Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC Spannungsteiler Schaltungsvorschlag


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von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Ich moechte gerne nur bei Bedarf den Spannungsteiler befeuern. Ist die 
Schaltung so ok?

von Sly_marbo (Gast)


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Der Transistor ist falsch herum. Musst C und E tauschen.

von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Sly_marbo schrieb:
> Der Transistor ist falsch herum. Musst C und E tauschen.

Anfaenger :) Danke.

von Udo S. (urschmitt)


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Es kommt darauf an wie hoch die Spannung an Batt_out ist.
Der ADC Eingang hat eine Schutzdiode (Klemmdiode) gegen die 
Versorgungsspannung Vcc des µC.
Ist Batt_out höher als Vcc + 0,7V dann fliesst dauerhaft ein kleiner 
Strom durch R3 und die Diode am µC-Eingang zu Vcc.
Wird Vcc des µC abgeschaltet wird es noch schlimmer, da dann der µC über 
dan AD Eingang parasitär versorgt wird (was zu seltsamen Problemen 
führen kann weil R3 so hoch ist).
Also ist es viel besser Batt_out abzuklemmen.

von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Hallo Udo,

danke fuer Deinen Hinweis. Batt_OUT wird 22V sein.

von Gebhard R. (geb)


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Ein N-Kanal Mosfet wäre hier wohl die bessere Wahl.

von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Gebhard R. schrieb:
> Ein N-Kanal Mosfet wäre hier wohl die bessere Wahl.

Wegen dem extrem hohen Eingangswiderstand?

von Deudschleera (Gast)


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W3ll S. schrieb:
> Wegen dem extrem hohen Eingangswiderstand?

Der Dativ ist dem Genitiv sein Tod.

von Gebhard R. (geb)


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Wenn du den Mosfet am Eingang hast, dann wär ein P-Kanal angesagt, 
ausser deine Ansteuerung geht mindestens 2-3V über den ADC- Eingang. Die 
Leckströme des Mosfet sind im Normalfall gering, trotzdem würd ich das 
nachrechnen, welchen Spannungsfehler das verursacht. Mir erscheint die 
Dimensionierung des Spannungsteilers reichlich hochohmig.

von Falk B. (falk)


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W3ll S. schrieb:
> Wegen dem extrem hohen Eingangswiderstand?

Auch damit funktioniert es nicht! Denn wenn man den Spannungsteiler 
abschalten will, um Strom zu sparen, muss man an der Einspeisung 
abschalten. Dazu braucht es einen High Side Switch, der viel Aufwand und 
auch etwas Strom braucht.

Vergiss es. Mach den Spannungsteiler ausreichend hochohmig, pack 10nF an 
den ADC-Eingang und gut.

von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Falk B. schrieb:
> abschalten will, um Strom zu sparen, muss man an der Einspeisung
> abschalten. Dazu braucht es einen High Side Switch, der viel Aufwand und
> auch etwas Strom braucht.

Hallo Falk, mach ich doch?

https://www.baldengineer.com/low-side-vs-high-side-transistor-switch.html/high-side-with-fet-pull-up#main

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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W3ll S. schrieb:
> Hallo Falk, mach ich doch?

Das ist ein N-Channel. Damit der leitet muss sein Gate Potential einige 
Volt über dem Source Potential liegen.
Sobald aber Strom durch den Spannungsteiler fliesst steigt das Source 
Potential an, solange bis der Mosfet sich selbst abwürgt. Oder ist deine 
Spannung an ADC_Enable >> 5V? Eher nicht.

von merciMerci (Gast)


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Wenn z.B. ein AVR benutzt wird, dann braucht man überhaupt keinen 
Spannungsteiler um die Vbat zu messen, sondern macht das via 
ratiometrischer Messung mit der internen Vref!

von Falk B. (falk)


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W3ll S. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> abschalten will, um Strom zu sparen, muss man an der Einspeisung
>> abschalten. Dazu braucht es einen High Side Switch, der viel Aufwand und
>> auch etwas Strom braucht.
>
> Hallo Falk, mach ich doch?
>
> 
https://www.baldengineer.com/low-side-vs-high-side-transistor-switch.html/high-side-with-fet-pull-up#main

Nö. Denn du übersiehst, daß die Ansteuerung (Signal CONTROL) noch fehlt. 
Die muss nämlich bis auf deine Batteriespannung schalten.

