Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 2 Spannungen bis 60V mit Arduino messen


von Nils R. (augur)


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Hi,

ich würde gerne zwei Spannungen parallel messen mit einem Arduino bis 
60V. Ich bin Anfänger und finde leider nur Module bis 25V. Gibt es sowas 
fertig auch bis 60V? Ich möchte gerne eine Netzteilüberwachung bauen, 
welche zwei Ausgänge auf anliegender Spannung prüft. Es muss also nicht 
so genau sein wie ein Messgerät, auf 1V genau würde reichen.

Viele Grüße,
Nils

von Joe F. (easylife)


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Mit 2 Widerständen kann man eine Spannung herunterteilen.
Z.B. von 60V auf 3V.
Das nennt sich dann "Spannungsteiler".

von Karl M. (Gast)


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Nils R. schrieb:
> parallel messen

mit einem AVR8 ist das Vorhaben mit der vorhandenen Hardware nicht 
möglich.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

die beiden Spannungen lassen sich mittels zweier Spannungsteiler 
vermindern.

MfG

von Nils R. (augur)


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Karl M. schrieb:
> Nils R. schrieb:
>> parallel messen
>
> mit einem AVR8 ist das Vorhaben mit der vorhandenen Hardware nicht
> möglich.

Hat der nicht mehrere analoge Eingänge?



Reicht wirklich ein einfacher Spannungsteiler, gibt es da nachteile? 
Hätte gedacht die Schaltungen sind komplizierter da man diese auch 
fertig kaufen kann, aber das scheint doch sehr übersichtlich.

Viele Grüße,
Nils

von Joe F. (easylife)


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Nils R. schrieb:
> Hätte gedacht die Schaltungen sind komplizierter da man diese auch
> fertig kaufen kann

Meinst du sowas hier?
https://www.instructables.com/id/Arduino-Voltage-Sensor-0-25V/

Guck mal genau hin, was da drauf ist... 2 Widerstände.

http://www.energiazero.org/arduino_sensori/arduino%2025v%20voltage%20sensor%20module.pdf

: Bearbeitet durch User
von Nils R. (augur)


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Mhh, stimmt. Super, das bekomme ich auch selber hin. Wäre nur noch die 
frage warum mit dem AVR8 das nicht gehen soll.

Würde den Arduino every nehmen da schön klein und dieser kommt mit 12V 
Versorgungsspannung gut aus, oder?

von Karl M. (Gast)


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Nils R. schrieb:
> Hat der nicht mehrere analoge Eingänge?

Ja, aber nicht parallel, was i.A. nicht gleichzeitig bedeutet.

Schön nacheinander schon!

Man muss nur mal Datenblatt eines AVR8 lesen und nicht raten.

von Karl M. (Gast)


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Da hier die Spannung 60v über den 42V liegt, würde ich einen externen 
isolierten Chip verwenden.

Dann kann natürlich auch wieder ein kleiner AVR8 Tiny sein, der über 
einen Optokoppler seine Daten seriell nach Aufforderung senden.
Also klassisch ein Client -> Server Protokoll.

von Jörg R. (solar77)


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Nils R. schrieb:
> Würde den Arduino every nehmen da schön klein und dieser kommt mit 12V
> Versorgungsspannung gut aus, oder?

12V? Sicher??

von Marc E. (mahwe)


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60V ist noch nicht gefährlich darüber schon. Mit Spannungsteiler ist es 
so, dass deine Messspannung und dein uC auf dem gleichen Potential 
liegen sollten zum Beispiel wenn dein uC über einen Linearregler aus den 
60V versorgt wird oder wenn dein uC über einen Linearregler aus einer 
externen Stromversorgung versorgt wird derren Ground mit dem Ground 
deiner 60V Quelle verbunden sind.
Wenn nicht solltest du zum messen der 60V ein Instrumentationsverstärker 
nutzen.

von Frank S. (_frank_s_)


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Jörg R. schrieb:
> Arduino every

Arduino Nano Every - basiert auf dem ATMega4809 Microcontroller.

Auf dem Arduino Nano Every Platinchen ist dann noch ein
MPM3610 - Step-Down Converter für 5V und
AP2112K - LDO Spannungsregler für 3.3V drauf.

Das Ganze kann dann mit 12V beheizt werden.

MfG von der Spree
Frank

von Jörg R. (solar77)


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Frank S. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Arduino every
>
> Arduino Nano Every - basiert auf dem ATMega4809 Microcontroller.
>
> Auf dem Arduino Nano Every Platinchen ist dann noch ein
> MPM3610 - Step-Down Converter für 5V und
> AP2112K - LDO Spannungsregler für 3.3V drauf.
>
> Das Ganze kann dann mit 12V beheizt werden.

Danke für den Hinweis;-) Das Board kannte ich bisher nicht. Deshalb war 
ich etwas verwundert.

von Frank S. (_frank_s_)


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Jörg R. schrieb:
> Das Board kannte ich bisher nicht. Deshalb war
> ich etwas verwundert.

Ich auch nicht.

