Höhere Referenzspannung mit TL431

[Karsten W. (lsmod)]

Diese Applikation erscheint sehr simpel und funktioniert leider trotzdem 
nicht, wenn man die Formeln aus dem Datenblatt benutzt.

Die Schaltung wurde so wie aus den Anhängen ersichtlich ist berechnet 
und soll eine Referenzspannung für einen Raspberry Pico erzeugen, sowie 
zusätzlich für weitere Spannungsteiler zur Messung dienen.

Statt der berechneten 3.18V werden in der Praxis allerdings nur 2.91V 
erzeugt.
Bei einer zweiten Referenzquelle für 10.28V werden nur 8.76V erreicht.

Durch R1 + R2 sollte in jedem Fall genügend Strom fließen.
Was läuft hier falsch?

[Michael (Gast)]

Karsten W. schrieb:
> Was läuft hier falsch?

18mA sind recht viel. Verlustleistung führt zu Erwärmung, die zu 
Temperaturdrift. Vref am TL431 ist 2,44 bis 2,55V bei 25°C laut DB.
Zusätzlich abhängig von Temperatur und Kathodensapnnung.

Widerstände haben eine Toleranz und eine Temperaturdrift und am Teiler 
summieren die sich.
Du hast kleiner 10% Abweichung, bei unbekannter Last über die 
nachfolgenen Spannungsteiler.
Wenn man die 10% Gurken aus dem Aliexpress Widerstandssortiment nimmt 
sogar ein recht akzeptabler Wert

Für die 10V ref mal die Schaltung zeigen mit allen Werten.

[Michael B. (laberkopp)]

Sieht alles richtig aus.

Du könntest R1/R6 überbrücken und gucken ob 2.5V rauskommen.

Batterie im Messgerät leer ?

[Andreas B. (bitverdreher)]

Miß doch mal die Spannung am Spannungsteiler.

[R. L. (roland123)]

Pinbelegung richtig?
zeig mal den Aufbau und die genaue Typenbezeichnung.
es gibt unterschiedliche Belegungen

[Gerd E. (robberknight)]

Hast Du mal mit dem Oszi geschaut ob das stabil ist oder schwingt?

Die TL431 sind abhängig von Hersteller, Kondensator-Kapazität und dessen 
ESR nur in einem bestimmten Bereich stabil. Also mehr Kapazität ist 
nicht unbedingt besser.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Vorsicht mit parallelen Kondensatoren beim TL431. Da gibt es Bereiche, 
wo er garantiert schwingt. Besser erstmal ganz weglassen.
Mit Gerd parallel gepostet :-)

[Karsten W. (lsmod)]

Michael schrieb:
> Karsten W. schrieb:
> 18mA sind recht viel. Verlustleistung führt zu Erwärmung, die zu
> Temperaturdrift. Vref am TL431 ist 2,44 bis 2,55V bei 25°C laut DB.

Hmmm - 58 mW sollten nicht dazu führen das der Wert so weit daneben 
liegt.

> Widerstände haben eine Toleranz und eine Temperaturdrift und am Teiler
> summieren die sich.
> Du hast kleiner 10% Abweichung, bei unbekannter Last über die
> nachfolgenen Spannungsteiler.
> Wenn man die 10% Gurken aus dem Aliexpress Widerstandssortiment nimmt
> sogar ein recht akzeptabler Wert

R1 + R2 sind 1% Widerstände.

> Für die 10V ref mal die Schaltung zeigen mit allen Werten.

Siehe Bild im Anhang.

[Rainer W. (rawi)]

Karsten W. schrieb:
> Datenblatt-TL431.png
> TL431-Schaltung.png

> Was läuft hier falsch?

Der Strom findet einfach den Weg durch deinen Schaltplan nicht. ;-)

Spaß beiseite.
Bei 18mA fallen bereits an deinem R5 1.8V ab, d.h. es steht gar kein 
Strom für den TL431 zur Verfügung, falls du am Ausgang 3.18V haben 
möchtest. Der TL431 ist ein Shunt-Regler, d.h. damit er arbeiten kann, 
braucht er selber Strom.

[Michael B. (laberkopp)]

Matthias S. schrieb:
> Vorsicht mit parallelen Kondensatoren beim TL431. Da gibt es
> Bereiche, wo er garantiert schwingt. Besser erstmal ganz weglassen.
> Mit Gerd parallel gepostet :-)

Bla bla, er hat die garantiert ausreichenden 47u genommen, weiss also 
offenbar schon mehr über den Chip als du.

[Karsten W. (lsmod)]

Michael B. schrieb:
> Sieht alles richtig aus.
>
> Du könntest R1/R6 überbrücken und gucken ob 2.5V rauskommen.

Sehr gute und einfache Idee!
Die Spannung ist bei Überbrückung 2.53V

Somit sollte ein korrekter Anschluß des Bauteils und seine Funktion 
bestätigt sein.

> Batterie im Messgerät leer ?

Es ist mit Netzteil betrieben.

[Karsten W. (lsmod)]

Rainer W. schrieb:
> Karsten W. schrieb:
>> Datenblatt-TL431.png
>> TL431-Schaltung.png
>
>> Was läuft hier falsch?
>
> Der Strom findet einfach den Weg durch deinen Schaltplan nicht. ;-)

Ja Danke - das wird es sein! :-)

> Spaß beiseite.
> Bei 18mA fallen bereits an deinem R5 1.8V ab, d.h. es steht gar kein
> Strom für den TL431 zur Verfügung, falls du am Ausgang 3.18V haben
> möchtest.

Ist das nicht der Sinn von Rsup ?

> Der TL431 ist ein Shunt-Regler, d.h. damit er arbeiten kann,
> braucht er selber Strom.

Ja - aber dafür sollen 1mA reichen.

[Karsten W. (lsmod)]

Matthias S. schrieb:
> Vorsicht mit parallelen Kondensatoren beim TL431. Da gibt es Bereiche,
> wo er garantiert schwingt. Besser erstmal ganz weglassen.

Bei einer ersten Testmessung war der Kondensator noch nicht bestückt und 
die Spannung war sogar noch niedriger!

[Falk B. (falk)]

Rainer W. schrieb:
> Spaß beiseite.
> Bei 18mA fallen bereits an deinem R5 1.8V ab,

Strom fällt nicht ab, er fließt.

> d.h. es steht gar kein
> Strom für den TL431 zur Verfügung, falls du am Ausgang 3.18V haben
> möchtest. Der TL431 ist ein Shunt-Regler, d.h. damit er arbeiten kann,
> braucht er selber Strom.

Den bekommt er reichtlich, denn bei 3,18V fließen durch R1 18mA. Wenn 
nicht gerade die Last 20mA zieht, bleibt da reichlich für den TL431, der 
minimal 1mA braucht.

[Karsten W. (lsmod)]

Andreas B. schrieb:
> Miß doch mal die Spannung am Spannungsteiler.

Bei einer Versorgungsspannung von 4.87V ist die Spannung am 
Spannungsteiler 1.836V

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
> Diese Applikation erscheint sehr simpel

Das war früher (tm) eine Anwendung.

> und funktioniert leider trotzdem
> nicht, wenn man die Formeln aus dem Datenblatt benutzt.

Dann machst du was falsch.

> Statt der berechneten 3.18V werden in der Praxis allerdings nur 2.91V
> erzeugt.

Dann fließt zuviel Strom in deine Last. Fehler im Aufbau. Die 47uF 
braucht man dort nicht. Außerdem gibt es einen kritischen Bereich für 
Lastkapazitäten, bei denen der TL431 schwingen kann. Siehe Datenblatt, 
ist aber nicht in allen drin.

Miss mal die Spannung am Referenzeingang. Dort müssen recht genau 2,5V 
anliegen. Wenn nicht, verhungert der TL431.