Wie hoch ist deine Batteriespannung?
Was für eine Batterie hängt dort dran?
Welcher Strom wäre für einen dauerhaft verbundenen Spannungsteile 
akzeptabel?

von Falk B. (falk)


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merciMerci schrieb:
> Wenn z.B. ein AVR benutzt wird, dann braucht man überhaupt keinen
> Spannungsteiler um die Vbat zu messen, sondern macht das via
> ratiometrischer Messung mit der internen Vref!

Aber nur, wenn man VCC direkt aus der Batterie speist. Das wissen wir 
hier aber nicht.

von Udo S. (urschmitt)


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Falk B. schrieb:
> Wie hoch ist deine Batteriespannung?
> Was für eine Batterie hängt dort dran?

Falk B. schrieb:
> Aber nur, wenn man VCC direkt aus der Batterie speist. Das wissen wir
> hier aber nicht.

Doch, das hatte ich im ersten Post schon gefragt und es wurde 
beantwortet:

W3ll S. schrieb:
> Hallo Udo,
>
> danke fuer Deinen Hinweis. Batt_OUT wird 22V sein.

von Carlo (Gast)


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von Joachim B. (jar)


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W3ll S. schrieb:
> Ich moechte gerne nur bei Bedarf den Spannungsteiler befeuern. Ist die
> Schaltung so ok?

nö
als wenn ein ADC keinen Leckstrom hat und ein bipolar Transistor keinen 
Spannungsabfall!

Wenn denn einen MOSFET und auf Jeden Fall die BAT trennen auf der HiSide

Ein Photomos Relais AQV252g welches die BAT nur zur Messung zum ADC 
zuschaltet.
Ein CMOS Switch 4016 oder 4066 ginge auch

: Bearbeitet durch User
von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Udo S. schrieb:
> Das ist ein N-Channel. Damit der leitet muss sein Gate Potential einige

Nun mit P-Channel :)

von Joachim B. (jar)


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Joachim B. schrieb:
> Ein CMOS Switch 4016 oder 4066 ginge auch

Ein CMOS Switch (74HC)4016 oder (74HC)4066 ginge auch

von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Joachim B. schrieb:
> Ein CMOS Switch (74HC)4016 oder (74HC)4066 ginge auch

Hmm, aber der ist ganz schoen gross.

///

Ok, es daemmert langsam.
1
When using a P-type transistor on a load voltage that is the same voltage level as the signal driving the transistor, the circuit above works fine. Well, the logic is inverted, but other than that, is fine. For a detailed explanation, check out this post I wrote on P-Channel MOSFET Tutorial with only Positive Voltages.
2
3
When the load voltage is HIGHER than the signal voltage, you need a driver. Next, lets see how a driver gets used with low-side and high-side transistor switches.

https://www.baldengineer.com/low-side-vs-high-side-transistor-switch.html/transistor-drivers#main

: Bearbeitet durch User
von Molli (Gast)


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Wenn es dämmert, dann ist es ja gut, dann muss man zu deinem letzten 
Schaltungsvorschlag nichts mehr schreiben.

von Joachim B. (jar)


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W3ll S. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> Ein CMOS Switch (74HC)4016 oder (74HC)4066 ginge auch
>
> Hmm, aber der ist ganz schoen gross.

vielleicht willst ja noch mehr trennen :)

von Falk B. (falk)


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Joachim B. schrieb:
> Ein CMOS Switch (74HC)4016 oder (74HC)4066 ginge auch

