Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Analog-digital Converter für Azubi


von David (Gast)


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Hallo zusammen,

ich bin ein Azubi (Elektroniker für Geräte und Systeme) bei einem 
Industriebetrieb und habe mir ein Projekt eingebrockt, weil ich den 
Vorschlag gebracht hatte.
Wir messen einen Rundlauf von einer Lagerstelle mit einem Induktivtaster 
und drucken diese Werte auf  teures Papier und daraus kann man erfassen 
ob die Toleranzen passen.
Ich soll nun durch einen A/D wander, den ich selbst bauen soll, diese 
Werte digital an den Rechner übertragen.
Diese Messgenauigkeit soll ich beibehalten, das wäre aufs ym genau.
Den induktivtaster soll ich weiter verwenden. Ich bin schon so weit, 
dass ich herausgefunden hab, dass der Taste eine Halbbrücke hat. Er hat 
eine Ausgangsfrequenz von 15 MHz und eine Spannung von 3V. Um überhaupt 
ein sauberes Analogsignal zu bekommen, brauche ich noch ein 
Messverstärker. Dieser Messverstärker hat eine Ausgangsspannung von 0-10 
V.
Dieses Analogsignal will ich mit einem Microcontroller zu einem 
digitalen wandeln.
Ich habe keine Erfahrung im programmieren, habe aber euer Tutorial schon 
durchgelesen. So schwer ist es nicht einen ADC zu programmieren, oder?
Gearbeitet habe ich noch nicht damit, weil bei mir die Frage besteht, 
wie viele bits brauche ich um auf ym messen zu können. Die formel 
Ulsb=Uref/2(n) bringt mir ja nur wie viele Werte digitalisiert werden 
und wie groß der Spannungsbereich eines Steps ist, oder?
Aber reicht ein 12Bit ADC?
Und auf was muss ich noch vorher achten?
Wie muss ich einen Microcontroller extern Beschalten?
Würde mich über baldige Antworten freuen.

Grüße David

von Karl H. (kbuchegg)


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David schrieb:

> Gearbeitet habe ich noch nicht damit, weil bei mir die Frage besteht,
> wie viele bits brauche ich um auf ym messen zu können. Die formel
> Ulsb=Uref/2(n) bringt mir ja nur wie viele Werte digitalisiert werden
> und wie groß der Spannungsbereich eines Steps ist, oder?

Exakt.
Den allerersten Zusammenhang den du herstellen musst, lautet
Bei welcher Distanzänderung am Sensor, habe ich welche Spannungsänderung 
am ADC.
Das ist alles noch komplett unabhängig davon, welchen ADC du benutzt. Es 
geht einfach nur darum: Wenn sich meine Messgröße um x Einheiten 
verändert, welche Veränderung sehe ich dann am Signal welches ich 
vermessen soll.

Und wenn man das weiß, dann kann man beurteilen, welche Daten der ADC 
haben muss, damit man über den Rückweg aus der Messunschärfe des ADC 
zurückrechnen kann, welcher (Weg-) Änderung das am Sensor entspricht.

von Wolfgang (Gast)


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David schrieb:
> Diese Messgenauigkeit soll ich beibehalten, das wäre aufs ym genau.

Wohl kaum. Mit einer Messgenauigkeit von einem Yokto Meter (10−24 m) 
lägest du typisch 14 Größenordnungen unterhalb eines Atomdurchmessers.
Da hast du dir wohl einen Bären aufbinden lassen.

von Moritz A. (moritz_a)


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Wolfgang schrieb:
> Wohl kaum. Mit einer Messgenauigkeit von einem Yokto Meter (10−24 m)
> lägest du typisch 14 Größenordnungen unterhalb eines Atomdurchmessers.
> Da hast du dir wohl einen Bären aufbinden lassen.

y != µ, auch wenn es so ähnlich ausschaut.

Ist aber auch nicht das erste mal, dass dieser Ersetzungsfehler begangen 
wird, und mit sinnerhaltendem lesen problemlos ausgleichbar.

von David (Gast)


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Ich habe einen Toleranzbereich von 7 ym (MÜmeter ist damit gemeint, 
keine ahnung wie das geschrieben wird =) ) indem meine Messwerte liegen 
oder liegen sollen, sonst ist es komplett aus der Toleranz und würde 
einen Stop der ganzen linie bedeuten.
d.h ich muss nur 7 schritte benutzen?
d.h 3Bit?
Oder verstehe ichs ganz falsch

von Wolfgang (Gast)


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David schrieb:
> ym (MÜmeter ist damit gemeint, keine ahnung wie das geschrieben wird =) )

Dann schreib doch auch "µ" (Taste Alt-Gr + m oder Alt 0181 auf 
Nummernblock)

von Carsten R. (kaffeetante)


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David schrieb:
> Oder verstehe ichs ganz falsch

Jup. Du warst doch schon auf dem richtigen wege. Du brauchst die 
Information in welchem Verhältnis die gemessene Abweichung zur 
ausgegebenen Spannung steht.

Ich Unterstelle zur Erklärung mal 1 Mikrometer entspräche 10 Millivolt. 
Das ist wahrscheinlich falsch und muß durch den Korrekten Wert ersetzt 
werden. Also dient dies nur der Veranschaulichung.

Ein 10-Bit DAC hat 1024 Schritte. Bei 5 Volt Referenz entspricht jedes 
Bit einem Sprung von ca 5 Millivolt. Alles was Du damit mißt ist also 
immer bis zu ca. 2,5 Millivolt höher oder niedriger was dein Messwert 
anzeigt.

Je nachdem wie der Offset ist zeigt dein DAC bis 2,5 mV 0 an, bis 7,5 mV 
bis er schließlich mit 67,5 bis 72,5 mV bei 14 ankommt, was dem Bereich 
von 6,25 bis 7,25 Mikrometern entspräche. Dann mußt du also 2,5 µ zu 
früh oder zu spät alarm schlagen.

Wenn es genauer werden soll, brauchst Du entweder mehr Bits oder Du mußt 
das analoge Signal mit einem OPV (Operationsverstärker) verstärken. 
Beachte aber beim Verstärken darauf, daß alles was höher als die 
Referenzspannung geht nicht mehr gemessen werden kann und zudem der DAC 
davor auch geschützt werden muß. Du handelst Dir also mit dem OPV als 
Vergrößerungsglas einen Tunnelblick ein im Austaush für die höhere 
Auflösung im fokussierten Bereich. Um das zu verdeutlichen habe ich 
bewußt die Referenz niedriger als die 10 Volt angesetzt.

von Peter D. (peda)


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David schrieb:
> Diese Messgenauigkeit soll ich beibehalten, das wäre aufs ym genau.

Damit kann niemand was anfangen.
Die Auflösung muß man immer auf den gesamten Meßbereich beziehen.
Und die Genauigkeit ist sinnvoller Weise etwas schlechter als die 
Auflösung.

Z.B. ich will eine Spannung von 3 .. 7V mit einer Auflösung von 5mV 
messen.
Dann brauche ich einen ADC mit (7-3)/0,005=800 Schritten, d.h. 10Bit 
(1024 Schritte) reichen.

von Carsten R. (kaffeetante)


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neidisch guck

Wenn ich mich nur auch so kompakt zum Ausdruck bringen könnte.
Ich schreib mir immer einen Wolf.

von Noname (Gast)


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Ich würde die Druckausgabedaten in den PC einlesen und diese im PC 
auswerten. Könnte sonst sein, dass Du zu viele Fehler in die 
Analogsignalaufbereitung bekommst.

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