Hallo zusammen, ich möchte vier Analoge Spannung bis ca. 28V mit dem ADC des Atmega1284(int. Vref=2,56V) messen können ohne dabei das zu messende Signal zu belasten/verfälschen. Als Versorgungsspannung für einen OPV(z.B.MCP 604) habe ich allerdings nur 5V/GND zur Verfügung. Wie realisiere ich dies am besten? Gruß NickNack
NickNack schrieb: > ohne dabei das zu messende > Signal zu belasten/verfälschen. Geht nicht, du kannst es nur möglichst wenig verfälschen. Wie stark kannst du das Signal denn belasten?
NickNack schrieb: > ohne dabei das zu messende > Signal zu belasten/verfälschen. geht nicht. Ohne Last kann man nicht messen. Also musst du erst mal festlegen wie hoch die Last maximal sein darf.
@Eumel / @Peter II Da die Signal-Quelle variiert, soll die Belsatung des Signals einfach möglichst gering ausfallen...eine mögliche Signalquelle ist z.B. ein 50kOhm Poti, dessen "Stellung" gemessen werden soll.
@ NickNack (Gast) >Da die Signal-Quelle variiert, soll die Belsatung des Signals einfach >möglichst gering ausfallen Das klingt schon anders. >...eine mögliche Signalquelle ist z.B. ein >50kOhm Poti, dessen "Stellung" gemessen werden soll. Die meisten Multimeter haben 10MOhm Eingangswiderstand, das ist für viele Messungen hochohmig genug. Also bau dir einen Spannungsteiler mit 10MOhm.
Falk Brunner schrieb: > Die meisten Multimeter haben 10MOhm Eingangswiderstand, das ist für > viele Messungen hochohmig genug. Also bau dir einen Spannungsteiler > mit 10MOhm. Ist schon richtig aber er will dich den ADC des ATEMGA1284 benutzen. Da liegt der Eingangswiderstand deutlich niedriger. Ich habe irgendwas von 200kOhm im Kopf.
Eher 10-20 kOhm für eine schnelle Messung. Siehe Datenblatt. Also hochohmiger Spannungsteiler plus OP (hier dann bevorzugt Rail-to-Rail) als Buffer für den ADC.
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Wenn eh schon ein OP her muss, kann man doch eigentlich einen Impedanzwandler vorschalten umd das Signal nur minimalst zu belasten. Dahinter können dann auch widerstandswerte aus der grabbelkiste eingesetzt werden...
Patrick Berninghaus schrieb: > ... kann man doch eigentlich einen Impedanzwandler vorschalten ... Ein Impedanzwandler für 28V benötigt auch eine Versorgung mit mindestens 28V, der TO hat aber nur 5V zur Verfügung.
Theoretisch könntest Du einen Spannungsteiler z.B: 10:1 bauen mit einem endlichen Innenwiderstand. Sagen wir 900k/100k, also 1Meg. Der Innenwiderstand verfälscht natürlich Dein Ergebnis. Jetzt könnte man zusätzlich einen 1Meg parallel schalten und damit könnte man den Fehler kompensieren. Der ADC Fehler ist dann halt 2x drin.
bzw wenn Du die Impedanz kennst, kannst es natürlich einfach rausrechnen
Dieter Werner schrieb: > Ein Impedanzwandler für 28V benötigt auch eine Versorgung mit > mindestens 28V, der TO hat aber nur 5V zur Verfügung. Die Idee ist den (hochohmigen) Spannungsteiler vor den Impendanzwandler zu packen.
jo, damit geht extrem einfach z.B. TS912 in nen sehr hochohmiger Singlesupply OP Amp DA gehst Du dann mit 10MOHm oder mehr drauf da kannst Du dann bei noch höheren Werten auch TAgelang die Ruhespannugn einen 1µf Folienkondensators beobachten :-)
ok, dann wäre dies geklärt, führt mich aber zu einer weiteren Aufgabenstellung: Ich möchte den Messbereich in 3 Stufen umschalten können: 0-5V 0-12V 0-24V Dazu habe ich folgenden Beitrag am ende des Threads gefunden: Beitrag "Messsystem Eingangsbeschaltung - ADC + variabler OP" Wie kann ich eine solche Umschaltung möglichst simpel für die VIER analogen Eingänge(jeder für sich) umsetzen? Gruß NickNack
NickNack schrieb: > Wie kann ich eine solche Umschaltung möglichst simpel für die VIER > analogen Eingänge(jeder für sich) umsetzen? Mit einem analogen Multiplexer plus einer Schutzschaltung, die verhindert dass mehr als die zulässige Spannung anliegen kann. Gruss Reinhard
NickNack schrieb: > Ich möchte den Messbereich in 3 Stufen umschalten können: > 0-5V 0-12V 0-24V > Wie kann ich eine solche Umschaltung möglichst simpel für die VIER > analogen Eingänge(jeder für sich) umsetzen? Den unteren Widerstand des Spannungsteilers einfach mit einem Portpin schalten: wahlweise Ausgang und Low oder Eingang. Der Atmel hat ja schon Schutzdioden, die IIRC 0,5 mA können. Gruß
Joachim schrieb: > Den unteren Widerstand des Spannungsteilers einfach mit einem Portpin > schalten: wahlweise Ausgang und Low oder Eingang. Da der Spannungsteiler vor dem OPV kommen muss und ich mich für einen Eingangswiderstand von 1Mohm entschieden habe, verfälscht da dein avr-EINGANGSwiderstand nicht das Ergebnis?
