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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsvervielfachung für die ADC Referenzspannung


Autor: Thilo (Gast)
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Hallo zusammen,

Ich möchte mit einer Solarzelle die Spannungsversorgung für einen 
Mikrocontroller bereitstellen. Gleichzeitig möchte ich die 
Solarzellenspannung messen (per ADC) und mit dem UART (später über Funk) 
raussenden. Das ganze soll autark ohne jegliche weitere 
Spannungsversorgung auskommen.
Nun das Problem an der Sache:
Leider kann meine ADC-Referenzspannung immer nur so hoch wie meine 
Versorgungspannung sein. Da ich ja aber nicht weiß, welche Spannug mir 
die Solarzelle gerade liefert, weiß ich natürlich auch nicht die 
Referenzspannung. Leider kommt die interne bandgap-Referenz des ADC auch 
nicht in Frage, da die mir maximal 2,5 V liefert. Die Solarzelle schafft 
aber bei guten Verhältnissen bis zu 6 Volt. wie komme ich raus aus 
diesem Dilemma.
Ich hatte an eine Spannugsvervielfachung mit anschließender 
Stabilisierung gedacht um mir eine Referenzspannung selbst zu erzeugen, 
habe aber im Moment keine Idee wie ich das anstellen soll. Dazu kommt 
noch das alles sehr stromsparend sein soll, da ich nur einen Kondensator 
als Energiepuffer zur Verfügung habe.
Hat jemand Ideen?

Grüße

Thilo

Autor: Marten (Gast)
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Wenn die Genauigkeit nicht so ausschlaggebend ist, kannst du auch die 
interne Refernzspannung messen und als neue Refernzspannung deine 
Betriebsspannung nehmen. (sehr einfache Beschaltung - du brauchst nur 
Betriebsspannung an AREF)

Und die Formel aus dem Datenblatt musst du noch entsprechend umstellen.

Autor: Dirk W. (bastelator) Benutzerseite
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Thilo wrote:
[...]
> Leider kann meine ADC-Referenzspannung immer nur so hoch wie meine
> Versorgungspannung sein. Da ich ja aber nicht weiß, welche Spannug mir
> die Solarzelle gerade liefert, weiß ich natürlich auch nicht die
> Referenzspannung. Leider kommt die interne bandgap-Referenz des ADC auch
> nicht in Frage, da die mir maximal 2,5 V liefert. Die Solarzelle schafft
> aber bei guten Verhältnissen bis zu 6 Volt. wie komme ich raus aus
> diesem Dilemma.
[...]

Spannungsteiler?

Oder verstehe ich das ganze System nicht?

Gruß,
Dirk

p.s.: Du teilst die 6V mit einem 20k- und einem 10k-Widerstand durch 3 
und misst diesen Anteil -- dann reicht die 2,56V-Referenz.

p.p.s.: Bei max. 6V solltest Du die Spannung ohnehin vor dem µC 
stabilisieren, ansonsten wird der schnell gegrillt. Die stabilisierte 
Spannung (z.B. 3,3V) ist dann auch eine weitere mögliche Referenz.

Autor: Thilo (Gast)
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Danke Dirk,

auf die Idee bin ich gerade auch gekommen.
Ich teile mir die Solarzellenspannung vorher einfach runter und nehm die 
interne Referenz.
Manchmal hat man echt ein Brett vorm Kopf.

Grüße

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Den Mikrocontroller direkt und ohne Spannungsregler an die Solarzelle zu 
hängen, ist eine sichere Möglichkeit, den Controller bei voller Sonne zu 
grillen. 5.5V ist das Maximum für den gesamten Controller.

Autor: Thilo (Gast)
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Na so blöd bin ich auch nicht.
Schon mal was von Z-Dioden gehört.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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>Na so blöd bin ich auch nicht.
>Schon mal was von Z-Dioden gehört.

Brauchst ja nicht gleich so rumpflaumen ;)

Eine möglichkeit ist es auch die Spannung als referenz zu verwenden und 
eine externe Referenz (Dioden) messen.

Dabei sind die Werte nur umgekehrt ... kleiner wert, große spannung, 
großer wert, kleine spannung.

Geklaut hier ;) : 
http://www.hanneslux.de/avr/divers/melody/melody03.html

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Z-Dioden machen die ganze Effizienz der Solarzelle bei schönem Wetter 
zunichte. Low-Drop Spannungsregler mit niedrigem Eigenstrombedarf tun 
das nicht. Alternativ zu einem Pufferkondensator können kleine NiMH 
Memory-Akkupacks das ganze System eine lange Weile auch ohne Sonne am 
Leben erhalten. Wenn die Akkus vor dem Spannungsregler angebracht 
werden, hat man eine schön stabile Spannung für den Controller und das 
die ganze Zeit. Wird die Versorgung kritisch, schickt man den Controller 
schlafen.

Autor: Thilo (Gast)
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Ja, Entschuldigung fürs rumpflaumen ;-)

Danke für die Tipps.
Ich nutze übrigens einen 1F Kondensator. Der dürfte unter Nutzung der 
Sleep-Modes ne ganze Weile reichen.

Grüße

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Oder man packt den Controller an eine Pufferbatterie mit max. 4.8V oder 
so. Das sollte auch ohne Spannungsregler immer unter 5.5V bleiben. Mache 
ich bei meiner Uhr so, ist überhaupt kein Problem.

edit: Zu spät...

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Solange der Akku nicht kaputt (hochohmig) ist. Dann kann die Spannung 
nämlich auch unzulässige Werte annehmen.

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