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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Atmega ADC mit -10 bis +10 V benutzen


Autor: Simon (Gast)
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Hallo

ich wuerde gerne mit dem ADC nicht nur Spannungen
von 0-5V Messen sondern auch darueber und darunter (-10V bis +10V).

Also ueber 5V ist mit einem Spannungsteiler kein Problem.
Aber wie mache ich das mit -10V ?

Autor: Wertenbach (Gast)
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Da wirst du wohl mit den OP etwas spielen müssen.

Autor: Muckel (Gast)
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google mal nach Differenzverstärker, das ist wohl die richtige Schaltung 
dafür. Gibt es soweit ich weiß auch als einzelnen IC, da die Schaltung 
wohl sehr genau aufgebaut sein muss.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

Autor: Bratensosse (Gast)
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versuche es mit einer potentialverschiebung mit einer 
sternpunktschaltung

also mit 3 widerständen auf 10V klemmen.... und mit den widerständen 
spielen bis du am sternpunkt 0-5V hast....

du darfst aber den sternpunkt nicht niederohmisch belasten.

Autor: Simon (Gast)
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Das Problem an der Schaltung wird aber sein das
der mir die Differenz der zwei Spannungen ausgibt.
ob die Eingangspannung positiv oder negativ war weisz ich danach nicht
mehr, oder?

Autor: Thilo M. (Gast)
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Ich habe das mal so realisiert:
zwei ADC-Eingänge benutzt, an jeden einen OP gesetzt, der eine als 
invertierenden Verstärker, der Andere nicht-invertierend. Bei 
unterschreiten der Spannung (Binärwert 0) wird der MUX auf den zweiten 
Eingang geschaltet. Wenn beide Eingänge null sind wird abwechselnd 
abgefragt, welcher Eingang ein Signal zeigt.
Die Verstärker müssen natürlich auf die jeweilige Polarität begrenzt 
werden (Diode am Ausgang, vor der Rückkopplung) und ein 8k2 Widerstand 
zum ADC-Eingang als Strombegrenzung.
Bin mit dieser Lösung bisher ganz zufrieden.

Autor: Bratensosse (Gast)
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hallo simon...
klar kannst bestimmen ob die eingangsspannung negativ oder positiv 
war....
die lösung von thilo ist aber weitaus eleganter:-)

kannst ja mal die 3 widerstände simulieren...
geht ja ganz schnell

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Auf uC.net gibts sogar einen Artikel und eine selbstrechnende 
Excel-Tabelle dafür.

Damit kannstu ein Widerstandsnetz berechnen, welches dir deine -10..10V 
auf 0..5V abbildet. Damit erledigt sich das mit positiv oder negativ 
auch von alleine (0..2.5V entsprechen -10..0V und 2.5V..5V entsprechen 
0..10V).

Autor: Thilo M. (Gast)
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Dann kannst du auch den Differential-Mode benutzen, dann kommt schon das 
richtige Ergebnis 'raus (siehe Datenblatt).

Autor: Weinga-Unity (Gast)
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Hallo,
also ich verwende für solche Aufgaben gerne folgende Schaltung (siehe 
PDF im Anhang). Vorteil ist, dass man keine negativen Spannungen für 
einen OPV benötigt. Die 3.33V kann man z.B. mit einem OPV, der mit 5V 
versorgt wird, erzeugen lassen.

mfg W.K.

Autor: yalu (Gast)
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Die Lösung von Bratensosse mit den drei Widerständen ist sicher die
billigste und linearste. Folgende Dimensionierung kommt ohne
zusätzliche Hilfspannungen aus:

  Signal über 20k an den ADC
  5V     über 10k an den ADC
  GND    über 20k an den ADC

Natürlich gehen auch andere Widerstandswerte, nur das Verhältnis 2:1:2
muss stimmen.

Damit ist Ua=(Us+10V)/4 bzw. Us=4*Us-10V (Us ist die Signalspannung
(-10V bis +10V), Ua die am ADC gemessene Spannung (0 bis 5V)).

Autor: Magnus Müller (Gast)
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Und wenn Jemand wissen will, welche Ausgangsimpedanz dieser 
Spannungsteiler hat...: es sind 5kOhm.

Gruß,
Magnetus

Autor: Gast (Gast)
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Und wenn jemand wissen will, wie man diese Widerstände geschickt 
realisiert:
die jeweils größeren Widerstände direkt verwenden (hier 20k, oder auch 
22k oder 10k). Den kleineren Widerstand aus der Parallelschaltung zweier 
erstgenannter Widerstände 'herstellen'.
Sind alle Widerstände aus einer Serie (Metallfilm mit 1% vorausgesetzt) 
kann man davon ausgehen, daß sie untereinander nur geringe Abweichungen 
aufweisen. So erreicht man eine sehr gute Grundgenauigkeit.

Man braucht also von einem Widerstandswert exakt vier Stück.

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