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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AD-Konverter beim Atmega


Autor: Mike (Gast)
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Hallo Leute,

ich möchte den Spannungsabfall über einen Mosfet messen.
Der Spannungsabfall im leitenden Zustand wird dann nicht höher als 0,1 
Volt sein.

Kann ich das dann mit dem AD-Wandler des Atmega's machen, unter der 
Bedingung dass Drain 12V ist und Source dann quasi mal knapp 12V und mal 
0V ist.

Z.B. beim Atmega8 im Datenblatt gibt es:
2 x Digital GND, 2 x Digital VCC
und
(für den AD-Wandler) 1 x Analog  GND, 1 x Analog  VCC, AREF

Hab schon einiges aufgezeichnet, aber ich glaub das haut nicht hin. :(

Hat jemand ne andere Idee ?

Autor: Sonic (Gast)
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Also der mega8 hat GND und Vcc für den µC und AGND und AVcc für den 
AD-Converter. GND zusammenlegen und AVcc, wie im Datenblatt beschrieben, 
über einen LC-Tiefpass an Vcc legen.
Messen könntest du die 100mV mit OP als Verstärker, da der mega8 leider 
nicht differentiell mit Verstärkung messen kann.
Das Problem wird sein, dass die Spannund "leicht" größer als 100mV 
werden kann wenn der MOSFET abgesteuert wird. Das solltest du 
schaltungstechnisch berücksichtigen.

Autor: Oschi (Gast)
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Der AD Eingang darf matuerlich nie ueber die Versorgunsspannung von 5V 
oder so gehen. Dh, allenfall einen Spannungsteiler vorschalten.

O.

Autor: Mike (Gast)
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Wie mach ich das mit dem OpAmp ?

Bei einem OpAmp gibt es IN+ , IN- , "Out", VCC+ und VCC- (µA741)
(Offsett N1 und Offset N2)

1. "Out" sollte 0 bis 5V sein, dann schließe ich VCC+ an 5V und VCC- an 
0V
2. ich schließe "IN+" an Drain und "IN-" an Source

Der Verstärkungsfaktor des OpAmp ist aber so sehr hoch, dass ich an 
"Out" gleich 5V zu liegen habe.

Wie mach ich dass ich den Verstärkungsfaktor senke ?
Mit einem Spannungsteiler ?

Autor: Sonic (Gast)
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>allenfall einen Spannungsteiler vorschalten.
Ich schalte einen 8k2-Widerstand vor den ADC-Eingang (in Reihe), das 
begrenzt den Strom und du brauchst keinen Spannungsteiler. Bei +15V 
(angenommenes Maximum vom OP) würden max. 1.8mA (Kurzschluss) fließen, 
das verkraftet der Eingang locker. Der negative Bereich wird durch die 
Schutzdioden im µC geschützt.

Autor: A.K. (Gast)
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Die Sache wäre entschieden einfacher, wenn der MOSFET gegen GND schalten 
würde. So aber wird die Sache ungleich schwieriger. Denn du kannst zwar 
beide Spannungen per Teiler in den Bereich 0-5V bringen, aber dann wird 
aus der Differenz von 100mA eine Messdifferenz von 41mV, also rund 8 
LSBs, wodurch das arg ungenau wird.

Musst du die Spannung wirklich messen, oder willst du nur wissen ob es 
mehr oder weniger als 100mV sind? In dem Fall bist du mit einem 
Komparator einfacher dran. Nimm einen Typ der am Eingang bis +V verdaut, 
den einen Eingang an Source, den anderen an 12V-100mA (Spannungsteiler), 
den Ausgang an den Controller.

Autor: Mike (Gast)
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Ich sag es mal so, wie verhindere ich dass der OpAmp das Signal 
triggert.

Wenn ich zwischen In+ und In- 0,001 Volt bis 0,1 Volt Differenz habe, 
dann denke ich dass ich schon bei ganz geringem Unterschied (0,001V) 5V 
am Ausgang(out) zu liegen habe.

Wie kann ich das so einstellen:
bei 0,10 Volt am Ausgang(out) 5 Volt
und
bei 0,05 Volt am Ausgang(out) 2,5 Volt ...

@  A.K.
Ich will im Endeffekt den Strom messen, ich kenn ja den 
Widerstand(RDSon) des Mosfet's.

Autor: Sonic (Gast)
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>ich kenn ja den Widerstand (RDSon) des Mosfet's.
Ich denke da wirst du Probleme kriegen. Da der RDSon sehr klein ist und 
der MOSFET ja bei Belastung warm wird, wird sich auch der RDSon ändern. 
Wie steht im jeweiligen Datenblatt. Das verfälscht die Messung natürlich 
stark!

Autor: Oschi (Gast)
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Differenzverstaerker Schaltung, 4 Widerstaende, aber bitte kein 741, der 
ist schrott.

O.

Autor: Sonic (Gast)
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Kann den OP07 empfehlen, sehr gute Temperaturstabilität ond extrem 
kleiner Offset. Bei Reichelt zu kriegen und preiswert.

Autor: Mike (Gast)
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@ Sonic
Stimmt, aber wenn ich 10V Gate-Source Spannung habe dann ist der RDSon 
z.B. beim 13N03 immer konstant 13 mOhm (von 0A bis 50A 
Drain-Source-Strom).

Die konstanten 10V Ugs mach ich mit einer 2. Spannungsquelle.

>> Ich muss nur noch wissen wie ich den Verstärkungsfaktor bei dem OpAmp 
einstellen kann. <<

Wie kann ich das mit ein paar Widerständen hinbekommen ? Hast du ne 
Ahnung ?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Mike wrote:
>>> Ich muss nur noch wissen wie ich den Verstärkungsfaktor bei dem OpAmp 
einstellen kann. <<
>
> Wie kann ich das mit ein paar Widerständen hinbekommen ? Hast du ne
> Ahnung ?

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm

Autor: Sonic (Gast)
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Hm, aus dem Datenblatt entnehme ich:
ca. 9mOhm  @ 0°C
ca. 13mOhm @ 80°C
bei VGS=10V und ID=30A

Das ändert sich schon ordentlich!

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Link zu einem Differenzverstärker
http://www.national.com/pf/LM/LMP8271.html

Autor: Mike (Gast)
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@ Oschi
Danke!
und
Okay ich nehm nen anderen :)

@ Sonic
Ich werde den OP07 nehmen (26ct ist preiswert)

Autor: Mike (Gast)
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@ Sonic
Ich werde den Mosfet am Alu-Gehäuse(<10K/Watt) befestigen.
Wenn das ganze dann eine weile läuft (max. 1W Verlustleistung) hat es 
Betriebstemperatur und liegt bei 20 bis 30 Grad.
Im Sommer (38°C im Schatten freu) wohl etwas höher, aber ich probiere 
das erstmal so.

Autor: Sonic (Gast)
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Ja, wenn's die Schaltung erlaubt und es nicht auf ein paar 'zig mA hin 
oder her ankommt, bei 30A ja wohl nicht so tragisch. Falls doch könntest 
du 'ne Kompensation einbauen, ist halt etwas aufwändiger.
Bin vielleicht berufsbedingt etwas pennibel und will alles genau machen 
;-)

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