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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differentielle Spannungsmessung mittels µC/ADC


Autor: Jan (Gast)
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Hallo zusammen,

ich will die Stromaufnahme einer Schaltung messen und will dies mittels 
µC erledigen. Ich hab schon ein wenig mit einem ATmega8 rumgespielt 
dessen ADC ich mit einem Instrummentenverstärker gefüttert hab 
(Spannungsabfall über einen Shunt mit Hilfe des InAmps (LT1102) 
verstärkt).

Dabei haben mir 2 Sachen nicht gefallen:
- Ausgang des InAmps scheinbar nicht belastbar, beim Messen mit einem MM 
war Verstärkung etc. korrekt aber bei Messen durch den ADC bzw. durch 
einen Kennlinienschreiber waren die Werte erheblich verfälscht. Ich 
denke das man dies mittels eines Impedanzwandlers in den Griff bekommen 
würde.
- Für den InAmp wird eine pos. und eine neg. Versorgungsspannung 
benötigt. Das Ziel meines Aufbaus soll aber eine erhebliche 
Messvereinfachung sein.

Wünschenwert wäre also:
Am besten ein Baustein, der die differentielle Verstärkung übernimmt 
aber nur eine (pos.) Versorgungsspannung benötigt. Denkbar wäre dies 
alles in einem IC der seine Daten per TWI oder SPI an den µC verschickt.

Ansatz ATmega16:
habe gesehen das der ATmega16 die möglichkeit einer Differentiellen 
Spannungsmessung samt verstärkung bietet. Da stellt sich mir die Frage, 
ob für den ATmega16 auch eine pos. bzw. neg. Spannungsversorgung 
benötigt wird.

Könnt ja mal schreiben wir ihr das am ehesten machen würdet (im ideal 
Fall vorschläge für entsprechende Bausteine). Die Strommessung soll im 
Rahmen eines IDDQ-Tests passieren

Gruss
Jan

Autor: Philipp Co (Gast)
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In welchem Bereich befinden sich denn die beiden Potentiale an deinem 
Shunt gegenüber GND?

Autor: Jan (Gast)
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Die beiden Potentiale sind in Bezug auf GND stets positiv (im Bereich 
von 0 bis ca. 2,5 V)

Autor: Philipp Co (Gast)
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Wenn sie den Versorgungsbereich des Mega16 nicht verlassen kannst Du den 
da direkt anklemmen. Oder an den Mega8 einen Subtrahierer hängen, wenn 
der OP bis 0 runter kann und du eh mit 5V versorgst, dann sollte auch 
das reichen.

Autor: Berti (Gast)
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INA155 is ein Single Ended Diff Op Amp. Versuchs mal mit dem - ich hab 
damit gute Erfahrungen gemacht.
Silabs z.B. bietet auch die Möglichkeit einer direkten internen 
Differentiellen Spannungsmessung (z.B. C8051F041 )
Da gibts auch einen HVDA für entsprechend höhere Spannungen.

Autor: Jürgen (Gast)
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Es gibt hier schon komplett fertige Stromwandlerbausteine
z. B. Max472 ( ist schon alt ) aber es gibt auch schon neuere nur mit 
Shunt!

Da kommen dann Werte ala 0-5V / 0-10A raus.

Denke einfacher gehts kaum.

Autor: Torben (Gast)
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INA138 / INA168 oder wie beschrieben wurde direkt mit differential 
Eingängen. Der eventuelle RS232 / USB Anschluss sollte galvanisch 
getrennt sein, weil ansoten die Messergebnisse verfälscht werden.

Autor: Jan (Gast)
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Noch ein Nachtrag:

ein weiteres Problem ist die geringe Stromaufnahme der Applikation. Es 
ist mit Strömen von 0 bis 3000nA zu rechnen. D.h. ich müsste entweder 
einen grossen Shunt verwenden oder viel verstärken um sagen wir mal das 
ganze in einen Bereich von 0 bis 2,5V zu verwandeln. D.h. um bei 3µA 
2,5V am ADC zu haben müsste der Messwiderstand ca. 4,1 kOhm bei einer 
Verstärkung von 200 was die ganze Sache natürlich Fehleranfällig macht 
bzw das gesamte Ergebnis verfälscht. Hat da jemand ne Idee ?

Autor: Philipp Co (Gast)
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Vielleicht direkt einen Transimpedanzwandler? Kannst Du den 
Masseanschluß unterbrechen?

Autor: Peter Dannegger (peda)
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ATtiny261:

15 Differential ADC Channel Pairs with Programmable Gain (1x, 8x, 20x, 
32x)


Peter

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