Hallo :) ich habe ein Signal von 0-10V und möchte das auf 0-3.3v mit einem Spannungsteiler runter regeln um das mit dem ADS1115 auszulesen. Nun weiß ich nicht genau, wie ich den spannungsteiler auslegen soll, im Forum habe ich gelesen, dass ein widerstand von 5k-10k Ohm die beste wahl wäre, weiß aber nicht genau warum. Der Eingangswiderstand des ADS1115 beträgt 6M Ohm bedeutet dies, dass das das quasi der widerstand ist mit dem der spannungsteiler belastet wird? im datenblatt es ADS1115 habe ich keinerlei hinweise dafür gefunden wie ein möglicher spannungsteiler ausgelegt werden sollte. Ich wäre sehr dankbar viel Hilfe da ich in dem Thema nicht sehr bewandert bin. Vielen dank und einen schönen abend :)
Herr U. schrieb: > Nun weiß ich nicht genau, wie ich den spannungsteiler auslegen soll, im > Forum habe ich gelesen, dass ein widerstand von 5k-10k Ohm die beste > wahl wäre, weiß aber nicht genau warum. Wenn Deine Spannungsquelle durch 5k-10 KOhm nicht zu stark belastet wird, dann nimm diese Werte. Der WEMOS D1Mini hat einen ADC der nur 1,0 V als Input verträgt. Dort hat man folgenden Spannungsteiler vorgeschaltet.
1 | -----A0, 3,2V |
2 | |
|
3 | 220K |
4 | |--- ADC, 1,0V |
5 | 100K |
6 | |
|
7 | GND
|
so,the input voltage(A0) can be 3.2V, and the A0=3.2*ADC Convert the analog reading (which goes from 0 - 1023) to a voltage (0 - 3.2V) >> Der Eingangswiderstand des ADS1115 beträgt 6M Ohm bedeutet dies, dass das das quasi der widerstand ist mit dem der spannungsteiler belastet wird? Ja. Dann rechne mal den Messfehler aus. Generell muß man darauf achten das die Spannungsquelle nicht so belastet wird, so daß die zu messende Spannung sich verringert. Deshalb setzt man gerne einen OPV als Buffer ein. Aber solch ein OPV sollte Drift- und Offset- Werte passend zum ADC haben, das heißt, diese Werte sollten das Messen nicht unnötig verschlechtern. Aber es kommt ja auf Dich an wie genau die Messungen sein sollen. mfg Klaus
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Herr U. schrieb: > Der Eingangswiderstand des > ADS1115 beträgt 6M Ohm bedeutet dies, dass das das quasi der widerstand > ist mit dem der spannungsteiler belastet wird? Eine ähnliche Frage habe ich hier vor Monaten gestellt und keine eindeutige Antwort bekommen. Ich habe einen hochohmigen Teiler 470k - 510k an einem Eingang, Quelle ist ein Akku mit max. 4,2 Volt. Passt nicht, der Meßfehler ist erheblich! An anderer Stelle habe ich ein höheres Signal, da bin ich mit 82k - 9k1 dran, ohne erkennbaren Meßfehler. Setze unten 10k hin und fertig: 39k - 10k passt für 10V, wenn der ADS auf 2,048 eingestellt ist, 200µA wirst Du übrig haben.