> Bei einer zweiten Referenzquelle für 10.28V werden nur 8.76V erreicht.
>
> Durch R1 + R2 sollte in jedem Fall genügend Strom fließen.

Ja.

> Was läuft hier falsch?

Dein Aufbau. Miss mal ohne angeschlossenen Raspberry PI.

[Karsten W. (lsmod)]

Gerd E. schrieb:
> Hast Du mal mit dem Oszi geschaut ob das stabil ist oder schwingt?

Bislang noch nicht überprüft und nun nachgeholt.
Die Spannung sowohl am Ausgang (Kathode) als auch am Referenzeingang 
sieht absolut sauber aus.

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
> Die Spannung sowohl am Ausgang als auch am Referenzeingang sind absolut
> sauber aus.

Dann stimmen deine Widerstände nicht.

[Alexander S. (alesi)]

Falk B. schrieb:
>> Bei 18mA fallen bereits an deinem R5 1.8V ab,
>
> Strom fällt nicht ab, er fließt.

1.8V ist auch kein Strom.

[Karsten W. (lsmod)]

Falk B. schrieb:
> Dann machst du was falsch.

Ach - wirklich? :-)

>> Statt der berechneten 3.18V werden in der Praxis allerdings nur 2.91V
>> erzeugt.
>
> Dann fließt zuviel Strom in deine Last.

Bislang ist der Vref vom Pico noch nicht angeschlossen und durch die 
Spannungsteiler fließt zur Zeit ebenfalls noch kein Strom.

> Außerdem gibt es einen kritischen Bereich für
> Lastkapazitäten, bei denen der TL431 schwingen kann. Siehe Datenblatt,
> ist aber nicht in allen drin.

Da schwingt nichts - auf dem Oszi ist eine absolut saubere 
Gleichspannung zu sehen.

> Miss mal die Spannung am Referenzeingang. Dort müssen recht genau 2,5V
> anliegen. Wenn nicht, verhungert der TL431.

Da kommen wir dem Fehler schon näher, weil es nur 1.836V sind.

Die Berechnung war R = 5V - 3.18V / 18mA

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
> Bislang ist der Vref vom Pico noch nicht angeschlossen und durch die
> Spannungsteiler fließt zur Zeit ebenfalls noch kein Strom.

Was soll das heißen? Die beiden Wuderstände am TL431 sind ein 
Spannunngsteiler, der muss angeschlossen sein.

>> Miss mal die Spannung am Referenzeingang. Dort müssen recht genau 2,5V
>> anliegen. Wenn nicht, verhungert der TL431.
>
> Da kommen wir dem Fehler schon näher, weil es nur 1.836V sind.
>
> Die Berechnung war R = 5V - 3.18V / 18mA

Das ist der Vorwiderstand R5 zur Strombegrenzung. Der ist aber nicht an 
der genauen Spannungsregelung beteiligt. Das machen R3 und R6.

[H. H. (hhinz)]

Karsten W. schrieb:
>> Der TL431 ist ein Shunt-Regler, d.h. damit er arbeiten kann,
>> braucht er selber Strom.
>
> Ja - aber dafür sollen 1mA reichen.

Die bekommt er aber nicht.

[Karsten W. (lsmod)]

Falk B. schrieb:
> Was soll das heißen?

Das die Referenzspannung noch nicht belastet wird.

[H. H. (hhinz)]

Karsten W. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Was soll das heißen?
>
> Das die Referenzspannung noch nicht belastet wird.

So viel Salamischeibchen...

[Michael B. (laberkopp)]

Karsten W. schrieb:
> Das die Referenzspannung noch nicht belastet wird.

Dann müssten 18mA aus deiner 5V Quelle fliessen, es fliessen aber 21mA.

[H. H. (hhinz)]

Michael B. schrieb:
> Karsten W. schrieb:
>> Das die Referenzspannung noch nicht belastet wird.
>
> Dann müssten 18mA aus deiner 5V Quelle fliessen, es fliessen aber 21mA.

Dann wird der TL431 defekt sein, oder falsch angeschlossen.

[Harald W. (wilhelms)]

Falk B. schrieb:

>> Diese Applikation erscheint sehr simpel

> Das war früher (tm) eine Anwendung.

"Applikationsberichte" gabs auch schon vor fünfzig Jahren. Nur bei
den heute üblichen Abkürzungen hat der "Aküfi" zugeschlagen. :-)

[Karsten W. (lsmod)]

Falk B. schrieb:
>> Die Berechnung war R = 5V - 3.18V / 18mA
>
> Das ist der Vorwiderstand R5 zur Strombegrenzung. Der ist aber nicht an
> der genauen Spannungsregelung beteiligt. Das machen R3 und R6.

Ja genau.
Dennoch müssen durch R5 bei einem Spannungsabfall von 2V rund 20mA 
fließen.
Der Strom kann nur durch den TL431 abfließen.
Wenn der TL431 trotzdem "verhungert", dann muß irgendwo anders der Strom 
abfließen.
Gerade noch einmal den Spannungsabfall an beiden Widerständen gemessen, 
die ebenfalls noch an der Referenzspannung hängen und dieser ist nur 
null.
Ebenso sind die Widerstände definitiv vom vorgesehenen Wert

Dieses Rätsel ist genauso einfach wie nervig.

[H. H. (hhinz)]

Zeig deinen Aufbau.

[Karsten W. (lsmod)]

So sieht der Aufbau aus.

[H. H. (hhinz)]

Karsten W. schrieb:
> So sieht der Aufbau aus.

Du weißt, dass es gerade bei SOT-23 verschiedene Anschlussbelegungen bei 
den 431ern gibt?

[R. L. (roland123)]

Karsten W. schrieb:
> Somit sollte ein korrekter Anschluß des Bauteils und seine Funktion
> bestätigt sein.

nein, wenn du Ref und Kathode verbindest, ist es egal ob sie vertauscht 
sind, oder nicht.
Auf den Bildern sieht man nichts

[Falk B. (falk)]

Aus dem TI Datenblatt.

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
> So sieht der Aufbau aus.

Geht's noch etwas kleiner? Wir müssen Speicher auf dem Server sparen! 
;-)

[Karsten W. (lsmod)]

R. L. schrieb:
> nein, wenn du Ref und Kathode verbindest, ist es egal ob sie vertauscht
> sind, oder nicht.

Hmmm - dann könnte es sein das ein TL432 anstatt eines TL431 geliefert 
wurde.
Wie kann man das überprüfen?

> Auf den Bildern sieht man nichts

Schaue bitte Mal auf das Layout 2 Posts höher.
Die Kathode ist links und Referenz ist rechts.
Ist das für einen TL431 die korrekte Beschaltung?

[Karsten W. (lsmod)]

Falk B. schrieb:
> Geht's noch etwas kleiner?

Klar - wenn das hilfreich für Dich ist. :-)

[Karsten W. (lsmod)]

Kann überhaupt ein Strom fließen wenn Kathode und Referenz vertauscht 
ist?

[Michael B. (laberkopp)]

Karsten W. schrieb:
> Kann überhaupt ein Strom fließen wenn Kathode und Referenz
> vertauscht ist?

