Hallo zusammen, für eine Schaltung mit möglichst minimalem Stromverbauch möchte ich gerne Eure Meinung zu einer Spannungsauswertung einholen. Ich verwende einen Atmega168P und muss (u.a.) eine Spannung von 0..15V einlesen. Der Controller wird in den Sleep Modus geschickt und wacht alle paar Sekunden kurz zum Messen auf und legt sich wieder schlafen. Das Problem: Im Datenblatt steht (Kapitel 23.6.1), dass der ADC auf Signale mit einer Ausgangs-Impedanz von 10kOhm oder weniger optimiert ist. Lege ich einen Spannungsteiler auf diesen Gesamtwert aus, erhalte ich bei Vmax=15V einen Ruhestrom von 1500µA. Nicht besonders prickelnd. Mit etwas mehr Toleranz bei der Auswertung funktionieren ja auch höhere Werte - bei einem Spannungsteiler mit 39k/18k wäre das eine Ruhestrom von 263µA. Immer noch recht viel... Ich glaube aber viel höher kann ich mit dem Spannungsteiler direkt am ADC nicht gehen, oder? Ich habe jetzt einen Operationsverstärker gefunden, der pro Channel nur 1µA Ruhestrom benötigt: AD8502/AD8504 (Datenblatt: http://www.farnell.com/datasheets/678013.pdf) Ich habe jetzt überlegt, diesen als Impendanzwandler mit einem sehr hochohmigen Eingangs-Spannungsteiler zwischen Messspannung und ADC zu setzen und somit den Strombedarf zu senken. Bei einem Spannungsteiler von 1M/470k käme ich auf einen Ruhestrom von 10µA (+1 µA für den OP). Das finde ich gut :-) Meine Frage ist jetzt, ob ich den Spannungsteiler wirklich so (oder noch hochohmiger) auslegen kann, ohne negative Effekte befürchten zu müssen. Den Ruhestrom möchte ich natürlich gerne so klein wie möglich halten, aber wenn ich mir dadurch eine Art Antenne baue wäre mir damit natürlich auch nicht geholfen ;-) Gibt es da Richtwerte, wie klein der Strom durch den Spannungsteiler sein darf, damit der OP noch sauber messen kann? Gruß, André
Wenn du an den A/D-Eingang einen kleinen (Keramik/Folien)kondenstaor von 10nF nach Masse legst, darf der Spannungsteiler letzlich beliebig hochohmig sein ohne die A/D-Wandlung zu verfälschen, die 10nF machen den Eingang für kurzzeitige Belastung so niederohmig, daß er die 10kOhm unterschreitet. Du musst dann lediglich den Reststrom durch die ATmega-Eingang (max 1uA) und den Fehlstrom durch den Kondensator (daher Folie) beachten der an deinem Spannungsteiler zieht, UND DIE HERABGESETZTE REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT denn der Kondensator muss durch den hochohmigen SPannungsteiler ja erst bis auf's letzte 1/1024tel umgeladen werden.
Wenn du keine hohen Frequenzen messen willst, reicht ein Kondensator zwischen ADC und Masse, das ist immerhin kurzfristig niederohmig. Ein auf 2V aufgeladener 10uF-Folien-C ohne jede weitere Beschaltung direkt am ADC hat bei meinen Versuchen die Spannung minutenlang gehalten. Es fließt also kein Dauerstrom in den ADC, es geht nur darum, den Sample&Hold-Kondensator zügig aufzuladen. EDIT: zu langsam.
Oh - manchmal liegen die Lösungen so nahe :-) Danke sehr!
Viel bringt's allerdings nicht, denn 1uA und 10 bit, also 1/1024tel, benötigt 5k Quellimpedanz damit das 1uA nicht zu mehr Fehler als 1 digit führt. Bei deinem 1M/470k Spannungsteiler kann 1uA schon zu 10% Fehler führen. Es bleibt also zu hoffen, daß die 1uA ein absoluter Grenzwert sind, der nur bei höchster Temperatur (bei der du den uC hoffentlich nicht betreibst) und sonstigen ungünstigen Umständen erreicht wird, und sonst eher die 50nA gelten, die beim Analogkomparatoreingang als Fehlstrom angegeben sind.
André Wippich schrieb: > Gibt es da Richtwerte, wie klein der Strom durch den Spannungsteiler > sein darf, damit der OP noch sauber messen kann? Wenn Du die ganze Geschichte über einen Timer abwickelst kannst Du auch anders arbeiten: Du mißt die Ladezeit von einem Kondensator. Pin auf Low - C ist entladen. Pin auf Input schalten, Kondensator wird durch hochohmigen Widerstand an 15V geladen. Irgenwann erkennt der Input einen Low> high-Übergang: Ladezeit erfaßt, nun läßt sich die Eingangsspannung ausrechnen. Wenn es die restl. (interne) Beschaltung vom uC zuläßt kannst Du den den Pin weiter auf Input lassen, die Spannung am C wird solange ansteigen bis die internen Schutzdioden ansprechen (Vcc+ca. 0,7V). Das ist bei zB. 4,7M Vorwiderstand kein Problem, solange die Versorgungsspannung von uC (geringfügig) belastet ist - zB. durch den uC selber. Dieser "Leckstrom" geht dann quasi in die Strombilanz des uCs ein > ein bischen Strom "gespart" TI hat diesbezüglich ein paar nette ANs zu deren MSP430-Serie. Und wir messen so ohne Probleme bis zu 30V (allerdings liegen die 30V nicht ständig an). Grüße MiWi
Michael Bertrandt schrieb: > Viel bringt's allerdings nicht, denn 1uA und 10 bit, also 1/1024tel, > benötigt 5k Quellimpedanz damit das 1uA nicht zu mehr Fehler als 1 digit > führt. > Bei deinem 1M/470k Spannungsteiler kann 1uA schon zu 10% Fehler führen. > Es bleibt also zu hoffen, daß die 1uA ein absoluter Grenzwert sind, der > nur bei höchster Temperatur (bei der du den uC hoffentlich nicht > betreibst) und sonstigen ungünstigen Umständen erreicht wird, und sonst > eher die 50nA gelten, die beim Analogkomparatoreingang als Fehlstrom > angegeben sind. Sorry ich kann Dir nicht ganz folgen - wie kommst du auf die 5k Quellimpedanz? Du beziehst Dich doch jetzt auf die von mir vorgeschlagene Lösung mit dem Operationsverstärker, oder?
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