Jörg R. schrieb:
> 12V? Sicher??

Die Frage lag mir auch auf der Tastatur.
Deswegen war ich mal neugierig.

MfG von der Spree
Frank

von Wolfgang (Gast)


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Nils R. schrieb:
> Hat der nicht mehrere analoge Eingänge?

Ja, aber nur einen Analog-Digital Wandler.
Daher kann der Arduino nur eine Spannung zur Zeit messen.

von Route_66 H. (route_66)


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Nils R. schrieb:
> Ich möchte gerne eine Netzteilüberwachung bauen,
> welche zwei Ausgänge auf anliegender Spannung prüft.

Haben die zwei Spannungen das selbe negative Bezugspotential (GND)?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Wolfgang schrieb:
> Nils R. schrieb:
>> Hat der nicht mehrere analoge Eingänge?
>
> Ja, aber nur einen Analog-Digital Wandler.
> Daher kann der Arduino nur eine Spannung zur Zeit messen.

Was nur wirklich vollkommen irrelevant ist. Ein Arduino kann auch 
immer nur eine Sache zu einer Zeit tun. Selbst wenn die Hardware zwei 
separate ADC hätte, könnte man die Messungen trotzdem immer nur 
nacheinander ausführen. Zumindest wenn man das Arduino-Framework 
verwenden will.

Ich zitiere dazu:

Nils R. schrieb:
> Ich bin Anfänger


Route_66 H. schrieb:
> Haben die zwei Spannungen das selbe negative Bezugspotential (GND)?

Aha. Endlich. Im 15. Antwortpost und nach drei vollkommen sinnlosen 
Hinweisen darauf, daß ein AVR nur einen ADC hat, kommt endlich die eine 
Frage, die schon ganz zu Beginn gestellt werden mußte.

Denn nur wenn die beiden Spannungen und der Arduino das gleiche GND 
Potential haben und wenn beide Spannungen positiv sind, nur dann geht 
das so einfach mit zwei Spannungsteilern.

Angesichts von:

Nils R. schrieb:
> Ich möchte gerne eine Netzteilüberwachung bauen

sehe ich da noch ein paar Fragezeichen dahinter.

von F. F. (foldi)


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Axel S. schrieb:
> Nils R. schrieb:
>> Ich möchte gerne eine Netzteilüberwachung bauen
>
> sehe ich da noch ein paar Fragezeichen dahinter.

Ich auch. Aber (und normalerweise schlage ich vor, einen Mikrocontroller 
zu nehmen) dafür gibt es auch ganz andere Schaltungen. Crowbar z. B. 
wäre eine Lösung für zu viel Spannung.

von Peter D. (peda)


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Die Hauptfrage ist, ob die beiden Spannungen und die Auswerteschaltung 
einen gemeinsamen GND haben oder die Messung galvanisch getrennt 
erfolgen muß.

von Nils R. (augur)


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Hi,

die Masse ist überall gleich. Nur eines der Netzteile muss ich 
entkoppeln beim Steuerpin, das ist aber nicht Teil der aktuellen 
Schaltung. Diese will ich erstmal mit den LEDs zum Laufen bekommen.

Anbei nmal ein Update, im Simulator läuft es schon gut. Das Flipflop 
habe ich gelassen, um vor dem Bootup des Arduino einen sofortigen 
definierten Zustand zu haben. Zudme ist noch der Spannungswächter dabei, 
welcher den Flipflop und Arduino zurücksetzt.

Schaut gerne mal drüber und gerne viel Kritik. Mit dem Pufferkondensator 
bin ich noch gerade am Anlesen über Größe und auch wegen Ladewiderstand.

Viele Grüße,
Nils

von Thomas W. (goaty)


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Denk aber dran daß P=60V²/10kOhm =360mW mit dem viertel-Watt Widerstand 
nicht mehr geht.

von Jörg R. (solar77)


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Du legst 12V auf A0...?

von F. F. (foldi)


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Jörg R. schrieb:
> Du legst 12V auf A0...?

Ja, aber nur einmal.
Auch die Teiler mit 5,...V sind schon ziemlich an der Grenze. Ist díe 
Spannung da nur für einen kurzen Moment minimal höher, dann war's das 
auch.

von qwertzuiopü+ (Gast)


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Nils R. schrieb:
> Anbei nmal ein Update

Du teilst auf verschiedene Spannungen runter (2.5, 5 und 12V). 
Sinnvoller ist es, alle auf das gleiche Level zu teilen, um die maximale 
Auflösung zu erreichen. 12V ist keine gute Idee, da geht der Atmega 
kaputt.
5V ist auch nicht ideal, denn dann misst du gegen die 5V-Versorgung vom 
Atmega, die nicht als Referenz gedacht ist. Besser ist es, eine der 
internen Referenzen (0.55, 1, 1.5, 2.5 oder 4.3V) zu nutzen und dann 
auch auf diese Spannung zu teilen. Welche Referenz die stabilste ist, 
kannst du ja mal im Datenblatt des Atmega nachgucken.

von Nils R. (augur)


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Das mit den 12V ist mir heute morgen durchgegangen, ja. Die beiden 
Lipoeingänge sind beide für 60V. Ich hatte bei der Simulation zum Testen 
aber mal die Hälfte angelegt.