Es gibt von Ref nach C eine interne Diode.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf (TI TL431)
http://www.semiconductors.com.pl/web/pliki/ka431.pdf (Fairchild KA431)
http://www.farnell.com/datasheets/1859398.pdf (National LM431)
http://www.htckorea.co.kr/Datasheet/Voltage%20Stabilizer/LM431.pdf (HTC 
LM431)
http://www.kodenshi-tk.co.jp/products/power_semi_device/pdf/ic_05/23-10_SN431AF.pdf 
(AUK SN431)
http://www.micro-bridge.com/data/Axelite/AX431.pdf (Axelite AX431W)
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/TL431_432.pdf (Diodes TL431)
https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/1575/0900766b81575772.pdf 
(OnSemi NCP432, SC432)
http://www.alfa-mos.com/datasheet/IC/AF431.pdf (Alfa MOS AF431)
https://www.st.com/resource/en/datasheet/ts2431.pdf (ST TS2431)
Nun stellen die meisten den TL431 sowohl mit REF als Pin1 als auch C an 
Pin1 her:
http://www.righto.com/2014/05/reverse-engineering-tl431-most-common.html
http://www.mouser.com/ds/2/149/LM431SB-189992.pdf (Fairchild LM431)
http://www.micro-bridge.com/data/Axelite/AX431.pdf
Ein noch grösseres Durcheinander gibt es bei SOT25, das ist also auch 
keine Lösung.

aus https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm

[R. L. (roland123)]

Karsten W. schrieb:
> dann könnte es sein das ein TL432 anstatt eines TL431 geliefert
> wurde.

der heißt nur bei TI 432.
bei anderen heißen alle 431
https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/TL431_FAM.pdf
löte doch das Teil aus, biege die Anschlüsse nach oben und löte es über 
Kopf wieder ein.
dann weißt du es und musst nicht noch ein paar Stunden rätseln

[Karsten W. (lsmod)]

Danke für Deine Analyse!

Michael B. schrieb:
> Nun stellen die meisten den TL431 sowohl mit REF als Pin1 als auch C an
> Pin1 her:

Verdammt!
Dann bedeutet es wohl doch Mal einen TL431 auszulöten und gespiegelt 
wieder einzulöpten.

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
> Hmmm - dann könnte es sein das ein TL432 anstatt eines TL431 geliefert
> wurde.
> Wie kann man das überprüfen?

Es gibt eine interne Diode von Anode nach Kathode, aber nicht von Anode 
nach Ref. Die kann man mit dem Diodentester messen.

[Karsten W. (lsmod)]

R. L. schrieb:
> löte doch das Teil aus, biege die Anschlüsse nach oben und löte es über
> Kopf wieder ein.
> dann weißt du es und musst nicht noch ein paar Stunden rätseln

Ja - damit hast Du wohl Recht.
Man versucht so etwas jedoch immer zu vermeiden und verdrängt es daher.

[Falk B. (falk)]

R. L. schrieb:
> der heißt nur bei TI 432.
> bei anderen heißen alle 431

Da fragt man sich aber schon, was die Leute bei TI und den anderen 
Herstellern geritten tat, so viele Varianten anzubieten. Was soll der 
Unsinn? Was bringt das, außer Verwirrung?

Bei TI gibt es DIL8, SOT89, SOT23-3, SOT23-5, TO92 und DPAK für den 
TL431 und das Ganze nochmal für den TL432 mit anderen Anschlüssen. WTF?

Wozu braucht die Welt hier SOT23-5 und SOT23-3?

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
> Man versucht so etwas jedoch immer zu vermeiden und verdrängt es daher.

Prokrastination als Volkskrankheit . . . ;-)

[H. H. (hhinz)]

R. L. schrieb:
> der heißt nur bei TI 432.

Nein, es gibt auch bei anderen 432er.

Und oft sind das dann welche mit 1,25V Referenz...

[Karsten W. (lsmod)]

Das Rätsel ist gelöst!
Bei dem gelieferten TL431 mit Aufschrift "431" ist tatsächlich die 
Kathode rechts und die Referenz links.

Mit hinreichendem Gefriemel wurde das IC nun ausgelötet und kopfüber 
wieder eingelötet und es gibt eine perfekte Referenzspannung von 3.2V 
wie vorgesehen.

Die Analyse von Michael B. (laberkopp) hat dafür den richtigen Hinweis 
gegeben.
Die Messung vorab von Falk B. (falk) hätte diesen Schmerz vermieden.

Es lebe die Prokrastination!


Danke für Eure Unterstützung und Hilfe!

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
> Das Rätsel ist gelöst!
> Bei dem gelieferten TL431 mit Aufschrift "431" ist tatsächlich die
> Kathode rechts und die Referenz links.

HEUREKA!

(aber jetzt nicht nackig aus dem Haus rennen)

;-)

[R. L. (roland123)]

Karsten W. schrieb:
> Das Rätsel ist gelöst!

hättest du meinem post von 11:06 etwas mehr Beachtung geschenkt, hättest 
du es schon lange gelöst.

[Karsten W. (lsmod)]

Falk B. schrieb:
> (aber jetzt nicht nackig aus dem Haus rennen)

Der Hinweis kam zu spät ... :-D

[Karsten W. (lsmod)]

R. L. schrieb:
> hättest du meinem post von 11:06 etwas mehr Beachtung geschenkt, hättest
> du es schon lange gelöst.

Du wirst es nicht glauben aber dies war sogar schon vorher geschehen.
Aber die kognitive Dissonanz war einfach zu groß. :-)

Es lag einfach an dem Glauben das bei einer Verpolung keine brauchbare 
Referenzspannung entstehen kann.

[Karsten W. (lsmod)]

Es gibt noch einen kleinen Nachschlag und ein "Rest-Rätsel".
Die Schaltung welche die Referenzspannung (3.2V) für die MCU liefert 
funktioniert nun wie berechnet und perfekt.

Im Anhang ist die zweite Schaltung für eine Spannungsreferenz zu sehen, 
welche nicht gegen Masse, sondern von der positiven Versorgungsspannung 
von 12 V aus arbeitet.
Der Sinn dieser Schaltung ist, die Spannung eines Bleiakkus genau mit 
dem ADC erfassen zu können, ohne mit einem Spannungsteiler viel 
Auflösung zu verlieren.
Daher ist die Idee von der Akkuspannung (10.5V - 12.7V) mit dem TL431 
10.3V "abzuziehen" und den Rest direkt mit dem ADC ohne Spannungsteiler 
zu messen (R36 geht zum ADC-Eingang).

Es sind drei Platinen identisch bestückt und bei einer ist die gemessene 
Spannung über IC12 10.06V und bei den anderen beiden Platinen um die 
11.6V, was immer noch recht stark von den gewünschten 10.3V abweicht.
Die Berechnung ist hier 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/664016/TL431-12V.png 
abgebildet.

Die Widerstände sind 1% und diese halten die Toleranz tatsächlich ein.
Somit sollte die Spannung nur maximal zwischen 10.21V - 10.43V 
abweichen.

Damit ist das lästern und spekulieren eröffnet. :-)

[H. H. (hhinz)]

Karsten W. schrieb:
> Die Widerstände sind 1% und diese halten die Toleranz tatsächlich ein.
> Somit sollte die Spannung nur maximal zwischen 10.21V - 10.43V
> abweichen.

Toleranz des 431 nicht vergessen.

Von welchem Hersteller sind die denn?

[Karsten W. (lsmod)]

H. H. schrieb:
> Von welchem Hersteller sind die denn?

Unbekannt.
Die bislang gemessene Toleranz ist der Erinnerung nach gering 
(Referenzspannung -> Anode). Diese könnte noch einmal überprüft werden.

[H. H. (hhinz)]

Karsten W. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Von welchem Hersteller sind die denn?
>
> Unbekannt.

Aliexpress?


> Die bislang gemessene Toleranz ist der Erinnerung nach gering
> (Referenzspannung -> Anode).

Kannst du doch leicht prüfen.

[Karsten W. (lsmod)]

H. H. schrieb:
> Aliexpress?

Klar - sonst ist doch alles zu einfach. :-)

[Karsten W. (lsmod)]

H. H. schrieb:
> Kannst du doch leicht prüfen.

O.K. Dann wird noch einmal genau gemessen:
(Referenzspannung ist Referenz - Anode am IC)

1. Platine
Referenzspannung: 2.493V
Spannungsabfall: 10.064V

2. Platine
Referenzspannung: 2.498V
Spannungsabfall: 11.609V

3. Platine
Referenzspannung: 2.507V
Spannungsabfall: 11.601V

[Michael B. (laberkopp)]

Karsten W. schrieb:
> Dann wird noch einmal genau gemessen:

Ungenaue Widerstände...

