Spannung Messen Arduino 1V, 3V, 10V, 30V

[Philip Z. (philneo)]

Guten Morgen alle zusammen,

ich stehe aktuelle etwas auf dem Schlauch, ich möchte Wechselspannung 
von 1 KHz messen, hierfür richte ich diese mit einer Germaniumdiode 
gleich und glätte diese. Leider macht mir die Spannungsdifferenz von 10 
auf 30V etwas Probleme. Denn mit Spannungsteiler 5:1 kann ich 30V Messen 
aber 1 und 3V sind Schwer auseinander zu halten. Passe ich den 
Spannungsteiler auf den unteren Bereich an habe ich eine Spannung höher 
5V und ich habe die Sorge mir meinem IC zu zerschießen. Ein umstecken 
der Spannungsteiler kommt leider nicht in Frage.

Hat jemand von euch eine glorreiche Idee für das Problem?

Schon mal vielen Lieben Dank und einen schönen Tag euch

Philip

[Brain 2.0 (Gast)]

Du könntest es mit einem ADS1115 machen, der ist per Software 
umschaltbar.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Philip Z. schrieb:
> Hat jemand von euch eine glorreiche Idee für das Problem?
Kläre ab, o der unbekannte ADC Klemmdioden am Eingang hat. Wenn ja, dann 
sieh zu, dass nicht zu viel Strom in den ADC-Eingang hineinfließt 
(hinreichend großer Serienwiderstand) und schalte dem "unteren" 
Spannungsteilerwiderstand mit einem Mosfet einen zweiten parallel, wenn 
du über den oberen "Rand" des 5V-Messbereichs kommst.

Für einen Arduino mit AVR-µC würde z.B. sowas funktionieren:

   0..30V -----56k2-----o---------o------- ADC
                        |         |
                       11k3       |
                        |        === 100n
                        '-|       |
                         >|       |
                        .-|--     |
                        |         |
            ------------o---------0------ GND

Wenn der Mosfet aus ist, dann ist der Messbereich 0..5V.
Und wenn er eingeschaltet ist, dann ist der Messbereich 0..30V.

Wenn der ADC keine internen Klemmdioden hat, dann musst du noch welche 
hinzufügen: https://www.google.com/search?q=adc+clamping+diodes

[Pete K. (pete77)]

Brain 2.0 schrieb:
> Du könntest es mit einem ADS1115 machen, der ist per Software
> umschaltbar.

Der kann aber nur max. 7V an den Analogeingängen.

[Philip Z. (philneo)]

Oh, das habe ich ganz vergessen, Ziel war es ggf. mit einem Arduino Nano 
das ganze zu machen.

Lothar M. schrieb:
> Philip Z. schrieb:
>> Hat jemand von euch eine glorreiche Idee für das Problem?
> Kläre ab, o der unbekannte ADC Klemmdioden am Eingang hat.

[Philip Z. (philneo)]

Lothar M. schrieb:
> Spannungsteilerwiderstand mit einem Mosfet einen zweiten parallel, wenn
> du über den oberen "Rand" des 5V-Messbereichs kommst.
>
> Für einen Arduino mit AVR-µC würde z.B. sowas funktionieren:   0..30V
> -----56k2-----o---------o------- ADC
>                         |         |
>                        11k3       |
>                         |        === 100n
>                         '-|       |
>                          >|       |
>                         .-|--     |
>                         |         |
>             ------------o---------0------ GND
> Wenn der Mosfet aus ist, dann ist der Messbereich 0..5V.
> Und wenn er eingeschaltet ist, dann ist der Messbereich 0..30V.

Das scheint ganz gut zu sein, auf die Idee kam ich noch nicht, werde es 
später mal Testen, vielen Dank schon mal.

[Falk B. (falk)]

Philip Z. schrieb:
> ich stehe aktuelle etwas auf dem Schlauch, ich möchte Wechselspannung
> von 1 KHz messen, hierfür richte ich diese mit einer Germaniumdiode
> gleich und glätte diese.

Naja, bei 1V hat man dann aber einen DEUTLICHEN Meßfehler. Für sowas 
nimmt man einen Präzisionsgleichrichter.

https://sound-au.com/appnotes/an001.htm

> Leider macht mir die Spannungsdifferenz von 10
> auf 30V etwas Probleme. Denn mit Spannungsteiler 5:1 kann ich 30V Messen
> aber 1 und 3V sind Schwer auseinander zu halten.

Nö. Dein ADC sieht da schon einen Unterschied, auch wenn der eher klein 
ist.

> Passe ich den
> Spannungsteiler auf den unteren Bereich an habe ich eine Spannung höher
> 5V und ich habe die Sorge mir meinem IC zu zerschießen. Ein umstecken
> der Spannungsteiler kommt leider nicht in Frage.

Wer redet von Umstecken? Den kann man auch per Mikrocontroller 
umschalten.

> Hat jemand von euch eine glorreiche Idee für das Problem?

Wenn man den Eingangsspannungsbereich des ADC gut ausnutzen möchte, 
macht man einen umschaltbaren Spannungsteiler mit Umax von 5 bzw. 30V. 
Dahinter den Präzisionsgleichrichter + RC-Filter.

[MaWin (Gast)]

Philip Z. schrieb:
> Hat jemand von euch eine glorreiche Idee für das Problem?

Vergiss deine Germaniumdiode.

Nutze einen aktiven Gleichrichter mit (5V Rail-To-Rail) OpAmp und 
Siliziumdiode.

Und vornedran entweder immer einen Spannungsteiler 1:10 (Auflösung des 
A/D dann bei 1V halt geringer, keine Ahnung ob das ein Problem wäre, mit 
deiner Germaniumdiode bist du so ungenau dass es keins sein dürfte) oder 
einen umschaltbaren Spannungsteiler oder bau die Schaltung 4 mal 
parallel auf mit unterschiedlichen Spannungsteilern an 4 Analogeingängen 
und schalte in Software auf den höchsten nicht-gesättigten Eingang um 
'Autorange'.

[Brain 2.0 (Gast)]

Pete K. schrieb:
> Der kann aber nur max. 7V an den Analogeingängen

Ja.....stand da nicht etwas von einem Spannungsteiler. Sollte man schon 
davor schalten.