Herr U. schrieb: > Der Eingangswiderstand des ADS1115 beträgt 6M Ohm bedeutet dies, dass > das das quasi der widerstand ist mit dem der spannungsteiler belastet > wird? Im Grunde schon. > im datenblatt es ADS1115 habe ich keinerlei hinweise dafür gefunden wie > ein möglicher spannungsteiler ausgelegt werden sollte. Weil das natürlich von deiner Quelle, der gewünschten Störfestigkeit und wasweißichnochalles abhängt. > im Forum habe ich gelesen, dass ein widerstand von 5k-10k Ohm die beste > wahl wäre, weiß aber nicht genau warum. Mit einem Wert um 5..10k für den "unteren" Spannungsteilerwiderstand bist du mit einem Fehler im Promillebereich unterwegs. Für noch bessere Werte bräuchtest du dann ein gutes Layout (Layout Recommendations in Datenblatt bzw. AppNote), eine gute Versorgung und gute Bauteile. Manfred schrieb: > Ich habe einen hochohmigen Teiler 470k - 510k an einem Eingang, Quelle > ist ein Akku mit max. 4,2 Volt. Passt nicht, der Meßfehler ist > erheblich! Ja, klar bei einem Spannungsteiler mit etwa 250k Ersatzwiderstand und 6MOhm Eingangswiderstand würde ich da etwa 6M / 250k = 4% Fehler erwarten. Oder andersrum betrachtet: diese 6MOhm liegen ja parallel zum "unteren" Spannungsteilerwiderstand, womit dern nur noch 510k||6M = 470k. Und aufeinmal ist das ein Spannungsteiler mit 470k - 470k. > An anderer Stelle habe ich ein höheres Signal, da bin ich mit 82k - 9k1 > dran, ohne erkennbaren Meßfehler. 82k||9k1 ergeben 8k2 Ersatzwiderstand. Und 6M / 8k2 ergibt ungefähr 700 und damit nur knapp 0,14% Fehler. Das ist im Bereich des Fehlers guter Widerstände.
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Lothar M. schrieb: > 82k||9k1 ergeben 8k2 Ersatzwiderstand. Was ist in dem Falle ein Ersatzwiderstand? Danke
Herr U. schrieb: > mit einem Spannungsteiler runter regeln Mit einem Spannungsteiler kannst du nichts regeln!
Andreas M. schrieb: > Mit einem Spannungsteiler kannst du nichts regeln! Der Regelkreis wird über die Wirkung des Widerstandes als Strom-Spannungswandler geschlossen. Sobald der Strom durch den unteren Widerstand zu sehr ansteigt, nimmt automatisch der Spannungsabfall am oberen Widerstand zu, so dass der Strom durch den unteren Widerstand sinkt. Umgekehrt entsprechend. Eine perfekte Regelung auf einen stabilen Arbeitspunkt. Mit dem reglerinduzierten Rauschen muss man leben oder man schließt es mit einem Kondensator kurz. Der Kondensator liefert auch gleich die Ladung für den Mux und den S&H, so dass Dinge wie bei Manfred nicht passieren. Manfred schrieb: > Ich habe einen hochohmigen Teiler 470k - 510k an einem Eingang, Quelle > ist ein Akku mit max. 4,2 Volt. Passt nicht, der Meßfehler ist > erheblich!
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Jacob H. schrieb: > Was ist in dem Falle ein Ersatzwiderstand? Der Innenwiderstand des Spannungsteilers. Berechnet aus Parallelwiderstand der beiden Widerstände. Der Innenwiderstand ist für die wichtige Größe für den AD und im Datenblatt meist angegeben: Z.B. <=10k weil beim Umschalten Kapazitäten in kurzer Zeit umgeladen werden müssen. Der Gesamtwiderstand (Summe der beiden Widerstände) ist hingegen wichtig für den Stromverbrauch der Quelle. (Der Batterie, des Sensors, ...) Will man nur geringe Belastung der Quelle und geringen Widerstand zum AD, nimmt man einen hochohmigen Spannungsteiler und einen Spannungsfolger (in Summe <=1µA möglich)
Rainer W. schrieb: > Der Kondensator liefert auch gleich die Ladung für den Mux und den S&H, > so dass Dinge wie bei Manfred nicht passieren. > > Manfred schrieb: >> Ich habe einen hochohmigen Teiler 470k - 510k an einem Eingang, Quelle >> ist ein Akku mit max. 4,2 Volt. Passt nicht, der Meßfehler ist >> erheblich! Ist doch schön, wenn alte Threads wieder ausgegraben werden. Tatsächlich habe ich im fertigen Gerät 470k - 510k mit parallel 0,1µF und damit stabile Werte. Täusche ich mich, oder gibt es einen aktuelleren Thread vom selben TO, wo ich genau das geschrieben habe?