Mit der Referenzspannung lese ich mal nach und passe die Widerstände an.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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F. F. schrieb:
> Ist die Spannung da nur für einen kurzen Moment minimal höher, dann
> war's das auch.

Da sei mal nicht so pessimistisch.

Guck dir mal die Schaltung an.
Hast du die Vorwiderstände (9.8kΩ bzw. 4.7kΩ) gesehen?

von F. F. (foldi)


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Wolfgang schrieb:
> Guck dir mal die Schaltung an.
> Hast du die Vorwiderstände (9.8kΩ bzw. 4.7kΩ) gesehen?

Ok, aber einmal Ladegerät dran und die Schaltung ...

Beitrag #6010741 wurde vom Autor gelöscht.
von Nils R. (augur)


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qwertzuiopü+ schrieb:
> kannst du ja mal im Datenblatt des Atmega nachgucken.

Dafür bin ich noch zu blöd, kann dem das nicht entnehmen: 
https://www.mouser.com/datasheet/2/268/40002016A-1308143.pdf

Hab auch etwas gegoogelt aber nichts dazu gefunden.

Die 60V sind die maximale Spannung, welche die Ladegeräte können. Die 
Lipos haben eine Ladeendspannung von 50V. Da habe ich zur Sicherheit 
etwas Puffer vorgesehen. Anbei auch mal der aktuelle Plan.

Viele Grüße,
Nils

von Jörg R. (solar77)


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Nils R. schrieb im Beitrag #6010741:
> Anbei auch mal der aktuelle Plan.

A0 liegt noch immer auf 12V.


Nils R. schrieb im Beitrag #6010741:
> Die Lipos haben eine Ladeendspannung von 50V

Sicher? Wieviele Zellen in Serie hat der Akku?


Nils R. schrieb:
> Die Lipos haben eine Ladeendspannung von 50V. Da habe ich zur Sicherheit
> etwas Puffer vorgesehen.

Besser wäre es gleich konkrete Angaben zu machen.

: Bearbeitet durch User
von Nils R. (augur)


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Hi,

A0 liegt bei mir auf 4V erstmal. Vielleicht bist du in ein altes Bild 
gerutscht.

Ja, ich bin sicher mit 12S und bisher war es so genau wie mir zu dem 
Zeitpunkt möglich. Maximal können die Lader 14S was auch noch knapp 
drunter ist.

Größte offene Punkte bei mir sind nun noch:
- Referenzspannung
- Design des Puffer-Elkos

Werde da mal weiter googeln, aber ist schon sehr toll zu sehen wenn im 
Simulator der Arduino Code das richtige macht. Seht schönes Gefühl.

Viele Grüße,
Nils

von Manfred (Gast)


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Thomas W. schrieb:
> Denk aber dran daß P=60V²/10kOhm =360mW mit dem viertel-Watt Widerstand
> nicht mehr geht.

Guter Hinweis.

Aber: Er darf den Teiler gerne mindestens Faktor 10 größer auslegen. Es 
kommt nicht auf schnelle Reaktionen an, also vom AnalogIn noch einen 
Folienkondensator nach Masse - nach Verfügbarkeit und Tageslaune 
0,1..1µF.

von Nils R. (augur)


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Hi,

ich hab das mal ausprobiert und es verändert sich nichts. Ist das 
richtig so?
Dieser würde doch nur die Spannung glätten der nicht?Die Belastung der 
Kondensatoren ändert sich auch nicht.

Viele Grüße,
Nils

von F. F. (foldi)


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Du hast noch immer 12V dran.
Da du nicht das Arduino Board gezeichnet hast, sondern den Controller, 
wird der vielleicht einmal kurz rauchen und sonst nichts mehr weiter 
tun.
Der verträgt max. 5V.
Ich weiß gerade nur so ungefähr, aber ich meine aus dem Kopf zu wissen, 
max. Strom sind 200mA.
Außerdem hast du an deinem Teiler immer noch ca. 350mW Strom.
Den Hinweis gab dir schon jemand, dass du da keinen 1/4 Watt Widerstand 
benutzen kannst.
Da kannst du einfach die Werte verdoppeln, dann fließt auch nur der 
halbe Strom.
Wieso stehen am Teiler auf einmal 662mV? Da kommen unbelastet ca. 5,1V 
raus.
Wenn du obSen 55k und unten 2,4k nimmst, würde das besser passen.
Dann könntest du mit nem TL 431 ziemlich gut Vcc für den Controller auf 
Vcc halbe bringen, für deine Referenzspannung.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Nils R. schrieb:
> ich hab das mal ausprobiert und es verändert sich nichts.

Lesen und Verstehen sind nicht so Dein Ding:
Manfred schrieb:
> Aber: Er darf den Teiler gerne mindestens Faktor 10 größer auslegen.

