung" an dem einen Ende des Shunts gegen GND. Die 
mußt Du nun noch vom Meßergebnis abziehen.

(Laß Dich nicht von Leuten ins Bockshorn jagen, die überhaupt kein 
Vorstellungsvermögen haben und nicht in der Lage sind, aus 2 Sätzen im 
Geist einen Schaltplan zu erstellen)

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Locker vom Hocker schrieb:
> aus 2 Sätzen im
> Geist einen Schaltplan zu erstellen

Der dann stimmen könnte oder auch was völlig anderes sein könnte als der 
Aufbau des TOs.
Sowas nennt man "Spekulation"

Autor: Sven B. (scummos)
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Das ist klar, denn ohne Last ist deine Shunt-Messschaltung ja 
"schwebend". Du misst irgendwelche Einkopplungen auf den Shunt.

Die einfachste Lösung dafür ist eine kleine Grundlast von z.B. 100kOhm 
parallel zum angeschlossenen oder nicht angeschlossenen Verbraucher. 
Diesen (konstanten) Ruhestrom musst du dann natürlich vom Ergebnis 
subtrahieren.

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Sven B. schrieb:
> Das ist klar, denn ohne Last ist deine Shunt-Messschaltung ja
> "schwebend". Du misst irgendwelche Einkopplungen auf den Shunt.
>
> Die einfachste Lösung dafür ist eine kleine Grundlast von z.B. 100kOhm
> parallel zum angeschlossenen oder nicht angeschlossenen Verbraucher.
> Diesen (konstanten) Ruhestrom musst du dann natürlich vom Ergebnis
> subtrahieren.

Wow!
Das ist ja mal eine klare Ansage!

:-) :-)

(nur, auf was sie basiert, ich mich frage)

Autor: H.Joachim S. (crazyhorse)
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Sven B. schrieb:
> Das ist klar, denn ohne Last ist deine Shunt-Messschaltung ja
> "schwebend". Du misst irgendwelche Einkopplungen auf den Shunt.

Was schwebt denn da??
Und messbare Einkopplungen auf einen 0,5R, da muss man schon schwereres 
Gerät auffahren :-)

Autor: Willi S. (ws1955)
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Zweite Erfahrung, allgemein im Forum:
Meistens sind es "Gäste", die beim Morgencafe mal schnell was in ihr 
Smartphone hacken und dann natürlich auch mal was arbeiten müssen. Also 
die nächsten 8-9 Stunden hört man dann überhaupt nix mehr und bis dahin 
ist der Thread so ausgeartet, dass dem TO jede Lust vergangen ist.

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Willi S. schrieb:
> Zweite Erfahrung, allgemein im Forum:
> Meistens sind es "Gäste", die beim Morgencafe mal schnell was in ihr
> Smartphone hacken und dann natürlich auch mal was arbeiten müssen. Also
> die nächsten 8-9 Stunden hört man dann überhaupt nix mehr und bis dahin
> ist der Thread so ausgeartet, dass dem TO jede Lust vergangen ist.

Ja, das stimmt!
Ins besondere, wenn dann so Leute wie du kommen und nur noch schlecht 
Wetter machen. Ohne jeden Bezug zur Frage.

Autor: Multimeter (Gast)
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Was zeigt denn ein Multimeter an, das Du parallel zum AD-Eingang legen 
solltest?

Im beschriebenen Fehlerfall müßten das immerhin 20 bsi 25 mV sein. 
Einkopplungen mit einer Leistung von 8 bis 10 mW kan ich mir nicht 
vorstellen. H.Joachim S. hat da vollkommen recht.

Einen Parallelwiderstand von 100 kOhm einzufügen ist eine sinnlose Tat.
Wenns im Auto klappert, dann setzt Du einen Gehörschutz auf und das 
Problem ist behoben????

Peng.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Arduino Fanboy D. schrieb:
> Du hast mein volles Mitgefühl!

Akurat von dir hätte ich es nicht erwartet.

Autor: Willi S. (ws1955)
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Vermutung:

Die Stromquelle ist ein Schaltnetzteil, welches ohne Last einen größeren 
Ripple erzeugt und irgendwie wird es in den Messkreis eingekoppelt 
(kapazitiv, Leitungen, GND..)

Normalerweise wäre im IN+ Pfad ein Lowpass Filter, meistens braucht auch 
schon alleine der ADC einen Stützkondensator. Ob und wie das vorhanden 
ist, keine Ahnung.

Versorgung vom ADC und weiter: Unbekannt.

Ob die Schaltung wirklich so ist: Unbekannt.

Wie der Aufbau aussieht: Unbekannt.

Ein 100nF oder 100k über den 0.5 Ohm Shunt bringt natürlich gar nix.

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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[ot]

Willi S. schrieb:
> Akurat von dir hätte ich es nicht erwartet.