Bei 22V Battiespannung? Eher nicht.
Das PhotoMOS-Relais ist da schon eher eine gute Idee.

von Falk B. (falk)


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W3ll S. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Das ist ein N-Channel. Damit der leitet muss sein Gate Potential einige
>
> Nun mit P-Channel :)

Dein Bild zeigt einen P-Kanal MOSFET. Das sagt die auch Google beim 
Namen BSS84.

von Joachim B. (jar)


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Falk B. schrieb:
> Bei 22V Battiespannung? Eher nicht.

hat er die, ich dachte da wäre er schon längst weg von?
Da habe ich mich wohl im thread geirrt, das war ein Anderer.

OK dann ist ist wohl dies besser oder sagen wir der geringste Aufwand, 
ein R für die IR LED und der Ausgang schaltet die BAT zu oder nicht.

Joachim B. schrieb:
> Ein Photomos Relais AQV252g welches die BAT nur zur Messung zum ADC
> zuschaltet.

von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Ich wuerde das gerne schon diskret aufbauen wollen.

R10 muss ich noch rechnen.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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W3ll S. schrieb:
> Ich wuerde das gerne schon diskret aufbauen wollen.

Mensch Meier, wie ignorant muss man sein?

Beitrag "Re: ADC Spannungsteiler Schaltungsvorschlag"

Deine 22V Batteriespannung ist doch mal sicher irgend ein Akku. Wenn man 
den mit 1M "belastet" macht das unglaubliche 22uA. Die Selbstentladung 
ist vermutlich um Faktor 10 höher.

Deine Schaltung mag im Ansatz OK sein, aber Q2 sieht dann bei dir 22V 
Gate-Source Spannung. Das ist zuviel. Teiler R10 in 2c 510k und nimm den 
Mittelabgriff für das Gate. Dann geht's. Ist aber Overkill.

von Wühlhase (Gast)


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Dir wird der Eingangswidertand deines ADCs die Auslegung deines 
Spannungsteilers vollends zu nichte machen.

Z.B. haben STM32 einen Eingangswiderstand von einigen 10kΩ oder so. Die 
180kΩ parallel daneben kannst du dir getrost sparen.

Selbst wenn du Widerstände im einstelligen kΩ-Bereich verwenden würdest, 
wäre ein OPV als Impedanzwandler noch sinnvoll.

von Wolfgang (Gast)


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W3ll S. schrieb:
> Wegen dem extrem hohen Eingangswiderstand?

Nein, wegen U_CE, die dir dein Teilerverhältnis verfälscht.

von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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Falk B. schrieb:
> Mensch Meier, wie ignorant muss man sein?
Falk, warum so genervt? Es ist ein Hobby. For fun!

von Molli (Gast)


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Falk B. schrieb:
> W3ll S. schrieb:
>> Ich wuerde das gerne schon diskret aufbauen wollen.
>
> Mensch Meier, wie ignorant muss man sein?
>
> Beitrag "Re: ADC Spannungsteiler Schaltungsvorschlag"
>
> Deine 22V Batteriespannung ist doch mal sicher irgend ein Akku. Wenn man
> den mit 1M "belastet" macht das unglaubliche 22uA. Die Selbstentladung
> ist vermutlich um Faktor 10 höher.
>
> Deine Schaltung mag im Ansatz OK sein, aber Q2 sieht dann bei dir 22V
> Gate-Source Spannung. Das ist zuviel. Teiler R10 in 2c 510k und nimm den
> Mittelabgriff für das Gate. Dann geht's. Ist aber Overkill.

Wird aber nur richtig funktionieren wenn R3 nach unten wandert und die 
Source direkt mit BATT_OUT_22V verbunden wird. Ansonsten stellt sich an 
Source eine Spannung von ca. 13V ein, und schon ist das fixe 
Spannungsteilerverhältnis dahin.