Es ist idiotisch, soviel Leistung in dem Teiler zu verblasen. Unten 10 
kOhm hin, oben 120k, dann hat der gesamte Teiler knapp 30mW 
Verlustleistung.

Der zusätzliche Kondensator macht dann die Messerei etwas stabiler, 
zwingend notwendig ist er nicht - in meinen Schaltungen setze ich den 
ein.

F. F. schrieb:
> Du hast noch immer 12V dran.
> Da du nicht das Arduino Board gezeichnet hast, sondern den Controller,

Die Beschriftungen in dem Kästchen VIN - 5V - 3V3 deuten schon darauf 
hin, dass Nils ein Arduinoboard meint.

> wird der vielleicht einmal kurz rauchen
> und sonst nichts mehr weiter tun.

Nicht direkt. Solange der Gesamtstrom überschaubar ist, kann der 
A?1117-50 auf dem Board die 7V Differenz aushalten.

von F. F. (foldi)


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Manfred schrieb:
> Nicht direkt. Solange der Gesamtstrom überschaubar ist, kann der
> A?1117-50 auf dem Board die 7V Differenz aushalten.

Nur hat er Vcc vom Controller aufgezeichnet und keinen 
Festspannungsregler.
Wir wissen zwar was er meint, aber dann soll er es (wie wir alle zuvor) 
richtig lernen.

von Nils R. (augur)


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Manfred schrieb:
> Lesen und Verstehen sind nicht so Dein Ding:
> Manfred schrieb:
>> Aber: Er darf den Teiler gerne mindestens Faktor 10 größer auslegen.
>
> Es ist idiotisch, soviel Leistung in dem Teiler zu verblasen. Unten 10
> kOhm hin, oben 120k, dann hat der gesamte Teiler knapp 30mW
> Verlustleistung.
>
> Der zusätzliche Kondensator macht dann die Messerei etwas stabiler,
> zwingend notwendig ist er nicht - in meinen Schaltungen setze ich den
> ein.

Hallo Manfred,

anscheinend bist du nicht in der Lage dich richtig auszudrücken. Mir 
scheint dies so...

1. Das der Kondensator das Messen stabiler macht wusste ich schon. Du 
schreibst es nur nicht, sondern beziehst dich auf die Spannung des 
Spannungsteilers bzw. der Belastung der Widerstände.

2. Laut vorherigen Kommentaren sollte der Spannungsteiler nicht über 
10kOhm haben, da dies beim Arduino Probleme macht. Mhh, kläre mich dort 
doch bitte einmal auf. Passt dies doch?

Ich lerne gerne, aber so ein rumgepampe wie von dir ohne klare Worte und 
Beschreibungen sind leider sinnlos. Aber in deinem letzten Kommentar 
hast du ja doch erklärt was du vorher nicht in der Lage warst 
auszudrücken.



lieber foldi, für erklärende Kommentare bin ich immer gerne zu haben und 
ja, dem Schaltplan fehlen eigentlich die Komponenten auf der Platine. 
Daran habe ich nicht gedacht, weil mir es nicht bewusst war. Wolltes es 
ersmtal hinbekommen. Aber ist klar, dass dies wichtig ist. Danke für das 
Kommentar und die Erklärung.

Viele Grüße,
Nils

von F. F. (foldi)


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Nils, schau dir einmal den Schaltplan von deinem Arduino Board an.
Die 12 Volt, die du da anlegen willst, gehen auf einen 
Festspannungsregler, der dann mit 5 Volt den Controller versorgt.
Schau auf Arduino.cc nach.

von oldeurope O. (Gast)


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Nils R. schrieb:
> 2. Laut vorherigen Kommentaren sollte der Spannungsteiler nicht über
> 10kOhm haben, da dies beim Arduino Probleme macht. Mhh, kläre mich dort
> doch bitte einmal auf. Passt dies doch?

Hier mal ein Beispiel für eine Spannungsmessung mit Sketch.
Beitrag "Re: I2C "blockiert" Arduino"

Nils R. schrieb:
> aber so ein rumgepampe

Ist normal hier. Da die Erklärung weshalb der Teiler
hochohmig sein darf:
Beitrag "Re: I2C "blockiert" Arduino"
und folgende.

Beitrag "Re: I2C "blockiert" Arduino"
Beitrag "Re: I2C "blockiert" Arduino"

Und der 100K in serie mit 14pF, beeinflussen die Gleichspannung
am Teiler gar nicht.

Der Kondensator verhindert, dass hochfrequente Störungen
die sich sonnst der Messspannung überlagern könnten,
den Wert verfälschen.

Auch die Gatter die Du da extern hast, kann der Arduino.

LG
old.

von F. F. (foldi)


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F. F. schrieb:
> Schau auf Arduino.cc nach.