Wieso?
Zu wenig Information, um wirksam helfen zu können!
Also kann ich nur Mitgefühl empfinden.
(und das traue ich mir auch zu sagen)

[/ot]

: Bearbeitet durch User
Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Sven B. schrieb:
> Das ist klar, denn ohne Last ist deine Shunt-Messschaltung ja
> "schwebend".

Ein 0.5Ω Widerstand, der mit einem Bein an GND angeküppert ist, ist 
alles andere als schwebend. Nein, auch mit dem zweiten Bein nicht.

Autor: Rainer V. (a_zip)
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Multimeter schrieb:
> Einen Parallelwiderstand von 100 kOhm einzufügen ist eine sinnlose Tat

Natürlich...aber vielleicht ist gemeint, eine Grundlast parallel zum 
Verbraucher reinzuhängen. Ist ja schnell probiert :-)
Gruß Rainer

Autor: Sven B. (scummos)
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H.Joachim S. schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> Das ist klar, denn ohne Last ist deine Shunt-Messschaltung ja
>> "schwebend". Du misst irgendwelche Einkopplungen auf den Shunt.
>
> Was schwebt denn da??
> Und messbare Einkopplungen auf einen 0,5R, da muss man schon schwereres
> Gerät auffahren :-)

Hups, ich wollte den Beitrag eigentlich nicht absenden, weil mir das 
während dem Tippen dann auch aufgefallen ist. Bitte ignorieren, sorry.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Nett, dass so viele Antworten, aber vom TO nichts mehr kommt. Das ist 
wie eine Besprechung über sein Problem einberufen und dann selber nicht 
kommen...

Autor: hmmmm (Gast)
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vielleicht muss der TO auch mal arbeiten?

Autor: Umkehrschliesser (Gast)
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hmmmm schrieb:
> vielleicht muss der TO auch mal arbeiten?

Ja, solche Leute soll es geben, die im Gegensatz zu Moderatoren 
tatsächlich arbeiten müssen.

Autor: Peter R. (Gast)
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hmmmm schrieb:
> vielleicht muss der TO auch mal arbeiten?

Vielleicht könnte er dann NACH der Arbeit und nicht davor posten.

Man stellt nicht einfach eine Frage und läuft dann davon.

Autor: Albert Reiter (Gast)
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Hallo,

@all die ernsthaft halfen:

Vielen herzlichen Dank!

Das Problem hat sich nach einer gründlichen Platinen reinigung erledigt.
Hatte die Platine schon vorher mit IPA gereinigt - war aber anscheinend 
nicht gründlich genug.

Hab auf die reinigung fast zwei Stunden Lebenszeit verschwendet ;-)

Ich benutze immer Lochrasterplatinen zum aufbauen - da sich das ätzen 
nur selten lohnt. Damit ich die Lötstellen nacharbeiten kann verkabel 
ich alles auf der Vorderseite - was ein ziehmliches Kabel gewirr ergibt. 
Ich dachte ich hätte mal wieder ein Kabel falsch verlötet.

War aber nicht so puh *schweißvonstirnwisch*

Grüße
Albert

Autor: Jürgen (Gast)
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> Das Problem hat sich nach einer gründlichen Platinen reinigung erledigt.

Von allen möglichen Ursachen für die gemessenen 40-50mA ohne verbundene 
Last halte ich diese für die unwarscheinlichste.

Autor: OssiFant (Gast)
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Albert Reiter schrieb:
> Das Problem hat sich nach einer gründlichen Platinen reinigung erledigt.

Jürgen schrieb:
> Von allen möglichen Ursachen für die gemessenen 40-50mA ohne verbundene
> Last halte ich diese für die unwarscheinlichste.

Willi S. schrieb:
> Erfahrungsgemäß kommen 9/10 der Fragenden selber auf die Lösung, wenn
> sie einen Stromlaufplan zeichnen.

Passt.

Autor: Sven B. (scummos)
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Was hast du denn für Lötzinn verwendet? Wenn das für Heizungsrohre 
gedacht war, kann das durchaus sein :D

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Peter R. schrieb:
> Man stellt nicht einfach eine Frage und läuft dann davon.

Das ist hier ein Diskussionsforum, kein Whatsapp Chat.

Kennst du das Fido Netz? Da hat man typischerweise eine Meldung pro Tag 
geschrieben (primär aus finanziellen Gründen). Die Diskussionsforen wie 
dieses hier betrachte ich als Nachfolger des Fido Netzes.

Für schnelle Kommunikation chattet man.

Oder sehe ich das falsch?

>> Das Problem hat sich nach einer gründlichen Platinen reinigung erledigt.

Jürgen schrieb:
> Von allen möglichen Ursachen für die gemessenen 40-50mA ohne verbundene
> Last halte ich diese für die unwarscheinlichste.

Das kommt mir auch seltsam vor. Ich reinige Lochrasterplatinen immer vor 
dem Löten (falls sie Oxidiert sind) und danach kommt nur noch ein Lack 
drüber (Plastik 70). Was soll man da reinigen?