Karsten W. schrieb:
> Die Widerstände sind 1% und diese halten die Toleranz tatsächlich ein.

2.498 / 33(+/-1%) x 33(+/-1%)+100(-/+1%) liefert 9.92 bis 10.22 und 
nicht 11.609.

Steckbrettaufbau ?

[Karsten W. (lsmod)]

Michael B. schrieb:
> 2.498 / 33(+/-1%) x 33(+/-1%)+100(-/+1%) liefert 9.92 bis 10.22 und
> nicht 11.609.

Was ist das für eine Kalkulation?
In der eigenen Berechnung wurden jeweils die Widerstände mit maximaler 
Toleranz in die Formel für die Ausgangsspannung eingesetzt.
Dies ergibt im extremsten Fall 0.155V Abweichung und somit 10.21V - 
10.43V

> Steckbrettaufbau ?

Nein - auf einer gefertigten Platine aufgebaut schön klein ohne lange 
Leitungen.

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:

> Im Anhang ist die zweite Schaltung für eine Spannungsreferenz zu sehen,
> welche nicht gegen Masse, sondern von der positiven Versorgungsspannung
> von 12 V aus arbeitet.
> Der Sinn dieser Schaltung ist, die Spannung eines Bleiakkus genau mit
> dem ADC erfassen zu können, ohne mit einem Spannungsteiler viel
> Auflösung zu verlieren.

Schöner Selbstbetrug. Schon mal eine ECHTE Fehlerbetrachtung gemacht?

> Daher ist die Idee von der Akkuspannung (10.5V - 12.7V) mit dem TL431
> 10.3V "abzuziehen" und den Rest direkt mit dem ADC ohne Spannungsteiler
> zu messen (R36 geht zum ADC-Eingang).

Ja und? Selbst wenn das mit perfekten Komponenten gemacht wird, gewinnt 
man da bestenfalls bei konstantem ADC 12,7 / (12,7-10,3) = 12,7 / 2,4 = 
5,32 als Faktor, macht reichlich 2 Bits AUFLÖSUNG! Genauigkeit ist was 
anderes, siehe Auflösung und Genauigkeit. Auflösung bekommt man 
heute tonneweise hinterhergeschmissen, Genauigkeit ist auch eher billig 
zu haben. Mit einem ollen 12 Bit ADC hat man bei 15V Umax 3,66mV 
Auflösung, mehr as genug für diese Anwendung.

> Damit ist das lästern und spekulieren eröffnet. :-)

Lass den Selbstbetrug. Kauf dir temperaturstabile Widerstände mit TK25 
(die müssen nichtmal sonderlich genau sein, wenn sowieso 
kalibriert/justiert wird) und justier deinen Spannungsteiler bzw. deine 
Meßschaltung in Software, fertig. Mehr kannst und musst du als Bastler 
sowieso nicht machen.

[Karsten W. (lsmod)]

Falk B. schrieb:
> Schöner Selbstbetrug. Schon mal eine ECHTE Fehlerbetrachtung gemacht?

Nein. Laß bitte hören.

> Ja und? Selbst wenn das mit perfekten Komponenten gemacht wird, gewinnt
> man da bestenfalls bei konstantem ADC 12,7 / (12,7-10,3) = 12,7 / 2,4 =
> 5,32 als Faktor, macht reichlich 2 Bits AUFLÖSUNG! Genauigkeit ist was
> anderes, siehe Auflösung und Genauigkeit.

Im Datenblatt sind "12-bit with 8.7 ENOB (Effective number of bits) at 
250ksps" angegeben.
Da sind 2 Bit mehr durchaus interessant.

> Auflösung bekommt man
> heute tonneweise hinterhergeschmissen, Genauigkeit ist auch eher billig
> zu haben. Mit einem ollen 12 Bit ADC hat man bei 15V Umax 3,66mV
> Auflösung, mehr as genug für diese Anwendung.

Mit viel Hardware kann man alles erschlagen.
Aber das kann dann jeder ... :-P

> Lass den Selbstbetrug. Kauf dir temperaturstabile Widerstände mit TK25
> (die müssen nichtmal sonderlich genau sein, wenn sowieso
> kalibriert/justiert wird) und justier deinen Spannungsteiler bzw. deine
> Meßschaltung in Software, fertig. Mehr kannst und musst du als Bastler
> sowieso nicht machen.

Eine Justierung in der Software muß ohnehin erfolgen.
Die gemessene Spannung muß dafür jedoch den erforderlilchen Meßbereich 
hergeben.
Es war halt Mal eine Idee etwas Neues auszuprobieren ...

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Schöner Selbstbetrug. Schon mal eine ECHTE Fehlerbetrachtung gemacht?
>
> Nein. Laß bitte hören.

Siehe unten, als einfacher Ansatz.

>> 5,32 als Faktor, macht reichlich 2 Bits AUFLÖSUNG! Genauigkeit ist was
>> anderes, siehe Auflösung und Genauigkeit.
>
> Im Datenblatt sind "12-bit with 8.7 ENOB (Effective number of bits) at
> 250ksps" angegeben.

Welcher Controller? Außerdem brauchst du mal sicher KEINE 250ksps für ne 
Batterieüberwachung! Und mit geringerer Samplingrate sowie 
Mehrfachmessung kann man die AUFLÖSUNG in Grenzen wieder erhöhen, 
Stichwort Oversampling.

> Mit viel Hardware kann man alles erschlagen.
> Aber das kann dann jeder ... :-P

Denkst du deine "Lösung" ist auch nur eine Sekunde clever oder gar gut?

> Es war halt Mal eine Idee etwas Neues auszuprobieren ...

Für dich vielleicht was Neues, der Rest der Welt gähnt da nur.

[Michael B. (laberkopp)]

Karsten W. schrieb:
> Was ist das für eine Kalkulation?
> In der eigenen Berechnung wurden jeweils die Widerstände mit maximaler
> Toleranz in die Formel für die Ausgangsspannung eingesetzt.
> Dies ergibt im extremsten Fall 0.155V Abweichung und somit 10.21V -
> 10.43V

Nein, du musst einen Widerstand mit +1% und den anderen mit -1% 
einsetzen und bekommst +/-0.155V Abweichung, zusammen 0.31V zwischen 
minimaler und maximaler Ausgangsspannung.

[Andrew T. (marsufant)]

Karsten W. schrieb:
> In der eigenen Berechnung wurden jeweils die Widerstände mit maximaler
> Toleranz in die Formel für die Ausgangsspannung eingesetzt.
> Dies ergibt im extremsten Fall 0.155V Abweichung und somit 10.21V -
> 10.43V

Nö, kann nicht stimmen. Da hast Du die Vorzeichen leider nicht immer 
korrekt gesetzt (sofern Du Tabellenkakulation nutzt)

Denk mal durch:
Wenn Du da mal überschlägig die "grobe Gegenprobe" mit +/- (1+1+1) %=3% 
machst,
also rein überschlägig die worst case Toleranzen addierst,
sollte Dir auffallen das Du schon dann mehr als +/- 0,3V hast.

Wenn Du das dann präzise rechnest in Deinem Tablenkalkulator Deienr 
Wahle(excel, openoffice), wird es noch deutlicher abweichen.

[Andrew T. (marsufant)]

Michael B. schrieb:
> Nein, du musst einen Widerstand mit +1% und den anderen mit -1%
> einsetzen und bekommst +/-0.155V Abweichung, zusammen 0.31V zwischen
> minimaler und maximaler Ausgangsspannung.