P.S.: Ist immer eine gute Adresse, wenn es um Arduino geht.
Man muss oft "graben", aber meistens findet man dort, was man zu Arduino 
sucht.

von Udo S. (urschmitt)


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Aus der W. schrieb:
> Ist normal hier. Da die Erklärung weshalb der Teiler
> hochohmig sein darf:
> Beitrag "Re: I2C "blockiert" Arduino"
> und folgende.
>
> Beitrag "Re: I2C "blockiert" Arduino"
> Beitrag "Re: I2C "blockiert" Arduino"

Gehts eigentlich noch? Könntest du deinen Unsinn vieleicht auf einen 
Thread begrenzen.
Ich weiss du bist lernresistent aber schau dir trotzdem mal an was 
"Sample & Hold" bedeutet und warum deshalb die dynamische Impedanz eines 
Spannungsteilers für einen ADC nicht sehr groß sein darf.

von F. F. (foldi)


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F. F. schrieb:
> Schau auf Arduino.cc nach.

P.S.: Ist immer eine gute Adresse, wenn es um Arduino geht.
Man muss oft "graben", aber meistens findet man dort, was man zu Arduino 
sucht.

Nils R. schrieb:
> dem Schaltplan fehlen eigentlich die Komponenten auf der Platine.

Das ist auch eigentlich gar nicht so schlimm, nur wie du es gezeichnet 
hast, geht jeder davon aus, dass du den Controller direkt meinst.
Schaltpläne sind ja hier unsere gemeinsame Sprache.
Das wäre ungefähr so als würde ich von einer Led reden und du antwortest 
mit közlekedési lámpa (ist ne Ampel auf ungarisch).
Mir war natürlich klar, dass du eigentlich das Board meinst, aber jeder 
der die Zeichnung sieht, erkennt nur einen Controller.
Schau dir bitte einmal den Schaltplan von einem Arduino Uno an. Du wirst 
schnell verstehen was ich dir sagen will, wenn du den Schaltplan siehst.

von Joachim B. (jar)


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Nils R. schrieb:
> Ist das
> richtig so?

entdecke den Fehler, wie kann dieser Spannungsteiler zu 100 teilen?
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201111.htm

von oldeurope O. (Gast)


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Udo S. schrieb:
> "Sample & Hold" bedeutet und warum deshalb die dynamische Impedanz eines
> Spannungsteilers

Denk an den Kondensator!

LG
old.

von Joe F. (easylife)


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Aus der W. schrieb:
> Denk an den Kondensator!

...an den großen Kondensator. Mit 100K und 1u sollte das durchaus 
gehen.
Die Grenzfrequenz ist halt sehr niedrig (1.6 Hz).
Man könnte auch 100n nehmen, dann hat man noch gute 16 Hz.

von oldeurope O. (Gast)


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Joe F. schrieb:
> Aus der W. schrieb:
>> Denk an den Kondensator!
>
> ...an den großen Kondensator. Mit 100K und 1u sollte das durchaus
> gehen.
> Die Grenzfrequenz ist halt sehr niedrig (1.6 Hz).
> Man könnte auch 100n nehmen, dann hat man noch gute 16 Hz.

Ich oszillographiere das mal und berichte.

LG
old.

von oldeurope O. (Gast)


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Aus der W. schrieb:
> berichte

Also 470K in Reihe zum Pin.
Am Pin sind HF-Störungen die der Kondensator vollständig
abblockt.

Joe F. schrieb:
> ...an den großen Kondensator

Falsch, der 10nF reicht schon:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/431888/schema_Unterspannungsanzeige-Taster_darius-cquam.png


Udo S. schrieb:
> Ich weiss du bist lernresistent aber schau dir trotzdem mal an was
> "Sample & Hold" bedeutet und warum deshalb die dynamische Impedanz eines
> Spannungsteilers für einen ADC nicht sehr groß sein darf.

Selbst mit 470K in Serie nichts zu sehen.(Tastteiler 1:10, COS5060
Oszilloskop).
Möglicherweise passiert das, worum du dich sorgst, nach einem Puffer.
Auch dann sind die Sorgen sowieso fehl am Platz.

LG
old.

von Roland F. (rhf)


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Hallo Nils,
Nils R. schrieb:
> ich würde gerne zwei Spannungen parallel messen mit einem Arduino bis
> 60V. Ich bin Anfänger und finde leider nur Module bis 25V. Gibt es sowas
> fertig auch bis 60V? Ich möchte gerne eine Netzteilüberwachung bauen,
> welche zwei Ausgänge auf anliegender Spannung prüft. Es muss also nicht
> so genau sein wie ein Messgerät, auf 1V genau würde reichen.