: Bearbeitet durch User
Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Jetzt hab ich noch ne Anekdote:

* Zwei Pins sind als analog konfiguriert, einer soll für DAC verwendet 
werden, einer für ADC.

* hinter dem DAC sitzt ein invertierender Verstärker der 0..3V auf 
ungefähr 15..12V anheben soll. Er hat eine Eingangsimpedanz von 10k.

* In Zuge der Entwicklung wurde erstmal versucht den ADC in Betrieb zu 
nehmen. Die Pins waren schon alle konfiguriert aber der DAC war noch 
nicht eingeschaltet.

Symptom:
=======

Am ADC-Eingang liegen aus heiterem Himmel 3.3V an! Diese scheinen 
nirgendwo von außen zu kommen! Die ganze externe Beschaltung am ADC-Pin 
wird penibelst durchgemessen, testweise sogar mal abgetrennt um zu sehen 
ob irgendwo 3.3V herkommen und es zeigt sich daß die 3.3V aus dem ADC 
Pin selbst kommen!

Der DAC-Pin wird schnell mal testhalber zu GPIO-out umkonfiguriert und 
der Spuk verschwindet.

Ursache:
=======

Mein invertierender Verstärker am DAC-Ausgang hat seinen Summenpunkt wie 
vorgesehen auf 7.5V eingeregelt aber weil der DAC ausgeschaltet und 
daher hochohmig war hat es mit 7.5V über 10k ein halbes Milliampere in 
den µC hineingedrückt von dem ich dachte es wird schadlos über die 
Klemmdioden nach Vcc abgeleitet.

Sobald an irgend einem der Pins im hochohmigen Zustand (Eingang oder 
Analog) ein Strom über die internen Klemm- oder Body-Dioden fließt geht 
anscheinend der ganze interne GPIO-Analog-Multiplexer komplett auf(!) 
und alle anderen Analogpins fangen an zu spinnen, der Strom kommt dort 
sogar wieder heraus(!), selbst interne Temperatur- oder Referenzkanäle 
kann man mit dem ADC nicht mehr messen sobald auch nur ein einziger 
hochohmiger Pin des µC einen Strom über die Klemmdioden ableiten muß!

----

Dies wurde von mir beobachtet bei einem GD32F305 welcher ein teilweiser 
Klon von STM32 ist (in dem konkreten Fall identische (binärkompatibel) 
GPIO und ADC Peripherie wie STM32F10x).

Ob das bei STM32 genauso passiert weiß ich mangels Hardware nicht zu 
sagen. Ähnliche Klemmdioden-"Mißbräuche" hab ich auch schon auf anderen 
(zum Beispiel Atmel oder Kinetis) fabriziert und dort hat es NICHT auf 
die Analogpins durchgeschlagen!

Dies schoss mir durch den Kopf als OP sagte nach Reinigung der Platine 
verschwand sein Fehler.

Ich wollte diese Anekdote nur mal als zusätzlichen Datenpunkt für den 
Hinterkopf hier lassen.

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Autor: Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)
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@Bernd K:
Könnte das mit der 5V Toleranz der STM32 und deines Clons zu tun haben?
Die Clampdiode kann damit ja nicht nach VCC gehen und tut sie laut dem 
Refman auch nicht.
Die geht irgendwo hin (auf eine eigene Rail), das hab ich bisher in den 
Refman noch nicht entdeckt.
Dann haben sone Dioden ja noch einen reverse current, der kam dann wohl 
am ADC Pin "raus".

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Mw E. schrieb:
> Könnte das mit der 5V Toleranz der STM32 und deines Clons zu tun haben?
> Die Clampdiode kann damit ja nicht nach VCC gehen und tut sie laut dem
> Refman auch nicht.

Die Spannung ist nur ne Haaresbreite über Vcc hängengeblieben und die 
Spannung am ADC-Pin ist mit so einer Autorität auf Vcc + Haaresbreite 
hochgeschnalzt daß ich mir Leckstrom fast nicht vorstellen kann. Wenn 
ich wieder in der Firma bin mess ich nochmal genau. Dann schau ich auch 
mal im Datenblatt nach der 5V-Toleranzgeschichte, ob der das überhaupt 
hat, denn das ist kein exakter Klon eines konkret existierenden STM32, 
der besteht nur komplett aus Peripheriegeräten die man aus anderen STM32 
kennt, nur in einer leicht anderen Zusammenstellung, als obs einer aus 
der STM32-Familie wäre den es aber bei ST aus irgend nem Grund niemals 
gab obwohl er sich perfekt dort einreihen würde.

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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In einem Datenblatt der STM32 Mainstream Serie habe ich die empfehlung 
gelesen, dass man die Clamping Dioden nicht verwenden soll, wenn man den 
ADC oder die RTC verwendet. Weil der abgeleitete Strom die Funktion 
dieser Baugruppen beeinträchtigt.

Irgendwie komme ich immer wieder darauf zurück, dass AVR (abgesehen von 
den Fuses) weniger Fallstricke haben.

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