Yepp, das sit der erste Teil
Und dann die Toleranz der TL431 Ref auch noch einsetzen -- macht es zu 
noch mehr Abweichung.

[Manfred P. (pruckelfred)]

Karsten W. schrieb:
> Der Sinn dieser Schaltung ist, die Spannung eines Bleiakkus genau mit
> dem ADC erfassen zu können, ohne mit einem Spannungsteiler viel
> Auflösung zu verlieren.
> Daher ist die Idee von der Akkuspannung (10.5V - 12.7V) mit dem TL431
> 10.3V "abzuziehen" und den Rest direkt mit dem ADC ohne Spannungsteiler
> zu messen

Es gibt keinen Blödsinn, der noch nicht erfunden wurde.

Du hast sicher auch noch eine hochpräzise Temperaturmesseung geplant, um 
die davon abhängige Akkuspannung zu korrigieren.

Da mir kein deutsches Wort einfällt: Overengineering!

Falk B. schrieb:
> Mit einem ollen 12 Bit ADC hat man bei 15V Umax 3,66mV
> Auflösung, mehr as genug für diese Anwendung.

Für einen simplen Bleiakku genügen mir die 10 Bit eines ATMega, 
Auflösung 15mV.

Falk B. schrieb:
> Welcher Controller? Außerdem brauchst du mal sicher KEINE 250ksps für ne
> Batterieüberwachung! Und mit geringerer Samplingrate sowie
> Mehrfachmessung kann man die AUFLÖSUNG in Grenzen wieder erhöhen,
> Stichwort Oversampling.

Genau das mache ich, hole mir 10 Meßwerte, werfe den größten / kleinsten 
weg und nehme den Mittelwert. Damit bin ich kaum mehr als 30mV daneben, 
mehr als genug, das nahe Entladende des Akkus zu erkennen. Ich käckere 
mich auch nicht ein, welchen Tk-Wert meine Metallfilmwiderstände haben 
könnten.

[Karsten W. (lsmod)]

Falk B. schrieb:
> Welcher Controller?

Raspberry Pico wie oben bereits angegeben.

> Außerdem brauchst du mal sicher KEINE 250ksps für ne
> Batterieüberwachung! Und mit geringerer Samplingrate sowie
> Mehrfachmessung kann man die AUFLÖSUNG in Grenzen wieder erhöhen,
> Stichwort Oversampling.

Du hast doch vorgeschlagen das es besser wäre einen externen 
zusätzlichen ADC zu verwenden.

>> Mit viel Hardware kann man alles erschlagen.
>> Aber das kann dann jeder ... :-P
>
> Denkst du deine "Lösung" ist auch nur eine Sekunde clever oder gar gut?

Kritisierst Du nur oder kannst Du eine bessere Lösung vorschlagen?

>> Es war halt Mal eine Idee etwas Neues auszuprobieren ...
>
> Für dich vielleicht was Neues, der Rest der Welt gähnt da nur.

Öde ist lediglich dieses permanente Schwanzmessen von Ego's in 
öffentlichen Foren.

[Karsten W. (lsmod)]

Michael B. schrieb:
> Nein, du musst einen Widerstand mit +1% und den anderen mit -1%
> einsetzen und bekommst +/-0.155V Abweichung, zusammen 0.31V zwischen
> minimaler und maximaler Ausgangsspannung.

Exakt so wurde die Toleranz berechnet.

[Karsten W. (lsmod)]

Damit in diesem Thread hoffentlich etwas Sinnvolles für andere zu finden 
ist, als Anlage die Kalkulation mit Calc.

Andrew T. schrieb:
> Nö, kann nicht stimmen. Da hast Du die Vorzeichen leider nicht immer
> korrekt gesetzt (sofern Du Tabellenkakulation nutzt)

Dann überprüfe es doch bitte.
Verbesserungsvorschläge sind willkommen.

[Karsten W. (lsmod)]

Manfred P. schrieb:
> Es gibt keinen Blödsinn, der noch nicht erfunden wurde.

Zumindest ist diese Lösung noch nicht im Netz zu finden gewesen.

> Du hast sicher auch noch eine hochpräzise Temperaturmesseung geplant, um
> die davon abhängige Akkuspannung zu korrigieren.

Hast Du die passenden Formeln dazu?

> Da mir kein deutsches Wort einfällt: Overengineering!

Wie groß mag wohl der Anteil der hier vorgestellten Projekte sein, für 
die das zutrifft? :-)

> Für einen simplen Bleiakku genügen mir die 10 Bit eines ATMega,
> Auflösung 15mV.

Es hält Dich doch keiner davon ab einen ATMega (zum gleichen Preis) 
dafür zu verwenden.

> Genau das mache ich, hole mir 10 Meßwerte, werfe den größten / kleinsten
> weg und nehme den Mittelwert. Damit bin ich kaum mehr als 30mV daneben,
> mehr als genug, das nahe Entladende des Akkus zu erkennen. Ich käckere
> mich auch nicht ein, welchen Tk-Wert meine Metallfilmwiderstände haben
> könnten.

Zumindest wird Mal ein alternativer Lösungsansatz vorgeschlagen.
Eine Mittelwertbildung wäre aber in jedem Fall geschehen.

[Falk B. (falk)]

Karsten W. schrieb:
>> Für dich vielleicht was Neues, der Rest der Welt gähnt da nur.
>
> Öde ist lediglich dieses permanente Schwanzmessen von Ego's in
> öffentlichen Foren.

Es ist irgendwann mal nervig, wenn naive Nasen wie du immer wieder hier 
rein schneien wie 10jähre, die zu Weihnachten nen Eisenbahn geschenkt 
bekommen haben und stolz wie Bolle ihre neueste Erfindung preisen.

[H. H. (hhinz)]

Karsten W. schrieb:
> Zumindest ist diese Lösung noch nicht im Netz zu finden gewesen.

Naja, die ist allerdings schon viele Jahrzehnte alt. Anfangs hat man 
eine einfache Z-Diode verwendet, und damit die Skala eines 
Drehspulinstruments besser ausgenutzt, um die Batteriespannung im Auto 
zu überwachen.

[H. H. (hhinz)]

Falk B. schrieb:
> stolz wie Bolle

Kognitive Verzerrung.

[Karsten W. (lsmod)]

Falk B. schrieb:
> Es ist irgendwann mal nervig, wenn naive Nasen wie du immer wieder hier
> rein schneien wie 10jähre, die zu Weihnachten nen Eisenbahn geschenkt
> bekommen haben und stolz wie Bolle ihre neueste Erfindung preisen.

Warum liest und beantwortest Du dann solche Threads / Posts, wenn diese 
doch unter Deinem "Niveau" sind?
Die Antwort liegt doch klar auf der Hand und wurde bereits gegeben.

[Karsten W. (lsmod)]

H. H. schrieb:
> Kognitive Verzerrung.

Es geht in diesem Thread um die erzeugten Referenzspannungen mit einem 
TL431, welche nicht den vorausberechneten Werten entsprechen.
Da in den meisten Fällen unweigerlich nach der im Zusammenhang stehenden 
Applikation gefragt wird, wurde diese direkt mit gegeben, ohne das diese 
Gegenstand der Diskussion werden sollte.

Das dazugehörige Framing welches nun durchgeführt wird, liegt nicht in 
der Verantwortung des Verfassers.
https://www.juraforum.de/lexikon/framing

[H. H. (hhinz)]

Karsten W. schrieb:
> Es geht in diesem Thread um die erzeugten Referenzspannungen mit einem
> TL431, welche nicht den vorausberechneten Werten entsprechen.

So ist es. Die Verzerrung liegt nicht bei dir vor.

[Andrew T. (marsufant)]

Karsten W. schrieb:
> Dann überprüfe es doch bitte.
> Verbesserungsvorschläge sind willkommen.