Ich halte es für wichtig den Eingang des ADC vor Störungen zu schützen. 
Allerdings muss man aufpassen, das diese Schutzschaltung nicht zu 
Meßfehlern führt. Dazu gab es von MaWin folgenden Beitrag:

---------------
Schutzschaltung für Analogeingang Mikrocontroller
Autor: MaWin (Gast)
Datum: 01.02.2019 10:06
Na, sie leiten Strom ab wenn die Spannung grösser 3.3C(+0.4V)bzw. 
kleiner  0V(-0.4V) wird, so dass die überschüssige Spannung am 1k 
verbraten wird.
ABER: Die BZX3.3 ist so schlecht, dass sie schon ab 2.5V zu leiten
beginnt und der Spannungsabfall an den 1k wegen des Stroms zu
Messfehlern führt.
Zudem haben Schottkydioden durchaus erhebliche Rückwärtsströme, so dass
immer etwas Strom fliesst, der an den 1k zu Messfehlern führt. Daher ist
diese Beschaltung schlecht. Besser hochsperrende BAS40, BAV99 oder
BAV199 und die Z-Diode an die Versorgungsspannung:
(siehe Bild 1)
Warum das besser ist und wann die Z-Diode (die besser eine TL431 sein
sollte) nötig ist müsste man noch erklären. Die Anordnung schützt genau
so, führt aber zu keinem Messfehler mehr.
---------------

Unter der Annahme das sich bei deinem Board die ADC-Referenzspannung auf 
4,096V einstellen läßt, sähe die Schaltung dann wie in Bild 2 aus. Noch 
ein Hinweis: R1, R4 und R8 sind 1% Metallfilmwiderstände bei bei 
Reichelt erhältlich.

rhf

von Wilhelm M. (wimalopaan)


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Axel S. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Nils R. schrieb:
>>> Hat der nicht mehrere analoge Eingänge?
>>
>> Ja, aber nur einen Analog-Digital Wandler.
>> Daher kann der Arduino nur eine Spannung zur Zeit messen.
>
> Was nur wirklich vollkommen irrelevant ist. Ein Arduino kann auch
> immer nur eine Sache zu einer Zeit tun. Selbst wenn die Hardware zwei
> separate ADC hätte, könnte man die Messungen trotzdem immer nur
> nacheinander ausführen. Zumindest wenn man das Arduino-Framework
> verwenden will.

Der m4809 hat tatsächlich nur einen ADC, der attiny1614 aber z.B. hat 2 
ADV. Damit kann man echt gleichzeitig messen. Und zwar können bei DC 
echt gleichzeitig durch einen Event gestartet werden.

von oldeurope O. (Gast)


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Roland F. schrieb:
> Ich halte es für wichtig

Brauchst Du nicht, die Dioden sind beim Amega 328 schon an Bord.
Eigentlich bei allen modernen CMOS-ICs die mir gerade einfallen.

Wichtig ist nur, dass der Spannungsteiler die 5V nicht anheben kann.
Das gilt auch für die von Dir gezeigte "Schutzschaltung".

LG
old.

von Nils R. (augur)


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Vielen Dank für die sehr hilreichen Kommentare.

Aus der W. schrieb:
> Auch die Gatter die Du da extern hast, kann der Arduino.

Ich habe die extra in der Schaltung gelassen, weil ich direkt beim 
Anlegen der Spannung einen Initialzustand möchte. Wenn die Arduino 
Ausgänge einen definierten Zustand vor dem Bootup haben würde ich das 
Flipflop weglassen können. Habe dazu aber nichts gefunden und noch 
keinen liegen zum Testen.

Es musst direkt beim Anlegen vom Spannung der Ausgang an sein. - Kleines 
Update, das könnte mit einem Pullup Widerstand gehen solange die 
Ausgänge noch nicht aktiv sind laut arduino.cc.

F. F. schrieb:
> Festspannungsregler, der dann mit 5 Volt den Controller versorgt.
> Schau auf Arduino.cc nach.

Hatte da bereits kurz vor deiner Anwort nachgelesen und mit dem AT Mega 
Datenblatt verglichen gehabt. Da ist mir das auch aufgefallen, aber so 
direkt erkennt man das nicht. Das stimmt.


Mit dem Widerstand habe ich was gefunden, dass der Kondensator dann 
höhere Widerstände als 10kOhm erlaubt. Das ist das gleiche wo hier schon 
drauf hingewiesen wurde, oder? Die Hintergründe sind mir mit meinem 
heutigen Kenntnisstand noch etwas nebulös, aber die Meinungen gehen 
gefühlt auseinander dazu.

https://forum.arduino.cc/index.php?topic=180478.0


Viele Grüße,
Nils

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Wilhelm M. schrieb:
> Axel S. schrieb:

[nur ein ADC]

>> Was nur wirklich vollkommen irrelevant ist. Ein Arduino kann auch
>> immer nur eine Sache zu einer Zeit tun. Selbst wenn die Hardware zwei
>> separate ADC hätte, könnte man die Messungen trotzdem immer nur
>> nacheinander ausführen. Zumindest wenn man das Arduino-Framework
>> verwenden will.
>
> Der m4809 hat tatsächlich nur einen ADC, der attiny1614 aber z.B. hat 2
> ADV. Damit kann man echt gleichzeitig messen. Und zwar können bei DC
> echt gleichzeitig durch einen Event gestartet werden.

Ah ja. Und jetzt zeigst du uns noch, wie du das mit dem Arduino-Geraffel 
gebacken bekommst.

von F. F. (foldi)


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Nils R. schrieb:
> Mit dem Widerstand habe ich was gefunden, dass der Kondensator dann
> höhere Widerstände als 10kOhm erlaubt.