NickNack schrieb: > Joachim schrieb: >> Den unteren Widerstand des Spannungsteilers einfach mit einem Portpin >> schalten: wahlweise Ausgang und Low oder Eingang. > > Da der Spannungsteiler vor dem OPV kommen muss und ich mich für einen > Eingangswiderstand von 1Mohm entschieden habe, verfälscht da dein > avr-EINGANGSwiderstand nicht das Ergebnis? Hab gerade mal in einem Datenblatt für einen ATMega geschaut. Dort steht nur ein Max.-Wert für Input Leakage Current für -40 °C ... +85 °C, doch dieser Wert beträgt 1 µA, was natürlich schon recht viel wäre. Also ginge das seriöserweise wohl nicht, auch wenn der Wert bei Raumtemperatur deutlich niedriger sein dürfte. Also NFet oder Analogschalter mit geringem Leakage verwenden. Im Zweifel, wenns wirklich "genau" sein muß, geht wohl nur ein (Reed-)Relais. Gruß
Kann ich hierfür einen simplen npn-Transistor im sot23 Gehäuse nehmen? z.B. http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC849_BC850.pdf
NickNack schrieb: > Kann ich hierfür einen simplen npn-Transistor im sot23 Gehäuse nehmen? Nein, bipolare Transistoren sind für sowas völlig ungeeignet, da sie eine deutliche C-E-Durchlassspannung aufweisen, also alles andere als niederohmig mit GND verbinden. MOSFET geht, wenn sowohl On-Widerstand als auch Leckstrom zum Spannungsteiler passen, d.h. den Faktor nicht verfälschen. Gruss Reinhard
Angehängte Dateien:
-
ADC_INPUT.png
7,1 KB
Reinhard Kern schrieb: > MOSFET geht, wenn sowohl On-Widerstand > als auch Leckstrom zum Spannungsteiler passen, d.h. den Faktor nicht > verfälschen. Mit Mosfets habe ich noch keine Erfahrungswerte. Für ein Beispiel mit entsprechendem Rechenweg würde ich mich freuen. Gibt es denn bessere Alternativen zum Mosfet, die möglichst im Platzverbrauch vergleichbar sind? Im Anhang die bisherigen Pläne :)
Jim Meba schrieb: > Dieter Werner schrieb: >> Ein Impedanzwandler für 28V benötigt auch eine Versorgung mit >> mindestens 28V, der TO hat aber nur 5V zur Verfügung. > > Die Idee ist den (hochohmigen) Spannungsteiler vor den > Impendanzwandler zu packen. Was spricht denn eigentlich dagegen, die 5V über einen StepUp auf ca. 30V zu bringen und den Spgteiler dann hinter den Impedanzwandler zu setzen? Hat doch den Vorteil, dass das Eingangssignal nur mit dem Eingangswiderstand des OpAmp belastet wird.
anton schrieb: > Was spricht denn eigentlich dagegen, die 5V über einen StepUp auf ca. > 30V zu bringen und den Spgteiler dann hinter den Impedanzwandler zu > setzen? Hat doch den Vorteil, dass das Eingangssignal nur mit dem > Eingangswiderstand des OpAmp belastet wird. Daß du einen RailToRail Op brauchst der 30V Versorgung kann. Besser du versorgst den OP mit -3 und +32V. Der muss dann bis an 3V an die pos. und neg. Rail können. Dann bräuchtest du +32V und zusätzlich -3V. Also wo ist das Problem mit einem 10M Spannungsteiler und einem 5V RailToRail OP.
Es gibt auch kleine MOSFETs - etwa im SOT23 oder ggf. auch 2 Stück im SO8 Gehäuse. Damit ließe sich der hochohmige Spannungsteiler umschalten. Auch hier begrenzen ggf. Leckströme das ganze. Bei Raumtemperatur wohl noch OK, aber wenn es heiß werden darf wird es so schwer. Als Alternative könnte man auch erst einmal maximal runter teilen und dann hinter dem OP wenn nötig verstärken. Immerhin sind die Anforderungen mit nur 10 Bit für den internen AD nicht so hoch und zwischen dem 24 V und 5 V Bereich ist nicht mal ein Faktor 5. Es könnte dabei einfacher sein einen externen MUX zu nutzen, und dafür nur einen variablen Verstärker zu nutzen - ggf. sogar einfacher einen externen AD mit 12 Bit Auflösung um eine Vergleichbar Auflösung auch ohne Umschaltung zu erhalten.
NickNack schrieb: > ich möchte vier Analoge Spannung bis ca. 28V mit dem ADC des > Atmega1284(int. Vref=2,56V) messen können ohne dabei das zu messende > Signal zu belasten/verfälschen. Ev. wäre es sinnvoll, wenn Du etwas über die Genauigkeitsanforderungen und Rahmenbediungungen schreibst. Auch die Schutzdioden haben Leckströme. Hier sollen sich JFets als Diode geschaltet gut eignen. Der TS912 verlangt: "The magnitude of input and output voltages must never exceed VCC + +0.3V." Deine Schutzschaltung müsste also etwas aufwendiger sein. Diode (oder JFet) geht nicht an 5 V sondern bspw. an 3..4 V; sei es durch Spannungsteiler oder Zenerdiode bereitgestellt und mit 100 nF abgeblockt. Der TS912 geht auch bei einer Belastung von 10 k nicht an die untere Rail sondern nur bis +50 mV. Gruß
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