Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATmega: interner Tempsensor


von Ben (Gast)


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Hallo,

erstmal: mir ist bewusst dass der interne TempSensor der ATmegas von der 
Genauigkeit unterirdisch ist.
Was mich beschäftigt: Laut DB muss bei Verwendung des Sensors die 
Referenzspannung auf 1.1V intern gesetzt werden.
Weiter heißt es, ich darf die internen Referenzen 1.1V und Vcc nicht 
auswählen, wenn ich bei meinem Hardwareaufbau den Aref-Pin mit einer 
externen Referenz verbunden habe (Kurzschlüsse etc).

Diese beiden Aussagen verbunden ergeben ja, dass ich auf einem Board mit 
externer 5V Referenz am Aref Pin den internen Tempsensor sowieso nicht 
benutzen kann/darf, und sich jede weitere Überlegung bzgl. Genauigkeit 
sowieso erledigt hat. Richtig?

von Karl H. (kbuchegg)


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Ben schrieb:
> Hallo,
>
> erstmal: mir ist bewusst dass der interne TempSensor der ATmegas von der
> Genauigkeit unterirdisch ist.
> Was mich beschäftigt: Laut DB muss bei Verwendung des Sensors die
> Referenzspannung auf 1.1V intern gesetzt werden.

Wenn man jetzt noch wüsste von welchem konkreten Mega du redest, könnte 
man mal im Datenblatt nachsehen, ob dieses muss ein tatsächliches 
technologisches muss ist, oder ob es sich dabei nicht eher (was ich 
denke) um einen Vorschlag handelt, welche Referenzspannung man nehmen 
soll, damit man den Spannungsbereich des Tenmperatursensors möglichst 
gut ausreizt.

Ich kann mir nämlich nicht vorstellen, dass man zwar einen 
Temperatursenosor zur Vermessung an den Messeingang des ADC schalten 
kann, es aber einen technologisch zwingenden Grund gibt, warum man da 
unbedingt die 1.1V Referenz nehmen muss, weil du sonst irgendwas 
ruinierst. Willst du deine Wohnung ausmessen, dann wird wohl ein 
Massband mit Zentimetereinteilung das sinnvollste sein. Aber das ist 
kein so zwingender Grund, als dass du nicht auch einen Meterstab mit 
Dezimetereinteilung nehmen könntest. Das Ergebnis wird ungenauer, aber 
können kannst du, wenn dir das Spass macht.

: Bearbeitet durch User
von spess53 (Gast)


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Hi

>Wenn man jetzt noch wüsste von welchem konkreten Mega du redest, könnte
>man mal im Datenblatt nachsehen, ...

Der Temperatursensor ist eher die Domäne der ATTinys.

>Ich kann mir nämlich nicht vorstellen, dass man zwar einen
>Temperatursenosor zur Vermessung an den Messeingang des ADC schalten
>kann, ....

Sehe ich ähnlich. Allerdings vermindert ein höhere Referenzspannung den 
nutzbaren Bereich (230 ... 370 LSB bei -45...85°C) noch weiter.

MfG Spess

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Karl Heinz schrieb:
> Ich kann mir nämlich nicht vorstellen, dass man zwar einen
> Temperatursenosor zur Vermessung an den Messeingang des ADC schalten
> kann, es aber einen technologisch zwingenden Grund gibt, warum man da
> unbedingt die 1.1V Referenz nehmen muss, weil du sonst irgendwas
> ruinierst

ATMEL:
 "Selecting the ADC8 channel by writing the MUX3...0 bits in ADMUX
 register to "1000" enables the temperature sensor. The internal 1.1V
 voltage reference must also be selected for the ADC voltage reference
 source in the temperature sensor measurement"

 ATMega 48P-328P.
 Hmmm.
 Habe ich auch nicht vorher gemerkt.
 Nur das mit dem Kurzschluss ist mir nicht ganz klar.

: Bearbeitet durch User
von Ben (Gast)


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Karl Heinz schrieb:
> Wenn man jetzt noch wüsste von welchem konkreten Mega du redest, könnte
> man mal im Datenblatt nachsehen, ob dieses muss ein tatsächliches
> technologisches muss ist, oder ob es sich dabei nicht eher (was ich
> denke) um einen Vorschlag handelt, welche Referenzspannung man nehmen
> soll, damit man den Spannungsbereich des Tenmperatursensors möglichst
> gut ausreizt.