Der Widerstand in Reihe ist nicht mehr nötig nach deinem 
Spannungsteiler. Meines Erachtens brauchst du keinen Tiefpass (ein 
Stichwort für dich), da du eine recht stabile (weil Batterie) 
Gleichspannung messen willst.
Schau dir die Seite 4 in der AN2447 an, da wird das z.B. mit dem 
Kondensator am ADC erklärt.

von Manfred (Gast)


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Nils R. schrieb:
> Mit dem Widerstand habe ich was gefunden, dass der Kondensator dann
> höhere Widerstände als 10kOhm erlaubt. Das ist das gleiche wo hier schon
> drauf hingewiesen wurde, oder?

Es wird ein Widerstand bis 10kOhm empfohlen. Das ist der 
Ausgangswiderstand des Spannungsteilers, vereinfacht gesagt, der Wert 
des unteren Widerstandes. Da sind wir wieder da, wo ich vor zwei Tagen 
war:

Manfred schrieb:
> Unten 10 kOhm hin, oben 120k

Um es anders auszudrücken: Nicht die Summe beider Widerstände soll unter 
10k bleiben, der untere Widerstand mit 10k macht die Musik.

Axel S. schrieb:
> Und jetzt zeigst du uns noch,
> wie du das mit dem Arduino-Geraffel gebacken bekommst.

Wem hilft denn dieses primitive Arduino-Bashing?

Die meisten A* haben einen AT328, der einen ADC multiplext und damit 
natürlich nicht echt parallel messen kann, wie jede Menge anderer 
Bausteine auch. Hier möchte jemand zwei Gleichspannungen messen, ich 
vermute mal, dass es sich um Batterien handelt. Da ist vollkommen egal, 
wenn zwischen den Messungen ein paar Dutzend µs liegen.

von Nils R. (augur)


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Manfred schrieb:
> Um es anders auszudrücken: Nicht die Summe beider Widerstände soll unter
> 10k bleiben, der untere Widerstand mit 10k macht die Musik.

Ah, ok. Das macht es natürlich einfacher.

Mit den Batterien hast du recht. Will ja kein Ozzi bauen.



So oder so ähnlich wird es nun werden. Ist doch noch recht vereinfacht 
worden, danke für alle Tipps. Ich hab nun mal alles bestellt und baue 
das testweise mal auf.

Viele Grüße,
Nils

von Manfred (Gast)


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Nils R. schrieb:
> So oder so ähnlich wird es nun werden.

Das Rechnen eines Spannungsteiler musst Du noch üben ...

Die 2,9V am 12V-Teiler passen, alle anderen bezweifele ich.

von F. F. (foldi)


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https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201111.htm
Hier kannst du dir das Wissen über den Spannungsteiler aneignen.

von Wilhelm M. (wimalopaan)


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Axel S. schrieb:
> Ah ja. Und jetzt zeigst du uns noch, wie du das mit dem Arduino-Geraffel
> gebacken bekommst.

Wenn es denn unbedingt Arduino sein muss:

https://github.com/SpenceKonde/megaTinyCore

Aber ehrlich: die tiny-1 oder mega-0 haben besseres verdient.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Joe F. schrieb:
> Aus der W. schrieb:
>> Denk an den Kondensator!
> ...an den großen Kondensator. Mit 100K und 1u sollte das durchaus gehen.
Der Kondensator muss für 10 Bit Genauigkeit einfach nur 1024 mal größer 
sein als der SH-Eingangskondensator mit 14pF im ADC. Dann ist der Fehler 
zum Umladen des SH-Kondensators schlimmstenfalls 1 LSB. Denn dieser 
Pufferkondensator bildet zusammen mit dem 14pF SH-Kondensator einen 
"Ladungsteiler": der große externe 20 Liter-Puffer-Eimer füllt locker 
ein 20ml-Schnapsglas und hat hinterher trotzdem noch annähernd den 
gleichen Füllstand.
Und damit reicht bei einer SH-Eingangskapazität von 14pF ein 
Pufferkondensator von 22nF locker aus. Dann ist auch die Zeitkonstante 
des entstehenden Filters deutlich agiler.
Und wenn 8 Bit Genauigkeit ausreichen (manche schaffen mit ihrem 
vogelwilden Aufbau realistisch sowieso nicht mehr), dann muss der 
Kondensator nur noch 3,3nF haben.

Der Effekt eines zu hochimpedanten Eingangs (hochohmig und ein zu 
kleiner Pufferkondensator) ist dann ein "Verschleppen" des zuvor 
gewandelten Kanals auf die aktuelle Messung: wenn zuvor eine niedrige 
Spannung gemessen wurde, dann wird die aktuelle Wandlung zu niedrig, 
wenn aber vorher eine höhere Spannung gemessen wurde, dann wird die 
nachfolgende Spannung zu hoch gemessen. Die Abhilfe bei vielen ist dann, 
2 Messungen durchzuführen, und dann haben sie "gelernt", dass immer 2 
Messungen nötig sind...