Rainer W. schrieb: > Mit dem reglerinduzierten Rauschen muss man leben oder man > schließt es mit einem Kondensator kurz. Heißt das, dass bei einem simplen Spannungsteiler mit 2 Widerständen die abfallenden Spannungen oszillieren (hier als Rauschen bezeichnet)?
@Rainer: oder bezieht sich das nur beim umschalten des MUX und du beschreibst hier den "Einpendelungsvorgang" des Systems? Sorry, für die Noobfragen - wenns hell ist, bin ich Mediziner, bei Elektronik bin ich ein Hobby-Noob, der manche Grundlage verstanden hat. ;)
Manfred P. schrieb: > Täusche ich mich, oder gibt es einen aktuelleren Thread vom selben TO, > wo ich genau das geschrieben habe? Haha, ja, tatsächlich - den hier, bei dem du auch kommentiert hast: Beitrag "ADS1115 ADC Module - eigene Stromversorgung (LiIon 3S) überwachen, möglich? Was zu beachten?" Dieser Thread hier ist jedoch nicht von mir.
> Heißt das, dass bei einem simplen Spannungsteiler mit 2 Widerständen die > abfallenden Spannungen oszillieren (hier als Rauschen bezeichnet)? Oszillation und Rauschen sind komplett unterschiedliche Dinge. Allerdings stehen hier in dem Thread auch ein paar wirre Sachen. Wobei es auch nicht hilfreich ist das ich gerade eine fiese Erkaeltung habe und mein Kopf gleich explodiert. :-D Jedes elektronische Bauteil rauscht. Selbst ein Stueck Draht. Wobei man das aber fuer viele, aber keineswegs alle, Schaltungen erstmal vernachlaessigen kann. Bei der Auslegung eins Spannungsteilers gibt es unterschiedliche Forderungen die sich gegenseitig ausschliessen. Man muss sich also fuer einen Kompromiss entscheiden. Ein Spannungsteiler belastet selber die Spannung die er messen will. Das fuehrt zu einem Messfehler. Deshalb will man eigentlich einen moeglichst hochohmigen Spannungsteiler. Aber damit steigt zum einen das Rauschen, oft schlimmer, das Risiko das aus benachbarten Schaltungsteilen Stoerungen einkoppeln steigt ebenfalls an. Dazu kommt das der AD-Wandler selber einen Eingangswiderstand hat mit dem er seinerseits den Spannungsteiler belastet und ebenfalls einen Messfehler macht. Dieser Eingangswiderstand haengt sogar oft davon ab wie schnell gemessen wird. Aber nicht immer, man muss halt das Datenblatt seines AD-Wandlers genau lesen. Diese Stoerungen kann man rausfiltern wenn man dem untereren Widerstand im Spannungsteiler einen Kondensator parallel schaltet. Allerdings macht das die Schaltung langsam. Wenn man aber nur selten messen muss, Batteriespannung, Temperatur, dann ist das ein gangbarer und brauchbarer Weg. Wenn man aber "schnell" messen muss dann braucht man einen OP als Impedanzwandler. Wobei der natuerlich wiederum Rauschen kann oder einen Offsetfehler haben kann. Er muss also geschickt ausgewaehlt werden. Solange man nur Wandler mit 8 oder 12Bit hat muss man da nicht weiter drueber nachdenken, abschreiben aus dem Internet hilft oft. So ab 16Bit und drueber sieht das anders aus. Da muss man seine Schaltung komplett fuer sein Anwendungsprofil durchrechnen und anpassen. > @Rainer: oder bezieht sich das nur beim umschalten des MUX und du > beschreibst hier den "Einpendelungsvorgang" des Systems? Sowas ist eine weitere zusaetzliche Fehlerquelle. Beim umschalten eines Messeingangs muessen Kapazitaeten im AD-Wandler umgeladen werden. Die moegen zwar klein sein, aber wenn man am Ende Microvolt misst/sieht dann sind sie