Und so wird es korrekt berechnet ;-)

Du hast die Min/Max der Referenz schon gar nicht drin gehabt.
Dann folgte die inkorrekte Verteilung der worst case Tolerenzen der R -- 
Du hast nicht die extreme genommen, sondenr imm "nur pos" oder "immer 
nur neg Toleranz"

[Andrew T. (marsufant)]

H. H. schrieb:
> Karsten W. schrieb:
>> Zumindest ist diese Lösung noch nicht im Netz zu finden gewesen.
>
> Naja, die ist allerdings schon viele Jahrzehnte alt. Anfangs hat man
> eine einfache Z-Diode verwendet, und damit die Skala eines
> Drehspulinstruments besser ausgenutzt, um die Batteriespannung im Auto
> zu überwachen.

Und wenn es präziser sein sollte, nannte man das Messen nahc 
Kompensationsmethode -  nur das Karsten hier kein Nullvoltmeter 
einsetzt,
sondern für  "den verbleibenden Rest" der Messpannugn einen ADC.
Sowas ist vollkommen legitim, und durchaus sehr sinnvoll.
Die hohe Toleranz der Referenz mit Teiler muss er allerdings per SW bei 
mEndabgelich rausrechnen (lassen) --  was wohl klar ist

Karsten, lass Dich nicht von Falk verarschen. Er ist immer so, wenn er 
auf jemanden trifft, der ihm um Galaxien voraus ist im Denken .-)
Den Ingenieur-Schwanzvergleich, den er fürs Ego braucht: ist altbekannt.

[Karsten W. (lsmod)]

Andrew T. schrieb:
> Sowas ist vollkommen legitim, und durchaus sehr sinnvoll.

Im Grunde genommen ist ein TL431 nur eine präzise einstellbare Z-Diode.

Mal schauen ob der Grund für die Abweichungen bei der höheren Spannung 
noch auftaucht. Es ist bestimmt etwas ebenso triviales wie eine 
unerwartete Pinbelegung.

[Andrew T. (marsufant)]

Karsten W. schrieb:
> Im Grunde genommen ist ein TL431 nur eine präzise einstellbare Z-Diode.

Tja, leider ist das nur das was Du quasi 1:1 aus dem Datenblatt 
ungefiltert weitergegeben hast. Und Du wirst sehen: darin liegt die 
tücke.

In der (für Dich sehr relvanten) praktischen Anwendungen hat die TL431 
mit extener Beschaltung immer einen deutlichen "Grundstrom" 
von...mikro-/milliampere.

Eine "echte" Z-Diode hat dagegen unterhalb der Durchbruchspannug 
wesentlich niedrige Ströme -- schau die mal die Diagramme in dne DaBla 
an von z.B. BZX... und deren logarithmische einteilung -- ist nicht ohne 
Grund so.

Das musst Du bei der Zusatzbeschaltung Deines ADC entsprechend auslegen 
-- was nicht unkompliziert ist .-)

[Karsten W. (lsmod)]

Andrew T. schrieb:
> Und so wird es korrekt berechnet ;-)

Danke - der Unterschied ist tatsächlich immens!

Da hilft wirklich nur noch ein Abgleichtrimmer, wenn man die Spannung 
exakt haben möchte.

[Michael B. (laberkopp)]

Karsten W. schrieb:
> Da hilft wirklich nur noch ein Abgleichtrimmer, wenn man die Spannung
> exakt haben möchte

Nein, ein TL431B und 0.1% Widerstände.

[Norbert (der_norbert)]

Michael B. schrieb:
> Karsten W. schrieb:
>> Da hilft wirklich nur noch ein Abgleichtrimmer, wenn man die Spannung
>> exakt haben möchte
>
> Nein, ein TL431B und 0.1% Widerstände.

Einen Kalibrierwert ermitteln und in der Software ablegen ist keine 
Option?

[Karsten W. (lsmod)]

Andrew T. schrieb:
> In der (für Dich sehr relvanten) praktischen Anwendungen hat die TL431
> mit extener Beschaltung immer einen deutlichen "Grundstrom"
> von...mikro-/milliampere.

Im Grunde genommen sollte der Strom immer mindestens 1mA betragen, damit 
der Tl431 sicher funktioniert.
Bei einer variablen Eingangsspannung / Versorungsspannung ist ein 
Widerstand daher immer für die niedrigste Spannung auszulegen und bei 
höheren Spannungen kann sogar eine unerwünscht hohe Verlustleistung 
entstehen.

> Eine "echte" Z-Diode hat dagegen unterhalb der Durchbruchspannug
> wesentlich niedrige Ströme -- schau die mal die Diagramme in dne DaBla
> an von z.B. BZX... und deren logarithmische einteilung -- ist nicht ohne
> Grund so.

Wenn eine konstante Spannung "abgezogen" werden soll, muß doch eine 
Z-Diode ebenfalls immer im Durchbruch betrieben werden.
Daher ist nicht klar worauf Du hinaus willst?

>
> Das musst Du bei der Zusatzbeschaltung Deines ADC entsprechend auslegen
> -- was nicht unkompliziert ist .-)

Was soll die Zusatzbeschaltung leisten?

[Karsten W. (lsmod)]

Norbert schrieb:
> Einen Kalibrierwert ermitteln und in der Software ablegen ist keine
> Option?

Das ist in jedem Fall eine Option, aber wenn wie in den Messungen 
tatsächlich 11.6V an dem TL431 abfallen kann eine Spannung von 10.5V 
nicht mehr gemessen werden.
Dann muß der Spannungsteiler so ausgelegt werden, daß die Toleranzen mit 
berücksichtigt werden, was leider nicht geschehen ist.

[Karsten W. (lsmod)]

Andrew T. schrieb:
> In der (für Dich sehr relvanten) praktischen Anwendungen hat die TL431
> mit extener Beschaltung immer einen deutlichen "Grundstrom"
> von...mikro-/milliampere.

Die eigentliche Frage ist bei dieser Anwendung eher, ob eine Z-Diode 
oder ein TL431 Vorteile bringt, wenn eine möglichst konstante Spannung 
"abgezogen" werden soll?

Die Drift über die Temperatur ist bei dem TL431 schon einmal geringer.

[Karsten W. (lsmod)]

Manfred P. schrieb:
> Genau das mache ich, hole mir 10 Meßwerte, werfe den größten / kleinsten
> weg und nehme den Mittelwert.

Konntest Du mit diesem Verfahren signifikant bessere Ergebnisse 
erzielen, als einfach nur den Mittelwert über z.B. 16 Messungen zu 
bilden?

[Manfred P. (pruckelfred)]

Karsten W. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Denkst du deine "Lösung" ist auch nur eine Sekunde clever oder gar gut?
> Kritisierst Du nur oder kannst Du eine bessere Lösung vorschlagen?

Arbeite an Deinem Tonfall, auch Kritik ohne direkte Lösung kann helfen, 
den richtigen Weg zu finden.

H. H. schrieb:
> Anfangs hat man
> eine einfache Z-Diode verwendet, und damit die Skala eines
> Drehspulinstruments besser ausgenutzt, um die Batteriespannung im Auto
> zu überwachen.

Dafür haben wir uns mit Zener-Diode, OP und Transistor etwas mehr 
Aufwand gegönnt, aber richtig stabil. Das war aber eine Situation, der 
Meßbereich oder die Dynamik des Zeigers ist erheblich geringer als die 
eines A/D-Wandlers.

Karsten W. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> Genau das mache ich, hole mir 10 Meßwerte, werfe den größten / kleinsten
>> weg und nehme den Mittelwert.
> Konntest Du mit diesem Verfahren signifikant bessere Ergebnisse
> erzielen, als einfach nur den Mittelwert über z.B. 16 Messungen zu
> bilden?

Ich habe keine theoretisch-wissenschaftliche Untersuchung betrieben, 
weil ich eine realistische Anforderung stelle. Du kannst theoretisch 
rechnen, was passiert, wenn ein erheblicher Ausreißer dabei ist.