Sorry Karl Heinz, dachte die wären da soweit gleich.
Das DB deckt den ATmega48A bis 328A ab.
Ich zitiere nochmal:
1
The temperature measurement is based on an on-chip temperature sensor that is coupled to a single ended ADC8
2
channel. Selecting the ADC8 channel by writing the MUX3...0bits in ADMUX register to "1000" enables the temperature sensor. The internal 1.1V voltage reference mustalso be selected for the ADC voltage reference source
3
in the temperature sensor measurement. When the temperature sensor is enabled, the ADC converter can be
4
used in single conversion mode to measure the voltage over the temperature sensor.

Für mich liest sich das eher wie ein "technologisches Muss". Deinen 
Gedankengang hatte ich auch schon (Also 5V extern als Referenz 
benutzen).
Wenn ich mich nicht vertan habe stehen dann bei 5V extern die Werte 
0-225 für die Temperatur zur Verfügung.
Die Frage ist ob man das darf.

von Karl H. (kbuchegg)


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Marc Vesely schrieb:
> Karl Heinz schrieb:
>> Ich kann mir nämlich nicht vorstellen, dass man zwar einen
>> Temperatursenosor zur Vermessung an den Messeingang des ADC schalten
>> kann, es aber einen technologisch zwingenden Grund gibt, warum man da
>> unbedingt die 1.1V Referenz nehmen muss, weil du sonst irgendwas
>> ruinierst
>
> ATMEL:
>  "Selecting the ADC8 channel by writing the MUX3...0 bits in ADMUX
>  register to "1000" enables the temperature sensor. The internal 1.1V
>  voltage reference must also be selected for the ADC voltage reference
>  source in the temperature sensor measurement"


Ich denke, das ist das übliche 'must' in englischen Datenblättern, wie 
es auch in Standardbeschriebungen zu lesen ist. Wenn etwas unbedingt 
einzuhalten ist, dann wird da 'shall' benutzt.
Im Blockschaltbild sieht man, dass es keine direkte Verbindung vom 
Temperatursensor zur Bandgap SPannung gibt. D.h. man könnte im Prinzip 
jede Referenzspannung benutzen. Allerdings bei einem nutzbaren 
Spannungsbereich von 242mV bis 380mV von diesem Sensor wird man da mit 
einer anderen Referenz nichts sinnvolles mehr rauskriegen, weil die 
AUflösung hinten und vorne nicht ausreicht.

Im Zweifel, einfach ausprobieren.

von Ben (Gast)


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Marc Vesely schrieb:
> Nur das mit dem Kurzschluss ist mir nicht ganz klar.
1
If the user has a fixed voltage source connected to the AREF pin, the user may not use the other reference voltage
2
options in the application, as they will be shorted to the external voltage

von Karl H. (kbuchegg)


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Ben schrieb:

> Wenn ich mich nicht vertan habe stehen dann bei 5V extern die Werte
> 0-225 für die Temperatur zur Verfügung.

Nö. Eben nicht.
Rechne mal aus, welche ADC Werte du bei 0.24V bzw. 0.38V kriegst, wenn 
du eine 5V Referenz benutzt.

0.24     ADC liefert 49
0.38     ADC liefert 77

Das ist ein Unterschied von 28 ADC Einheiten.
Diese 28 ADC Einheiten überstreichen aber einen Bereich von 130°
D.h. die Auflösung dieses Thermometers ist unterirdisch mies. Selbst 
schätzen ist da genauer.

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (thomase)


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spess53 schrieb:
> Sehe ich ähnlich. Allerdings vermindert ein höhere Referenzspannung den
> nutzbaren Bereich (230 ... 370 LSB bei -45...85°C) noch weiter.

Im Vergleich der Messungen gegen Vcc und gegen ARef11 errechnen sich 
aber etwa die gleichen Spannungen. Abgesehen von dem "Rundungsfehler" 
durch die unterschiedlichen Auflösungen.

mfg.

: Bearbeitet durch User
von Ben (Gast)


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Karl Heinz schrieb:
> Nö. Eben nicht.
> Rechne mal aus, welche ADC Werte du bei 0.24V bzw. 0.38V kriegst, wenn
> du eine 5V Referenz benutzt.