gar nicht mehr so klein. Aber auch das haengt wiederum von der Anwendung ab. Es kann ja sein das du nach dem Umschalten ein paar Millisekunden warten kannst, oder die erste Messungen verwerfen kannst. Es kann aber auch sein das deine Anwendung das nicht zulaesst. > Sorry, für die Noobfragen - wenns hell ist, bin ich Mediziner, Das was ich hier grob beschreibe ist im Prinzip das erste Semester Nachrichtentechnik fuer die Grundlagen von Spannungsquellen und dann vielleicht noch eine halbe Vorlesung Messtechnik die darauf aufbauen. Aus der Sicht eines ET-Ings also einfach, aus der Sicht eines Bastler eventuell komplex. .-) Zum Beispiel ist es hilfreich zu wissen das eine Spannungsquelle fuer Wechselspannungen einen Kurzschluss darstellt. Deshalb wird aus der Serienschaltung eines Spannungsteilers ploetzlich eine Parallelschaltung. Vanye
Herr U. schrieb: > im > Forum habe ich gelesen, dass ein widerstand von 5k-10k Ohm die beste > wahl wäre, weiß aber nicht genau warum. Da wird ein link zu einem Online-tool (Falstad.com, Java) zur Spannungsteilerauslegung genannt: Beitrag "Re: +-5V Analogsignal auf 0-3.3V für ADC?" Vielleicht erhellt ja das Simulieren den Verstand über die Gesetzmäßigkeiten an einem belasteten Spannunsteiler. Aber möglicherweise liegt das Problem der Messbereichsanpassung wo anders, da ist ja allerhand drüber geschrieben wurden: https://www.google.com/search?q=Messbereichsanpassung&oq=Messbereichsanpassung
Jacob H. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Mit dem reglerinduzierten Rauschen muss man leben oder man >> schließt es mit einem Kondensator kurz. > > Heißt das, dass bei einem simplen Spannungsteiler mit 2 Widerständen die > abfallenden Spannungen oszillieren (hier als Rauschen bezeichnet)? Das war ein Trollbeitrag - nicht weiter drauf eingehen.
Jacob H. schrieb: > Dieser Thread hier ist jedoch nicht von mir. Und deshalb musstest Du ihn nach über zweieinhalb Jahren kapern, anstatt in Deinem zu bleiben?
Jacob H. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Mit dem reglerinduzierten Rauschen muss man leben oder man >> schließt es mit einem Kondensator kurz. > > Heißt das, dass bei einem simplen Spannungsteiler mit 2 Widerständen die > abfallenden Spannungen oszillieren (hier als Rauschen bezeichnet)? Der kann nicht oszillieren, weil die Verstärkung nicht ausreicht. Ein Kondensator glättet u.a. das Widerstandsrauschen indem er die Bandbreite begrenzt.
Rainer W. schrieb: > Ein Kondensator glättet u.a. das Widerstandsrauschen indem er die > Bandbreite begrenzt. Vergiss es, mit wieviel kV rauschen die denn? Wenn ich mal extrem großzügig bin, rauschen die 10-hoch-Minus-fünf unterhalb des Nutzsignals, bedeutungslose Theorie. Der reale AD-Wandler hat eine Eingangskapazität, deren Aufladung im Meßmoment einen Spannungseinbrauch am Eingagsteiler verursachen kann. Wir reden da von µs und pF. Diese Rückwirkung 'tricksen' wir aus, indem wir den Teiler mit einer deutlich größeren Kapazität stützen.
Manfred P. schrieb: > Diese Rückwirkung 'tricksen' wir aus, indem wir den Teiler mit einer > deutlich größeren Kapazität stützen. Gut, dass wir uns da einig sind ;-) Rainer W. schrieb: > Der Kondensator liefert auch gleich die Ladung für den Mux und den S&H, > so dass Dinge wie bei Manfred nicht passieren.
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