Wühlhase schrieb:
> Dir wird der Eingangswidertand deines ADCs die Auslegung deines
> Spannungsteilers vollends zu nichte machen.
>
> Z.B. haben STM32 einen Eingangswiderstand von einigen 10kΩ oder so. Die
> 180kΩ parallel daneben kannst du dir getrost sparen.
>
> Selbst wenn du Widerstände im einstelligen kΩ-Bereich verwenden würdest,
> wäre ein OPV als Impedanzwandler noch sinnvoll.

Ja, Spannungsteiler schaltbar machen und dann OPV einsetzen :)

Die Impedanz des Spannungsteilers wird durch C5 reduziert. Ob es reicht, 
hängt von der geforderten Messgenauigkeit ab.

Aber C5 muss ja auch über die 1M von R3 aufgeladen werden, was bedeutet, 
daß man nach dem Einschalten des Spannungsteilers einige Zeit warten 
muss, bevor man überhaupt messen kann. Die Messgenauigkeit hängt von 
dieser Wartezeit ab.

Ich halte diese ganze Abschaltung auch für einen Overkill. Bei einem 
Querstrom von etwa 20 uA werden nach 1000 Stunden (42 Tage) gerade mal 
20 mAh verbraten.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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merciMerci schrieb:
> Wenn z.B. ein AVR benutzt wird, dann braucht man überhaupt keinen
> Spannungsteiler um die Vbat zu messen, sondern macht das via
> ratiometrischer Messung mit der internen Vref!

Der verträgt keine 22V.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Joachim B. schrieb:
> Ein CMOS Switch (74HC)4016 oder (74HC)4066 ginge auch

Wie schaltet man damit 22 Volt?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wühlhase schrieb:
> Z.B. haben STM32 einen Eingangswiderstand von einigen 10kΩ oder so

Das ist nicht richtig. Die Quelle soll nicht mehr als 10kΩ haben, weil 
der Eingang des Mikrocontroller kapazitiv mit ein paar pF wirkt.

Schaltet man aber wie empfohlen außen einen erheblich größeren 
Kondensator als Reservoir an den ADC-Eingang, dann kann man mit 
wesentlich größeren Quell-Widerständen arbeiten. Man muss dann zwischen 
den Messungen lange genug warten, dass sich das Reservoir wieder 
komplett auflädt.

: Bearbeitet durch User
von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> Ein CMOS Switch (74HC)4016 oder (74HC)4066 ginge auch
>
> Wie schaltet man damit 22 Volt?

willst du wieder provozieren oder schläfst du noch?
(ich glaube mittlerweile Ersteres!)
das war längst geklärt!

Joachim B. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Bei 22V Battiespannung? Eher nicht.
>
> hat er die, ich dachte da wäre er schon längst weg von?
> Da habe ich mich wohl im thread geirrt, das war ein Anderer.

von Welle 🧐 S. (w3llschmidt)


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W3ll S. schrieb:
> Carlo schrieb:
>> Einfach testen .. Schaltung noch einfach den eigenen Wünschen anpassen
>> Beitrag "Re: MOSFET Schaltung LTSpice"
>>
>>
> 
https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html
>>
>> Kurzanleitung
>>
> 
https://classic.elektroniknet.de/uploads/media_uploads/documents/1406704603-2-lt-spice.pdf
>
> Danke.

Uaa, LtSpice ist ja ... gewoehnungsbeduerftig?

von Wühlhase (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wühlhase schrieb:
>> Z.B. haben STM32 einen Eingangswiderstand von einigen 10kΩ oder so
>
> Das ist nicht richtig. Die Quelle soll nicht mehr als 10kΩ haben, weil
> der Eingang des Mikrocontroller kapazitiv mit ein paar pF wirkt.

Hm, ich habe irgendwann mal (schon ein paar Jahre her) mit nem F4 
gearbeitet und habe dann doch noch einen Impedanzwandler vorgeschaltet, 
weil ich als Eingangspimpedanz irgendwas um die 50kΩ hatte.

Aber du hast schon recht, der Kondensator ist ja auch noch da.

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