Da hast du natürlich recht.
Diese Milivoltangaben hab ich rgad erst rausgelesen, habe irgendwie 
impliziert dass der Sensor 0-1,1V ausgibt :/

Gepaart mit der Genauigkeit von +- 10°C ist der Sensor dann nicht zu 
gebrauchen. Aber, das hab ich ja eigentlich eingangs schon geschrieben 
:-)

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Ben schrieb:
> If the user has a fixed voltage source connected to the AREF pin, the
> user may not use the other reference voltage
> options in the application, as they will be shorted to the external
> voltage

 Was sollte da angeschlossen sein und warum ?
 Entweder AVCC oder intern 1.1V, alles andere ist mehr als übertrieben
 optimistisch.
 Und wenn man schon eine so hochpräzise Referenz haben will, dann
 bestimmt nicht für Temperaturmessungen, wo sogar ATMEL sagt, dass
 die Genauigkeit +/- 5K ist.

Karl Heinz schrieb:
> D.h. die Auflösung dieses Thermometers ist unterirdisch mies. Selbst
> schätzen ist da genauer.

: Bearbeitet durch User
von Ben (Gast)


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Marc Vesely schrieb:
> Was sollte da angeschlossen sein und warum ?
Eine externe Referenzspannung.

Marc Vesely schrieb:
> wo sogar ATMEL sagt, dass
>  die Genauigkeit +/- 5K ist.

+- 10°C (Sorry für den Klugschiss ;-) )

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Ben schrieb:
>> Was sollte da angeschlossen sein und warum ?
> Eine externe Referenzspannung.

 Mit +/- 2 LSB Fehler ?
 Mit 0.5 LSB Integral Non-linearity (Praktisch +/- 1 LSB) ?
 1.0V wird zwischen 0.993V und 1.007V angezeigt, mit oder ohne externe
 (Hochpräziser) Referenzspannung.

 Wozu ?

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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Marc Vesely schrieb:

>  Wozu ?

Externe Referenzspannung nimmt man dann, wenn man nicht mit der Bandgap 
oder der Versorungsspannung arbeiten will. ZB um den möglichen 
Wertebereich eines Spannungsteilers ausschöpfen zu können, von dem man 
weiss, dass die abgenommene Spannung nie größer als (Hausnummer) 2.8V 
werden wird.

Gesehen oder benötigt hab ich das auch noch nie. Aber es könnte 
vorkommen. Und dann ist es gut, wenn man bei einer 5V Versorgung eine 
Referenzspannung von 3V vorgeben kann.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Karl Heinz schrieb:
> Gesehen oder benötigt hab ich das auch noch nie.
 Ich auch nicht.

> Aber es könnte vorkommen.
 Ja. Aber dann wird man mit Sicherheit nicht die Temperatur messen.

von Ben (Gast)


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Marc Vesely schrieb:
> Mit +/- 2 LSB Fehler ?
>  Mit 0.5 LSB Integral Non-linearity (Praktisch +/- 1 LSB) ?
>  1.0V wird zwischen 0.993V und 1.007V angezeigt, mit oder ohne externe
>  (Hochpräziser) Referenzspannung.
>
>  Wozu ?

Sinn oder Unsinn von externen Referenzspannungen hin oder her:
Ursprünglich stand da dein Kommentar:
> Nur das mit dem Kurzschluss ist mir nicht ganz klar.

Diesen hab ich dir mit einem Zitat aus dem DB beantwortet.
Erst danach hast du angefangen, von einen Schauplatz in den nächsten zu 
stürzen.
Ist dir jetzt klar wieso ich zwecks dem Kurzschluss nachgefragt habe?

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Ben schrieb:
> Ist dir jetzt klar wieso ich zwecks dem Kurzschluss nachgefragt habe?

 Ja.
 Datenblätter kann ich auch lesen, dankeschön.
 Was ein Kurzschluss ist, weiss ich auch so ungefähr.
 Nur ist mir nicht ganz klar, warum jemand externe Referenz benutzen
 sollte, um damit einen Kurzschluss zu verursachen, wenn im DaBla
 ausdrücklich steht, man sollte das nicht tun.

von Ben (Gast)


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Marc Vesely schrieb:
> Nur ist mir nicht ganz klar, warum jemand externe Referenz benutzen
>  sollte, um damit einen Kurzschluss zu verursachen, wenn im DaBla
>  ausdrücklich steht, man sollte das nicht tun.
Jetzt haben wir uns einmal im Kreis gedreht, wie schön.

Danke Karl Heinz nochmal für den Denkanstoß!

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