Der Extremfall wäre, bei 16 Messungen eine mit 0 Volt zu haben, dann 
gibt das 11,25 Volt anstatt der erwarteten 12 Volt.

[Michael B. (laberkopp)]

Andrew T. schrieb:
> Tja, leider ist das nur das was Du quasi 1:1 aus dem Datenblatt
> ungefiltert weitergegeben hast. Und Du wirst sehen: darin liegt die
> tücke.

Wohl eher nicht.

Er misst

2. Platine
Referenzspannung: 2.498V
Spannungsabfall: 11.609V

Er behauptet

Karsten W. schrieb:
> Die Widerstände sind 1% und diese halten die Toleranz tatsächlich ein.

Also müsste über den oberen Spannungsteilerwiderstand deutlich mehr 
Strom fliessen als über den unteren.

Laut TI Datenblatt sind da 2uA bis 4uA möglich zusätzlich zu den 
2.5V/33k=75.7uA, was an 100k zu +0.2 bis +0.4V führt.

Berechnet 10.29V geliefert 11.61V sind aber mehr.

Wer weiss ob 431 anderer Hersteller auch 2-4uA Referenzeingangsstrom 
haben.

AS431 von Diodes sagt 0.7-4uA.

AlfaMos und Axelite sagt 1.5-3.5 uA

Fairchild sagt 1.5-4uA, HTC 1.8-4.0 uA

Keiner sagt 13uA aber ChatGPT sagt 1-10uA, woher auch immer er das hat.

[Karsten W. (lsmod)]

Manfred P. schrieb:
>> Falk B. schrieb:
>>> Denkst du deine "Lösung" ist auch nur eine Sekunde clever oder gar gut?
>> Kritisierst Du nur oder kannst Du eine bessere Lösung vorschlagen?
>
> Arbeite an Deinem Tonfall, auch Kritik ohne direkte Lösung kann helfen,
> den richtigen Weg zu finden.

Dies wiederum nennt man narrativer Mißbrauch. ;-)
Manche bezeichnen es als Täter-Opfer-Umkehr.
Sehr subtil (und modern) und daher sehr gefährlich.

[Karsten W. (lsmod)]

Manfred P. schrieb:
> Ich habe keine theoretisch-wissenschaftliche Untersuchung betrieben,
> weil ich eine realistische Anforderung stelle. Du kannst theoretisch
> rechnen, was passiert, wenn ein erheblicher Ausreißer dabei ist.

Die Frage zielte darauf ab ob sich der Mehraufwand erfahrungsgemäß 
lohnt.

> Der Extremfall wäre, bei 16 Messungen eine mit 0 Volt zu haben, dann
> gibt das 11,25 Volt anstatt der erwarteten 12 Volt.

Das kommt dann allerdings wohl mehr auf das Eingangssignal an.
Solange dies während der Meßperiode stabil ist, werden keine großartigen 
Ausreißer zu erwarten sein.
Wenn man allerdings versucht aus einem stark verrauschten Signal einen 
Mittelwert zu gewinnen, dann hat Deine Methode klar nachvollziehbare 
Vorteile.

[Karsten W. (lsmod)]

Michael B. schrieb:
> Also müsste über den oberen Spannungsteilerwiderstand deutlich mehr
> Strom fliessen als über den unteren.
>
> Laut TI Datenblatt sind da 2uA bis 4uA möglich zusätzlich zu den
> 2.5V/33k=75.7uA, was an 100k zu +0.2 bis +0.4V führt.

Danke für den zusätzlichen Hinweis. Dies erhöht die Toleranz zusätzlich.

> Berechnet 10.29V geliefert 11.61V sind aber mehr.

Die Korrektur der Toleranzberechnung von Andrew hat bereits aufgezeigt, 
daß die hohe Abweichung der Toleranz der Bauteile geschuldet ist.
Beitrag "Re: Höhere Referenzspannung mit TL431"
Hier müßte man nun noch die Toleranz des Referenzstroms zusätzlich 
einbeziehen.

Auf jeden Fall ist damit das 2. Rätsel ebenfalls gelöst.
Beitrag "Falsche Referenzspannung mit TL431"
Danke für die hilfreiche Diskussion!

[Andrew T. (marsufant)]

Karsten W. schrieb:
> Die Drift über die Temperatur ist bei dem TL431 schon einmal geringer.

Och nö. Ich dachte Du hättest es aus der korrigiertne Fehlerbetrachtung 
gelernt. Offensichtlich doch noch nicht voll durchdrungen.
Auch hier: Das "schon einmal geringer" ist so pauschal FALSCH. Merkst Du 
spätestens bei der Fehlerrechnung, die Du dann korrekt um die TK aller 
Bauteil erweiterst.
UND: Es gibt mehr als eine Z-Dioden Familie. Die 50ppm/K sind locker zu 
unterschreiten.

Aber ich lasse nun mal Dir etwas Zeit, das Ganze aufzubauen.
Berichte bitte wie es weiter geht,
dann kannman Dir ggfs. gezielt helfen das so zu optimieren damit es das 
erleidigt, was Du letztlich willst.

Software Kalibirierung ist übrigens defintiv der richtige Weg, sagte man 
Dir ja bereits auch von den andern Mitlesern .-)

[Andrew T. (marsufant)]

Manfred P. schrieb:
> Der Extremfall wäre, bei 16 Messungen eine mit 0 Volt zu haben, dann
> gibt das 11,25 Volt anstatt der erwarteten 12 Volt.

Kann man in SW berücksichtigen, solche Werte als "unplausibel" zu 
verwerfen.
alles kein Hexenwerk.

[Karsten W. (lsmod)]

Andrew T. schrieb:
> Och nö. Ich dachte Du hättest es aus der korrigiertne Fehlerbetrachtung
> gelernt. Offensichtlich doch noch nicht voll durchdrungen.

Offenbar beherrschst Du dieses Thema besser.

Möchtest Du zum Ausdruck bringen das eine Z-Diode in diesem 
Anwendungsfall die bessere Wahl ist als ein TL431?
Wie würde Deine Alternative dann konkret für die 10.3V Spannungsabfall 
aussehen?

Wenn jeder alles perfekt beherrschen würde, wäre ein Forum zur 
Diskussion doch überflüssig, oder etwa nicht?
(Bis auf die Ego-Präsentationen selbstverständlich. ;-)

[Andrew T. (marsufant)]

Karsten W. schrieb:
> Andrew T. schrieb:
>> Och nö. Ich dachte Du hättest es aus der korrigiertne Fehlerbetrachtung
>> gelernt. Offensichtlich doch noch nicht voll durchdrungen.
>
> Offenbar beherrschst Du dieses Thema besser.

Nein Karsten, Aber wir sind ja kurz davor das ich Dir die Details 
mundgerecht ausarbiete. Das kann es ja sicher ncith sein.

Schau, Du legst als erstes den Temperaturbereich mit MIN und MAx fest.
Dann erweiterst Du die V_ref, die R1 und R2  minima un Maxima um diese 
Abhängighkeit.
Und achtest darauf, das die jeweiligne Vorzeichen der TK die errechenten 
Werte auch in die korrekte Richtung.
Beispiel: Ein Widerstand_max wird höher bei T_max und TK_pos_max.
Etc.
Das geht ja mit Openoffice etc. wirklich sehr transpRENT gebaut hat, 
kann man es für zukünftige Projekte gut wiederverwenden.
und als weiteren Tip; Verwende "sprechende Bezeichner". Also nicht G1234 
.   FÜR R1 bei max Tolerant und max Temo,
sondern z.B. R1_max * TKpos    , und da ist TKpos= +(Tmax-T_25C)*TK 
etc.