Wenn man aber z.B. nur 1 Spannung zu messen hat und somit den Messkanal 
nie umschaltet, dann kann man auch problemlos einen Spannungsteiler mit 
einer Impedanz von 100kOhm ohne jeglichen Pufferkondensator davor 
schalten, ohne dass ein Messfehler auftritt.

Nils R. schrieb:
> Die Hintergründe sind mir mit meinem heutigen Kenntnisstand noch etwas
> nebulös, aber die Meinungen gehen gefühlt auseinander dazu.
Ja, das ist so, weil für mein Gefühl in vielen dieser Arduino-Foren 
quasi Blinde mit Einäugigen über einen Sonnenaufgang diskutieren. Aber 
wenn man sich eben einfach mal das Datenblatt anschaut (und zwar genaus 
so lange, bis man es tatsächlich verstanden hat), dann erlebt man den 
Sonnenaufgang in Stereo mit eigenen Augen in voller Farbenpracht.

Und das ist das eigentliche Problem bei deutlich mehr als 90% der 
Arduiniker: sie leben vom Hörensagen und Zusammenkopieren, statt dass 
sie einfach selber mal ihr Brain 1.0 zwischen den Ohren aktivieren. Dass 
sie dann lieber einfache Antworten auf dem ihnen bereits bekannten 
einäugigen Niveau lesen, als sich mal anständig ins Thema reinzubeißen, 
das macht die Sache nicht besser.

> Ozzi
"Oszi" mit SZ kommt von "Oszilloskop".

: Bearbeitet durch Moderator
von oldeurope O. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Der Kondensator muss für 10 Bit Genauigkeit einfach nur 1024 mal größer
> sein als der SH-Eingangskondensator mit 14pF im ADC. ... ein
> Pufferkondensator von 22nF locker aus. Dann ist auch die Zeitkonstante
> des entstehenden Filters deutlich agiler.
> Und wenn 8 Bit Genauigkeit ausreichen (manche schaffen mit ihrem
> vogelwilden Aufbau realistisch sowieso nicht mehr), dann muss der
> Kondensator nur noch 3,3nF haben.

Danke für die detaillierte  Info. Für mich ist wichtig, dass die
Unterspannungsanzeige auf die Rippel am Ladekondensator
anspricht, nicht auf den Mittelwert der Spannung an diesem.
Passt dann ja.

LG
old.

von F. F. (foldi)


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Aus der W. schrieb:
> Danke für die detaillierte  Info. Für mich ist wichtig, dass die
> Unterspannungsanzeige auf die Rippel am Ladekondensator
> anspricht, nicht auf den Mittelwert der Spannung an diesem.
> Passt dann ja.

Musst du jetzt diesen Thread kapern?
Hast du nicht schon genug Unheil in deinem Beitrag angestellt?

Lothar M. schrieb:
> (und zwar genaus so lange, bis man es tatsächlich verstanden hat)

Das ist ganz wichtig.

F. F. schrieb:
> Schau dir die Seite 4 in der AN2447 an, da wird das z.B. mit dem
> Kondensator am ADC erklärt.
Übrigens hatte ich weiter oben schon auf die Erklärung  der 
Notwendigkeit eines Kondensators hingewiesen.

Ich versuche möglichst einfache Erklärungen zu geben und auch nicht zu 
viel auf einmal.
Als Anfänger versteht man das sonst eher nicht.

von oldeurope O. (Gast)


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Nils R. schrieb:
> Aus der W. schrieb:
>> Auch ..., kann der Arduino.
>
> Ich habe ... arduino.cc.

Du kannst noch zusätzlich vor dem Setup, beim Zuweisen
der Pins, diesen einen Startwert geben.

LG
old.

von Nils R. (augur)



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Hallo zusammen,

das ist nun aus dem Projekt erstmal geworden. Eingebaut soll es in einen 
Ladekoffer mit 2 Servernetzteilen. Gerne kommentieren:

Abgebildete Funktionen
----------------------

- I2C Anbindung Netzteil 1 und Netzteil 2 (Optokoppler da andere Masse)
- I2C Anbindung LCD
- 1-Wire für Temperaturmessung
- 3 Lüftersteuerungen für Gehäuseläufter mit 1-Wire Temperatur oder 
interne Netzteiltemperatur über I2C um besser zu kühlen
- Puffer, um den Netzteilausfall kurzfristig zu Puffer, Netzteile 
auszuschalten und dies ggf. zu Speichern als Fehlerstatus
- Rückmeldung Error Pin Netzteil 1 und Netzteil 2 (Optokoppler)
- Steuerung Netzteil 1 und Netzteil 2 (Optokoppler)
- Strommessung über Ausgabepin an Netzteil 1. Netzteil 2 hat gleichen 
Strom und später Ausgabe über I2C


J6: Netzteil 1
Masse
12V Dauer an
PS Interrupt
PSOn
+12V Lader
I2C 1
I2C 2
Current Monitor


J2: Netzteil 2
Masse
12V Dauer
PS Interrupt
PSOn
+24V Lader
I2C 1
I2C 2


J7: Laderausgänge (gleiche Masse)
Ausgang 1
Ausgang 2


Viele Grüße,
Nils

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