Wei ldas nach Woche nDri erleichtert nachzuvollziehne was wie 
zusammenhängt,
und uns im Forum es erleichtert, Deien Tabellenkalk nachzurechnen.


>
> Möchtest Du zum Ausdruck bringen das eine Z-Diode in diesem
> Anwendungsfall die bessere Wahl ist als ein TL431?

Nochmal: Es gibt NICHT  EINE   Z-Diode.
wie schon gesagt, es gilt die richtige auszuwählen - mit geeignetem Tk.

> Wie würde Deine Alternative dann konkret für die 10.3V Spannungsabfall
> aussehen?

Die würde so aussehne das cih mich blitzschnell von den stumpfen 10.3 
löse,
und etwas ähnliches in der Umgebung suche.
Fidne ich z.B. zwei LM4030 mit 4,096 schalte ich sie in Reihe,
erfreue mic han der mitleren Preislage der 20ppm/K selektion und erfülle 
mein Budget.
Habe ic hmehr Geld zur Verfüung, nehme ich 4 Stück LM4030 mit je 2.5V

Und so weiter.

>
> Wenn jeder alles perfekt beherrschen würde, wäre ein Forum zur
> Diskussion doch überflüssig, oder etwa nicht?

Das ist nicht das Thema.
Es geht ausschliesslich darum SELBER zu lernen,  wie man alternativen 
findet,welche Datenblätter man selber durhcarbeitee muss (können 
Dutzende werden),
und wieviel Schaltungen man selber simuliert, dann:
erste Testaufbauten macht (nötig, weil viele Simulationsmodelle 
unzureichend sind),
das obige mehfach iteriert,
und irgendwann hier vorstellt was man final gewählt hat.

Erst DANN beginnt die Diskussion, die Sinn stiftet.

> (Bis auf die Ego-Präsentationen selbstverständlich. ;-)

Das ist leider eine der grössten Schwächen des uc.net  :-(

[Karsten W. (lsmod)]

Andrew T. schrieb:
> Nein Karsten, Aber wir sind ja kurz davor das ich Dir die Details
> mundgerecht ausarbiete. Das kann es ja sicher ncith sein.

Nein das wurde von Dir nicht gefordert oder erwartet.

Vielen Dank für Deine ausführliche Beschreibung!
Deine Betrachtung ist sehr lehrreich, aber schießt offen gesagt über die 
eigenen Ziele hinaus (10 Jähriger mit 'ner Eisenbahn äh Pico zu 
Weihnachten ;-).

Sicherlich kann man einen LM4030 verwenden, aber den gibt es noch nicht 
einmal bei Reichelt zu kaufen und müßte dann schon bei mouser oder 
direkt von TI gekauft werden. 
https://www.ti.com/product/LM4030#order-quality
https://www.mouser.de/ProductDetail/Texas-Instruments/LM4030CMF-2.5-NOPB?qs=QbsRYf82W3FR95LOGqW1cQ%3D%3D

Das eigene Ziel war lediglich eine Verbesserung der ADC-Referenzspannung 
bei dem Pico gegenüber der normalen Versorgungsspannung, und eine 
alternative genauere Messung einer Batteriespannung (lediglich 3 
Bauteile mehr als nur ein Spannungsteiler inkl. dem TL431).
Dabei hat sich herausgestellt, daß eine Mißachtung der 
Bauteiletoleranzen die vorgesehene Funktion der Schaltung in Frage 
gestellt hat.
Das Thema konnte in diesem Thread sehr schön geklärt und erhellt werden.

Betrachte dies bitte als einen (gesunden) Kompromiß zwischen (low cost) 
Verbesserung und Einfachheit.
Daher wird die Erweiterung lediglich ein zusätzlicher Trimmer zur 
Justierung im Spannungsteiler des TL431 sein.

[Michael B. (laberkopp)]

Andrew T. schrieb:
> Nochmal: Es gibt NICHT  EINE   Z-Diode.
> wie schon gesagt, es gilt die richtige auszuwählen - mit geeignetem Tk.
>> Wie würde Deine Alternative dann konkret für die 10.3V Spannungsabfall
>> aussehen?
>
> Habe ic hmehr Geld zur Verfüung, nehme ich 4 Stück LM4030 mit je 2.5V

Seit wann ist eine LM4030 eine Z-Diode  ?
Die ist nahezu dasselbe wie ein TL431, nur genauer und teurer.


Er will von 0.2V bis 2.4V am Widerstand haben, das ändert den Strom um 
1:12, z.B. von 1mA bis 12mA.

Geht mit Z-Dioden, wobei die meisten Datenblätter sich nicht darüber 
auslassen, was unter 1mA passiert. BZX384 und 
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MMSZ4678T1-D.PDF sind 
ausführlicher und recht gut ab 10V bei kleinen Strömen.

[Manfred P. (pruckelfred)]

Karsten W. schrieb:
> Dies wiederum nennt man narrativer Mißbrauch. ;-)

Erspare uns dieses Palawer und beschränke Dich auf das (angebliche) 
elektronische Problem!

Karsten W. schrieb:
>> Ich habe keine theoretisch-wissenschaftliche Untersuchung betrieben,
>> weil ich eine realistische Anforderung stelle. Du kannst theoretisch
>> rechnen, was passiert, wenn ein erheblicher Ausreißer dabei ist.
> Die Frage zielte darauf ab ob sich der Mehraufwand erfahrungsgemäß
> lohnt.

Na klar, der Mehraufwand von zwei oder drei Zeilen zusätzlichem 
Programmcode ist erheblich, den soltest Du keinesfalls leisten.

Karsten W. schrieb:
> Wenn jeder alles perfekt beherrschen würde, wäre ein Forum zur
> Diskussion doch überflüssig, oder etwa nicht?
> (Bis auf die Ego-Präsentationen selbstverständlich. ;-)

Weiteres sinnloses Geheule, was nichts zur Sache beiträgt.

Während Du hier herumpalawerst, hätten andere aus dem Forum die 
Schaltung schon längst aufgebaut und gemessen.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Karsten W. schrieb:
>> Du hast sicher auch noch eine hochpräzise Temperaturmesseung geplant, um
>> die davon abhängige Akkuspannung zu korrigieren.
>
> Hast Du die passenden Formeln dazu?

Bei sowas kann man bei der Battery University nachgucken:
https://batteryuniversity.com/article/bu-410-charging-at-high-and-low-temperatures
Betrifft vor allem das Laden.

[Karsten W. (lsmod)]

Manfred P. schrieb:
> Erspare uns dieses Palawer und beschränke Dich auf das (angebliche)
> elektronische Problem!
> ...
> Na klar, der Mehraufwand von zwei oder drei Zeilen zusätzlichem
> Programmcode ist erheblich, den soltest Du keinesfalls leisten.
> ...
> Weiteres sinnloses Geheule, was nichts zur Sache beiträgt.
> ...
> Während Du hier herumpalawerst, hätten andere aus dem Forum die
> Schaltung schon längst aufgebaut und gemessen.

Wenn Du Dich nur an Deine eigenen Empfehlungen halten würdest ...

[Karsten W. (lsmod)]

Matthias S. schrieb:
> Bei sowas kann man bei der Battery University nachgucken:
> 
https://batteryuniversity.com/article/bu-410-charging-at-high-and-low-temperatures
> Betrifft vor allem das Laden.

Danke sehr!
Wieder ein paar Informationen mehr die noch nicht bekannt sind und bei 
Bedarf weiterhelfen.

[Rainer W. (rawi)]

Falk B. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Spaß beiseite.
>> Bei 18mA fallen bereits an deinem R5 1.8V ab,
>
> Strom fällt nicht ab, er fließt.

Zum Glück sind es die 1.8V, die abfallen - brauchst dir also keine 
Sorgen zu machen. SPO muss nicht sein. Teutsches Sprache - schweres 
Sprache.